滑轮与滑轮组.ppt

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1、知识回顾：知识回顾：杠杆的五个要素杠杆的五个要素要把钢材、木要把钢材、木料、水泥等运料、水泥等运到楼上通常会到楼上通常会怎样做呢？怎样做呢？引引 入入1：将：将等臂杠杆等臂杠杆的中间部分加宽的中间部分加宽2：使之变成一个：使之变成一个绕中心轴转动绕中心轴转动的的圆轮圆轮3：再把圆轮的：再把圆轮的外缘外缘加工成加工成槽状槽状这种这种周边有槽、绕轴心转动周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫的圆轮叫做做滑轮滑轮。一、滑轮一、滑轮常见滑轮常见滑轮问题问题：利用一只滑轮来提升物体，你有利用一只滑轮来提升物体，你有几种方法？你所使用时有什么特点？几种方法？你所使用时有什么特点？根据根据滑轮在使用滑轮在使用时，时，

2、轴的位置是轴的位置是否移动否移动，又分为，又分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，轴轴固定不动的固定不动的滑轮滑轮，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的滑轮的滑轮，叫，叫动动滑轮。滑轮。框轴轮滑轮的结构滑轮的结构1、对定滑轮的探究实验、对定滑轮的探究实验演示定滑轮的实质：动力臂等于阻力臂的杠杆L2L1L1 = L2F3F1F2GGG试比较F1 、F2 、F3的大小： F1 = F2 = F3结论：使用定滑轮虽不省力，但可以改变施力的_。方向拓展：在不记摩擦的情况下，同一条绳上各处拉力大小相等。图28小结：定滑轮的特点OFG定滑轮：定滑轮：

3、 轴固定不动；等臂杠杆；不省力，轴固定不动；等臂杠杆；不省力，但可以改变力的方向。但可以改变力的方向。 在定滑轮中，动力臂和阻力臂都是在定滑轮中，动力臂和阻力臂都是滑轮的半径滑轮的半径r，故属于等臂杠杆，表示使，故属于等臂杠杆，表示使用这种机械既不省力，也不费力；其作用这种机械既不省力，也不费力；其作用是改变了动力的方向。用是改变了动力的方向。GFL1L2演示L1L2FG根据杠杆平衡原理得：F L1 =G L2动力臂是阻力臂两倍的杠杆动滑轮可以省力，但不可以改变施力方向根据力的平衡条件得：FFG2F=GF=G/2rOGFOGF2r动滑轮：动滑轮：轴随重物一起移动的滑轮。轴随重物一起移动的滑轮。

4、在动滑轮中，动力臂是滑轮的在动滑轮中，动力臂是滑轮的直径直径2r,阻力臂是它的半径阻力臂是它的半径r。动滑轮的特点：（动滑轮的特点：（1）能省一半力，即）能省一半力，即F= ， 但不能改变方向。但不能改变方向。12G（2）距离关系：动滑轮能省一半的力，但多移动了距离，动）距离关系：动滑轮能省一半的力，但多移动了距离，动力移动的距离等于物体上升距离的二倍，即力移动的距离等于物体上升距离的二倍，即s=2h 。小结：动滑轮的特点一、定滑轮：一、定滑轮：转轴固定不动的滑轮。转轴固定不动的滑轮。1、特点：、特点： 不能省力，但可改变了力的方向。不能省力，但可改变了力的方向。2、实质：、实质： 等臂杠杆。

5、等臂杠杆。二、动滑轮：二、动滑轮： 转动轴转动轴 与重物一起移动的滑轮。与重物一起移动的滑轮。1、特点：、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。能省力一半，但不能改变力的方向。2、实质：、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。动力臂是阻力臂两倍的杠杆。演示总结总结三、滑轮针对性练习针对性练习1、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力计示数为计示数为5N，人拉绳所用力，人拉绳所用力F是是 N，物体和滑轮的总重力是物体和滑轮的总重力是 N。（不计。（不计滑轮和绳的摩擦）滑轮和绳的摩擦） 解析：弹簧测力计示数是解析：弹簧测力计示数是5N，拉力，拉力F与与弹簧测力计在一根绳子上，

