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第十三章 力和机械第五节 其他简单机械滑轮生活中的滑轮生活中的滑轮 小组合作：采用绳和一个滑轮提升将货物提到高处，你有什么方法？ 请用钩码替代重物来模拟动手尝试动手尝试 你是这么做的吗？滑轮在使用时，根据滑轮在使用时，根据轴轴的位置是否移动的位置是否移动，又分，又分为为定定滑轮滑轮和和动动滑轮滑轮两种。两种。使用时，使用时，轴固定轴固定不动不动，叫，叫定定滑轮。滑轮。使用时，使用时，轴和轴和重物一起移动重物一起移动，叫叫动动滑轮。滑轮。实验实验：研究使用定滑轮或动滑轮提升物体时，：研究使用定滑轮或动滑轮提升物体时，分别在用分别在用力大小、方向以及移动距离力大小、方向以及移动距离方面的特方面的特点点 在铁架台的竖杆上缠上白纸条，纸上等距离的画上四、五条红线，这样砝码升高的距离和绳子自由端移动的距离可以直接从中找出倍数关系或读出格数，研究滑轮组时也同样钩码尽可能大些，滑轮质量尽可能小些 表表1 1使用定滑轮提升物体使用定滑轮提升物体 表表2 2使用动滑轮提升物体（拉力方向竖直向上）使用动滑轮提升物体（拉力方向竖直向上） 物重物重G G拉力拉力F F物体上升物体上升距离距离h h绳端（拉力绳端（拉力作用点）移作用点）移动距离动距离s s大小大小方向方向物重物重G G拉力拉力F F物体上物体上升距离升距离h h绳端（拉绳端（拉力作用点）力作用点）移动距离移动距离s s大小大小方向方向请在实验过程中填表请在实验过程中填表使用定滑轮不省力也不费力，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向但可以改变力的方向s s= =h h，F F= =G G使用动滑轮可以省一半使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离，不的力，但费一倍的距离，不改变力的方向改变力的方向S S=2=2h h，F F= =G G/2/2 定滑轮的实质定滑轮的实质F1F2OL1=L2F2F1OL1=L2L1L2L1L2定定滑轮滑轮l1l2.01:定定滑轮实际上就是滑轮实际上就是等臂杠杆等臂杠杆。A：支点支点在在轴心轴心O处。处。B：动力臂动力臂l1等于等于阻力臂阻力臂l22:不计摩擦时不计摩擦时,拉力大小拉力大小等于等于重物的重重物的重力大小。力大小。( FG)3：拉力的方向拉力的方向与与重物移动的方向重物移动的方向不同。不同。结论：使用结论：使用定定滑轮滑轮不省不省，但，但可以改变施力的可以改变施力的。力力FG方向方向FF动滑轮的实质动滑轮的实质F1F2OFG动动滑轮滑轮l2l1A:支点支点在在边缘边缘O处处B：动力臂动力臂l1为为阻力臂阻力臂l2的的2倍。倍。动力F为阻力G的倍1212FG1：动动滑轮实质是滑轮实质是动力臂为阻力臂动力臂为阻力臂2倍倍的杠杆。的杠杆。2：在上述情况下，动力是阻力的1212FG即3：拉力的方向拉力的方向与与重物的移动方向重物的移动方向相同相同。结论：使用结论：使用动动滑轮滑轮可以可以，但不能改变施力的但不能改变施力的。省力省力方向方向O.定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力；但不能省力；于是人们就把定滑轮和动滑轮组合于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起来使用，把它们各自的优点结合起来，起来使用，把它们各自的优点结合起来，这样就组成了滑轮组这样就组成了滑轮组而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不便方向，使用时经常感觉不便A探究一个定滑轮和一个探究一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组的绕线方法；动滑轮组成滑轮组的绕线方法；B探究由一个定滑轮和一个动滑轮组探究由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组的省力情况及移动距离的情况成的滑轮组的省力情况及移动距离的情况a绕成两段绳子承担重物，由铁架台竖绕成两段绳子承担重物，由铁架台竖杆上的等距离红线格测定动力作用点（绳端）杆上的等距离红线格测定动力作用点（绳端）移动的距离移动的距离 s和砝码升高的距离和砝码升高的距离 h的关系的关系结论：可知结论：可知，s 2 hb绕成三段绳子承担重物，分别用弹簧测力计拉动力的绕成三段绳子承担重物，分别用弹簧测力计拉动力的大小；由弹簧测力计竖直向上拉测动力的大小；两个距离仍由大小；由弹簧测力计竖直向上拉测动力的大小；两个距离仍由铁架台竖杆上的等距离红线格测定铁架台竖杆上的等距离红线格测定结论：可知结论：可知，sh