二、滑轮.ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、滑轮,1,：将,等臂,杠杆,的中间部分加宽，,2,：使之变成一个,绕中心轴转动的圆轮,，,3,：再把圆轮的外缘加工成,槽状,。,一、滑轮：,周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。,滑轮结构,轴,轮,滑轮,使用时，,轴固定不动,使用时，,轴和重物一起移动,定滑轮,动滑轮,像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮，是,定滑轮,定滑轮,动滑轮,使用,定滑轮,的特点：,一、探究使用,定滑轮,的,特点,实验次数,钩码所受的,重力,G/N,绳子末端,拉动的方向,弹簧测力计,的示数,F/N,1,2,3,4,5,2,水平,2,2,斜向下,2,2,竖直向下,2,3,竖直向下,3,4,竖直向下,4,结论：,使用定滑轮,不省力,，,但可以,改变力的方向,定滑轮的实质,F,1,F,2,O,L,1,=L,2,F,2,F,1,O,L,1,=L,2,L,1,L,2,L,1,L,2,-,等臂杠杆,定滑轮,特点,l,1,l,2,.,0,1:,定,滑轮实际上就是,等臂杠杆,。,A,：,支点,在,轴心,O,处。,B,：,动力臂,l,1,等于,阻力臂,l,2,2:,拉力大小,始终等于,重物的重力大小。,3,：,拉力的方向,与,重物移动的方向,相反。,结论：使用,定,滑轮,不省,，但,可以改变力的,。,力,FG,F,G,方向,F,F,1.,定滑轮特点,:,使用定滑轮不能省力，但可以,改变力的方向,2.,表达式：,F=G,S=h,V,绳,=V,物,小结,如图,用三个力沿不同的方向拉绳子,则：,(,),A F,1,最大；,B,、,F,2,最大；,C,、,F,3,最大；,D,、,一样大。,D,练习,探究使用,动滑轮,的,特点,：,动滑轮,1,、重物（阻力）是作用在滑轮轴上的；所以阻力到支点的距离是轮半径,R,；,2,、动力作用在滑轮的绳子自由端，动力到半径的距离最大为,2R,；根据杠杆原理，,不计滑轮的重力,，使用动滑轮最多,省一半力,。,受力分析：,F,2,F,1,示意图,o,二、探究使用动滑轮的特点,特点：,使用动滑轮能,省一半力,，,但不能,改变力的方向，且费距离。,实验次数,钩码所受的重力,G/N,施力的,方向,弹簧测力计的示数,F/N,1,2,3,2,竖直向上,1,3,竖直向上,1.5,4,竖直向上,2,2,1,F=G,F,G,（不考虑动滑轮重力）,探究使用动滑轮的特点,实验次数,钩码所受的重力,G/N,施力的,方向,弹簧测力计的示数,F/N,1,2,竖直向上,1.2,2,3,竖直向上,1.7,3,4,竖直向上,2.2,分析：,思考：,上表中的数据与所得结论不符，仅是由于误差造成的吗？,由于滑轮自身具有重力。,G,动,=,0.4N,G,G,动,F,此时,F=,（,G+G,动,）,2,1,（考虑动滑轮重力）,O,L,1,L,2,L,1,=2,L,2,8,、动滑轮的实质,F,G,动,滑轮,l,2,l,1,支点,在,边缘,O,处,1,、,动,滑轮实质是,动力臂为阻力臂,2,倍,的杠杆。,2,、,拉力的方向,与,重物的移动方向,相同,。,结论：,使用动滑轮,可以,，,但不能改变力的,。,省一半 力,方向,O,.,若拉力,F,沿斜上方拉，,F=,G,吗？,1,2,F,2,F,1,G,L,1,L,2,O,F,1,/,L,1,/,动力臂,L,1,/,减小,动力,F,/,增大,要使动滑轮省一半的力，必须使绳子,沿竖直方向拉,1.,动滑轮特点,:,使用动滑轮可以,省一半的力,，但,费一倍的距离,，不能改变力的方向,2.,表达式,（,不考虑动滑轮重,）,（,考虑动滑轮重,）,F,=,-,（,G+G,动,）,2,1,F=,G,/2,绳移动的,距离,S=,2h,绳移动的,速度,V,绳,=2V,物,5,、如图所示，物体重,G=500N,，滑轮重,10N,，,当物体,G,匀速上升时，,则挂钩,B,承受拉力为,_N,挂钩,A,承受,_N,的拉力，,拉力,F,为,_N,，,若绳子自由端向上拉动,0.5,米，,则物体向上移动,_m,。,B,A,F,500,255,255,0.25,2,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,F,1,、,F,2,、,F,3,，则（）。