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第2节 滑轮
第十一章 机械与功
滑轮是一个周边有槽，并可以绕轴转动的轮子.
凹槽
轴
小轮
1.会识别定滑轮和动滑轮。
2.能通过实验，知道定滑轮和定滑轮的特点。
3.了解滑轮组的结构，并知道滑轮组中施加的拉力与被提物体重力的关系。
任务一
定滑轮
活动1：小组按照如图装置组装实验器材并进行实验，不同方向匀速拉动弹簧测力计使物体上升，观察弹簧测力计示数。
F3
F1
F2
G
G
G
试比较F1、F2、F3的大小
F1 = F2 = F3
结论：使用定滑轮不省______,但可以改变施力的________.
力
方向
问题1：在实验中，为什么要匀速拉动弹簧测力计？
只要匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时，拉力大小才稳定，且弹簧测力计示数稳定，易于读数。
在理想情况下，使用定滑轮时，F=G，但在实际情况下，由于摩擦的存在，拉力总是大于钩码的重力。
问题2：在探究定滑轮特点时，为什么拉力F的示数总是略大于钩码的重力？
活动2：仔细观察下图，注意力的方向及大小.并与同学一起讨论，你们都在哪些场合见过这种滑轮，它能给我们带来哪些方便？
如升国旗时使用的是定滑轮，定滑轮能够改变力的方向，使操作方便.
虽说不能省力，但向下拉可比向上提要舒服得多.
问题：理论分析定滑轮的实质。
理论分析
转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。
L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物
F1 = G物
定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。
L2
L1
O
F2
F1
任务二
动滑轮
活动1：小组合作完成课本P79页“实验探究”，探究动滑轮的特点。
动滑轮、钩码若干、弹簧测力计两个、细绳、铁架台、刻度尺
实验器材：
使用动滑轮可能省力.
猜想与假设：
①测量G动，组装试验装置；
②挂上钩码，读出测力计示数F1和F2，观察是否相等，用F2竖直向上匀速拉测力计，测出钩码上升高度和绳子自由端移动距离；
③改变钩码重力重复实验
实验步骤：
【视频】使用动滑轮
物理量 G动/N G物/N 左测力计示数F1/N 右测力计示数F2/N 物体上升高度h/cm 绳子自由端移动距离S/cm
1 0.1 0.5 0.30 0.30 7.0 14.0
2 0.1 1.0 0.55 0.55 5.7 11.4
3 0.1 1.5 0.80 0.80 3.8 7.6
实验数据的统计：
问题1：以动滑轮为研究对象，画出其受力示意图。动滑轮受到几个力？这几个力有什么关系？如果G动=0，关系是什么？
F1
G动
F2
F拉=G物
动滑轮重力不为零时：F1+F2=G物+G动
动滑轮重力为零时：F1+F2=G物
问题2：分析实验数据，总结定滑轮的特点。
h
2h
提升滑轮
①不计G动及绳重和摩擦，使用动滑轮省一半力，即2F=G物或F= ；若考虑G动而不计绳重和摩擦，则：2F=G物+G动或F= .
②使用动滑轮费一倍距离，即：绳子自由端移
动的距离是物体上升高度的2倍，s=2h；
③绳子自由端移动的速度是物体移动速度的2倍；
④不可以改变力的方向。
v绳=2v物
活动2：理论分析动滑轮的实质。
支点是 A 点还是 O 点？
∵ G · R = 2R · F
F =
=
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆.因此能省一半力.
杠杆的支点在 O 点处
O
A
F
L2 = R
L1= 2R
O
G
F
G
活动小结
1.定滑轮：轴固定不动的滑轮。
2.动滑轮：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮。
3.动滑轮和定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向，而且费距离。
任务三
滑轮组
活动：观察右图甲、乙两个滑轮组，说出它们的相同点和不同点。下表是在理想条件下甲、乙滑轮组提升物体的数据。小组交流讨论：
滑轮组 物重G/N 拉力F/N 物体上升高度h/cm 绳子自由端移动距离s/cm
甲 6 2 2 6
9 3 3 9
乙 9 3 2 4
9 4.5 3 6
甲
乙
相同点：甲、乙都是由一个动滑轮和一个定滑轮组合成的滑轮组；
不同点：图甲轮滑组有三股绳拉着动滑轮，图乙轮滑组是两股绳拉着动滑轮。
问题2：绳子自由端移动的距离s和物体上升的高度h的关系又是什么？
问题1：分析实验数据，拉力和重物的关系是什么？
用滑轮组提升物体时，动滑轮上有几段绳子承担物重，拉力就是物重的几分之一。
动滑轮上有几段绳子承担物重，绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍。
活动小结
1.滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。
2.用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担重物，提起物体的力就是物重的几分之一，绳子自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍。
1.如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A，不考虑摩檫，三个力的大小关系是（ ）
A.F1＜F2＜F3
B.F1=F2=F3
C.F1＞F2＞F3
D.F1＞F2=F3
B
2.如图所示，用滑轮提升重为G=100 N的物体，使物体以0.2 m/s的速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动=10 N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是（ ）
A.55 N，0.1 m/s
B.210 N，0.1 m/s
C.55 N，0.4 m/s
D.210 N，0.4 m/s
B
3.如图所示，在一水平地面上，木箱重400 N，受到的摩檫力为200 N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3 m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩檫力），下列说法正确的是（ ）
A.拉力F的大小为400 N
B.拉力F的大小为200 N
C.绳自由端移动了6 m
D.绳自由端移动了9 m
C
总结：请画出本节内容的思维导图
滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
轴不随物体一起运动的滑轮
不省力，也不费距离，但可以改变力的方向
实质：等臂杠杆
轴随物体一起运动的滑轮
省力，但费距离，且不能改变力的方向
实质：省力杠杆
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力F=（G+G动）
绳子自由端的距离s=nh

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