探究滑轮的作用（沪粤版）ppt课件.ppt

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1、杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：动力动力动力臂动力臂 = = 阻力阻力阻力臂阻力臂省力杠杆省力杠杆 动力臂阻力臂动力臂阻力臂费力杠杆费力杠杆 动力臂阻力臂动力臂阻力臂等臂杠杆等臂杠杆 动力臂阻力臂动力臂阻力臂温故知新温故知新F2OF1l1l2l1l2F1F2OOF2F1l1l2OF1F2l1l2l2F2l1F1O省力杠杆费力杠杆等臂杠杆OF1F2l1l 2 要把钢材、木料、要把钢材、木料、水泥等运到楼上通水泥等运到楼上通常会怎样做呢？常会怎样做呢？想一想：想一想：它们都是通过一种叫它们都是通过一种叫滑轮滑轮的装置实现的的装置实现的生活中的滑轮生活中的滑轮滑轮滑轮滑轮滑轮电梯中的滑轮电梯中的滑轮

2、起重机中的滑轮起重机中的滑轮（1）将等臂杠杆的中间部分加宽）将等臂杠杆的中间部分加宽（2）使之变成一个绕中心轴转动的圆轮）使之变成一个绕中心轴转动的圆轮（3）再把圆轮的外缘）再把圆轮的外缘 加工成槽状加工成槽状 这种周边有槽、绕轴这种周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫做心转动的圆轮叫做滑轮滑轮。1 1、认识滑轮、认识滑轮一、动滑轮和定滑轮一、动滑轮和定滑轮轮轮框框轴轴2 2、滑轮的结构、滑轮的结构活动活动1 1：用滑轮把钩码提起来：用滑轮把钩码提起来方案一方案一方案二方案二使用时，轴固定不动使用时，轴固定不动使用时，轴和重使用时，轴和重物一起移动物一起移动定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮3 3、滑轮的分类、

3、滑轮的分类二、探究两类滑轮的作用二、探究两类滑轮的作用 分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的钩码，拉力的大小相等吗？钩码，拉力的大小相等吗？A A：使用定滑轮有什么好处：使用定滑轮有什么好处活动活动2 2：两类滑轮的比较：两类滑轮的比较注意：注意：使用定滑轮提升物体使用定滑轮提升物体应应匀速匀速改变拉力的方向，拉力大小会变化吗？改变拉力的方向，拉力大小会变化吗？实验实验次数次数钩码所受的钩码所受的重力重力G/N绳子末端绳子末端拉动的方向拉动的方向弹簧测力计弹簧测力计的示数的示数F/N123452水平水平22斜向下斜向下22竖直向下竖直向下23竖直向下竖直向下34

4、竖直向下竖直向下4结论：结论：使用定滑轮使用定滑轮不省力不省力，不能省距离，但但可以可以改变施力的方向改变施力的方向实验数据记录实验数据记录B B：使用动滑轮有什么好处：使用动滑轮有什么好处实验实验次数次数钩码所受钩码所受的重力的重力GN施力的施力的方向方向弹簧测力弹簧测力计的示数计的示数FN12竖直向上竖直向上1. .223竖直向上竖直向上1. .734竖直向上竖直向上2. .2拓展探究：拓展探究： 由于滑轮自身具有重力，并测得由于滑轮自身具有重力，并测得G00. .4N，此时此时 （忽略（忽略f f与绳重）与绳重）GG0F012FGG3.44.42.4使用动滑轮可以使用动滑轮可以省力省力，

5、但不能，但不能改变施力的方向改变施力的方向结论：结论：活动活动3 3：: :使用滑轮的理论分析使用滑轮的理论分析（1 1）定滑轮的实质）定滑轮的实质L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物物F1 = G物物 定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。l2l1OF2F1 转轴固定不动，相当于支点转轴固定不动，相当于支点 O O，拉力相当，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。理论分析：理论分析：F F1 1G G物物假如摩擦忽略不计假如摩擦忽略不计 使用定滑轮，既不省力也不费力。使用定滑轮，既不省力也不费力。 F1F1G物受力分析：受力分析：

6、物体匀速上升物体匀速上升: : F F1 1 = = G G物物理论上不省力也不费力。理论上不省力也不费力。绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。L1 = L2 F1L1 = F2L2F1 = F2l1l2l2l1l2l1F2 F1 F2 F1 F2 F1 (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。定滑轮定滑轮 的特点的特点（2 2）动滑轮实质）动滑轮实质 G R = 2R FF = GR2R=12G OAF l2 = Rl1= 2ROG F G 理论分析：理论分析：支点是支点是 A

