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第二节：滑轮及其应用 （第1课时）轴轴轮子轮子周边有周边有槽槽，能绕，能绕轴轴转动的转动的圆轮圆轮，叫叫滑轮滑轮。 生活中的滑轮生活中的滑轮一、定滑轮一、定滑轮1 1、什么是定滑轮？、什么是定滑轮？ 使用时，轴使用时，轴固定不动固定不动的滑轮的滑轮 叫叫定定滑轮。滑轮。 例如：例如： 升国旗时，升国旗时， 旗杆顶部旗杆顶部 的滑轮就的滑轮就 是一个定是一个定 滑轮。滑轮。2 2、定滑轮的作用：、定滑轮的作用：结论：结论：使用定滑轮使用定滑轮不能不能省力省力， 但可以但可以改变力的方向改变力的方向。实验：实验：现象现象1 1：向下拉绳子自由端，物体便上升。：向下拉绳子自由端，物体便上升。说明：使用定滑轮可以改变力的方向。说明：使用定滑轮可以改变力的方向。现象现象2 2：F=GF=G说明：使用定滑轮不能省力。说明：使用定滑轮不能省力。3 3、定滑轮的实质、定滑轮的实质（1 1）定滑轮实际上是一根定滑轮实际上是一根等臂等臂杠杆杠杆。为什么使用定滑轮不能省力？为什么使用定滑轮不能省力？OABL1L2（2 2）研究沿不同方向拉绳子时，）研究沿不同方向拉绳子时， 拉力的大小。拉力的大小。F1F2F3a a、现象：、现象：F F1 1 = F= F2 2 = F= F3 3b b、分析：、分析：F F1 1F F2 2F F3 3rrrO OB BA A1 1A A2 2A A3 3改变拉力的方向，改变拉力的方向，动力臂始终为动力臂始终为r r，由杠杆平衡条件由杠杆平衡条件可得可得F F1 1=F=F2 2=F=F3 3G G二、动滑轮二、动滑轮1 1、什么是动滑轮？、什么是动滑轮？ 使用时，轴使用时，轴随物体一起移动随物体一起移动 的滑轮，叫的滑轮，叫动动滑轮。滑轮。2 2、动滑轮的作用、动滑轮的作用实验：实验：现象：要使重物上升，必须在绳端施加向上的力。现象：要使重物上升，必须在绳端施加向上的力。说明：使用动滑轮不能改变力的方向。说明：使用动滑轮不能改变力的方向。现象：现象：FGFG说明：使用动滑轮可以省力。说明：使用动滑轮可以省力。结论：结论：使用动滑轮可以使用动滑轮可以省力省力， 但但不能不能改变力的方向改变力的方向。3 3、动滑轮的实质：、动滑轮的实质：（1 1）动滑轮实际上是一根）动滑轮实际上是一根 动力臂动力臂为为阻力臂阻力臂两倍两倍 的的省力省力杠杆。杠杆。（2 2）若不计动滑轮的重、）若不计动滑轮的重、绳重及摩擦，使用绳重及摩擦，使用动动滑轮滑轮可以省可以省一半一半力。力。F FG GL L1 1L L2 2F FL LO O使用动滑轮吊起重物时，斜向上拉使用动滑轮吊起重物时，斜向上拉绳端与竖直向上拉绳端，所需的拉力绳端与竖直向上拉绳端，所需的拉力大小相同吗？大小相同吗？怎样判断一个滑轮是定滑轮还是怎样判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮？动滑轮？（只转动不移动只转动不移动的滑轮为的滑轮为定定滑轮滑轮； 既转动又移动既转动又移动的滑轮为的滑轮为动动滑轮滑轮。）。）三、滑轮组三、滑轮组（第（第2 2课时）课时）1 1、什么是滑轮组？、什么是滑轮组？ 定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮 组合在一起的装组合在一起的装 置叫滑轮组。置叫滑轮组。2 2、常见的几种滑轮组：、常见的几种滑轮组：（1 1）“一定一动一定一动”组成的滑轮组组成的滑轮组n=2n=2股股n=3n=3股股（2 2）“两定一动两定一动”组成的滑轮组：组成的滑轮组：n=3n=3股股（3 3）“一定两动一定两动”组成的滑轮组组成的滑轮组n=4n=4股股（4 4）“两定两动两定两动”组成的滑轮组组成的滑轮组n=4n=4股股n=5n=5股股3 3、探究使用滑轮组吊起重物时，、探究使用滑轮组吊起重物时， 拉力拉力F F与物重与物重G G的关系。的关系。步骤：（视频）步骤：（视频）用弹簧测力计称出物体和动滑轮的总重用弹簧测力计称出物体和动滑轮的总重组装滑轮组组装滑轮组利用滑轮组吊起重物，用弹簧测力计测出绳端拉力利用滑轮组吊起重物，用弹簧测力计测出绳端拉力F F数出承担物重的绳子的股数数出承担物重的绳子的股数n n找出找出F F、G G、n n三者之间的关系。三者之间的关系。