初二物理第十二章简单机械第二节_滑轮.优秀课件

G物
使用定滑轮，既不省力也不费力。
理论分析
链接
转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力， 物体对绳子的拉力相当于阻力。 L1 = L2 F1 = F2 F 1 = G物 定滑轮相当于一个等臂杠杆， 因此，不省力也不费力。 F2 = G物 l2 l1 O
F2
F1
定滑轮
(1)可以改变用力方向。 (2)既不省力也不费力，也不省距离。 (3)本质上，相当于一个等臂杠杆。
绕线
方法
奇动、偶定
从里 、向外
F
F
F
G n=2
n=3
G n=2
G
由一个定滑轮和一个动滑轮组成。
现在首先让我们一起探究s与h关系：
S：绳子自由端移动的距离 h：物体被提升的高度 F
G动
G
再让我们一起探究F与G及G动关系：
F：作用在绳子自由端的拉力 G：被提升的物体的重力 G动：动滑轮自身的重力
F
A
3. 如图所示的四个滑轮组中，图 ______ 可省一半 b c a d 用力大 力，图 ______ 最费力，图 ______ 和图 ______ 小一样。
a
b
c
d
4. 用如图所示的滑轮组拉动物体 A，怎样绕线最
省力，画出绕线图。 F A
科学世界
轮轴和斜面
杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴。
G
G
力臂是阻力臂二倍的省力
杠杆。因此能省一半力。
杠杆的支点在 O 点处
为什么实验中的拉力比重力的一半大?
2 F2 = G动 + F物 = G 动 + G 物 F2 = (G动 + G物)/2 G物＞＞G动 一般情况下，忽略动滑轮重及 绳子与动滑轮之间的摩擦。 G 动 F物
F2
F2
链接
动滑轮
(1)不能改变用力方向。 (2)能省一半力，但费一倍距离。 F = G/ 2 s = 2h
G动
G
总结：
设吊起动滑轮的绳子的股数为n，则关系式：
S=nh
不计绳重、摩擦
V绳=nV物
不计动滑轮重时： 1 F= n G 考虑动滑轮重时： 1 F= n（G + G动）
吊起动滑轮的绳子的股数越多，就越省力
变形的滑轮组 WWW第2题： 很轻松地就 可将两木棍 拉合拢 说明使用滑 轮组可以省 力
滑轮组水平拉物体
f
如图所示，物体A重G＝80N，在F＝60N拉力下 120N 匀速前进，此时物体A受到的摩擦力等于＿＿＿ ＿N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）
F
T
.
N
f
因为
1 F＝ 2 f
A
所以 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
链接
1.有几段绳子与动滑轮相连，n就为几；
2. s=nh
重物上升h高度，绳子自由端要移动nh距离
3.力的关系
1 F=——G物（不计摩擦、绳重和动滑轮重） n 1 (G物+G动)（不计摩擦、绳重） F=—— n
巩固练习： 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＿＿＿ 100 N（不计摩擦）改变拉力F的方 向，力F的大小将 不变 （不变、变大、变小）
吊车所需承受的总阻力： F总=G总+F拉 =（600千克+2400千克）×10牛/千克 =3×104牛
绳子的拉力：
4、用一根绳子把图中两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的 滑轮组，若每个滑轮重100N，绳的最大承受力为200N，试求：
（1）画出滑轮组的装配图；
（2）用此滑轮组最多能提起多重的物体？（不计摩擦）
已知：G物=600N G滑=20N，Fmax=300N 求：F=？
解：G＝ G物+G滑=600牛＋20牛＝620牛
F
>Fmax
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。
报导说，提起大象的铁笼质量为0.6吨， 称量出大象的质量：2.4吨。
若钢棒重力、弹簧秤拉力及摩擦忽略不计， 则吊车上应使用至少能承受多大力的绳子？
重力作用点 拉力作用点
结论
相等
定滑轮
(1)能否改变用力方向? 定滑轮可以改变用力方向。 (2)能否省力? 定滑轮不能省力。 (3)能否省距离? 定滑轮不能省距离。
链接
F
F1
受力分析
物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力。
F1＞G物
绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大
F1 F1
假如摩擦忽略不计
温故知新
杠杆的平衡条件： 动力X动力臂=阻力X阻力臂
省力杠杆 —— 动力臂> 阻力臂 费力杠杆 —— 动力臂< 阻力臂 等臂杠杆 —— 动力臂 = 阻力臂
l1 O l2 F2 l2
F1 F1 F2 l1
l1
O
l2 省力杠杆 F2
O
l2 费力杠杆
O
l1 F1 l1 F1 O l2 F2
F1
等臂杠杆
2. 物体被匀速升高时，如果 F = 25 牛，滑轮质量 不计，则重物 G 受到的重力为 _____ 50 牛。
F = 25 牛
想想议议
在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着
拉，上述实验中的结论还能成立吗?
