6.6探究滑轮的作用解析

6.6探究滑轮的作用什么是滑轮？•滑轮是一个有框、周边有槽，能绕轴转动的轮子。滑轮是一种变形的杠杆，因为滑轮可以连续旋转，因此可看成是能够连续旋转的杠杆。一、定滑轮F1使用滑轮时，滑轮的轴固定不动，这种滑轮叫定滑轮。1.观察实验：使用定滑轮有何好处?拉力的方向拉力的大小作用点移动的距离观察直接提重物用定滑轮提重物结论测量直接提重物用定滑轮提重物结论测量重力作用点拉力作用点结论向上向下改变近似相等S=H,相等GF=Ghs2.使用定滑轮的特点①拉力的方向②拉力的大小③拉力作用点移动的距离改变拉力的方向不省力不省距离小结:使用定滑轮既不省力也不费距离，但可以改变力的方向。练习1F2GF1F3分别沿不同方向的三个拉力哪个大些？定滑轮，不省力也不费力，只改变力的方向，所以三个力相等。因为动力臂和阻力臂都等于轮半径r.(支点在轴心上)二、动滑轮FG（不计摩擦和动滑轮重）使用滑轮时，滑轮的轴随物体一起运动，这种滑轮叫动滑轮。2.观察实验：使用动滑轮有何好处?拉力的方向拉力的大小作用点移动的距离观察直接提重物用动滑轮提重物结论测量直接提重物用动滑轮提重物结论测量重力作用点拉力作用点结论向上向上不改变省一半力费一倍距离F=GF=1/2GhS=2h2.使用动滑轮的特点：①拉力的方向②拉力的大小③拉力作用点移动的距离拉力的方向不改变省1/2力费一倍距离（原来的两倍）小结:在使用动滑轮拉物体时,可以省一半力,但拉力的方向不改变，且费一倍距离。OL1L2L2L1动滑轮FF定滑轮FGGO定滑轮实际上是一个等臂杠杆L1=L2=r动滑轮实际上是动力臂为阻力臂2倍的杠杆（L1=R,L2=r)。练习2F2GF1F3分别沿不同方向的三个拉力哪个大些？动滑轮是省力杠杆，三个力的力臂关系：L1L2L3,∴F1F2F3思考：使用动滑轮一定省力吗？(画图说明)在动滑轮的重力大于或等于物体重力的情况下，使用动滑轮不省力。问题：利用一只滑轮来提升物体，你有几种方法？并通过实验，研究你所使用的滑轮有什么特点？定滑轮：改变力的方向不能省力s＝hF＝G动滑轮：不改变力的方向省一半力S＝2hF1＝1/2（G物＋G动）拓展延伸：这段话你能理解吗？•使用定滑轮不省力，F=G；使用动滑轮省力一半，F=1/2G。这均是理想化的状态，即不考虑滑轮与轴之间、绳与滑轮之间的的摩擦以及动滑轮重力时的情况。若要考虑这些因素，实际使用定滑轮不仅不省力，反而费力；使用动滑轮也达不到一半力的效果。现在我想把这一麻袋粮食,拉到高处粮仓内，可选用什么样的滑轮呢?我想站在地上，向下把它省力的拉到粮仓内,怎么办?三、滑轮组•滑轮组：是一种由几个定滑轮和几个动滑轮组成的一种装置叫滑轮组。•特征：滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，但要费距离。滑轮组以下装置便是滑轮组三、滑轮组由定滑轮和动滑轮组合在一起构成的装置。FFFGGG实验结果：12F＝G13F＝G12F＝G拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。n=2n=2n=3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即1nF＝G思考题：在左图所示的滑轮组中，(a)若动滑轮重G/不计，拉力F是多少？(b)若动滑轮重G/不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？G/GF15F＝G15F＝(G+G/)分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为5滑轮组的特殊用法•1、一般的滑轮组用来提升重物，此时拉力的大小与物重有关；有时滑轮组也在水平方向上拉物体，此时拉力的大小与物重无关，而与物体和接触面间的摩擦力有关。•2、在判断特殊滑轮组的省力情况时，不能只看绳子的段数，要分析受力情况，同一根绳子各段上的力是相等的。•3、若计动滑轮的重量时，可把动滑轮当作物体来研究。若计动滑轮的重时，下列规定不变：s=nh,v绳=nv物。4.画图详解：s=nh,v绳=nv物巩固练习：1：如下图(a)所示，物体重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。