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第九章　第二节　滑轮
滑轮组
第2课时
1
知道滑轮组的使用方法及特点。
2
会根据要求使用和组装滑轮组。
3
能够根据滑轮组的特点解决简单的问题。
1. 使用定滑轮______力，______距离；但可以______力的方向。其实质是一个______杠杆。
2. 使用动滑轮______省力，但____距离；且________力的方向。其实质是一个_____________________的____力杠杆。
不省
不省
改变
等臂
可以
费
不改变
动力臂是阻力臂二倍
省
一、探究滑轮组的工作特点
【活动1】能否用以下器材组装一套既可以省力，又能改变力的方向的装置？试试看。
【活动1】你做到了吗？
【思考】尝试拉动细线自由端提起钩码，你发现了这两种装置绕线方式有什么不同吗？
①绳子的起点 ②拉力的方向 ③拉力的大小 ④移动的距离
不同
不同
不同
不同
滑轮组
(1) 定滑轮与动滑轮组合在一起，构成 。
(2)使用滑轮组既可以改变力的 ，又可以 力，但要 距离。
滑轮组
方向
省
费
(1)实验设计
如图所示组装滑轮组，分别测出不同绕绳情况下绳子自由端拉力的大小。
(2)实验步骤
实验过程：①用如图甲所示方式组装滑轮组，测出
重物的重力、重物移动的距离、拉力作用点移动的距离，读取弹簧测力计的示数。
②用如图乙所示方式组装滑轮组，重复①的实验过程。
【活动2】探究滑轮组的工作特点
数据纪录表格：
测量数据 甲图方式 乙图方式
物重G/N
物体移动方向
物体移动距离h/m
与动滑轮相连的绳子段数n
拉力F/N
拉力方向
拉力移动距离s/m
(3)分析数据，得出结论：
使用滑轮组，既可以省 ，又可以 ，但是费 。
(4)思考讨论
①对于用一根绳子组装的滑轮组而言，拉力F与动滑轮相连的绳子段数n有什么关系呢？(不计绳重，动滑轮重和摩擦)
答案　拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即：F=。
力
改变用力的方向
距离
②绳子自由端移动距离s与物体移动距离h之间有什么关系呢？
答案　若吊起动滑轮的绳子段数为n，则有：s=nh。
③若考虑动滑轮的重力，不计绳重和摩擦，上面的关系式还成立吗？关系式应该是什么？
答案　F=不再成立，应为：F=(G+G动)；s=nh依然成立。
总结提升
滑轮组的组装技巧(奇动偶定)
(1)确定绳子的段数。
(2)滑轮组的绕绳方法
当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。
1.若不计绳重和摩擦，每个滑轮重20 N，则拉力和绳端移动的距离分别是多少？
学以致用　
60
20
40
30
40
30
30
40
2.汽车重2×104 N，陷入泥中，受到的阻力为3×103 N。用如图所示装置，不计绳重及摩擦，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？
解：由题图可知，有3段绳子连接动滑轮，则
F=F阻=×3×103 N=1×103 N
二、滑轮组的应用
在某商店建设的过程中，吊车起到了重要作用，吊车结构如图所示，吊车的吊臂OAB粗细不计，可看作杠杆，吊臂B端连着滑轮组。某次作业中，滑轮组上每股钢丝绳的拉力F为8 000 N，将重物由地面匀速起吊到6 m的高度，用时20 s，忽略滑轮组、钢丝绳和吊臂的重力及各种摩擦。求：
(1)钢丝绳自由端的速度大小。
解：物重由3段绳子承担，n=3，
钢丝绳自由端移动的距离s=nH=3×6 m=18 m，
钢丝绳自由端的速度大小v===0.9 m/s。
(2)重物受到的重力大小。
解：忽略滑轮组、钢丝绳和吊臂的重力及各种摩擦，由F=G得，重物受到的重力大小G=3F=3×8 000 N=24 000 N。
(3)将重物起吊到最高点静止时，吊臂B端受到竖直向下的总拉力约为30 000 N，立柱CA恰好竖直，此时吊臂支点O到立柱CA的距离OC=1 m，立柱CA与重物吊绳之间的距离CD=4 m，此时立柱CA对吊臂A点竖直向上的支持力F1的大小。
解：根据杠杆平衡条件，F1×OC=F'×(OC+CD)，F1×1 m=30 000 N×(1 m +4 m)，解得F1=1.5×105 N。
1.关于滑轮组，下列说法正确的是(　　)
A.一定省力，又能改变力的方向
B.可以省力，但不能改变力的方向
C.不一定省力，但一定能改变力的方向
D.可以同时省力、改变用力的方向，但不能省距离
D
2.(2024·兰州一模)将物体A、B置于如图所示的装置中，5 s内物体B恰好匀速下降1 m，则物体A的速度为　　　 m/s，已知A重30 N，B重5 N，则A所受桌面的摩擦力为　　 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
0.1
10
解析　题图所示装置，左侧为动滑轮，右侧为定滑轮，绳子段数为2，B挂在绳子自由端，因此5 s内物体A移动的距离为：
sA===0.5 m，
物体A的速度为：
vA===0.1 m/s；
不计绳重和摩擦时，每段绳子上的力都相等，动滑轮受到向右的力F=nGB=2×5 N=10 N，根据力的平衡条件可得物体A所受桌面的摩擦力Ff=F=10 N。

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