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人教版物理八年级下册
2016年4月4日
第十二章简单机械 第二节
滑 轮
生活中常见的滑轮
抢修现场用到的滑轮
情境导入
旗杆上的滑轮
吊车上的滑轮
一、滑轮
周边有槽、能绕轴转动的轮子.
新课教学
滑轮在使用时,根据轴的位置是否移动,又分为定滑轮和动滑轮两种.
使用时,轴固定不动,叫定滑轮.
使用时,轴和重物一起移动,叫动滑轮.
滑轮的分类
探究动滑轮与定滑轮的特点
探究实验
(1)能否改变用力方向?
定滑轮可以改变用力方向.
(2)能否省力?
定滑轮不能省力.
(3)能否省距离?
定滑轮不能省距离.
探究活动 一
定滑轮
受力分析: 物体匀速上升: F1 = G物
理论上不省力也不费力. F1>G物
绳子与定滑轮之间有摩擦,拉力略大
假如摩擦忽略不计
使用定滑轮,既不省力也不费力.
F1
F1
G物
理论分析: 转轴固定不动,相当于支点 O,拉力相当于动力,物体对绳子的拉力相当于阻力.
定滑轮相当于一个等臂杠杆,因此,不省力也不费力.
使用定滑轮的特点
缺点: 使用定滑轮不省力也不费力
优点: 但可以改变动力的方向
实质: 是一个等臂杠杆.
(1) 能否改变用力方向?
动滑轮不能改变用力方向.
(2) 能否省力?
动滑轮能省力.
(3) 能否省距离?
动滑轮不能省距离.
F1
F
探究活动二
动滑轮
理论分析
∵ G · R = 2R · F
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆.因此能省一半力.
动滑轮的实质
动滑轮实质可看做是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆.
使用动滑轮的特点
优点:在使用动滑轮拉物体时,可以省力.
缺点:拉力的方向不能改变.
实质:是一个动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆.
定滑轮虽然能改变动力的方向,使我们工作方便,但不能省力;而动滑轮虽然能省一半力,但不能改变力的方向,使用时经常感觉不方便.
怎样才能既省力,又能改变力的方向呢?
思考:
二、滑轮组:
定滑轮与动滑轮的组合.
探究活动 三
滑轮组——绕线
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成.
性质: 能省力,又能改变力的方向.
应用:使用滑轮组时,动滑轮和重物由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一.
(1) 一动一定滑轮组绕线
方法一
方法二
F
F
(2)探究一动一定滑轮组的使用特点
F1
使用此滑轮组可以改变拉力的方向
使用此滑轮组不能改变拉力的方向
F2
不计轮与轴间的摩擦及绳重
G+G动
F
F
F
思考:有几段绳子对研究对象施加拉力?
匀速提升物体时
F
G+G动
F
F
F
若不计轮与轴间的摩擦及绳重
思考:有几段绳子对研究对象施加拉力?
匀速竖直拉绳子的自由端时
F
实际匀速竖直向上提升时
F
不计轮与轴间摩擦及绳重,匀速提升
F
s=2h
s=3h
滑轮组省力但费距离
F
F
使用滑轮组时,动滑轮和物体被几段绳子吊起,绳自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍. 即s=nh
s=2h
s=3h
n 为吊在动滑轮上绳子的段数
n=4
n=3
两定
一动
和一
定两
动滑
轮组
F
F
s=3h
s=4h
两定两动的滑轮组
F
F
n=4
s=4h
n=5
s=5h
当定滑轮和动滑轮个数相同时,滑轮组有两种绕线方式,已知吊在动滑轮上绳子的段数为n,
当n为偶数时,绳的起始端应先结在定滑轮上,向动滑轮绕线.
当n为奇数时,绳的起始端应先结在动滑轮上,向定滑轮绕线.
小结
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?
分析:图中吊起动滑轮的绳子段数为5
如图所示,拉力F的大小等于__ .
1.不计摩擦、绳重时:
2.不计摩擦、绳重和动滑轮的自重时:
F = G物 / 4
F = G物 / 5
F=G物 / n
G物
G物
探究活动四
滑轮组—力的计算
四、滑轮组的组装
组装原则:
奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定.
例:一根绳子只能承受100N的力,要把330N的物体拉起,怎样组装滑轮?
绳子的股数必须是整数,因此需要4股
答案
课堂小结:
1.定滑轮:
(1)特点:可以改变动力的方向,不省力也不费力;不省距离也不费距离.
(2)实质:等臂杠杆.
2.动滑轮:
(1)特点:能省一半力,但不能改变动力的方向;要多移动一倍距离.
(2)实质:动力臂是阻力臂二倍的杠杆.
3.滑轮组
(3)公式:F=G总/n=(G物+G动滑轮)/n (不计滑轮摩擦)
(1)s=nh (2)优点:既可省力,又可改变动力的方向;但不能既省力又省距离.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.
拓展知识:
简单的机械运动还包括轮轴与斜面,轮轴由一个轴和一个大轮组成,斜面也是大家经常接触的,下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例:
水龙头(轮轴)
自行车轮(轮轴)
杠杆、滑轮都是简单机械,它们还可以变形为轮轴.
轮轴与斜面
斜面也是一种简单机械,使用斜面能够省力.
斜面的应用
变形斜面
F=G/4
F=G/5
1.根据绕线确定F与G的大小关系(不计摩擦、绳重和动滑轮重)
习题巩固
F
F
F=1/2G
F=1/3G
绳子的绕法:当n为偶数时,绳子的起端(或末端)在定滑轮上;当n为奇数时,绳子的起端(或末端)在动滑轮上.
2.根据F与G的大小关系画出绕线