资源简介 (共58张PPT)1.认识定滑轮和动滑轮,知道定滑轮和动滑轮的特点.2.能根据杠杆的平衡条件对滑轮进行理论分析.3.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.1.滑轮:滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮.一般由可绕中心轴转动、有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)组成.滑轮实质是变形的、能转动的杠杆.2.滑轮的分类使用滑轮工作时,根据滑轮的轴的位置是否移动,可将滑轮分为定滑轮和动滑轮两类.种类 定滑轮 动滑轮定义 使用时,轴固定不动,叫 做定滑轮 使用时,轴和重物一起移动,叫做动滑轮种类 定滑轮 动滑轮图示 ________________________________________________ _______________________________________________种类 定滑轮 动滑轮举例 ___________________ 旗杆的顶部固定着一个定 滑轮,定滑轮的轴是固定 在旗杆上的 __________________装置中与水泥桶相连的是一个动滑轮,在提升水泥桶的过程中,动滑轮和水泥桶一起上升典例1 如图是现代家庭经常使用的自动升降晾衣架的结构示意图,它可以很方便晾起洗好的衣22[解析] 当晾衣架上升时,下面的两个滑轮与晾衣架一起上升,所以下面的两个滑轮是动滑轮;上面的两个滑轮的轴固定不动,所以上面的两个滑轮是定滑轮.服,取下晒干的衣服,其实就是通过一些简单的机械组合来实现此功能.图中动滑轮有___个,定滑轮有___个.1.实验探究:定滑轮的作用实验 器材 细绳、滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺获取与处 理信息 (1)用弹簧测力计测出钩码的重力 ;_________________________________________(2)按照如图所示安装实验装置,并记下钩码和弹簧测力计的位置;获取与处 理信息 (3)按照如图所示的三个方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码匀速上升一段距离.读出弹簧测力计的拉力、、 ,测出钩码上升的距离 和弹簧测力计在力的方向上通过的距离 ,将实验数据记入下表;获取与处 理信息 (4)改变钩码的数量,重复上述步骤的操作(避免偶然性,使结论具有普遍性)________________________________________________________________________________分析与 论证 (1)沿不同方向拉动弹簧测力计,使钩码匀速上升,效果相同;(2)拉力大小始终与钩码重力大小相等;(3)弹簧测力计移动的距离 和钩码上升的距离 相同实验结论 使用定滑轮不省力,也不省距离,但可以改变拉力的方向2.实验探究:动滑轮的作用实验 器材 细绳、滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、刻度尺获取与处 理信息 ________________________(1)按如图所示组装实验器材,并沿竖直方向拉动弹簧测力计使钩码匀速上升一段距离 ;获取与处 理信息 (2)将钩码的重力,弹簧测力计的示数 及弹簧测力计移动的距离 ,记录在表格中;(3)改变钩码的数量,重复上述步骤的操作(避免偶然性,使结论具有普遍性)________________________________________________________________________________分析与 论证 (1)使用动滑轮时,所用拉力等于钩码重力的一半,方向与钩码被提升方向相同;(2)拉力的移动距离是钩码上升距离的2倍实验结论 使用动滑轮可以省力,但不能改变拉力的方向,且费距离特别提醒1.实验中安装定滑轮时,注意绳子要放在凹槽内,以免绳子脱落或卡在别处,影响实验效果.2.实验中,拉动弹簧测力计使钩码匀速上升过程中,注意要使动滑轮两侧绳子均竖直向上拉,呈平行状态.3.实验中应选用重一些的钩码、较轻的动滑轮、光滑的细绳,以减小实验中摩擦力、动滑轮自重对实验的影响.4.实验中要保证轮和轴间有良好的润滑,以减小摩擦对实验的影响.典例2 [河池期中] 如图,小轩为了研究用动滑轮提升物体时拉力大小与哪些因素有关,用两个不同的滑轮分别进行实验,并将滑轮重力、物体重力和拉力 记录在表中.实验序号 实验序号1 4 2.5 6 4 32 5 3 7 5 3.53 6 3.5 8 6 44 7 4 9 7 4.55 8 4.5 10 8 5(1)分析比较表中与 的数据及相关条件,可得出初步结论:使用动滑轮匀速提升物体,当一定时, 越大,拉力 越____(选填“大”或“小”).大[解析] 由表中的数据可知,当动滑轮的重力一定时,提升物体的重力越大,拉力 也越大.