（不计摩擦）图(a)F2:如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是＿＿N.人匀速拉绳子的力是＿＿N（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＿＿最费力，图＿＿＿和图＿＿用力大小一样。（不计摩擦、动滑轮重和绳重）(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)如图所示,物体A重G＝80N,在F＝60N拉力下匀速前进,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）AF.fNTG1:竖直方向上有一对平衡力N和G2:水平方向上有一对平衡力T和fG=N=80Nf=T=120N因为T=2F=120N120N使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提物体所用的力就是物重的几分之一。（不计摩擦和滑轮重）（有几段绳子与动滑轮相连，n就为几）；重物上升h高度，绳子自由端要移动nh距离即为：s=nh。1nF=—G物（不计摩擦、绳重和动滑轮重）F=—(G物+G动)（不计摩擦、绳重）1n用虚线切割法判断滑轮组的省力情况FG另记住：S=nhV绳=nV物使用滑轮组提起重物时注意：•1.测拉力时，要求处于静止或匀速运动。•2.省力就要费距离，s=nh(s为绳子自由端移动的距离，h为物体移动的距离）。•3.绕滑轮组时，可以遵循“奇动偶定”的原则。•4.根据实际需要，要改变力的方向，就增加定滑轮；要更省力，就增加动滑轮。一、滑轮图1中A是____滑轮。如果物体重为50牛，不计绳重、滑轮重和摩擦，所用拉力应为。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动____米。GF图2中物体重G=50N拉力F应为？动图225N4100N一、滑轮F甲=f（f为摩擦力）（定滑轮）F乙=1/2f（动滑轮）ff下面两图中拉力各是多少？如图所示：物体重10牛，在拉力F作用下沿竖直方向上升，拉力移动速度为2m/s，不计滑轮重、绳重、摩擦，拉力大小和物体上升速度分别是多少？解：F=1/2G=1/2×10N=5NV物=1/2V绳=1/2×2m/s=1m/s小结一、定滑轮：转轴固定不动的滑轮。1、特点：不能省力，但可改变了力的方向。2、实质：等臂杠杆。二、动滑轮：转动轴与重物一起移动的滑轮。1、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。2、实质：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，所用力就是物重和动滑轮的几分之一三、滑轮组知识拓展：轮轴和斜面•1、轮轴：由一个大轮和一个小轮组成的、能绕共同的轴线转动的简单机械叫做轮轴。通常把大轮叫轮，小轮叫做轴。汽车的方向盘，螺丝刀等。•实质：是一个可以连续转动的杠杆，支点在轮和轴的轴线上。•特点：若动力施加在轮上阻力施加在轴上，则两个力臂分别是轮半径和轴半径，由杠杆平衡条件可知F1R=F2r，可见，轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一。因此使用轮轴可以省力，但要费距离。反之，若动力施加在轴上，阻力施加在轮上，则轮轴费力省距离。•认识轮轴F1F2BOARr轮轴是一种变形的杠杆轮轴rF1RF1·R=F2·r手摇钻自行车把脚蹬轮盘套筒扳门把手大扳手水笼头F2斜面•斜面：是一种简单的省力机械。对于同样高度的斜面，斜面越长越省力。使用斜面可以省力，但要费距离。•盘山公路、螺丝钉的螺纹等都可看成斜面，当不计摩擦阻力时，斜面长是斜面高的多少倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。•由此可得：FL=Gh认识斜面LhFG斜面是一种省力机械斜面长5米,高1米,将一个重100牛顿的物体匀速从斜面底端拉到顶端时,拉力与斜面平行.(不计摩擦)求:拉力的大小F解：据FL=Gh可知：F=Gh/L=(100N×1m)/5m=20NGAINIAN学贵有恒