6、所以弹簧测力计在一根绳子上，所以F=5N；动滑轮可以省一半的力，所以物体和滑轮动滑轮可以省一半的力，所以物体和滑轮总重力为总重力为2F=10N。2、如图，利用定滑轮、动滑、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是体重力都是60N，则：，则：（1）不计动滑轮重及绳子与）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力滑轮的摩擦，拉力F甲甲、F乙乙分分别是多少别是多少N？（2）如果物体被提升了）如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离则绳子自由端移动的距离S甲甲、S乙乙分别是多少分别是多少m？F甲甲F乙乙针对性练习针对性练习3、物体、物体A在拉力在拉力F的作用下

7、做匀的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数速直线运动，弹簧测力计的示数为为10N，那么拉力，那么拉力F为多少为多少N？答案：答案：F=20N 解析：滑轮被横过来之后，要利用动滑轮的特点来判断解析：滑轮被横过来之后，要利用动滑轮的特点来判断滑轮受力之间的关系。本题可以动滑轮为研究对象，它在滑轮受力之间的关系。本题可以动滑轮为研究对象，它在水平方向上受到向右的拉力水平方向上受到向右的拉力F和两根绳子向左的拉力和两根绳子向左的拉力F1和和F2的作用而处于平衡状态，则有的作用而处于平衡状态，则有 且且FA针对性练习针对性练习F=F1+F2 F1=F2FF1F2FF1FF1F思考题：思考题：1：使用：

8、使用定定滑轮的滑轮的好处好处是。是。2：使用：使用动动滑轮的滑轮的好处好处是。是。能否利用能否利用定定滑轮和滑轮和动动滑轮的滑轮的优点优点把它们把它们组合组合起来起来，使它们即省力又方便呢？，使它们即省力又方便呢？能。把它们组合成能。把它们组合成滑轮组滑轮组。改变用力的方向改变用力的方向省力省力四、简单机械滑轮组 把几个动滑轮和几把几个动滑轮和几个定滑轮组合在一起个定滑轮组合在一起应用，这种组合叫做应用，这种组合叫做滑轮组。滑轮组一般滑轮组。滑轮组一般可以分为两类：可以分为两类： 左图所示的是第一左图所示的是第一类：用一根绳子联结类：用一根绳子联结起来的滑轮组。起来的滑轮组。滑轮组 右图所示的

9、是第二右图所示的是第二类：用几根绳子联结类：用几根绳子联结起来的滑轮组。起来的滑轮组。滑轮组的作滑轮组的作用用：既可以：既可以改变力的大改变力的大小，又可以小，又可以改变力的方改变力的方向向。滑轮组的特点 滑轮组集中了动滑轮滑轮组集中了动滑轮和定滑轮的优点，既能省和定滑轮的优点，既能省力，又能改变力的方向。力，又能改变力的方向。 使用滑轮组时，滑轮组使用滑轮组时，滑轮组用用几段绳子几段绳子吊着物体，提起吊着物体，提起物体所用的力就是物体重物体所用的力就是物体重力的几分之一，用公式表力的几分之一，用公式表示：示：F=G物nG滑轮组的特点 判断滑轮组绳子的段判断滑轮组绳子的段数的方法：数的方法：“

10、横线切割法横线切割法”横线下方与横线下方与动滑轮动滑轮有直接有直接联系的绳子联系的绳子的根数即是承的根数即是承担总重的绳子的段数担总重的绳子的段数n。图1图2 右图的图右图的图1中，中，n=3.图图2中，中，n=5。滑轮组的特点 使用滑轮组时，滑轮使用滑轮组时，滑轮组由组由n段绳子吊着物体，段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就绳子自由端移动的距离就是物体移动距离的是物体移动距离的n倍，倍，用公式表示为：用公式表示为：s=nh。演示2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)若动滑轮重若动滑轮重G G/ /不计，拉力不计，拉力F F是多少？是多少？(b)若动滑轮重