7、A 点还是点还是 O O 点点? ?阻力作用在阻力作用在A A点，点点，点O O为杠杆的支点为杠杆的支点 动滑轮相当于一个动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，因此能的省力杠杆，因此能省一半力。省一半力。 2 2 F F2 2 = G = G动动 + + F F物物 = = G G动动 + + G G物物 F F2 2 = ( = (G G动动 + + G G物物)/2)/2 G G物物G G动动 F2 F2 G动 F物 为什么实验中的拉力比重力的一半大? 使用动滑轮时，存在动滑轮重及绳子与使用动滑轮时，存在动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。动滑轮之间的摩擦。 一般情

8、况下，忽略动滑一般情况下，忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。摩擦。F = G/2 F = G/2 若拉力若拉力F F沿斜上方拉，沿斜上方拉，F= GF= G吗？吗？ 12F2F1GL1L2OF1/L1/动力臂动力臂L L1 1减小减小动力动力F F增大增大 要使动滑轮省一半的力，要使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿竖直方向拉必须使绳子沿竖直方向拉动滑轮的特点动滑轮的特点 (1)(1)不能改变用力方向。不能改变用力方向。 (2)(2)能省一半力，但费一倍距离。能省一半力，但费一倍距离。 F = G/2 s = 2hF = G/2 s = 2h (3) (3)本质上，相当

9、于一个动力臂为阻力臂本质上，相当于一个动力臂为阻力臂 2 2 倍的省力杠杆。倍的省力杠杆。课堂练习课堂练习 1 1、如图，用滑轮将重物提、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力计示数为起，弹簧测力计示数为5N5N，人拉，人拉绳所用力绳所用力F F是是 N N，物体和，物体和滑轮的总重力是滑轮的总重力是 N N。（不计滑轮和绳的摩擦）（不计滑轮和绳的摩擦）510 2 2、如图，利用定滑轮、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是已知物体重力都是60N60N，则：，则：F甲甲F乙乙 （1 1）不计动滑轮重及绳）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力子与滑轮的摩擦，

10、拉力F F甲、甲、F F乙分别是多少乙分别是多少N N？ （2 2）如果物体被提升）如果物体被提升了了2m2m，则绳子自由端移动，则绳子自由端移动的距离的距离S S甲甲、S S乙乙分别是多分别是多少少m m？F=20NFAF=F1+F2 F1=F2FF2F FF1F 3 3、物体、物体A A在拉力在拉力F F的作用下做匀速直线运的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为动，弹簧测力计的示数为10N10N，那么拉力，那么拉力F F为多为多少少N N？ 使用定滑轮能改变力的方向，但不能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，但不能改变力省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。的

11、方向。 三、滑轮组三、滑轮组 我们能不能把两者结合起来，组成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，又滑轮组，使其既可以改变力的方向，又能省力呢能省力呢? ? 活动活动4 4：使用滑轮组时拉力与物重的关系：使用滑轮组时拉力与物重的关系 把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。把你的方案画出来。FFFGGG（a a）（b b）（c c）n=2n=2n=3实验实验次数次数钩码的钩码的重力重力G/NG/N弹簧测力计弹簧测力计的拉力的拉力F/NF/N吊起动滑轮

12、的吊起动滑轮的绳子股数绳子股数n n（a）31.82（b）31.82（c）31.23实验数据分析：实验数据分析：12FG13FG12FG拉力拉力F 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 n有关。有关。n=2n=2n=3实验数据记录：实验数据记录：如果忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。如果忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。实验结论：实验结论： 拉力拉力 F F 的大小的大小与吊起与吊起动滑轮动滑轮的绳子段的绳子段数数 n n 有关有关不计动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦时不计动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦时F = 1nG F =1n( (G物物G轮轮) ) 由于存在

13、动滑轮重及绳子由于存在动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦与滑轮之间的摩擦 拓展：拓展：在不记摩擦的情况下，在不记摩擦的情况下，同一条同一条绳上各处拉力大小相等。绳上各处拉力大小相等。F3滑轮组的特点滑轮组的特点G （2 2）判断滑轮组绳子判断滑轮组绳子的段数的方法：的段数的方法：“横线切横线切割法割法” （1 1） 滑轮组集中了滑轮组集中了动滑轮和定滑轮的优点，动滑轮和定滑轮的优点，既能省力，又能改变力既能省力，又能改变力的方向。的方向。 F = 1nG （3 3）拉力）拉力 F(F(绳子自由端绳子自由端) )移动距离移动距离 s s 是是物体上升高度物体上升高度 h h 的的 n n 倍，即倍，

