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第六章 力和机械
第6节 滑轮
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；（重点）
3. 知道滑轮组的使用及特点。（重点）
升国旗时，旗手向下拉动绳子，国旗却向上缓缓升起，你知道原因吗？
知识点一：定滑轮和动滑轮
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
小轮
图一：滑轮不随物体一起移动。
图一
图二
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢
图二：滑轮随物体一起移动。
滑轮的分类
定滑轮
使用时，滑轮的轴固定不动
动滑轮
使用时，滑轮的轴随物体一起运动
知识点二：探究两类滑轮的作用
思考：
（1）使用定滑轮、动滑轮是否省力（或更费力）？
（2）使用定滑轮、动滑轮是否省了距离（或需要移动更大的距离）？
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，再按下图 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。
G
G
F
F
结论： 使用定滑轮从不同方向拉同一钩码，所用拉力的大小相等。
分析实验数据
物理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
2 竖直向上 0.1 2 竖直向下 0.1
2 竖直向上 0.1 2 水平 0.1
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
F2
F1
定滑轮的实质
想一想：为何实验数据中拉力大小和物重不相等呢？
O
2. 动滑轮的作用
按右图所示的方法，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？
G
F
结论：使用动滑轮可以省力； 但费距离，且不改变力的方向。
分析实验数据
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
1 竖直向上 0.05 0.6 竖直向上 0.1
2 竖直向上 0.05 1.2 竖直向上 0.1
4 竖直向上 0.05 2.2 竖直向上 0.1
理论分析 支点是 A 点还是 O 点 （不考虑绳重、摩擦和动滑轮的重力）
∵ G · R = 2R · F
F =
GR
2R
=
1
2
G
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。
O
A
F
l2 = R
l1= 2R
O
G
F
G
动滑轮的实质
知识点三：滑轮组
动滑轮
定滑轮
+
=
滑轮组
滑轮组：既可改变力的方向，又可以省力。
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
思考：还有没有其他绕线的方法？
物重G/N 物体移动方向 物体移动距离h/m 与动滑轮相连的绳子段数n 拉力F/N 拉力方向 绳子自由端移动的距离s/m
0.5 向上 2 0.25 向下
1.5 向上 2 0.75 向下
0.5 向上 3 0.15 向上
1.5 向上 3 0.5 向上
结论：
1. 拉力的方向：
可以改变拉力的方向
2. 拉力的大小：
线绕得越多越省力
3. 拉力作用点移动的距离：
线绕得越多越费距离
使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但不能既省力又省距离。
试一试：利用两个定滑轮和两个动滑轮，可以怎样绕绳子呢？
F
F'
这其中包含着怎样的规律？
对于用一根绳子组装的滑轮组而言，拉力F与动滑轮相连的绳子段数n有什么关系呢？
动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一
n=3
3F
G=3F
绳子自由端移动距离s与物体移动距离h之间有什么关系呢？
物体升高h，相当于吊起动滑轮的每段绳子抽走了h，这些都只能从绳子自由端抽走，则绳子自由端在相等的时间内共需要抽走3h，即s=3h。
h
（a）汽车的方向盘
（b）井上的辘轳
（c）水龙头
（d）汽车前窗上的雨刮器
杠杆还可以变形为轮轴。如图所示，由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械就是轮轴。
轮轴可以看成不等臂杠杆。若动力作用在轮上，阻力作用在轴上，就省力，如汽车方向盘、井上的辘轳和水龙头等；反之，若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，就费力，如汽车前窗上的雨刮器、自行车通过链条带动车轮转动等。
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。
（a）起重机
（b）晾衣架
滑轮
边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮
滑轮
滑轮组
动滑轮：使用时，滑轮的轴随物体一起运动
定滑轮：使用时，滑轮的轴固定不动
探究两类滑轮的作用
定滑轮：不省力但可以改变力的方向
动滑轮：可以省力，但不改变力的方向
优点：既省力又可以改变用力的方向
缺点：多移动距离；结构复杂，需要较多滑轮
轮组中拉力F、物重G与绳子段数n的关系：
F＝G（不计滑轮重、绳重及摩擦）
物体上升的高度h、自由端移动的距离s与绳
子段数n的关系：s＝nh
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，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（　　）
A．F＝20N
B．F＝10N
C．F＝5N
D．F＝30N
Ｂ
3.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
C

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