11、若动滑轮重G/不能忽略，那么图中不能忽略，那么图中的拉力的拉力F应等于多少？应等于多少？G/GF15FG15F(G+G/)分析：分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为图中吊起动滑轮的绳子股数为5演示1FGFGF= （G + G动）F= （G + G动）1/31/2 如图，用滑轮组来提升物体，若物体重力均为如图，用滑轮组来提升物体，若物体重力均为560N，如果不计动滑轮的重力及绳子与滑轮之间的摩擦，则拉力如果不计动滑轮的重力及绳子与滑轮之间的摩擦，则拉力F甲甲、F乙乙、F丙丙分别是多少？分别是多少？ 分析：分析：关于滑轮组最后拉力关于滑轮组最后拉力F的大小的判断，可根据的大小的判断，可根据“动滑轮和重

12、物由几段绳子承担，所用的拉力就是总重的动滑轮和重物由几段绳子承担，所用的拉力就是总重的几分之一几分之一”来判断。所以，弄清楚几段绳子承担物体重力来判断。所以，弄清楚几段绳子承担物体重力是解答此类问题的关键。是解答此类问题的关键。 丙图分析：丙图分析：要从绳子自由端开始分要从绳子自由端开始分析，绳子析，绳子a对物体的拉力为对物体的拉力为F丙丙，绳子，绳子b的拉力为的拉力为2F丙丙，绳子，绳子c对物体的拉力也对物体的拉力也是是2F丙丙，依次类推，最后物体共受，依次类推，最后物体共受a、c、e三段绳子的拉力，拉力总和为三段绳子的拉力，拉力总和为F丙丙+2F丙丙+4F丙丙=7F丙丙。F丙abcde分析

13、：分析：本题中有两根绳子绕成滑轮组，本题中有两根绳子绕成滑轮组，应从绳子的一个自由端入手分析。如图应从绳子的一个自由端入手分析。如图中中a段绳子的拉力为段绳子的拉力为G2，则，则b、C段绳子段绳子的拉力应为的拉力应为2G2，c段绳子受到向下的段绳子受到向下的拉力为拉力为G1，所以，所以G1=2G2。如图所示，重物如图所示，重物G1和和G2满足什么条件滑轮组才能平衡？满足什么条件滑轮组才能平衡？（不计滑轮重和摩擦）（不计滑轮重和摩擦）G1G2abc如图所示，拉力如图所示，拉力F的大小等于。的大小等于。F.fNGTf/3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

14、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解析：因为解析：因为所以所以f=2F=120N综合分析得：综合分析得：120N一、定滑轮：一、定滑轮： 转轴固定不动的滑轮。转轴固定不动的滑轮。1、特点：、特点： 不能省力，但可改变了力的方向。不能省力，但可改变了力的方向。2、实质：、实质： 等臂杠杆。等臂杠杆。二、动滑轮：二、动滑轮：转动轴转动轴

15、 与重物一起移动的滑轮。与重物一起移动的滑轮。1、特点：、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。能省力一半，但不能改变力的方向。2、实质：、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。动力臂是阻力臂两倍的杠杆。使用滑轮组时，使用滑轮组时，动滑轮动滑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和动滑轮物重和动滑轮的几分之一的几分之一三、滑轮组三、滑轮组五、组装滑轮组的方法题一：一根绳子最多能承受题一：一根绳子最多能承受2103N的力，用这根绳子的力，用这根绳子匀速提起重力为匀速提起重力为8.2103N物体，不计滑轮重力和摩擦，物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。请设计滑轮组并画出

16、装配图。组装滑轮组的步骤：组装滑轮组的步骤：1、根据、根据 得出得出 ，求出绳子的段数，求出绳子的段数n（注（注意结果用收尾法）意结果用收尾法）F=G物nn=G物F=4.1n=8.2103N2103N本题本题 应该应该用用5段段绳子来承担物重。绳子来承担物重。组装方法2、确定动滑轮个数、确定动滑轮个数N动动：本题中：本题中n为奇数为奇数， N动动=n-12本题需动滑轮本题需动滑轮 =2（个）。（个）。 N动动=5-123、确定定滑轮个数、确定定滑轮个数N定定：如果拉力如果拉力F的方向不要求改变；的方向不要求改变；则则n为奇数，为奇数，N定定=N动动。本题。本题N定定为：为：2个。个。4、在绕绳