(2)比较实验序号________________________________的数据及相关条件,可得出初步结论:使用动滑轮匀速提升物体,当一定时,越大,拉力 越大.1与6(或2与7或3与8或4与9或5与10)[解析] 表右侧动滑轮的重力大于表左侧动滑轮的重力,由表格可知,1与6(或2与7或3与8或4与9或5与10)中物体的重力相同,动滑轮越重,提升物体所用的拉力 就越大.(3)小轩比较和的大小关系时,发现始终有 ,于是得出使用动滑轮提升物体____(选填“能”或“不能”)省力.但他还发现并没有省一半力,原因可能是_____________________________________.若要使用动滑轮能省一半力,需要对实验器材进行的调整是______________________________.能滑轮受到重力(或绳与滑轮间有摩擦)换轻质滑轮(或给滑轮轴上油)[解析] 分析和的关系时发现始终小于 ,所以得出使用动滑轮匀速提升物体能够省力.发现使用动滑轮时并没有省一半力,这其中的原因可能是动滑轮有重力或绳与滑轮间有摩擦.若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力,应换用轻质滑轮或给滑轮轴上油以减小摩擦力.3.使用滑轮的理论分析——从杠杆的角度分析(不计绳重及摩擦)滑轮 定滑轮 动滑轮拉力 大小 ___________________ 支点在轴 处,动力臂 等于阻力臂 ,即 ,根据 得, _______________支点在边缘 处,动力臂为阻力臂 的2倍,即,根据,不考虑动滑轮重时得滑轮 定滑轮 动滑轮拉力 方向 _________________________ 定滑轮是一个等臂杠 杆,根据杠杆的平衡条 件可得.根据几何知识可知,三次的动力臂、 和 都等于定滑轮的半径 ,因此 ______________________使用动滑轮时,若拉力 不沿竖直方向(或两侧绳子不平行),如图所示,动力臂小于 ,故,此时动滑轮将不能省一半力,如果再加上动滑轮的自身重力,甚至会更费力滑轮 定滑轮 动滑轮移动 距离 ______________________________________ 绳子自由端移动的距离 等于物体移动的距离 ______________________绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍特别提醒在不考虑摩擦、滑轮自重、绳重的情况下,使用定滑轮时有,使用动滑轮时有,若考虑动滑轮的自重,则有.4.定滑轮和动滑轮的比较设拉动重为的钩码上升,则两者区别如下:滑轮 定滑轮 动滑轮拉力 大小 (不考虑摩 擦)(不考虑绳重及绳与滑轮间的摩擦)滑轮 定滑轮 动滑轮拉力 方向 与钩码上升方 向相反 与钩码上升方向相同拉力移动距离省力情况 不省力 省力滑轮 定滑轮 动滑轮改变力的方向 情况 能改变施力的 方向 不能改变施力的方向实质 相当于一个等 臂杠杆 相当于一个省力杠杆,动力臂是阻力臂的2倍典例3 如图所示,滑轮___(选填“”或“ ”)可以看成等臂杠杆;若物体所受重力均为且处于静止状态,不计摩擦、绳子和滑轮重,力 的大小为____;若 的作用点移动,则物体上升____ .1010[解析] 由图可知,滑轮 是定滑轮,实质是一个等臂杠杆;滑轮 是动滑轮,若不计摩擦、绳子和滑轮重力可省一半的力,则 ,物体上升的高度.1.滑轮组:定滑轮与动滑轮组合成滑轮组,使用滑轮组既能省力又能改变力的方向.2.实验探究:使用滑轮组时拉力与物重的关系设计实验 与制订 方案 用滑轮组提升钩码,用弹簧测力计测量匀速提升钩码时的拉力,与钩码的重力 进行比较实验器材 细绳、滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺获取与处 理信息 (1)用弹簧测力计测出钩码的重力 ;(2)按如图甲所示方式组装好滑轮组,匀速拉动绳子自由端,测出拉力 的大小,并测出钩码上升的距离 和绳子自由端移动的距离 ,记入表格中;(3)然后按如图乙所示方式组装好滑轮组,用同样的方法测出拉力 的大小,并测出钩码上升的距离 和绳子自由端移动的距离 ,记入表格中;获取与处 理信息 (4)再按如图丙所示方式组装好滑轮组,重复步骤(3)的操作__________________________________________________________________________________________________________________________________分析与 论证 对照实验装置和实验记录,我们可以发现,使用滑轮组时,动滑轮由几股绳子吊着,所用拉力就等于钩码重力的几分之一,绳子自由端移动的距离就是钩码上升高度的几倍实验结论 使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重、绳重和摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,提起重物所用的力就是物重的几分之一,动力移动的距离就是物体升高高度 的几倍,即使用滑轮组省力但费距离3.