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第3节认识简单机械——滑轮(LY)

发布时间:2013-11-05 11:37:05  

你认为下列图中的杠杆,分别属于 哪类杠杆?判断的依据是什么? 费 力 杠 杆 省 力 杠 杆

省 力 杠 杆

省 力 杠 杆

你认为下列图中两种剪纸方法中哪种 费力?判断的依据是什么?

费力

请画出作用点在B点的动力F最小时的 方向和动力臂 F1 l1 O B A

周一学校举行升国旗仪式时,旗手 往下拉绳,国旗就往上升。为什么旗手 在地面就可把国旗升到旗杆顶端呢? 旗杆顶端装了一种简单机械—— 滑轮
是一种周边 有槽,可以 绕中心轴转 动的轮子。

动 滑 轮 定滑轮

这些滑轮 使用时有 什么不同? 可把它们 分为几类? 请给每类 起一个合 适的名称。

定滑轮

定滑轮

使用时,滑轮的位置固定不动 ——定滑轮 使用时,滑轮随物体一起运动 ——动滑轮

定滑轮和动滑轮有什么特点? 1、用弹簧秤测出钩码的重力 G1 = 。 2、如图所示,通过定滑轮用 弹簧测力计匀速拉动钩 码,记录弹簧秤的读数 F 1= 。测出钩码移动 的距离h1=___和拉力移动 的距离s1=____。
9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10

结论: F1 > G1
s1 = h1

2、测出钩码和动滑轮的总重G2 = 如图所示,通过动滑轮用 弹簧测力计匀速拉动钩码, 弹簧秤的读数F2= 。 测出钩码移动的距离 h2=_____和拉力移动的 距离 s2 =______。 结论: 1/2G2 < F2 < G2


9 1 2 3 4 5 6 7 8 10

s2=2h2

分别使用定滑轮和动滑轮提起物 体,效果有什么不同?各适合什 么情况下使用? 使用定滑轮:不省力,但可以改变动力方向。 适合于在低处升高物体或需要 改变动力方向的情况下使用。 使用动滑轮:省力,但不可以改变动力的方 向,且动力移动的距离是物体 移动距离的2倍。适合于在高处 将较重物体吊高的情况下使用。

定滑轮为什么不省力,而 动滑轮在不计滑轮、绳子 重和摩擦时却可以省一半 的力?

请看课本P85“读图”

在图上找出两种滑轮的支点,做出力臂,并解释为什么不 计摩擦时定滑轮不省力,而动滑轮不计滑轮、绳子重和摩 擦时可以省一半的力? F1 l2 l1 l1
O

l1=l2 F1l1=F2l2 F1=F2
F2

·
l2

l1 =2l2

F1
F2

F1×2l2=F2l2 F1= 1/2F2

等臂 定滑轮实质是个_____杠杆 2 动滑轮实质是个动力臂为阻力臂__倍的省力杠杆

使用动滑轮能省力,但能省功吗? 试通过计算说明。 不使用机械需要做的功: W=Fs = G h 物 使用动滑轮(不计滑轮、绳子重和摩擦): F= 1/2G物 s= 2h

W=Fs=1/2G物?2h=G物h

使用定滑轮不省力,但 可以改变动力的方向,而使 用动滑轮可以省力,但最多 可省一半的力。能不能想一 个方法使滑轮在使用时既省 力又可以改变动力的方向或 省更多的力呢? 将定滑轮和动滑轮组合使用
滑轮组

若不计滑轮、绳子重和摩擦,使

用滑轮组时, 若动滑轮由2段绳子吊着, 重物和动滑轮的总重就由2段绳 子承担,提起重物所用的力就 是总重的________。 二分之一

F

若动滑轮由n段绳子吊着, 重物和动滑轮的总重就由n段绳 子承担。提起重物所用的力就 是总重的__________。即: n分之一

1 F= (G物+G动) n

使用滑轮组时,要将重物升 高h,动力要移动多少距离?

F

使用滑轮组时,若动滑轮由2段 绳子吊着,当重物升高距离为h 时,动滑轮也随之上升了h,而 系着动滑轮的绳子则缩短了2h, 即F 端拉下的绳子长度为2h。

若动滑轮由n段绳子吊着,则动力移动的距 离s是重物移动距离h 的 n 倍。 即: s=nh

在下列动滑轮和几种滑轮组中,重物
和动滑轮的总重由几段绳子承担?据此和 上述实验结果,你可得出什么结论?

F动

Fb Fa
(a) (b) (c)

结论:滑轮组 Fc 中承担重物和 动滑轮总重的 绳子段数越多 越省力。
3段

2段

2段

2段

在(a)和(b)滑轮组 (a) 中,重物和动滑轮 的总重分别由几段 绳子承担?不计绳 重和摩擦时,提起 Fa 重物所用的力是总 G动 重的几分之几? 1 Fa = 5 (G物+G动滑轮) 1 F b = 4 (G物+G动滑轮)

(b)

G动 G物 G物

缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300 牛,把它连接成如图所示的滑轮组,能 否提升600N的重物?(已知动滑轮重20N, 摩擦和绳子的重力不计。)
解法一:依题意得

1 F= 2 (G物+G动) 1 = 2 ×(600N+20N)
=310N > 300N

答:该滑轮组不能用来提升600N的重物。

1.定滑轮: 实质是一个______杠杆. 等臂 使用特点: 可以改变动力的方向,但不省力; F 动力: >G物或F=G物(不计绳重和摩擦) 动力移动的距离: s=h (h——重物移动距离) 省力 2 2.动滑轮: 实质是动力臂为阻力臂__倍的____的杠杆.

使用特点:省力,但不改变动力的方向; 动力: F=1/2G物(不计滑轮、绳重和摩擦) 动力移动的距离: s=2h 3.滑轮组 使用优点: 通常既可省力,又可改变动力的方向; 动力:F=G总/n=(G物+G动)/n(不计摩擦和绳重) 动力移动的距离: s=nh (n—缠绕动滑轮的绳子段数)

1、如下图(a)所示,物体重100N, 在力F作用下匀速上升时,F 100 应等于___N。(不计摩擦) 2:、如上图(b)所示,物体重为 100N,挂重物的钩子承受的 100 拉力是__N。人匀速拉绳 50 子的力是__N(动滑轮自 重及摩擦不计)

F

图(a)

图(b)

(b ) 3:如图所示的四个滑轮组中,图__省一半力(不计绳重 (c) (a) (d) 和摩擦),图__最费力,图__和图__用力大小一样。

(a)

(b)

(c)

(d)

4、如图所示,物体A重80N,在60N拉力F 作用下 匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于__N。 12

0 (滑轮自重及滑轮的摩擦不计)

F

T

.
A

N

f

G 综合分析: 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 (匀速,T=f ) 3.缠绕动滑轮的绳子段数为____ 2 1 1 所以 F= 2 T = 2 f f =2F = 120N

5、根据F与G的关系画出滑轮组的绳子绕法

F

G

G

G

不计滑轮自重及摩擦时: 1 G 1 G F= F= 2 2 n=2 n=2

1 G F= 3 n=3

6、如下图,用三个力沿不同方向拉绳子,三个力 的关系如何?
F1 F3 l1 F2

l1

F2

·

F3

F1=F2=F2

F1

F1<F2 < F3

◆其它条件相同时, 沿不同方向拉定滑轮上的绳子,拉力一样; 沿不同方向拉动滑轮上的绳子,拉力不同,竖 直方向最省力。


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