拉力大小会变化吗?
定滑轮
l1 l2
l2
l1
l2 F1
l1 F1
F2
F1
F2
F2
L1 = L2
(3)本质上，相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省 力杠杆。
想想做做
1. 在图中，货物 G 重为 100 牛，若不计滑轮的重
力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。
由 a 图装置拉，拉 力 F1 = _____ 100 牛； 由 b 图装置拉，拉 力 F2 = _____ 50 牛。 a F1 b F2
F2 l1 = R O l2 = r
F1
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
链接
4. 其他轮轴
链接1
门的把手 船舵
螺丝刀
单车的踏板
链 接 斜面也是一种省力机械
链接1
甲 乙
丙
20公分 20公分
20公分
将玩具车升高 20 公分，甲最费力，丙最省力， 由此可知斜面越缓和越省力。
其他斜面
F 1L 1 = F 2L 2
F1 = F2
斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。
使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用
动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使 其既可以改变力的方向，又能省力?
滑轮组
链接
链接1
滑轮组同时具备定滑轮 和动滑轮的特点，既可以省 力，又能改变力的方向。
F
.
A
f
(b) 3:如图所示的四个滑轮组中，图＿＿＿可省一半力，图 ( c ) (d) (a) ＿＿＿最费力，图＿＿＿＿和图＿＿＿＿用力大小一样。
(a)
(b)
(c)
(d)
2. 如图所示，物体 A 重为 100 N，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)。
探究使用动滑轮的特点
钩码所受 实验 的重力 次数 G/N 1 2 3 2 3 4 施力的 方向 竖直向上 竖直向上 竖直向上
链接
弹簧测力 计的示数 F/N 1.2 1.7 2.2
F
G0 G
思考：上表中的数据与所得结论不符，仅是由 于误差造成的吗？ 分析：由于滑轮自身具有重力。 G0=0.4N 此时F= 1（G+G0） 2
2. 分类
定滑轮： 使用时轴固定不动。
动滑轮： 使用时轴和重物一起移动。
装置分析：
定滑轮的位 置固定不动
动滑轮随重 物移动
探究实验
探究动滑轮与定滑轮的特点
链接
使用定滑轮有何好处?
观察
拉力的方向
直接提重物 用定滑轮提重物
结论
改变
向上
直接提重物
向下
用定滑轮提重物
测量
拉力的大小
结论
近似相等
测量
作用点移 动的距离
F 图(a)
图(b)
2: 如上图(b)所示，物体A重为100N，挂重物的钩子承受 50 N 100 N。人匀速拉绳子的力是＿＿＿＿ 的拉力是＿＿＿＿ （动滑轮自重不计）
2.如图所示,物体A重G＝80N,在F＝60N拉力下匀速 120 前进,此时物体A受到的摩擦力等于＿＿＿＿ N. （滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）
F2
O
F2
F1
l1
O
l2 F2
F1
F2 O l1
l2
想想议议
我们先来观察一幅科学漫画
你能讲个故事吗?