14、即: :s = nh s = nh 组装滑轮组的方法组装滑轮组的方法组装滑轮组的步骤：组装滑轮组的步骤： 根据根据 得出得出 ，求出绳子的段数，求出绳子的段数n nF=G物nn=G物F=4.1n=8.2103N2103N本本题题 应该用应该用5 5段绳子来承担物重。段绳子来承担物重。 一根绳子最多能承受一根绳子最多能承受2 2103N103N的力，用这的力，用这根绳子匀速提起重力为根绳子匀速提起重力为8.28.2103N103N物体，不计物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。 F= G21 F= G31 F= G41 F= G51滑轮组的

15、绕法滑轮组的绕法绕绳的起点：绕绳的起点：偶定奇动偶定奇动 绳子绳子自由端自由端例题：例题：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)b)若动滑轮重若动滑轮重G G/ /不能忽略，那么图中不能忽略，那么图中的拉力的拉力F F应等于多少？应等于多少？G轮轮/G G物物F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5F =15G物物F =15( (G物物G轮轮) )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

16、下匀速上升时，作用下匀速上升时，F F应等于应等于N N。（不计。（不计摩擦）摩擦）图图(a)F 2 2、如上图、如上图(b)(b)所示所示, ,物体物体A A重为重为100N,100N,挂重物的挂重物的钩子承受的拉力是钩子承受的拉力是 N.N.人匀速拉绳子的力是人匀速拉绳子的力是N N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计）图图(b)10010050 3 3、如图所示的四个滑轮组中，图可省一、如图所示的四个滑轮组中，图可省一半力，图最费力，图和图用力大半力，图最费力，图和图用力大小一样。小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d) 4 4、 如图所示如图所示, , 用滑轮组牵引着重物

17、沿用滑轮组牵引着重物沿水平方向匀速滑动水平方向匀速滑动, , 已知拉力已知拉力 F=40F=40牛牛, , 不计不计滑轮摩擦和重量滑轮摩擦和重量, , 则重物和地面之间的摩擦力则重物和地面之间的摩擦力为：为：( ( ) ) A A、4040牛；牛；B B、8080牛；牛； C C、120 120 牛；牛；D D、无法确定、无法确定 C 5 5、物体重牛，与、物体重牛，与地面的摩擦为牛，则拉力地面的摩擦为牛，则拉力的大小为牛，若物体移的大小为牛，若物体移动米，拉力移动米动米，拉力移动米 6 6、甲重牛，乙重、甲重牛，乙重牛，静止不动时，测力计示牛，静止不动时，测力计示数为数为 7 7、物体重牛，

18、拉、物体重牛，拉力为牛，轮重及摩擦力为牛，轮重及摩擦不计，物体对地面的压力是不计，物体对地面的压力是牛牛牛牛信息浏览 杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴轮轴。轮轴和斜面轮轴和斜面1 1、轮轴、轮轴（1 1） 汽车的方向盘：汽车的方向盘： 从上边看下去，可画成下图从上边看下去，可画成下图: :F2 l1 = Rl2 = rO F1 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 省力杠杆。省力杠杆。F2 l1 = Rl2 = rO F1 （2 2） 井上的辘轳井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图从右边看过去，

19、可画成下图: :F2 l1 = Rl2 = rO F1 （3 3） 水龙头水龙头 从上边看下去，也可画成下图从上边看下去，也可画成下图: :动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。船舵 门的把手 螺丝刀 单车的踏板 （4 4） 其他轮轴其他轮轴 轮轴实质可看做是一个可以轮轴实质可看做是一个可以连连续转动的杠杆续转动的杠杆RrF2F1F1RF2rF1F2rR 动力作用在动力作用在轮轮上，轮轴是一个上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。省力杠杆，但费距离。 如果动力作用在如果动力作用在轴轴上，轮轴又上，轮轴又将起到什么作用？将起到什么作用？轮轴的特点轮轴的特点 在轮轴中，动力臂是轮的半径在

20、轮轴中，动力臂是轮的半径R R，阻力臂是轴的半径，阻力臂是轴的半径r r。2 2、斜面、斜面斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械甲 20cm 20cm 20cm 乙 丙 将玩具车升高将玩具车升高 20cm20cm，甲最费力，丙最省，甲最费力，丙最省力，由此可知力，由此可知斜面越缓和越省力斜面越缓和越省力。 用活动扳手可以拧螺母，扳手是什么机械？用活动扳手可以拧螺母，扳手是什么机械？盘山公路又是什么机械？盘山公路又是什么机械？想一想：想一想：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 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 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 与重物一起移动的滑轮。与重物一起移动的滑轮。1 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 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，动滑轮被几股绳子吊起，使用滑轮组时，动滑轮被几股绳子吊起，所用力就是物重和动滑轮的几分之一所用力就是物重和动滑轮的几分之一三、滑轮组三、滑轮组总结总结