滑轮与滑轮组课件.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,*,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,*,简单机械滑轮与滑轮组,要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？,想一想,引 入,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,这种,周边有槽、绕轴心转动,的圆轮叫做,滑轮,。,一、滑轮,问题,：,利用一只滑轮来提升物体，你有几种方法？你所使用时有什么特点？,根据,滑轮在使用时，,轴的位置是否移动,，又分为,定,滑轮,和,动,滑轮,两种。,使用时，,轴固定不动的滑轮,，叫,定,滑轮,。,使用时，,轴和重物一起移动的滑轮,，叫,动,滑轮。,二、滑轮的探究,框,轴,轮,滑轮的结构,定滑轮的实质：动力臂等于阻力臂的杠杆,L,2,L,1,L,1,=,L,2,小结：定滑轮的特点,O,F,G,定滑轮：,轴固定不动；等臂杠杆；不省力，但可以改变力的方向。,在定滑轮中，动力臂和阻力臂都是滑轮的半径,r,，故属于等臂杠杆，表示使用这种机械既不省力，也不费力；其作用是改变了动力的方向。,G,F,L,1,L,2,L,1,L,2,F,G,根据杠杆平衡原理得：,F L,1,=G L,2,动力臂是阻力臂两倍的杠杆,动滑轮可以省力，但不可以改变施力方向,根据力的平衡条件得：,F,F,G,2F=G,F=G/2,r,O,G,F,O,G,F,2r,动滑轮：,轴随重物一起移动的滑轮。,在动滑轮中，动力臂是滑轮的直径,2,r,阻力臂是它的半径,r,。,动滑轮的特点：（,1,）能省一半力，即,F,=,，,但不能改变方向。,1,2,G,（,2,）距离关系：动滑轮能省一半的力，但多移动了距离，动力移动的距离等于物体上升距离的二倍，即,s,=2,h,。,小结：,动滑轮的特点,一、定滑轮：,转轴固定不动的滑轮。,1,、特点：,不能省力，但可改变了力的方向。,2,、实质：,等臂杠杆。,二、动滑轮：,转动轴 与重物一起移动的滑轮。,1,、特点：,能省力一半，但不能改变力的方向。,2,、实质：,动力臂是阻力臂两倍的杠杆。,总结,三、滑轮,针对性练习,1,、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力计示数为,5N,，人拉绳所用力,F,是,N,，物体和滑轮的总重力是,N,。（不计滑轮和绳的摩擦）,解析：弹簧测力计示数是,5N,，拉力,F,与弹簧测力计在一根绳子上，所以,F,=5N,；动滑轮可以省一半的力，所以物体和滑轮总重力为,2,F,=10N,。,2,、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是,60N,，则：,（,1,）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力,F,甲,、,F,乙,分别是多少,N,？,（,2,）如果物体被提升了,2m,，则绳子自由端移动的距离,S,甲,、,S,乙,分别是多少,m,？,F,甲,F,乙,针对性练习,思考题：,1,：使用,定,滑轮的,好处,是。,2,：使用,动,滑轮的,好处,是。,能否利用,定,滑轮和,动,滑轮的,优点,把它们,组合起来,，使它们即省力又方便呢？,能。把它们组合成,滑轮组,。,改变用力的方向,省力,四、简单机械,滑轮组,把几个动滑轮和几个定滑轮组合在一起应用，这种组合叫做滑轮组。滑轮组一般可以分为两类：,左图所示的是第一类：用一根绳子联结起来的滑轮组。,滑轮组的作用,：既可以改变力的大小，又可以改变力的方向,。,滑轮组的特点,滑轮组集中了动滑轮和定滑轮的优点，既能省力，又能改变力的方向。,使用滑轮组时，滑轮组,用几段绳子,吊着物体，提起物体所用的力就是物体重力的几分之一，用公式表示：,F,=,G,物,n,G,滑轮组的特点,判断滑轮组绳子的段数的方法：,“,横线切割法,”,横线下方与,动滑轮,有直接联系的绳子,的根数即是承担总重的绳子的段数,n,。,图,1,图,2,右图的图,1,中，,n,=3.,图,2,中，,n,=5,。,滑轮组的特点,使用滑轮组时，滑轮组由,n,段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体移动距离的,n,倍，用公式表示为：,s=nh,。,思考题：,在左图所示的滑轮组中，,(a),若动滑轮重,G,/,不计，拉力,F,是多少？,(,b),若动滑轮重,G,/,不能忽略，那么图中的拉力,F,应等于多少？,G,/,G,F,1,5,F,G,1,5,F,(,G+G,/,),分析：,图中吊起动滑轮的绳子股数为,5,如图，用滑轮组来提升物体，若物体重力均为,560N,，如果不计动滑轮的重力及绳子与滑轮之间的摩擦，则拉力,F,甲,、,F,乙,、,F,丙,分别是多少？,分析：,关于滑轮组最后拉力,F,的大小的判断，可根据,“,动滑轮和重物由几段绳子承担，所用的拉力就是总重的几分之一,”,来判断。