滑轮组承担物重的绳子股数的确定“几股绳子吊物体”实质上是“重物和动滑轮由几股绳子提起”,绳子包括挂在动滑轮上边挂钩上的绳子和跨过动滑轮的绳子.而跨过定滑轮的绳子和挂在定滑轮挂钩上的绳子都不计入绳子的股数.如图所示,下列四幅图中绳子的股数分别为,,,.4.滑轮及滑轮组中拉力的计算事实上,不计绳重及摩擦时,重物和动滑轮由几股绳子提起,作用在绳子自由端的拉力就是重物和动滑轮总重力的几分之一,若绳子股数为,则绳子自由端的拉力(滑轮组中,同一根绳子不管分成几段,每段绳子的拉力都相等),若不计动滑轮重力,则._______________ ___________________________________________ _______________ ___________________________________________5.绳子股数和重物移动距离的关系利用滑轮组提升重物时,无论是否考虑摩擦、动滑轮重力,拉力的作用点通过的距离与重物被提升的高度的关系都是(滑轮组中的隐含关系 每当物体升高,绳子自由端就移动,可推知绳子自由端移动的速度和物体移动速度之间存在的关系为)表示承担物重的绳子的股数.. .. .6.滑轮组的组装(1)确定绳子的段数根据省力情况,用来求,或根据移动距离的关系,用来求.当不是整数时,要采用只入不舍的“进一法”处理小数位.(2)滑轮组的绕绳方法滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当承重绳子的段数为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上.典例4 小林和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验,动滑轮的质量为 ,绳重、摩擦均忽略不计.人站在地面上用的力拉绕在滑轮组上的绳子的自由端,内绳子自由端移动了 ,重物上升了取(1)画出小林他们所用滑轮组的绕绳情况.[答案] 见解析图.[解析] 人站在地上向下拉绳子,重物上升 ,绳子自由端移动 ,可判断出承担动滑轮重及物重的绳子股数 ,根据“奇动偶定”可知,绳子应从动滑轮挂钩上开始绕,如图所示.(2)被吊起的重物的质量是多少千克?[答案][解析] 动滑轮的重力,因为不计绳重和摩擦,故.代入、 ,则,则被吊起的重物的质量.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叫做轮轴.汽车的方向盘、井上的辘轳、水龙头手柄、削笔刀的摇把、自行车脚蹬等,都属于轮轴________________________________________________________________________________实 质 与 特 点 ____________________________________(1)轮轴是一个可以连续转动的杠杆,支点在轮和轴的轴线上,如图所示.实 质 与 特 点 (2)若动力作用在轮上,阻力作用在轴上,则两个力臂分别是轮半径和轴半径,由杠杆平衡条件可知.可见,轮半径是轴半径的几倍,动力就是阻力的几分之一.因此使用此种轮轴可以省力,但要费距离.反之,若动力作用在轴上,阻力作用在轮上,则费力省距离2.斜面(1)如图所示,向车上装重物时常用木板搭成斜面,把重物推上车.斜面是一种可以省力的简单机械,但费距离.(2)特点:在理想情况下,不考虑斜面摩擦(即斜面是光滑的),如图所示,设斜面长度为,高为 ,重物重力为,则沿斜面向上的推力 (即斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一),, .实践证明,在斜面高度一定时,斜面越长越省力.归纳总结 (1)杠杆、滑轮、轮轴、斜面都属于简单机械.(2)凡是省力的机械都费距离,费力的机械都省距离,既省力又省距离的机械是不存在的.典例5 在生产生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有轮轴和斜面.如图所示,螺丝刀就是一个轮轴的实例,粗密手柄____(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉是一种类似斜面的机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度,螺纹____(选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力.[解析] 螺丝刀相当于轮轴,根据杠杆的平衡条件可知,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉上的一圈圈螺纹的总长度相当于斜面的长度,螺丝钉螺纹密,相当于斜面较长,斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力. 展开更多...... 收起↑ 资源预览