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认识简单机械-滑轮(第4课时)

发布时间:2013-12-21 15:46:46  

1、杠杆:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 2、杠杆的五要素: 支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 3、杠杆平衡的条件:
F1 L2

= F2 L2

F1 L2 ? F2 L1

如图所示的杠杆,OA = OB,请在杠杆 上作出力臂,并比较F与G的大小关系。

A O G

B F O

A

F B

G

想一想

造房子时要把钢材、木 料、水泥等运到楼上通 常会怎样做呢? ——滑轮

滑轮是一种周边有槽、可 以绕着中心轴转动的轮子。

装置分析:

滑轮的位置 固定不动

滑轮随重物 移动

一、定滑轮与动滑轮

1、定滑轮:位置固定不动的滑轮

2、动滑轮:位置随重物移动的滑轮

用弹簧秤测出钩码的重,G1= 。 通过定滑轮用弹簧秤匀速拉动钩码,弹 簧秤的读数F1= 。同时注意观察F1 拉过距离与重物上升高度间的关系

实验次数 滑轮重 重物重 1 2 3

拉力

通过定滑轮用弹簧秤匀速向如图所 示竖直向下、斜向下、水平拉动钩 码,注意观察弹簧秤的读数F是否 改变

F3
F1 G1 F2

结论:F1=F2=F3=G1

v F
结论:使用定滑轮不能省力;但可以改变力 的方向

一、定滑轮
A:支点在轴心O处。 B:动力臂l1等于阻力臂l2
l2

.
G

0 l1

F

L1= L2
1、定滑轮实际上就是等臂杠杆。
F F

2、拉力大小始终等于重物的重力大小。 F=G 3、拉力的方向与重物移动的方向相反。 4、动力移动的距离等于物体移动的距离
结论:使用定滑轮不省



,但可以改变力的

方向



1、使用如图所示的装置提起重物G,在三种 方式中所用的拉力( ) A、F1最大 B、F2最大 C、F3最大 D、三者一样大

F1 F2 F3
G

动滑轮

动滑轮实验 ? 实验二
用弹簧秤测出钩码和动滑轮的总重,G2 = 。通过动滑轮用弹簧秤匀速拉 动钩码,弹簧秤的读数F2= 。同 时注意观察F2拉过距离与重物上升高度 间的关系 实验次数 滑轮重 重物重
1 2 3

拉力

二、动滑轮
A:支点在边缘O处
B:动力臂l1为阻力臂l2的2倍。L1=2L2
1 1 动力F为阻力G的 2 倍 F= 2 G O

F

.
l2

l1

1:动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。
1 2:在上述情况下,动力是阻力的 2 1 即 F= 2 G G

3:拉力的方向与重物的移动方向相同。

方向 省力 结论:使用动滑轮可以____,但不能改变施力的____。

动滑轮省力不省距离(费距离)

4、动力移动的距离等于物体移动距离的两倍,S=2h。

一、定滑轮与动滑轮 1、定滑轮:位置固定不动的滑轮 特点:不能省力,但可以改变力的方 向,s=h L2 L1 实质:等臂杠杆 · O l1= l2 F=G (不计摩擦)F F1 2 2、动滑轮:位置随重物移动的滑轮 特点:省一半力,但不能改变力的方向,S=2h
实质:动力臂为阻力臂的两倍的杠杆 l1=2 l2 F=1/2(G物+G动)
(不计摩擦) L1

O

·

L

F1 F2

2

思考
改变用力的方向 1:使用定滑轮的好处是_________。

省力 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,使它们既省力又方便呢?

滑轮组 由定滑轮和动滑轮组成。

F

F

F
G G G

1、用弹簧秤测出钩码和滑 轮的总重,G=___。 2、如图甲方式匀速拉动绳 子,弹簧秤的读数F1=__。
此时重物和动滑轮的总重 由___段绳子承担。 2

F2 F1

3、如图乙方式匀速拉动绳 子,弹簧秤的读数F2= ___。

此时重物和动滑轮的总重 3 由___段绳子承担。





按书P85实验要求完成实验

(f=0)

使用滑轮组时,动滑轮和重物的总重由几股绳子承 担,提起重物所用的力就是总重的几分之一;
G物 + G动 即 F= n G总 或 F= n

重物上升高度为h,则绳子自由端移动距离为nh。

即S绳=nh物
重物上升速度为v,则绳子自由端移动速度为nv。

即v绳=nv物

1、使用滑轮组吊重物时,若动滑轮重和磨擦不计,动滑轮被 几股绳子吊起,所用力就是物重的几分之一即 F= 1 G n 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?
1 F= 5 G (b)若动滑轮重G′不能忽略,那么图中的拉

F G/

力F应等于多少?
G
1 F= 5 (G+G′)

已知重物G=100牛,大滑轮重20牛,小 滑轮重10牛,求拉力F大小

F
F

F F F

F=60N

F=40N

F=32.5N

F=32.5N

F=26N

2、使用滑轮组水平拉重物时,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 1 F= n f N T

F

.
G

f

1 F= 3 f 如图所示,拉力F的大小等于____。

例题 缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛, 用它连接成如图的滑轮组,能否提升重为600牛的 重物?(已知动滑轮重20牛,摩擦及绳的重力不计)
解:总重
F2 F

G=600牛+20牛=620牛

因为所需要的拉力大于绳子所能 承受的最大拉力,所以不能用来提升 600牛的重物。

想想改变一下绳的绕法呢?

类型

力的方 向 改变 不变 可以改 变

绳子自由端 拉力F 通过的距离S, 与物体通过 的距离h F=G F=1/2G F=1/nG S=h S=2h S=nh

实质

定滑轮 动滑轮 滑轮组

等臂杠杆 动力臂是阻力臂 两倍的杠杆 省力杠杆

动滑轮重不可忽略,上述力的关系式应写成 F=(G物+G动)/n.

动滑轮 1、如图所示的装置叫__________。当物体被匀速 升高时如果F=50牛,滑轮质量及摩擦不计,则重 物G受到的重力为______牛。 100牛

2、如图所示,用一个重为10牛的动滑轮,来提升一 个150牛的重物,不计摩擦时,匀速提升重物向上的 80 拉力最小为_____牛。

3、如图所示的两个滑轮重均为20牛,物体G的重力 均为100牛,若要使物体

匀速上升,则加在绳子自由 100 端的拉力分别为FA=________牛,FB=________牛。 60 (不计摩擦)

4、某人想用如图A、B、C、D所示的四个装置提升重 物,若在这些装置中滑轮的重力均可忽略不计,在这 些装置中,既不省力也不费力是_________。 A、B

F=G

F=G

F=1/2G

F=2G

5、缠绕滑轮的绳子最大只能承受300牛的拉力。用它 连成如图的滑轮组,能否提升600牛的重物?

不能 摩擦力和动滑轮重力

6、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) 100

F
图(a)

图(b)

7、如上图(b)所示,物体A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,不计摩擦)。

8、如图所示的四个滑轮组中,图 ( b ) 可省一半力, 图 ( c ) 最费力,图 (a) 和图 (d) 用力大小一样。

(a)

(b)

(c)

(d)

9、如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速 120 前进30cm,此时物体A受到的摩擦力等于 N。拉 力做功为 (滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)

N
F

因为
f

T

.

1 F= 2 f

A

所以 f=2F=120N

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


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