三、滑轮.doc

第5.3节　滑轮

1.了解定滑轮和动滑轮的结构和本质；
2.了解滑轮组的结构和特点。
　　定滑轮和动滑轮的结构和实质
●小组讨论
1.你在生活中哪些地方见过滑轮？你知道它们起到什么作用吗？
2.思考：什么是定滑轮和动滑轮？
●自主研习
阅读课本第81面、第82面，完成下列填空：
1. 观察滑轮：中心有　 　，侧边有　 　，可以绕轴转动的小轮叫做滑轮；
2. 定滑轮：　 　；
3.动滑轮：　 　；

●实验探究：定滑轮和动滑轮的工作特点
1.用图中方式提拉同一重物上升一定高度；
2.缓慢匀速竖直拉动弹簧测力计；
3.将实验数据及现象填在下表中。
图1 图2 图3
物重G/N
拉力F/N
物体移动方向
拉力移动方向
物体移动距离h/cm
拉力移动距离S/cm

表一
1.图2弹簧测力计的读数(F)与钩码重力(G)进行比较，F G(填“>”、“<”或“=”)；
2.图2拉力的方向与钩码的运动的方向 (填“相同”或“不同”)；
3.图2中，弹簧测力计移动的距离（S）　 　钩码移动的距离（h）（填“>”、“<”或“=”）。
表二
1.图3弹簧测力计的读数(F)与钩码重力(G)进行比较，F G(填“>”、“<”或“=”)；
2.图3拉力的方向与钩码的运动的方向 (填“相同”或“不同”)；
3.图3中，弹簧测力计移动的距离（S）　 　钩码移动的距离（h）（填“>”、“<”或“=”）。

4.对上述实验得出的结果分析：
表一中：滑轮为 ，既不能　 　，也不能　 　，但可以改变 　；
表二中：滑轮为 ，能　 　，但不能　 　，不可以改变 　。

5.使用滑轮的理论分析：外形相同的滑轮(不计动滑轮自重及所有摩擦)为什么使用方法不同会出现不同的作用呢？我们可以利用杠杆平衡原理来进一步论证：
(1)定滑轮可以看成一种变形的杠杆，由图4可知，定滑轮在使用时，动力臂与阻力臂的关系：L1 L2，因此两力的关系是：F1 F2　，说明：使用定滑轮不省 ，但可以改变 　，相当于一个　 　杠杆。
(2)动滑轮在使用时，同样可以当成变形杠杆.图5中杠杆的支点在哪里？由图可知，动滑轮在使用时，动力臂与阻力臂的关系：L1 L2，因此两力的关系是：F1 F2相当于一个　 　杠杆　。

图4 图5
●教师点拨
1.使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力.
2.使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向.
3.定滑轮的实质是等臂杠杆，动滑轮的实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆.
●跟踪训练
1.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是　 　，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是　 　。

　　滑轮组
●自主研习
1.把定滑轮和动滑轮组合起来就组成　 　。
2.用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的　 　。
●小组讨论
1.滑轮组有什么特点？　 　省力，　 　改变力的方向，但　 　距离.
2.完成下列各图的探究实验(不计动滑轮自重绳重及所有摩擦)，探究拉力与物重之间有何关系？拉力移动距离与物体移动距离有何关系？

F= G F= G F= G F= G
S= h S= h S= h S= h
●教师点拨
滑轮组特点：既省力，又能改变力的方向，但是费距离.使用滑轮组时，有几段绳子吊着动滑轮和重物，滑轮组上绳子自由端的拉力就是动滑轮与所吊重物的总重的几分之一.而绳子段数只由作用在动滑轮上(动滑轮的轮槽或挂钩上)的绳子段数决定.

●跟踪训练
1.通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m(不计绳重和摩擦)，求：

(1)动滑轮重；
(2)绳自由端的移动速度为多大？
(3)若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
解：(1)绳子段数n=3，
三段绳子一共能提升的重物G总=200N×3=600N，
动滑轮自重G动=G总-G物=600N-480N=120N.
(2)自由端移动的距离s=2m×3=6m，
绳自由端的移动速度v=s/t=6m÷20s=0.3m/s.
(3)被提重物总重G′=480N+150N+120N=750N，
自由端拉力F拉=750N÷3=250N.
2.如图所示，重500N物体A在拉力F作用下以1m/s的速度匀速向左运动，已知F=100N，不计滑轮自重、绳重及滑轮与绳子之间的摩擦，求：

(1)物体A受到地面的阻力；
(2)在5s内，绳子的自由端移动的距离.
解：(1)绳子段数n=2，
A受到地面阻力f=2F=2×100N=200N.
(2)物体移动的距离s=vt=5s×1m/s=5m，
自由端移动距离s自由=2s=10m.