第2节 滑轮
如图，OA＝AB，请计算出F＝＿＿＿G。
如图，OA＝AB，请计算出F＝＿＿＿。
G
胖子和 瘦子
1：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，
3：再把圆轮的外缘加工成槽状。
这种周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫做滑轮。
一、滑轮
1. 滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮
共同探讨：利用一只滑轮来提升物体。用两种不同方式来提升，并通过实验，来探究一下所使用的同一个滑轮有什么特点？
定滑轮
轴固定不动的滑轮
动滑轮
轴随物体一起运动的滑轮
滑轮的分类
探究动滑轮与定滑轮的特点
定滑轮
(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。
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。
定滑轮
(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。
动滑轮
(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
理论分析
支点是 A 点还是 O 点?
∵ 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
为什么实验中的拉力比重力的一半大?
2 F2 = G动 + F物 = G动 + G物
F2 = (G动 + G物)/2
G物＞＞G动
一般情况下，忽略动滑轮重及
绳子与动滑轮之间的摩擦。
动滑轮
(1)不能改变用力方向。
(2)能省一半力，但费一倍距离。
F = G/2 s = 2h
(3)本质上，相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。
1. 在图中，货物 G 重为 100 牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。
由 a 图装置拉，拉
力 F1 = _____牛；
由 b 图装置拉，拉
力 F2 = _____牛。
F1
F2
a
100
50
b
2. 物体被匀速升高时，如果 F = 25 牛，滑轮质量不计，则重物 G 受到的重力为 _____ 牛。
50
在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，上述实验中的结论还能成立吗?
拉力大小会变化吗?
斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。
L1 = L2
F1L1 = F2L2
F1 = F2
l1
l2
l2
l1
l2
l1
F2
F1
F2
F1
F2
F1
思考题：
1：使用定滑轮的好处是＿＿＿＿＿＿＿＿。
2：使用动滑轮的好处是＿＿＿＿。
能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来，使它们既省力又方便呢？
能 把它们组合成滑轮组。
改变用力的方向
省力
三、滑轮组
由一个定滑轮和一个动滑轮组成。
实验结果：
拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
n=2
n=2
n=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
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股数为5
如图所示，匀速拉动物体时，拉力F的大小等于＿＿＿＿。（重力为G，摩擦力为f不计绳子与滑轮的摩擦）
三、滑轮组
拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍，即:
s = nh
所以说：使用动滑轮省力，但不省距离。
省力机械，费距离
费力机械，省距离
既省力又省距离的机械是不存在的
滑轮组的组装（即绕线方法）
F
F
组装方法：先确定滑轮组的省力情况，即绳子的段数n，再进行绕线。
口诀：“奇动 偶定”，即奇数段绳子就从动滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。
n=2
n=3
6 段绳子承担
F =(1/6)G
7 段绳子承担
F =(1/7)G
几种常见的滑轮组：
F
18 段绳子承担
F =(1/18)G
1. 在右图所示的滑轮组中:
(a)若动滑轮重 G轮 不计，拉力 F
是多少?
G物
(b)若动滑轮重 G轮 不能忽略，那么
图中的拉力 F 应等于多少?
F
G轮
G物
2. 如图所示，物体 A 重为 100 N，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)。
100
50
A
3. 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。
a
b
c
d
b
c
a
d
例2 、根据要求，画出下列滑轮组的绕绳方法。
省一半力
省2/3的力
F
F
例3：
一辆汽车陷入泥泞之中，请你根据图中装置，运用学过的知识，用最小的力将它拉出来，试画出滑轮组的绕法。已知车重6×104N，地面的阻力为车重的1/4，如果不计滑轮重、绳重及摩擦，则需要的拉力至少多大？
F
F
.
滑轮组水平拉物体
实验表明，使用滑轮组沿水平方向拉重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即
f摩
T=f摩
如图所示，拉力F的大小等于 。
F
F
.
T’=T=3F
生活中的滑轮
轮轴和斜面
杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴。
下面是几种轮轴
1. 井上的辘轳
从右边看过去，可画成下图:
动力臂大于阻力臂 —— 省力杠杆。
2. 汽车的方向盘
从上边看下去，也可画成下图:
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
3. 水龙头
从上边看下去，也可画成下图:
动力臂大于阻力臂——省力杠杆。
船舵
门的把手
螺丝刀
单车的踏板
4. 其他轮轴
1、用扳子可以拧螺母，扳子也是个轮
轴，图中它的哪一部分相当于轮？哪一部分
相当于轴？
2、仔细观察自行车，看看它
上面有几种简单机械？并分别
说明它们各起到了什么
作用？
例题：
如图 甲所示，工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓，尽管他使出了浑身力气，却没能成功。于是他想出了一个新点子：在其它不变的情况下，取来一根绳子，将绳的一头栓在扳手柄的上端，自己使劲拉绳的另一头（如图乙所示）．可他还是没能扳动螺栓，这是为什么呢？请分析其中的原因。（假定工人施力的大小不变）
斜面也是一种省力机械
将玩具车升高 20 公分，甲最费力，丙最省力，由此可知斜面越缓和越省力。
螺旋是也是斜面的一种应用
其他斜面
斜面的应用
本节小结
固定在某处的滑轮叫定滑轮
使用定滑轮不省力但可以改变力的方向
动力臂等于阻力臂的杠杆
随物体运动的滑轮叫动滑轮
动滑轮可以省力但不可以改变力的方向
动力臂是阻力臂两倍的杠杆
既可以省力又可以改变力的方向
F=1/N(G+G动滑轮)
S=Nh
偶定奇动
4、轮轴和斜面：
1、某人站在二楼阳台上，要将楼下700N的重物拉上来，绳子的最大承重是300N，应怎样设计滑轮组，能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计)?
课堂练习:
2、程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填“a”、“b” 或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。
巩固练习：
1：如下图(a)所示，物体B重100N，在力F作用下匀速上升时，F应等于＿＿＿N。（不计摩擦）
2: 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（动滑轮自重及摩擦不计）
100
100
50
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）
.
1:竖直方向上有一对平衡力N和G
2:水平方向上有一对平衡力T和f
G=N=80N
f=T=120N
因为
T=2F=120N
120N
（09温州）下列各图中利用了动滑轮的是（ ）
D
历年中考题
（09丽水）. 某同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表, 分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实，下列做法中最不可取的是（ ）
A. 与同学分析可能原因
B. 实验失败，停止实验
C. 改进实验条件，重新实验
D. 查阅资料，了解结论的适用条件
B
（09山东淄博）如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为 N。
5.4
16.2
(08上海)某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码，如图5(a)所示，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码，如图(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图是的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论。
比较图(a)与(b)[或(a)与(c)，或(a)与(d)]两图可得： _________________________
比较图(b)与(c)与(d)三图可得__________
使用的动滑轮能省力，但不能改变力的方向
使用动滑轮（缓慢）提起重物时，动滑轮重力越小，所用的拉力越小。