17、子时，遵循、在绕绳子时，遵循“奇动偶定法奇动偶定法”，即如果，即如果n为奇数，为奇数，绳子应该从动滑轮开始连起（奇动）；如果绳子应该从动滑轮开始连起（奇动）；如果n为偶数，绳为偶数，绳子应该从定滑轮开始连起（见下页图子应该从定滑轮开始连起（见下页图1）。）。组装方法 根据上面的题目要求，根据上面的题目要求，在确定定滑轮个数在确定定滑轮个数N定定时：时：如如果拉力果拉力F的方向要求改变（如的方向要求改变（如题目中要求题目中要求“站在地面上匀站在地面上匀速提起速提起”即拉力方向改变）；即拉力方向改变）；则则n为奇数，为奇数，N定定=N动动+1。这样，这样， N定定为：为：3个。见图个。见图2所示。

18、所示。图图1图图2本题拉力的方向没有具体要求，故有两种装配方法。=3.45n=1000N290N本题本题 ，取，取N=4。组装方法题二：有一根绳子能承受的最大拉力为题二：有一根绳子能承受的最大拉力为290牛顿，请设牛顿，请设计一个滑轮组，使站在地面的人利用这根绳子能提起重计一个滑轮组，使站在地面的人利用这根绳子能提起重1000牛顿的重物。不计动滑轮的重力及摩擦）牛顿的重物。不计动滑轮的重力及摩擦）分析与解答：分析与解答：1、根据、根据 得出得出 ，求出绳子的段数，求出绳子的段数n（注（注意结果用收尾法）意结果用收尾法）F=G物nn=G物F组装方法2、确定动滑轮个数、确定动滑轮个数N动动：本题中

19、：本题中n为偶数为偶数， 则则N动动=n2本题需动滑轮本题需动滑轮 =2（个）。（个）。 N动动=423、确定定滑轮个数、确定定滑轮个数N定定：本题中拉力：本题中拉力F的方向的方向不要求改变；因为不要求改变；因为n为偶数，故为偶数，故N定定=N动动-1。本题本题N定定为：为：1个。个。 根据根据“奇动偶定法奇动偶定法”，n为偶数时，为偶数时，绳子应从定滑轮连起（偶定）。由左图绳子应从定滑轮连起（偶定）。由左图所示如何连？所示如何连？组装方法 滑轮组的构造不外三种：动滑滑轮组的构造不外三种：动滑轮个数比定滑轮个数少轮个数比定滑轮个数少1个、多个、多1个或相等。对于动滑轮和定滑轮个个或相等。对于动

20、滑轮和定滑轮个数不等的滑轮组，绳子的自由端最数不等的滑轮组，绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮。具体绕绳后必通过多一个的滑轮。具体绕绳方法见下一页：方法见下一页：组装方法绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮绳子的自由端最后必通过多一个的滑轮巩固练习：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作用下作用下匀速上升时，匀速上升时，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)所示所示,物体物体A重为重为100N,挂重物的钩子挂重物的钩子承受的拉力是承受的拉力是N.人匀速拉绳子的力是人匀速拉绳子的

21、力是N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计）图(b)100100503:如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图最费力，图和图用力大小一样。最费力，图和图用力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)4、按要求画出绳子的绕法n = 5n = 4n = 4n = 2n = 3FFFFF六、轮轴轮轴的特点FOG 在轮轴中，动力臂是轮的半径在轮轴中，动力臂是轮的半径R，阻力臂是轴的半径，阻力臂是轴的半径r；由；由于于R总是大于总是大于r，所以，所以F总是小于总是小于G，即利用轮轴总是可以省力，即利用轮轴总是可以省力的。的。七、斜面演示八、简单机械的组合八、简单机械的组合牛头刨床机构牛头刨床机构 简易刨床简易刨床偏心轮机构偏心轮机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构