使用滑轮组吊起重物时，若动滑使用滑轮组吊起重物时，若动滑轮重、绳重、摩擦不计，那么，轮重、绳重、摩擦不计，那么，有几股绳子承担物重，所用的力有几股绳子承担物重，所用的力就是物重的几分之一。就是物重的几分之一。结论：结论：即：即：1FGn 使用滑轮组吊起重物时，若绳重、摩使用滑轮组吊起重物时，若绳重、摩擦不计，而动滑轮重不能忽略，则擦不计，而动滑轮重不能忽略，则：1=+FGGn动物（）其中：其中：F F表示作用在绳端的拉力表示作用在绳端的拉力。 n n表示承担物重的绳子的股数表示承担物重的绳子的股数。 G G物物表示被吊起的物体的重表示被吊起的物体的重。 G G动动表示动滑轮的重表示动滑轮的重。4 4、探究绳端移动的距离、探究绳端移动的距离S S与物体上升的与物体上升的 高度高度h h之间的关系。之间的关系。步骤：步骤：a a、用刻度尺分别量出、用刻度尺分别量出S S和和h h b b、找出、找出S S、n n、h h三者之间的关系。三者之间的关系。结论：结论：使用滑轮组吊起重物时，有几股绳子使用滑轮组吊起重物时，有几股绳子承担物重，绳端移动的距离就是物体承担物重，绳端移动的距离就是物体上升高度的几倍。上升高度的几倍。即：即：S = nhS = nh 绳子自由端移动的速度绳子自由端移动的速度V V绳绳与与物体上升的速度物体上升的速度V V物物之间有何之间有何关系？关系？V V绳绳 = n= nV V物物四、斜面是一个省力的简单机械四、斜面是一个省力的简单机械供轮椅通行的斜坡供轮椅通行的斜坡盘山公路盘山公路巩固练习：巩固练习：1 1、如图所示，滑轮是、如图所示，滑轮是_滑轮；滑轮；若不计滑轮重、绳重和摩擦，物体重若不计滑轮重、绳重和摩擦，物体重200N200N，当物体沿水平方向匀速移动时，当物体沿水平方向匀速移动时，受受120N120N的摩擦力，则拉力的摩擦力，则拉力F=_NF=_N。动动f=120Nf=120N60N60NG=200NG=200N2 2、某人利用右图所示的滑轮组，、某人利用右图所示的滑轮组，用用200N200N的拉力在的拉力在2020S S内将重内将重G=480NG=480N的物体匀速提高的物体匀速提高h=2mh=2m，若不计摩，若不计摩擦和绳重，求：擦和绳重，求：（1 1）动滑轮的重）动滑轮的重（2 2）绳端移动的速度）绳端移动的速度（3 3）若再增加）若再增加150N150N重物，要使重物，要使 物体匀速上升，作用在绳物体匀速上升，作用在绳 端的拉力多大？端的拉力多大？F F 3、如图所示：、如图所示：物体重物体重180N，滑轮重，滑轮重20N，若不计绳重和摩擦，若不计绳重和摩擦，则拉力则拉力F为为_。 如果物体上升如果物体上升1m，则绳，则绳端端上升上升F380N0.54 4、有一位举重运动员，他的体重为、有一位举重运动员，他的体重为600N600N， 他最多能举起他最多能举起800N800N的杠铃，这位运动员的杠铃，这位运动员 利用一个定滑轮提升重物时利用一个定滑轮提升重物时 （ ）A A、最多能提起、最多能提起600N600N的重物的重物 B B、最多能提起、最多能提起800N800N的重物的重物 C C、最多能提起大于、最多能提起大于600N600N小于小于800N800N的重的重物物D D、最多能提起、最多能提起1400N1400N的重物的重物A A6 6、用一个动滑轮与一个定滑轮组、用一个动滑轮与一个定滑轮组成的滑轮组，匀速提起重物，人作成的滑轮组，匀速提起重物，人作用在绳端的拉力是用在绳端的拉力是50N50N，动滑轮重，动滑轮重10N10N，若不计摩擦和绳重，则被提，若不计摩擦和绳重，则被提起的重物可能是起的重物可能是 N N或或 N N。901407、用滑轮组提起、用滑轮组提起2000N的重物，绳子最多只能承受的重物，绳子最多只能承受600N的力。（的力。（1）设计一个向下拉动绳子的最简单的滑轮组，）设计一个向下拉动绳子的最简单的滑轮组，并画出示意图（并画出示意图（2）据此设计要匀速提起物体所用的拉力）据此设计要匀速提起物体所用的拉力是多大？（不计滑轮重和摩擦）（是多大？（不计滑轮重和摩擦）（3）若在此问题中，将）若在此问题中，将物体匀速提高物体匀速提高3m，应把绳子拉下几米？，应把绳子拉下几米？解：由解：由n=G/F=2000N/600N=3.33；要取要取4，如图。，如图。（2）F/=G/n=2000N/4=500N（3）s=nh=43m=12m