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第 2节 滑轮及其应用
第十章 机械与人
1.知道什么是定滑轮、动滑轮及其特点。能根据杠杆的平衡条件对两种滑轮进行理论分析。
2.知道使用滑轮组时拉力与物重的关系，会组装简单的滑轮组。
学 习 目 标
旗杆上的滑轮
新 课 引 入
这些滑轮的结构有何特点？
滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮．
凹槽
轴
小轮
新 课 讲 解
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢
旗杆顶端的滑轮
电动机下面的滑轮
货物上升时，电动机下面的滑轮随物体一起移动。
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
想 想 议 议
滑轮使用时，根据轴的位置是否移动，可分为定滑轮和动滑轮两种
使用时轴固定不动，叫定滑轮
使用时轴和重物一起移动，叫动滑轮
一、定滑轮和动滑轮
1.定滑轮特点
按照图甲、乙所示的做法进行实验，比较两弹簧测力计示数的大小和拉力的方向．
拉力F＝G，拉力的方向相反．
使用定滑轮时虽然不省力，但却能改变力的方向．
甲
乙
G
F
实 验
O
L2
L1
定滑轮实质上是一个等臂杠杆，支点在轴心O处，动力臂等于阻力臂（L1＝L2），均为滑轮的半径．
G
F1
2.定滑轮实质
按照图甲、丙所示的做法进行实验，比较两弹簧测力计示数的大小和拉力的方向．
拉力F＝—G，拉力的方向相同．
利用动滑轮提升重物时，所用的拉力与物体的重力的关系是F＝—G，它不能改变力的方向．
甲
丙
G
F
1
2
1
2
3.动滑轮特点
实 验
O
L1
L2
动滑轮实质上是一个支点在边缘O处、动力臂为阻力臂2倍（L1＝2L2）的杠杆．
F
G
4.动滑轮实质
用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（ ）
A． F1>F2>F3 　 B． F2>F3>F1 　
C． F2>F1>F3 　 D． F3>F1>F2
D
丙
F3
乙
F2
甲
F1
练一练
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组．
结论：使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向．
二、滑轮组
利用一个定滑轮和一个动滑轮，可以有几种组合方式？
实验
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）
结论：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重、绳子自重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
即：
利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？
思 考
F
F
讨论：这两种绕线方法有什么不同？
画一画
F
F
你发现了什么规律？
结论：
n为承担物重的绳子段数。
讨 论
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，则至少要用多大的力才能将汽车拉出？
F
练一练
实验表明，使用滑轮组拉重物时，若动滑轮重和绳与滑
轮间的摩擦不计，动滑轮被几股绳子拉住，所用的力就
是物体与接触面摩擦力的几分之一，即 。
如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。
F
.
f
T
拓 展
定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 使用时，其轴固定不动的滑轮 使用时，轴随物体一起运动的滑轮 动滑轮和定滑轮组合在一起的装置
实质 等臂杠杆 一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆
特点 不能省力，但可以改变拉力的方向 可以省力，但不改变拉力的方向 可以省力，也可以改变拉力的方向
1.轮轴
概念：由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械。
实质：轮轴实质是一个可连续转动的杠杆，支点在轮和轴的轴线上。
实例：
拓展 轮轴和斜面
分析：
井上的辘轳
从右边看过去，可画成下图：
动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆．
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
分析：
汽车的方向盘
从上边看下去，也可画成下图:
动力臂大于阻力臂——省力杠杆．
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
2.斜面
概念：斜面是指与水平方向有一定倾角的面．
作用：斜面是一种省力的简单机械，当需要将重物沿竖直方向向上提时，利用斜面比直接向上提要省力．
其他斜面
滑轮
定滑轮
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
动滑轮
滑轮组
轮轴与斜面
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的距离
课 堂 小 结
D
当 堂 检 测
1．学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。关于这个滑轮，下列说法正确的是（ ）
A．这是一个动滑轮，可省力
B．这是一个定滑轮，可省力
C．这是一个动滑轮，可改变力的方向
D．这是一个定滑轮，可改变力的方向
B
2．如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）
A．甲是动滑轮，使用时不能省力
B．乙是动滑轮，使用时可以省力
C．甲是定滑轮，使用时可以省力
D．乙是定滑轮，使用时不能省力
3．某同学研究定滑轮的特点，他每次都匀速提起钩码，实验过程如图所示。请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。
比较（a）、（b）两图可知：______________________________；
比较（b）、（c）、（d）三图可知：______________________________。
使用定滑轮不省力
定滑轮可以改变力的方向
4．动滑轮下面挂一个20kg的物体(如图所示)，挂物体的钩子承受 N的力，拉绳子的力F为 N。(动滑轮的重不计，g取10N/kg)
200
100
5．如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1＝ ，F2＝ ，F3＝ （不计滑轮自身的重和摩擦）。
6．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升 m，手拉绳子的力为 N。
2
80
7．如图所示有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来。
答案图
8．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平面以lm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和滑轮间的摩擦，求：
（1）物体A与水平面的摩擦力大小为多大？
（2）拉力F在2s内移动的距离多少？
解：（1）由图可知，
则绳端的作用力
物体A与水平面的摩擦力
（2）物体2s内移动的距离：
绳子自由端移动的距离：
再见

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