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12.3 滑轮
第十二章 简单机械
1. 认识什么是定滑轮和动滑轮；
2. 知道定滑轮和动滑轮的特点；
3. 知道滑轮组的使用及特点。
大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊了上去。想想看，为什么会出现这样的笑话？你能解释其中的道理吗？
我来帮忙啦
好，让你来
看我......分分钟...
这些都是滑轮，请你观察它们的结构。
滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。
凹槽
轴
知识点一：定滑轮和动滑轮
国旗上升时，旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动。
旗杆顶端的滑轮
使用时，滑轮的轴固定不动
定滑轮
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。
动滑轮
使用时，滑轮的轴随物体一起运动
思考：定滑轮和动滑轮有怎样的特点呢？
演 示
研究定滑轮和动滑轮的特点
探究定滑轮的特点
1.使用定滑轮拉动物体时，拉力与物体的重力有什么关系呢？
2.绳端（自由端）移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢？
实验器材
滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺
设想：
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m
实验表格
0.5 向上 0.2 0.5 向下 0.2
1.0 向上 0.1 1.0 向下 0.1
1.5 向上 0.15 1.5 向下 0.15
使用定滑轮不省力，不省距离；但可以改变力的方向。
结论
F1
F2
O
L1=L2
F2
F1
O
L1=L2
L1
L2
L1
L2
等臂杠杆 L1=L2 ，F1=F2
使用定滑轮为什么不省力？
F=G
不 省力
s=h
不 省距离
改变拉力方向，拉力大小 不变 。
定滑轮的实质
1.使用动滑轮拉动物体时，拉力与物体的重力有什么关系呢？
2.绳端（自由端）移动的距离与物体上升的距离有什么关系呢？
实验器材
滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺
探究动滑轮的特点
设想
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 拉力F/N 拉力 方向 拉力移动距离s/m
实验表格
0.5 向上 0.2 0.3 向上 0.4
1.0 向上 0.1 0.6 向上 0.2
1.5 向上 0.15 0.8 向上 0.3
使用动滑轮可以省力，但费距离；且不改变力的方向。
结论
F1
F2
O
L1
L2
L1 =2L2
F1
F2
O
省力杠杆：动力臂是阻力臂二倍的杠杆 F1=F2
省力
s=2h
费 距离
力的方向 改变 。
F1
L2
O
L1
动滑轮的实质
拉力方向改变，拉力大小 改变
F
F
G动
2F＝（ G物 + G 动）
即 F
同一根绳子上的拉力大小相等
G物
G动
G物
G物
F=2G物+G轮
动滑轮两种常见情况的等量关系
（设物体做匀速运动，考虑滑轮自重，忽略摩擦）
机械名称 定 义 实 质 特 点
定滑轮 滑轮轴 固定不动 等臂杠杆 不能省力，
能改变力的方向
动滑轮 滑轮可以和重物一起动 动力臂是阻力臂 二倍的杠杆 能省力，不能改变力的方向
定滑轮和动滑轮的区别
F2
F1
F3
定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。能否得到这样一种机械，它既可以省力，又可以改变力的方向呢？
思考
知识点二：滑轮组
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。
这两种绕线方法有什么不同？
1.绳子的起点
2.拉力的方向
3.拉力的大小
4.移动的距离
讨 论
图甲中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走，所以拉力移动的距离为s=3h。
分析动滑轮受力可知，四个力平衡：F1+F2+F=G物
同一根绳子上的力相等：F1=F2=F
3F=G物
①分析判断甲滑轮组的省力与费距离的情况
F2
F1
G物
结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。
n=3
S=3h
F2
F1
G物
②分析判断乙滑轮组的省力与费距离的情况
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，每段绳子都要承担物重。物体受F1和F2两个力，用这个滑轮组提起重物，只要用物重的力，就可以提起重物。
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着，若物体升高的距离为h时，则每段绳子都要缩短h，所以拉力移动的距离为2h。
n=2
S=2h
实验结论：使用滑轮组省了力，但是费距离。
利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？
试一试
F
F
讨论：这两种绕线方法有什么不同？
议一议
1．绳子的起点
2．拉力的方向
3．拉力的大小
4．移动的距离
绕绳方法：由内而外，一上一下
受力分析：
F1+F2+ F3+ F4 =G物
同一根绳子上的力相等：
F1=F2= F3=F4 = F
同一根绳子上的力相等：
F1=F2= F3=F4 = F5= F
受力分析：
F1+F2+ F3+ F4 + F5=G物
s=4h
s=5h
两个滑轮组的省力费距离情况比较（不计动滑轮重和摩擦）
G
G
同学们发现了什么规律？
F
F
你发现了什么规律？
结论：
n为承担物重的绳子段数。
F=G总
S=nh
轮轴和斜面
F2
l1 = R
l2 = r
O
F1
1.轮轴
轮轴：使用轮轴可以省力。
船舵
门的把手
螺丝刀
单车的踏板
其他轮轴
斜面也是一种省力机械
2.斜面
盘山公路
螺丝
其他斜面
定滑轮和定滑轮
滑轮
中心有轴，边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。
定滑轮：轴固定不动
不省力，不省距离
可以改变力的方向
动滑轮
省力，费距离
不改变力的方向
滑轮组
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力
绳子自由端的距离
1.定滑轮左端绳子下端挂着相同的重物，若在定滑轮右端的绳子自由端分别沿三个方向用力（如图所示），力的大小分别为F1、F2、F3，则 （ ）
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．三个力一样大
F2
F1
F3
D
2.如图所示，用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（　　）
A．G＝2.5牛 s＝0.1米
B．G＝2.5牛 s＝0.4米
C．G＝10 牛 s＝0.1米
D．G＝10牛 s＝0.4米
D
F
G
3.在水平地面上放置一个重为360N的物体，用图中所示的装置匀速拉动物体（不计绳子与滑轮的摩擦），拉力F等于30N，则物体与地面间的摩擦力应为（　　）
A．60N
B．120N
C．90N
D．360N
C

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