这个故事中起到关键作用的是哪个部件? 你在哪里见到过吗？
物理与生活
生活中的滑轮
滑轮
滑轮
生产中的滑轮
想想议议
地上有一筐石头，要运到二楼。怎样运? 请你帮 忙想个办法。
一、滑轮 1. 滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮
F
G/
G
3、请按要求在下图中画出绳子的绕法：
1 F= G 2
1 F= G 3
1 F= G 4
1 F= G 5
方法：奇动、偶定 ;从里向外
三、滑轮组———力 的 关 系
1.不计摩擦、绳重时：
2.不计摩擦、绳重和动 滑轮的自重时：
G物 G物
F=G物 / n
F = G物 /5
F = G物 / 4
充实你的笔记
滑轮组的绕法
1 F= G 3
1 F= G 3
1 F= G 4
1 F= G 5
确定n 的方法：在定滑轮与动滑轮之间横切一刀， 吊着动滑轮的绳子数为n
（ f＝ 0）
二、滑轮组
拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动 滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即: 1 F=nG
拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h
动滑轮
(1)能否改变用力方向? 动滑轮不能改变用力方向。 (2)能否省力? 动滑轮能省力。 (3)能否省距离? 动滑轮不能省距离。
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F1
F
链接
理论分析 支点是 A 点还是 O 点? F O A O
l 1 = 2R F l2 = R
∵G· R = 2R ·F GR F= 2R 1 = G 2
动滑轮相当于一个动
例
题
1. 在右图所示的滑轮组中: (a)若动滑轮重 G轮 不计，拉力 F
是多少?
1 G 5 物 (b)若动滑轮重 G轮 不能忽略，那么 F= 图中的拉力 F 应等于多少? 1 F = ( G物 ＋ G 轮 ) 5 G轮
F
G物
书P86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）
F
G物
练习: 1、指出下列各图中拉力F与物重的关系
（不计动滑轮重和摩擦）
F
F G G 1 F＝ 2 G 1 F＝ 2 G G 1 F＝ 3 G
F
2、在下图所示的滑轮组中， (a)若动滑轮重G动不计，拉力F是多少？ 1 G F＝ 5 (b)若动滑轮重G动不能忽略，那么图中 的拉力F应等于多少？ 1 (G+ G ) F＝ 5 动
（3）若自由端移动距离为1m，则重物上升的高为多少？
分析：（1）两个动滑轮，绳子的股数为4或5，
又∵ 绳子的股数越多越省力，∴ n = 5 （2）由公式 F=1/n（G 物+ G动）得： G物 = nF － G动= 5×200N －2×100N = 800N （3）由S=nh得： h = S/n = 1m/5 = 0.2m
实验表明，使用滑轮组沿水平方向拉重物时，若动滑 轮重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子拉住，所用的力 就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即 1
F
F
F F
N T’=T=3F
n
f摩
f摩
.
T=f摩
.
G
1 F f摩 3 如图所示，拉力F的大小等于 。
FΒιβλιοθήκη Baidu
.
1 f F ＝ 如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。 3
的 n 倍，即: s = nh
6 段绳子承担 F =( 1/ 6) G
F
G
F
7 段绳子承担 F =( 1/ 7) G
G
18 段绳子承担 F =(1/18)G
F
先学会数 吊起动滑轮绳子的股数n
F
n= 3
F
n= 2
G
G
看是否直接与动滑轮相连 判断依据： 当股数n为奇数时，绳子 的一端从动滑轮开始连； 当股数n为偶数时，绳子 的一端从定滑轮开始连
链接
下面是几种轮轴 1. 井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图: F2 l1 = R O l2 = r F1 动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆。
2. 汽车的方向盘 从上边看下去，也可画成下图:
F2 l1 = R O l2 = r
F1
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
3. 水龙头
从上边看下去，也可画成下图: