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6.6 探究滑轮的作用
如图为建筑工地上工人建筑滑轮把物料缓慢提起来的场景，那么什么是滑轮，这些滑轮在使用时的作用是什么呢？让我们带着这些问题一起开始今天的学习。
一、动滑轮和定滑轮
活动1 用滑轮把钩码提起来
1.观察滑轮，说出它的结构。
轴
框
周边有槽的轮
2.用滑轮提起钩码
实验器材
铁架台
钩码、细线
滑轮
实验要求
利用滑轮把钩码提起来，并画出实验装置的示意图。
实验结论
3.滑轮的分类
滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，分为定滑轮和动滑轮两种。
（1）定滑轮：使用时轴固定不动，如图甲。
（2）动滑轮：使用时轴与重物一起移动，如图乙。
甲
乙
想一想
在活动1的两种实验方案中，分别用定滑轮和动滑轮提起质量相等的钩码，拉力的大小是否相同？说说你的想法。
二、探究滑轮的作用
活动2 两类滑轮的比较
A.使用定滑轮有什么好处
实验器材
滑轮、钩码、细线、铁架台、弹簧测力计
A.使用定滑轮有什么好处
实验过程
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码的重力，再按如图所示用弹簧测力计测量拉力，改变钩码的数量或拉力的方向，比较每次拉力和钩码重力的大小关系。
A.使用定滑轮有什么好处
实验结论
从实验中可以得出结论：使用定滑轮不省力，但可以改变拉力的方向。
实验拓展
在该实验中，使用定滑轮不能省距离，即绳子自由端移动的距离（s）等于重物提升的高度（h），s=h。
B.使用动滑轮有什么好处
实验过程
按图示所示的方法，通过动滑轮来提起钩码，读出弹簧测力计的示数F，并与钩码的重力G相比较。
B.使用动滑轮有什么好处
实验结论
从实验中可以得出结论：使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向。
实验拓展
在该实验中，使用动滑轮费距离，绳子自由端移动的距离（s）等于重物提升的高度（h）的2被，即s=2h。
练一练
【例1】学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉绳子，国旗就会上升。关于这个滑轮下列说法正确的是（　　）
A．是一个定滑轮，可以改变力的方向
B．是一个动滑轮，可以改变力的方向
C．是一个定滑轮，可以省力
D．是一个动滑轮，可以省力
A
活动3 使用滑轮的理论分析
滑轮属于杠杆类机械，活动2实验得出的两个结论，可以用杠杆平衡原理进一步论证。
（1）定滑轮的实质
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
(1)定滑轮的实质
①使用定滑轮时，相当于一个等臂杠杆，定滑轮的轴是杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于定滑轮的半径。
②根据杠杆平衡条件公式可知，在忽略摩擦和绳重的情况下，绳子自由端的拉力等于物体的重力，即F=G。
（2）动滑轮的实质
F1
F2
O
L1=L2
L1
L2
(2)动滑轮的实质
①在使用动滑轮时，若两边绳子平行，则动滑轮是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
②根据杠杆平衡条件公式可知，在忽略摩擦、绳重和滑轮重的情况下，绳子自由端的拉力等于物体的重力的一般，即F=G/2。若不能忽略滑轮自重，则F=G物+动/2。
练一练
【例2】同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计。则（　　）
A．手的拉力：F甲=F乙
B．手的拉力：F甲＜F乙
C．手的拉力：F甲＞F乙
D．无法确定
C
想一想
使用定滑轮能改变力的方向，使用动滑轮能省力，如果我们把他们组合起来，构成滑轮组，是否能达到既省力又可以改变力的方向的目的呢？
三、滑轮组
活动4 使用滑轮组时拉力与物重的关系
实验器材
滑轮、钩码、细线、铁架台、弹簧测力计
实验过程
请把一个定滑轮与一个动滑轮组合成如图所示的滑轮组，并测出不同情况下拉力F和钩码的重力G，填入表格中。
a
b
c
实验过程
实验序号 钩码的重力G/N 弹簧测力计的拉力F/N 吊起动滑轮的绳子股数n
（a）
（b）
（c）
实验结论
（1）从实验记录表中可以找出F、G和n的关系：F= G。
n
1
（2）实验表明：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重、绳子自重和摩擦不计，动滑轮被几根绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
实验拓展
（1）若绳子自重和摩擦忽略不计，而动滑轮自重不能忽略时，动滑轮被几根绳子吊起，绳子自由端所用的力就是物重和动滑轮重之和的几分之一。
（2）动滑轮被几根绳子吊起，绳子自由端移动的距离（s）就是物体提升高度（h）的几倍，即：s=nh。
实验拓展
（1）用如图所示的方式用滑轮组拉重物时，若绳重和滑轮重，绳子和滑轮间的摩擦忽略不计时，动滑轮被几根绳子拉住，绳子自由端拉力就是物体和地面摩擦力的几分之一。。
F
练一练
【例3】使用滑轮组肯定做不到的是（　　）
A．既省力又改变用力的方向
B．既省力又省距离
C．省力，但没有改变用力的方向
D．以上三种情况都有可能
B
练一练
【例4】某同学利用滑轮组提升重物，当绳子的自由端被拉下2m时，发现重物升高了0.5m，已知重物的质量为50kg，若不计摩擦和滑轮重，则拉绳子的力应为（g取10N/kg）（　　）
A．12.5N
B．125N
C．250N
D．2000N
B
【解析】解：重物受到的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
当绳子的自由端被拉下2m时，发现重物升高了0.5m，承担物重的绳子股数：n= =4，不计摩擦和滑轮重，作用在绳子自由端的拉力：
F= ×500N=125N。
探究滑轮的作用
滑轮
课堂小结
定滑轮
动滑轮
特点：可以改变力的方向，不能省力
实质：等臂杠杆
特点：可以省力，但不能改变力的方向
实质：省力杠杆
滑轮组
F=G/n
s=nh

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