,A,F,1,F,2,F,3,B,F,2,F,3,F,1,C,F,2,F,1,F,3,D,F,3,F,1,F,2,D,丙,F,3,练一练,乙,F,2,甲,F,1,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？,想想议议,滑轮组,滑轮组至少需,2,个滑轮才能称做滑轮组。,三、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。,想一想：还有别的绕线方法吗？,三、滑轮组：,定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。,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,议一议,F,F,讨论：这两种绕线方法有什么不同？,议一议,F,F,你发现了什么规律？,结论：,F,为拉绳的,力,，,n,为承担物重的绳子,段数,，,S,为绳移动的,距离,，,h,为物体上升的,高度,讨 论,讨论：若每个滑轮重,30 N,，结果如何？,G=,?,h=,?,F,=100 N,s=,10 m,F,=?,s,=?,G,=100 N,h,=10 m,F,=100 N,s,=?,G=,?,h=,10 m,F,s=,?,物体以,0.2,m/s,的速度匀速上升,10 s,的时间,练一练,滑轮绕线演示,1,定滑轮,F,滑轮绕线演示,2,动滑轮,F,滑轮组绕线演示,3,一定,一动,F,滑轮组绕线演示,4,一定,一动,F,滑轮组绕线演示,5,二定,一动,F,滑轮组绕线演示,6,一定,二动,F,滑轮组绕线演示,7,二定,二动,F,滑轮组绕线演示,8,二定,二动,F,按要求绕绳,F=G,2,1,F=G,3,1,F=G,4,1,F=G,5,1,不考虑动滑轮的重力,滑轮组的绕法,F=G,3,1,F=G,3,1,F=G,4,1,F=G,5,1,1,、按要求画出绳子的绕法,n=5,n=,4,n=4,n=2,n=3,F,F,F,F,F,练习：,1,.,如图所示，物重,100N,，,不计摩擦、绳重及动滑轮重，求拉力,F,的大小。,例题反馈：,解：,F=G/2=50N,如图所,示，拉力,F,的大小等于。,F,.,例,2,1,3,F,f,f,N,G,T,汽车,重,210,4,N,，陷入泥中，受到的,阻力为,310,3,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,1,3,F,f,=10,3,N,胖子,和,瘦子,滑轮知识点小结,定滑轮,：,（,1,）使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；不省距离也不费距离,（,2,）实质：是一个等臂杠杆,动滑轮：,（,1,）使用特点：能省一半力，但不改变力的方向；要多移动一倍距离,（,2,）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆,滑轮组,（,1,）使用优点：既可省力，又可改变力的方向；但不能既省力又省距离,（,2,）公式：,（,物,动滑轮,）,n,（不计绳与滑轮摩擦）,s,nh,F,为拉绳的,力,，,n,为承担物重的绳子,段数,，,S,为绳移动的,距离,，,h,为物体上升的,高度,六、轮轴,轮轴的特点,F,O,G,在轮轴中，动力臂是轮的半径,R,，阻力臂是轴的半径,r,；由于,R,总是大于,r,，所以,F,总是小于,G,，即利用轮轴总是可以省力的。,生活中的轮轴,从杠杆到轮轴,我们的祖先在长期实践中，把杠杆改造成可以转动的机械。下图表示杠杆变形成轮轴的一种过程。,F2,F1,轮轴的计算公式,FR=,Gr,轮轴,轮轴,轮轴,轮轴,轮轴,斜面,斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。如图所示，通过斜面将一个大箱子推进车厢，与直接把箱子抱上车箱相比，用的力大还是小？,力和距离的关系,根据前面的学习我们可以总结出：,省力的机械一定费距离，费力的机械一定省距离。,猜想斜面能省力吗？,斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。,斜面是一种省力机械,写成公式：,Fs=Gh,斜面高度一定时，斜面越长越省力,讨论交流：螺旋,特殊的斜面,常见的斜面,盘山公路,盘山公路,盘山公路,盘山公路,斜面,车座,尾灯,车把,脚蹬,前后刹,把套,车轮外胎,滚珠,大齿轮,小齿轮,1,、物体重为,180N,，拉力,F,为,，若滑轮重力,20N,，则拉力,F,为,.,如果，物体上升,1m,，则绳子上升为,m,F,360N,380N,2,练习,2,、如图所示，物体,A,重,G,80N,，在,F,60N,拉力,下,匀速,前进，此时物体,A,受到的,摩擦力等于,N,。