C探究由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组的省力情况及移探究由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组的省力情况及移动距离的情况动距离的情况a绕成四段绳子承担重物得出结论：绕成四段绳子承担重物得出结论：4，s4hb绕成五段绳子承担重物得出结论：绕成五段绳子承担重物得出结论：5，s5h b绕成五段绳子承担重物得出结论：绕成五段绳子承担重物得出结论：5，s5h 使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动力（或绳子自由端）提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动力（或绳子自由端）移动的距离移动的距离s就是重物升高的距离就是重物升高的距离h的几倍即的几倍即n，snhn为绳子的段数，省了力就要多移动距离为绳子的段数，省了力就要多移动距离若动滑轮重不可忽略，上述力的关系式应写成若动滑轮重不可忽略，上述力的关系式应写成（物物+G动动）n 1：滑轮组滑轮组由一个由一个定定滑轮和一个滑轮和一个动动滑轮组成。滑轮组成。FFFGGG实验结果：实验结果：12FG13FG12FG拉力拉力F的大小的大小与与吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子股数的绳子股数n有关。有关。n=2n=2n=31nFG实验表明，使用滑轮组实验表明，使用滑轮组吊重物吊重物时，时，若动滑轮重和磨擦不计，若动滑轮重和磨擦不计，动滑动滑轮轮被几股绳子吊起被几股绳子吊起，所用力就是，所用力就是物重物重的几分之一即的几分之一即思考题：思考题： 在左图所示的滑轮组中，在左图所示的滑轮组中，(a)(a)若若动滑轮重动滑轮重G G/ /不计不计，拉力，拉力F F是多少？是多少？(b)若若动滑轮重动滑轮重G/不能忽略不能忽略，那么图中的拉，那么图中的拉力力F应等于多少？应等于多少？G/GF15FG15F(G+G/)分析：图分析：图中中吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子股数为的绳子股数为5F.2：滑轮组：滑轮组实验表明，使用滑轮组实验表明，使用滑轮组拉拉重物时，重物时，若动滑轮重和摩擦不计，若动滑轮重和摩擦不计，动动滑轮滑轮被几股绳子被几股绳子拉拉住住，所用的力就是物体与接触面，所用的力就是物体与接触面摩擦力摩擦力的几的几分之一。即分之一。即13FffNGT如图所示，拉力如图所示，拉力F的大小等于。的大小等于。1nFf巩固练习：巩固练习：1 1：如下图：如下图(a)(a)所示，物体所示，物体B B重重100N100N，在力，在力F F作用下作用下匀速匀速上升时，上升时，F F应等于应等于N N。（不计摩擦）。（不计摩擦）图(a)F2: 如上图如上图(b)所示，物体所示，物体A重为重为100N，挂重物的钩子挂重物的钩子承受承受的拉力是的拉力是N。人人匀速匀速拉绳子的力拉绳子的力是是N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计）图(b)100100503:如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可省中，图可省一半力一半力，图，图最最费力费力，图和图，图和图用力大小一样用力大小一样。(a)(b)(c)(d)( b )( c )(a)(d)如图所示，物体如图所示，物体A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下匀速匀速前进，此时物体前进，此时物体A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG1:竖直方向竖直方向上有一对上有一对平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一对上有一对平衡力平衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因为因为所以所以f=2F=120N综合分析得：综合分析得：120N第五节第五节 其他简单机械其他简单机械定滑轮：定滑轮：（1）使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；）使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；不省距离也不费距离不省距离也不费距离（2）实质：是一个等臂杠杆）实质：是一个等臂杠杆动滑轮：动滑轮：（1）使用特点：能省一半力，但不改变力的方向；）使用特点：能省一半力，但不改变力的方向；要多移动一倍距离要多移动一倍距离（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆滑轮组滑轮组（1 1）使用优点：既可省力，又）使用优点：既可省力，又可可改变力的方向；但不改变力的方向；但不能既省力又省距离能既省力又省距离（2 2）公式：）公式：总总n（物物动滑轮动滑轮）n （不计滑轮摩擦）（不计滑轮摩擦） snh