九年级物理 第五节 其他简单机械学案 人教新课标版

第五节 其他简单机械
知识点1 定滑轮与动滑轮
滑轮可以分为两大类： 和 。

定滑轮：在使用时轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮。

动滑轮：在使用时轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮叫动滑轮。

知识点2 滑轮的特点
（1）使用定滑轮的特点：定滑轮的工作特点是可以改变力的方向，但不能省力不能省距离。

（2）使用动滑轮的特点：可以省一半的力，但不能改变用力的方向。

（3）滑轮可以看做是杠杆的变形，可以从实质、五要素上分析：
①定滑轮：实质是等臂杠杆。

定滑轮两边的力与轮相切，中心轴为杠杆的支点，轮的直径可以看做是一根硬棒，动力和阻力作用在直径两端，动力臂等于阻力臂。

你能画
出例图吗：
②动滑轮：实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。

动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的支点位于固定边与轮相切的地方，过支点的轮的直径相当于杠杆，物重是阻力，人施加的力是动力，动力臂是直径，阻力臂是半径，所以动力臂是阻力臂的二倍。

举例图：
例1 关于滑轮，下列说法中错误的是（ ）
A 、使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向
B 、使用动滑轮能省一半的力，还能改变力的方向
C 、定滑轮的实质是个等臂杠杆
D 、动滑轮的实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆
知识点3 滑轮组
（1）滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既能省力又能改变力的方向的使用效果。

但同时要付出的代价是多移动距离，使用中，省力效果取决于承担重物的绳子的股数。

使用滑轮组时，有几股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是重物的几分之一，即F=n
1G （2）决定绳子的股数n 的方法：
在动滑轮和定滑轮之间画一虚线，将它们隔离开，只算绕在动滑轮上的绳子股数。

画图举例：
（3）利用滑轮提物体时，动力F 通过的距离s 与物体被提高的高度h 的关系是：s=nh （n 为绳子股数）
巧记滑轮实质：
定滑轮，是杠杆，轴不动，连续转，不省力，方向改；
动滑轮，是杠杆，轴随物，同运动，省半力，距离费；
既省力，方向变，滑轮组，来实现。

知识点4 组装滑轮组的方法——“偶定奇动”
（1）当承重的绳子股数n 为偶数时，绳子的固定端应栓在定滑轮上（即偶定）
（2）当承重的绳子股数n 为奇数时，绳子的固定端应栓在定动轮上（即奇动）
例2 人站在地上利用滑轮组提升1.6×104N 的重物，该绳子最多能承受5×103N 的拉力，
请设计一个滑轮组，画出组装示意图，若人站
在高处向上拉重物，又该用怎样的滑轮组？（要求滑轮个数最少，动滑轮和摩擦力忽略不计）
知识点5 轮轴和斜面
1、轮轴：
（1）轮轴：由一个轴和一个大轮组成。

能省力和改变力的方向，实质是一个可连
续转动的杠杆。

（2）轮轴的公式：F 1·R=F 2·r 或12F F =r
R 。

（3）轮轴的实质：轴轮可看做是杠杆的变形，如图所示
（4）轮轴的特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，则动力臂L1=R ，阻力臂L2=r ，根据杠杆平衡条件：F 1L 1=F 2L 2 ，即F 1·R=F 2·r ，如上图R ＞r ，所以F 1＜F 2，即：使用轮轴
可以省力，也可以改变力的方向，却费了距离。

2、斜面：
（1）斜面是一种可以省力的简单机械，却费了距离。

（2）如上图，当斜面高度h 一定时，斜面L 越长，越省力（即F 越小），当斜面长L 相同时，斜面高h 越小，越省力（即F 越小）；当斜面L 越长，斜面高h 越小时，越省力（即F 越小）。

（3）拓展：用F 表示力，L 表示斜面长，h 表示斜面高，物重为G ，不计无用的阻力时，根据功的原理，得FL=Gh
经典例题剖析
例1 如图所示，通过定滑轮匀速提起重物G 时，向三个方向拉动的力分别为F 1 、F 2 、F 3，则三个力大小关系是（ ）
A 、F 1最大
B 、F 2最大
C 、F 3最大
D 、一样大
例2 如图所示的滑轮是变形杠杆，其支点是 ，如果物重G=50N ，动滑轮重10N ，绳子摩擦不计，当重物G 匀速上升时，拉力F= N ，如果绳子自由端通过的距离是4m ，则重物上升的高度是 m 。

例3 如图所示，同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，已知物重G=80N ，摩擦力f=20N ，则F
1= N ，F 2 = N 。

例4 如图所示，物体重为G=50N，挂在滑轮上，绳子一端系于地上，当力F作用在滑轮上匀速上升时，F= N（动滑轮重和摩擦力不计）。