滑輪組

122.1滑輪、滑輪組淮北九中 邢治國(guó)【教學(xué)目標(biāo)】1知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組并能識(shí)別它們。2理解定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)與實(shí)質(zhì)，并能用來(lái)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。3會(huì)根據(jù)要求使用和組裝簡(jiǎn)單的滑輪組。本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)：1定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)分析。2用定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組解決省力和改變力的方向問(wèn)題。學(xué)習(xí)內(nèi)容一：定滑輪和動(dòng)滑輪學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P82至P83內(nèi)容，定滑輪、動(dòng)滑輪的定義用紅筆做上記號(hào)，并把兩者的區(qū)別畫(huà)上方框?！咀詫W(xué)檢測(cè)】1滑輪是一個(gè)周邊有槽并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。2定滑輪是使用時(shí)滑輪不隨物體一起被提升的滑輪，動(dòng)滑輪是使用時(shí)滑輪跟被拉動(dòng)的物體一起被提升的滑輪。3指出下列是定滑輪還是動(dòng)滑輪?！竞献魈骄俊繉W(xué)生動(dòng)手，教師巡視督促指導(dǎo)一、定滑輪特點(diǎn)利用圖11.23乙圖組裝定滑輪，并用定滑輪做功(豎直勻速向下拉)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成下表：被測(cè)物理量次數(shù)物重G物/N物體被提升高度h/m拉力F1/N沿拉力方向移動(dòng)的距離S/m第一次第二次第三次結(jié)論：(不計(jì)摩擦)比較重物與拉力大小關(guān)系可得出：FG，可得出使用定滑輪不能(填“能”或“不能”)省力。比較物體提升高度h和拉力通過(guò)的距離s關(guān)系可得出：使用定滑輪不能(填“能”或“不能”)省距離，物體提升高度等于拉力通過(guò)的距離。觀察拉力方向和物體運(yùn)動(dòng)方向可得出：當(dāng)作用在定滑輪上的拉力方向豎直向下時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的方向是豎直向上，說(shuō)明使用定滑輪可以改變拉力的方向。二、動(dòng)滑輪特點(diǎn)根據(jù)圖11.23丙圖組裝動(dòng)滑輪并用動(dòng)滑輪做功(豎直勻速向上拉，讓拉力與阻力方向平行)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成下表：被測(cè)物理量次數(shù)動(dòng)滑輪自重G動(dòng)/N物重G物/N物體隨動(dòng)滑輪提升高度h/m拉力F1/N沿拉力方向移動(dòng)的距離S/m第一次第二次第三次結(jié)論：比較物重、動(dòng)滑輪自重、拉力三者的大小能得出：F1(G物G動(dòng))/2；說(shuō)明使用動(dòng)滑輪能省力，如果不計(jì)摩擦和滑輪自重時(shí)：即G動(dòng)0，則F1G物/2，說(shuō)明使用動(dòng)滑輪能省一半力。觀察拉力方向和物體運(yùn)動(dòng)方向可得出：拉力F1的方向豎直向上，重物運(yùn)動(dòng)的方向豎直向上，說(shuō)明使用動(dòng)滑輪不能(填“能”或“不能”)能改變用力方向。比較物體提升高度h和拉力通過(guò)的距離s可得出：拉力通過(guò)的距離等于物體提升高度的2倍(或snh)?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點(diǎn)撥】1定滑輪的實(shí)質(zhì)：定滑輪可以圍繞一個(gè)固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)(請(qǐng)你在圖上用O標(biāo)出)，可以把它看成一個(gè)變形杠桿，在圖中畫(huà)出了定滑輪杠桿的五要素。比較定滑輪動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的長(zhǎng)短可得出：L1L2，說(shuō)明定滑輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，使用時(shí)不能(填“能”或“不能”)省力，可以改變用力方向。定滑輪的自重影不影響定滑輪平衡？為什么？答：不影響，因?yàn)槎ɑ喌闹亓ψ饔镁€通過(guò)支點(diǎn)(無(wú)力臂)2動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)：如果把動(dòng)滑輪也看成一個(gè)變形杠桿，在圖中畫(huà)出了動(dòng)滑輪杠桿的五要素：怎樣確定支點(diǎn)位置？重物對(duì)動(dòng)滑輪的作用力方向：豎直向下，拉力方向：豎直向上，異向(動(dòng)力、阻力的方向相反)同側(cè)(動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)處在支點(diǎn)同一側(cè))，說(shuō)明動(dòng)滑輪的支點(diǎn)肯定在軸的左端點(diǎn)上，在右圖中已畫(huà)出動(dòng)滑輪的杠桿五要素。