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九年级上科学3.3滑轮

发布时间:2014-02-06 14:55:37  

Chapter 3 能量的转化与守恒

3.3 认识简单机械

这种周边有槽、能绕轴心
转动的圆轮叫做滑轮。

使用时,滑轮位置

固定不动,叫定滑轮。
滑轮在使用时,根 据滑轮的位置是 否移动,又分为 定滑轮和动滑轮 两种。

使用时,滑轮随重物 一起移动,叫动滑轮。

定滑轮

1:定滑轮实质上就是等臂杠杆。 2:拉力大小始终等于重物的重力大小。与拉力方向 无关.

l2 G

0

l1

F

F=G
F F

结论:
使用定滑轮不能省力,但可以改变施力的方向。

动滑轮
1:动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

F

2:在上述情况下,动力是阻力的

O

l1 l2
结论: G



F=

1 2

1 2

G

使用动滑轮可以省一半力,但不能改变施力的方向。

且动力移动的距离是物体上升高度的两倍。

例1、如图所示,物体A和B所受重力都为200N,滑轮重力和摩擦不计, 当用力分别匀速提升物体A和B时,FA为100 _____N,FB为______N 。 200


例2、试判定下列各图中的滑轮 是定滑轮还是动滑轮。如图所示。







思考:

改变用力的方向 。 1:使用定滑轮的好处是_________________
2:使用动滑轮的好处是_____ 省力 。
能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来,使它们即省力又改 变力的方向呢?

能。把它们组合成滑轮组。

滑轮组
通过动滑轮绳子股数

由定滑轮和动滑轮组合而成。
n=2

n=2

n=3

F

F

F
F=

G

1 2

G

G F=

1 2

G

F= 1 G 3 G

实验结果:

拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。

实验表明,使用滑轮组吊重物时,重物和动滑轮被 几股绳子吊起,所用力就是总重的几分之一 即 F=

1 n

G

思考 在左图所示的滑轮组中, F (a)若动滑轮重G’不计,拉力F是多少? F= G/

1 5

G

(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
F=

1 5

(G+G’)

与定滑轮重量无关

仔细观察:若不计滑轮的重力,则绳端拉力F多大?

F=

1 4

G

F=

1 3

G

F=

1 5

G

F=

1 4

G

奇动偶定

观察绳子的起始端位置与n的关系

F
F

F

F

G

n=2

G

n=3

n=4
G

n=5

G 当动滑轮上的绳子段数为偶数时, 绳子的起始端在定滑轮上 指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时, 绳子的起始端在动滑轮上,

物体升高h米,绳子的自由端移动多少米?

S=4h

S=3h

S=5h

S=4h

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 100 。(不计摩擦) A B

F C

B

图(a)

图(b)

2: 如上图(b)所示,物体C重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是_______ 100 N。 人匀速拉绳子的力是_______ 50 N(动滑轮自重不计)
3:A点绳子拉力为_______ 100 N. 50 N,B点绳子拉力为_______

同一根绳子各股拉力大小相等.

实验表明,使用滑轮组

沿水平地面拉重物时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑 轮被几股绳子拉住,所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。 即

F= F
T N

1 n

f

思考:滑轮拉力F是多少?

f
G

1 F = f 与物重G的大小无关) 如图所示,拉力F的大小等于_________( 3
结论:滑轮组横着拉则克服物体的阻力f, 滑轮组竖着吊则克服物体的重力G,
F=

1 n 1 F= n

f
G

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 120 。(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)

F

N
T
A

因为

F=

f
所以

1 n

f

f=2F=120N

综合分析得:

G
1:竖直方向上有一对平衡力N和G G=N=80N 2:水平方向上有一对平衡力T和f T=f=120N 水平拉时F大小与G无关

设物体与地面间的摩擦为 f ,其它摩擦及阻力不计,求F的大小 (同一根绳子各股拉力大小相等.)

F

1 F= 3 f

F

F=2f

如图所示,当用力F拉绳子,使物体在水平地面上匀速移动1米,物体与地面 的摩擦力为40N,求拉力F的大小和绳子移动的距离。(滑轮重和摩擦不计)

F

解:n=2 拉力F = f/2 = 40N/2 = 20N
A

S物=1m 所以S绳 = 2S物 = 2Х1m =2m

有两个定滑轮、一个动滑轮组成的滑轮组提起物体,被提的物重G=600牛,求 作用在自由端上的力是多少牛(不计滑轮重和摩擦)?若自由端移动的速度是 0.6m/s,问需多长时间才能把物体提到6米的高度?这一过程中拉力做功多大?物 体克服重力做功多大?拉力的功率多大?

解:n=3, 自由端拉力F=G/3=600N/3=200N h=6m,所以S=3h=3Х6m=18m 所需时间t=S/v=18m÷0.6m/s=30s

拉力做功W=FS=200N Х18m=3600J
拉力的功率P=W/t=3600J÷30s=120w 或P=w/t=FS/t=Fv=200N Х0.6m/s=120w


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