所以，弄清楚几段绳子承担物体重力是解答此类问题的关键。,丙图分析：,要从绳子自由端开始分析，绳子,a,对物体的拉力为,F,丙,，绳子,b,的拉力为,2,F,丙,，绳子,c,对物体的拉力也是,2,F,丙,，依次类推，最后物体共受,a,、,c,、,e,三段绳子的拉力，拉力总和为,F,丙,+2,F,丙,+4,F,丙,=7,F,丙,。,F,丙,a,b,c,d,e,分析：,本题中有两根绳子绕成滑轮组，应从绳子的一个自由端入手分析。如图中,a,段绳子的拉力为,G,2,，则,b,、,C,段绳子的拉力应为,2,G,2,，,c,段绳子受到向下的拉力为,G,1,，所以,G,1,=2,G,2,。,如图所示，重物,G,1,和,G,2,满足什么条件滑轮组才能平衡？（不计滑轮重和摩擦）,G,1,G,2,a,b,c,如图所示，拉力,F,的大小等于。,F,.,f,N,G,T,f,/3,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=,2,F=120N,综合分析得：,120N,总结,一、定滑轮：,转轴固定不动的滑轮。,1,、特点：,不能省力，但可改变了力的方向。,2,、实质：,等臂杠杆。,二、动滑轮：,转动轴 与重物一起移动的滑轮。,1,、特点：,能省力一半，但不能改变力的方向。,2,、实质：,动力臂是阻力臂两倍的杠杆。,使用滑轮组时，,动滑轮,被几股绳子吊起,，所用力就是,物重和动滑轮,的几分之一,三、滑轮组,五、组装滑轮组的方法,题一：一根绳子最多能承受,2,10,3,N,的力，用这根绳子匀速提起重力为,8.2,10,3,N,物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。,组装滑轮组的步骤：,1,、根据 得出 ，求出绳子的段数,n,（注意结果用收尾法）,F=,G,物,n,n=,G,物,F,=4.1,n=,8.2,10,3,N,2,10,3,N,本题 应该,用,5,段,绳子来承担物重。,组装方法,2,、确定动滑轮个数,N,动,：本题中,n,为奇数,，,N,动,=,n-1,2,本题需动滑轮,=2,（个）。,N,动,=,5-1,2,3,、确定定滑轮个数,N,定,：,如果拉力,F,的方向不要求改变；,则,n,为奇数，,N,定,=N,动,。本题,N,定,为：,2,个。,4,、在绕绳子时，遵循,“,奇动偶定法,”,，即如果,n,为奇数，绳子应该从动滑轮开始连起（奇动）；如果,n,为偶数，绳子应该从定滑轮开始连起（见下页图,1,）。,组装方法,根据上面的题目要求，在确定定滑轮个数,N,定,时：,如果拉力,F,的方向要求改变（如题目中要求,“,站在地面上匀速提起,”,即拉力方向改变）；,则,n,为奇数，,N,定,=N,动,+1,。这样，,N,定,为：,3,个。见图,2,所示。,图,1,图,2,本题拉力的方向没有具体要求，故有两种装配方法。,=3.45,n=,1000N,290N,本题 ，取,N=4,。,组装方法,题二：有一根绳子能承受的最大拉力为,290,牛顿，请设计一个滑轮组，使站在地面的人利用这根绳子能提起重,1000,牛顿的重物。不计动滑轮的重力及摩擦）,分析与解答：,1,、根据 得出 ，求出绳子的段数,n,（注意结果用收尾法）,F=,G,物,n,n=,G,物,F,组装方法,2,、确定动滑轮个数,N,动,：本题中,n,为偶数,，,则,N,动,=,n,2,本题需动滑轮,=2,（个）。,N,动,=,4,2,3,、确定定滑轮个数,N,定,：本题中拉力,F,的方向不要求改变；因为,n,为偶数，故,N,定,=N,动,-1,。本题,N,定,为：,1,个。,根据,“,奇动偶定法,”,，,n,为偶数时，绳子应从定滑轮连起（偶定）。由左图所示如何连？,组装方法,滑轮组的构造不外三种：动滑轮个数比定滑轮个数少,1,个、多,1,个或相等。对于动滑轮和定滑轮个数不等的滑轮组，绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮。具体绕绳方法见下一页：,组装方法,绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮,巩固练习：,1,：如下图,(a),所示，物体,B,重,100N,，在力,F,作用下匀速上升时，,F,应等于,N,。（不计摩擦）,图,(a),F,2:,如上图,(b),所示,物体,A,重为,100N,挂重物的钩子承受的拉力是,N.,人匀速拉绳子的力是,N,（动滑轮自重不计）,图,(b),100,100,50,3:,如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图最费力，图和图用力大小一样。,(a),(b),(c),(d),(b),(c),(a),(d),4,、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,要利用滑轮组提起1250牛的货物，而串连滑轮的绳子最多只能承受250牛的力，不计摩擦和滑轮的重力，则组成滑轮组的定滑轮和动滑轮至少分别为（）,A、1个，2个 B、2个，2个,C、2个，3个 D、3个，2个,B,典型例题：,竖直放置的滑轮组,(a),(b),(c),(d),考考你！