比較動(dòng)滑輪動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的長(zhǎng)短可得出：L1L2，說(shuō)明動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：使用動(dòng)滑輪能(填“能”或“不能”)省一半力；動(dòng)滑輪的自重影不影響動(dòng)滑輪平衡？為什么？(影響，因?yàn)閯?dòng)滑輪的重力作用點(diǎn)在動(dòng)滑輪的軸上，和阻力的作用點(diǎn)、方向都相同，如果把F1當(dāng)動(dòng)力，輪直徑等于動(dòng)力臂L1，阻力大小等于重物G物和動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)之和，輪半徑等于阻力臂L2，即：動(dòng)滑輪平衡時(shí)，F(xiàn)1(F2G動(dòng))/2，如果不計(jì)動(dòng)滑輪自重，可推得：F1F2/2)【即時(shí)練習(xí)】1對(duì)于旗桿頂上的滑輪，其作用敘述正確的是(C)A省力杠桿，可改變力作用方向 B費(fèi)力杠桿，可改變力作用方向C等臂杠桿，可改變力作用方向 D以上說(shuō)法都正確2.兩個(gè)滑輪完全相同，其重力均為20N。分別用如圖所示的兩種方式，將重400N的物體以相同的速度勻速提升，不計(jì)摩擦和繩重，則下列判斷正確的是(A)AF1大于F2 BF1F2 CF1小于F2 DF1和F2大小無(wú)法確定學(xué)習(xí)內(nèi)容二：滑輪組學(xué)習(xí)指導(dǎo)：閱讀課本P83文字內(nèi)容和插圖，基本概念、定義用紅筆做上記號(hào)。【自學(xué)檢測(cè)】把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起就構(gòu)成滑輪組。【合作探究】教師巡視指導(dǎo)1圖12.24中都是由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組合在一起，圖甲這樣組合能省力，但不能改變拉力方向，圖乙這樣組合既能省力又能改變拉力方向，圖甲有三段繩子吊著動(dòng)滑輪，拉繩子所用的力就是總重的三分之一。圖乙有二段繩子吊著動(dòng)滑輪，拉繩子所用的力就是總重的二分之一。分析對(duì)比：甲、乙兩種繞法有何不同？哪種更省力？2按照要求組裝圖A、B滑輪組。(動(dòng)滑輪自重不計(jì))(1)用G/2的力提起重物；(2)用G/3的力提起重物。3滑輪組橫放(如圖所示)使用滑輪組時(shí)，滑輪組用兩段繩子拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力F就是物體所受摩擦力f的二分之一，即：Ff(不計(jì)繩與輪的摩擦)，物體水平移動(dòng)的距離L與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系為：Ls?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點(diǎn)撥】1判斷滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)的常用方法。先找出動(dòng)滑輪，從定滑輪和動(dòng)滑輪中間隔斷，如圖所示，然后只數(shù)出動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)即可，不包含從定滑輪繞出來(lái)的繩子段數(shù)。圖甲有三段繩子承擔(dān)重物，圖乙有兩段繩子承擔(dān)重物。2根據(jù)你所掌握的滑輪知識(shí)，完成下列表格：分類(lèi)優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)質(zhì)定滑輪不能省力但能改變拉力方向等臂杠桿動(dòng)滑輪能省一半力，不能改變拉力方向動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿滑輪組使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體用的力就是物重或物體與動(dòng)滑輪總重的幾分之一；繩子移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的幾倍，如：當(dāng)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為n，物體重力為G物，動(dòng)滑輪重G動(dòng)，自由端拉力為F，則有F(G物G動(dòng))/n(不計(jì)所有摩擦?xí)r)，物體提升的高度為h，自由端通過(guò)的距離為S，則snh組裝口訣：奇動(dòng)偶定?！炯磿r(shí)練習(xí)】1如下圖所示，用滑輪組沿水平地面拉動(dòng)物體A，請(qǐng)畫(huà)出最省力的繞繩方法。2如下圖所示，用滑輪按甲、乙、丙三種方式拉同一重物在相同的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力分別為F1、F2、F3，比較它們的大小，其中正確的是(C)AF1F2F3BF1F2F3CF1F3F2 DF3F1F23.如圖所示，重500N物體A在拉力F作用下以1m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)，已知F100N，不計(jì)滑輪自重繩重及滑輪與繩子之間的