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）,A,F,.,f,T,N,G,1:,竖直方向,上有一对,平衡力,N,和,G,2:,水平方向,上有一对,平衡力,T,和,f,G=N=80N,T,=,f,=120N,1,2,F,f,解析：因为,所以,f=2F=120N,综合分析得：,120,6,、如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动，已知所用拉力,F=100N,，滑轮本身的重及摩擦不计，则重物与地面间的摩擦力是多少牛顿？当物体移动,1.5m,时，绳子自由端拉过的距离是多少？,F,1,3,F,f,解析：因为,所以,f=3F=300N,S,绳,=3S,物,=31.5m=4.5m,滑轮组在水平位置的例题,例,1,、如图所示，用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体，若物体重,150,牛，物体与水平面间的摩擦力为,30,牛，则所需拉力,F,为,_,牛。,（滑轮重及摩擦均不计）,F,分析：,如图所示，绳子股数,n=3,则,拉力,F=1/3f,10,例,2,、如,图所,示，物体重力为,100N,，,在大小为,20N,的水平拉力作用下匀速前进，这时物体受到的摩擦大小等于,_N,（,滑轮重及摩擦不计）,F,分析：,如图所示，绳子股数,n=2,则,摩擦力,f=,F,10,滑轮组在竖直位置的例题,例,1,、用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组，若每个滑轮重,100N,，,绳的最大承受力为,200N,，,试求：,（,1,）画出滑轮组的装配图；,（,2,）用此滑轮组最多能提起多重的物体？（不计摩擦）,（,3,）若自由端移动距离为,1m,，,则重物上升的高为多少？,F,分析：,（,1,）,两个动滑轮，绳子的股数为,4,或,5,，,又,绳子的股数越多越省力，,n=5,（,2,）由公式,F=1/n,（,G,物,+G,动,）得：,G,物,=,nF,G,动,=5,200N,2,100N=800N,（,3,）由,S=,nh,得：,h=S/n=1m/5=0.2m,如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动,所用的拉力分别为,F,1,F,2,F,3,那么,下列关系式中正确的是：,(,),A,、,F,1,F,2,F,3,；,B,、,F,1,F,2,F,3,C,、,F,2,F,1,F,3,；,D,、,F,2,F,1,F,3,。,D,例,1,：如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为,F,1,、,F,2,、,F,3,，,比较它们的大小，其中正确的是（）,A,F,1,=F,2,=F,3,B,F,1,F,2,F,3,C,F,1,F,3,F,2,D,F,3,F,1,F,2,C,F,1,=f,摩,/2,f,摩,f,摩,f,摩,F,2,=2 f,摩,F,3,=f,摩,分析：,不考虑滑轮重及滑轮上的摩擦时,如图所示的各滑轮组中,物体重量都是,G,不计摩擦和滑轮重,使物体匀速上升,拉力,F,最小的是图：,(,),B,如图所示,用滑轮组牵引着重物沿水平方向匀速滑动,已知拉力,F=40,牛,不计滑轮摩擦和重量,则重物和地面之间的摩擦力为：,(,),A,、,40,牛；,B,、,80,牛；,C,、,120,牛；,D,、,无法确定。,C,分析：本题甲图中有两根绳子绕成滑轮组，应从绳子自由端入手分析。设绳子自由端拉力为,F,甲,，则,4F,甲,=G,，,F,甲,=1/4G,；,乙图中以动滑轮为研究对象，,F,乙,=2G,。,如图所示，物体重力均为,400N,，作用在绳子自由端的拉力,F,甲,和,F,乙,分别是多少,N,？（不计滑轮重和摩擦）,G,G,F,甲,F,乙,图甲,图乙,答案：,F,甲,=100N,，,F,乙,=800N,17.,如图，一个体重为,600N,的工人站在集装箱上，要将重,1000N,的物体拉起，问该工人作用在绳子自由端的拉力应为多大？,1600N,注意：此题中人作为所拉物体的一部分，故人和集装箱总重应为,1000N+600N=1600N,此题中人作为物体的一部分，人拉绳子，绳子也拉人，所以人拉的那段绳子也承担着物体的重力，故为四段而不是三段。,F=,4,=400N,本页完,18.,