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第六章
力和机械
6.6 滑轮
在建筑工地上，我们时常看到工人借助滑轮把物料缓缓地提到高处(图6-6-1)。这些滑轮的作用是什么呢
定滑轮和动滑轮
使用滑轮工作时，根据滑轮的轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。定滑轮的轴固定不动，而动滑轮的轴与重物一起移动。
用滑轮把钩码提起来
1. 观察滑轮，说出它的结构。
2. 用图 6-6-2 所示的滑轮、细线、钩码、铁架台等实验器材设计两种实验方案，要求利用滑轮把钩码提起来，并在方框中画出实验装置的示意图。
探究两类滑轮的作用
在活动1的两种实验方案中，同学们对分别用定滑轮和动滑轮提起质量相等的钩码所用拉力的大小进行了不同猜想(图6-6-3)。
图6-6-3 不同的猜想
用定滑轮或动滑轮提起质量相等的钩码，所用的力的大小可能不同。
滑轮的轴的位置运动与否，可能会影响拉力的大小。
用动滑轮可能更费力，因为提起动滑轮也要用力。
两类滑轮的比较
1. 定滑轮的作用
先用弹簧测力计直接测出每一个钩码的重力，再按图6-6-4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。
图6-6-4 探究定滑轮的作用
2. 动滑轮的作用
按图6-6-5 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 比较，可以得出什么结论
从实验中可以得出结论：
使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向。
滑轮属于杠杆类机械，上述实验得出的两个结论，可以用杠杆平衡条件来进一步论证。
使用定滑轮时，相当于使用一个等臂杠杆(图6-6-6)，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。
使用动滑轮时，同样可找出与它相当的杠杆。如图6-6-7 所示，点 O 为杠杆的支点，滑轮的轴 A 为阻力的作用点，B 为动力的作用点。提升重物时如果两边绳子平行，动力臂为阻力臂的两倍。
滑轮组
使用定滑轮能改变力的方向，使用动滑轮能省力，把它们组合起来使用，就可以既省力又改变力的方向。
使用滑轮组时拉力与物重的关系
请用两个滑轮组成如图6-6-8 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 6-6-1 中。
图6-6-8 探究滑轮组的作用
表 6-6-1 数据记录表
请根据表中的数据找出 F、G 和 n 之间的关系。
实验表明：
使用滑轮组吊重物时，若动滑轮自重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
即
F＝G
杠杆还可以变形为轮轴。如图6-6-9 所示，由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械就是轮轴。
图6-6-9 各种轮轴
生产和生活中常用的机械，往往是杠杆、滑轮等简单机械的组合(图6-6-10)。
图6-6-10 简单机械的组合
1. 如图所示为家庭手摇升降晾衣架结构图，当摇动手柄时，横梁可上升或下降，下列滑轮属于动滑轮的是( )
A.丁 B. 丙 C.乙 D. 甲
A
2. 如图所示，小华利用动滑轮匀速吊起一个质量为 20 kg 的物体，若把动滑轮看成杠杆，其支点是__________，动力臂是________，阻力臂是________，人手拉绳子的力 F＝_______N。
如果物体被提升 5 m，绳子的自由端向上移动了_______m。若改为斜向上拉绳子，同样使物体勾速上升，则拉力 F 的大小将 ______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计动滑轮重、绳重及摩擦，g 取 10 N/kg)
A
AB
AO
100
10
变大
3.(南昌期末)某人用如图所示的滑轮组匀速提升 500 N 的重物，所用的拉力 F 为 300 N，绳子自由端被拉下 2 m，在此过程中不计摩擦和绳重。求：
(1) 物体被提升的高度；
(2) 滑轮组中动滑轮的重力；
(3) 如果用此滑轮组匀速提升 800 N 的重物，拉力应为多大
1 m
100 N
450 N
4. 请在图中用笔画线画出滑轮组提升重物最省力的绕法。
F
5.如图所示，两个轮轴同时使用时，两图中拉力 F 大小相等，轮轴的轮半径是轴半径的 2 倍，则所挂重物 G1、G2 的重力比是( )
A. 1 : 1 B. 2 : 1
C. 4 : 1 D. 1 : 4
C
自我评价与作业
1.学校升国旗的旗杆顶部有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。以下对这一滑轮的说法正确的是( )。
A. 这是一个动滑轮，可以省力
B. 这是一个定滑轮，可以省力
C. 这是一个动滑轮，可以改变拉力的方向
D. 这是一个定滑轮，可以改变拉力的方向
D
2.根据图6-6-11 所示的省力要求，画出滑轮组绳子的绕法 (忽略动滑轮自重、绳重和摩擦)。
F
F
3. 如图6-6-12 所示，两个物体所受重力分别为 G1 和 G2，忽略滑轮自重、绳重和摩擦，当滑轮平衡时，G1 与 G2 之比是多少
1 ∶ 2
4. 如图 6-6-13 所示，某同学想用一根绳子和两个滑轮提起物体上二楼。请画出最省力的绕绳方式。
F

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