,F=G/3,不考虑动滑轮重和滑轮的摩擦，物体重为G，求拉力的大小。,F=G/2,F=G,F=G/3,G2,G1,如图所示装置处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子的摩擦情况下，G,1,:G,2,为（）,A、1：2 B、1：1,C、2：1 D、3：1,A,拓展：,练：甲、乙两滑轮组中物体重均为100N，不计滑轮重和摩擦，滑轮组平衡时，作用在甲、乙两组滑轮上的力F,甲,和F,乙,的关系是（）,A、F,甲,F,乙,200N,B、F,甲,2F,乙,100N,C、F,乙,2F,甲,200N,D、F,甲,F,乙,100N,F,甲,F,乙,A,水平放置的滑轮组,F,.,物体重100N，地面与物体之间的摩擦力为60N，不计滑轮重及滑轮的摩擦，求拉力F,f=60N,=20N,5秒钟内，物体前进了1米，拉力做了多少功？,当滑轮组水平放置时，,F,.,f,练：物体A重G80N，在F60N拉力下匀速前进，滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计此时物体A受到的摩擦力等于N。,物体移动的速度为1米/秒，拉力的功率是_瓦。,A,F,120,120,1m/s,2m/s,练：如图所示，物体A重500牛，受到的摩擦力为40牛，在拉力F作用下作匀速直线运动，若物体的运动速度为1米/秒，则拉力F的大小及绳子移动的速度分别为（）,A、20牛、,1米/秒,B、20牛、,0.5米/秒,C、250牛、,2米/秒,D、20牛、,2米/秒,A,F,D,图中的三个滑轮拉同一物体沿水平地面做匀速直线运动，所用拉力分别是F,1,，F,2,，F,3,，比较三者的大小。(不考虑滑轮摩擦与重力),F,1,=f,F,2,=f/2,F,3,=2f,F3F1F2,典型例题：,F,练：重为100牛的物体，在拉力F=20N的作用下1秒钟移动了0.2米，若滑轮摩擦和滑轮重不计，物体受到的摩擦大小等于_N，拉力做了,焦耳的功，拉力移动的速度为,米/秒，拉力做功的功率是,瓦特。,2,0.1,2,10,用如图所示滑轮组匀速提升重物G，不计动滑轮质量及摩擦，则两个弹簧秤上示数比F,A,：F,B,是（）,A.3：1 B.3：2,C.2：1 D.l：l,典型例题：,C,练：如图所示，已知物重G120N，那么各弹簧测力计的示数是多少?,(滑轮重及摩擦不计),F,C,=40N,F,B,=120N,F,A,=160N,练：如图所示,整个装置处于静止状态,弹簧测力计A、B、C的示数分别为F,A,、F,B,、F,C,，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是（）,A.F,A,=F,B,=F,C,B.F,A,=F,B,=3F,C,C.3F,A,=2F,B,=6F,C,D.2F,A,=F,B,=3F,C,C,典型例题：,F=G/4,不计滑轮重和摩擦，拉力F是物重G的几倍？,练：如图，物体重,1,牛顿,人的体重,2,牛顿，人站在地上拉住绳子的一端使物体在空中静止，若不计滑轮的重力和摩擦，则人的拉力和人对地的压力分别为和。,G1,400N,200N,对于不是由一段绳子绕到底的滑轮，通常要用受力分析知识进行解决。,练：如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。使用时:（1）瘦子固定不动，胖子用力F,A,拉绳使货物G匀速上升。（2）胖子固定不动，瘦子用力F,B,拉绳使货物G匀速上升。,下列说法中正确的是(,),),AF,A,G B.F,A,F,B,CF,B,=2G D.以上说法都不对,B,练3：如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为_N。,475,如图是工人用于粉刷楼房外墙壁升降装置示意图若动滑轮质量为2.5千克，工作台质量为7.5千克，冻料和所有工具质量为20千克，工人质量为60千克，绳重及摩擦不计当工作台静止于空中时，工人对绳子的拉力是_牛；若工人站在地面上向下拉绳，拉力为_牛。(取g10牛/千克),典型例题：,300,150,如图所示，吊篮的重力为400牛，动滑轮总重力为50牛，定滑轮重力为40牛，人的重力为600牛，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力：（）,A、218牛 B、220牛,C、210牛 D、236牛,C,如图所示，重600N的人站在重5400N的船上，通过滑轮把船匀速拉向岸边。人拉绳的力为500N，人和船相对静止。不计绳重和滑轮处摩擦，船受到水的阻力为（）,A.500N B.1000N,C.2500N D.3000N,典型例题：,B,练：已知重500N的人站在3000N重的船上，如图所示，当他用100N的力拉绳时，船做匀速直线运动，船所受阻力为（）,A.100NB.200N C.300N D.3500N,C,