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1、第十一章 简单机械和功第第 二节二节 滑轮（一）滑轮（一）活动活动活动活动11.311.3 如何把木料运上楼如何把木料运上楼如何把木料运上楼如何把木料运上楼想一想：想一想：想一想：想一想：楼梯不够宽，怎样把又重又长的木料运楼梯不够宽，怎样把又重又长的木料运楼梯不够宽，怎样把又重又长的木料运楼梯不够宽，怎样把又重又长的木料运 上楼？上楼？上楼？上楼？做一做：做一做：做一做：做一做：你有哪些方法完成这个任务？你有哪些方法完成这个任务？你有哪些方法完成这个任务？你有哪些方法完成这个任务？你能说明其中的道理吗？你能说明其中的道理吗？你能说明其中的道理吗？你能说明其中的道理吗？其他简单机械其他简单机械
2、除了杠杆之外，滑轮、轮轴、斜面等都是除了杠杆之外，滑轮、轮轴、斜面等都是常用的简单机械，在生产、生活中应用广泛。常用的简单机械，在生产、生活中应用广泛。胖子胖子和和 瘦子瘦子1：将：将等臂杠杆等臂杠杆的中间部分加宽，的中间部分加宽，2：使之变成一个：使之变成一个绕中心轴转动的圆轮绕中心轴转动的圆轮，3：再把圆轮的外缘加工成：再把圆轮的外缘加工成槽状槽状。这种这种周边有槽、绕轴心转动周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫的圆轮叫做做滑轮滑轮。滑轮在使用时，根据滑轮在使用时，根据轴轴的位置是否移动的位置是否移动，又分，又分为为定定滑轮滑轮和和动动滑轮滑轮两种。两种。使用时，使用时，轴固定轴固定不动不动，叫，
3、叫定定滑轮。滑轮。使用时，使用时，轴和轴和重物一起移动重物一起移动，叫叫动动滑轮。滑轮。定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮升旗时，站在旗杆底部向下拉动绳索，升旗时，站在旗杆底部向下拉动绳索，国旗就会徐徐升起，原来旗杆顶端固定国旗就会徐徐升起，原来旗杆顶端固定有一个边缘有槽的小轮子有一个边缘有槽的小轮子定滑轮。定滑轮。你知道其他什么地方也用到这种滑轮的？你知道其他什么地方也用到这种滑轮的？像这种使用时滑轮本身的位置固定像这种使用时滑轮本身的位置固定不动的滑轮称为不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮。而使用时，滑轮本身的位而使用时，滑轮本身的位置随被拉动的物体一起运动的置随被拉动的物体一起运动的滑轮，称为滑轮，
4、称为动滑轮动滑轮。你知道哪些地方用到了动你知道哪些地方用到了动滑轮吗？滑轮吗？定滑轮和动滑轮的构造示意图定滑轮和动滑轮的构造示意图F FG GG GF F活动活动11.4 探究使用定滑轮和动滑轮的特点探究使用定滑轮和动滑轮的特点一、使用定滑轮的特点一、使用定滑轮的特点做一做做一做做一做做一做1 1 1 1、按图甲组装定滑轮，竖直向下拉测力、按图甲组装定滑轮，竖直向下拉测力、按图甲组装定滑轮，竖直向下拉测力、按图甲组装定滑轮，竖直向下拉测力计，使钩码保持平衡状态，计，使钩码保持平衡状态，计，使钩码保持平衡状态，计，使钩码保持平衡状态，读出测力计示数，比较拉力与重力。读出测力计示数，比较拉力与重力
5、。读出测力计示数，比较拉力与重力。读出测力计示数，比较拉力与重力。2 2 2 2、改变拉力方向，拉力大小是否变化？、改变拉力方向，拉力大小是否变化？、改变拉力方向，拉力大小是否变化？、改变拉力方向，拉力大小是否变化？3 3 3 3、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？记录表格：记录表格：记录表格：记录表格：实验次数实验次数实验次数实验次数拉动方式拉动方式拉动方式拉动方式钩码重钩码重钩码重钩码重G/NG/N拉力拉力拉力拉力F/NF/N1 12 23 3议一议：议一议：通过实验，你发现使用定滑轮有通过实验，你发现使用定滑轮有什么特点
6、？什么特点？使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。向。F=GF=G定滑轮的实质：定滑轮的实质：等臂杠杆，等臂杠杆，既不省力也不省距离。既不省力也不省距离。l l2 2F F1 1l l1 1O OF F2 2二、使用动滑轮的特点二、使用动滑轮的特点做一做做一做1 1 1 1、按图乙组装定滑轮，竖直向上拉测力计，、按图乙组装定滑轮，竖直向上拉测力计，、按图乙组装定滑轮，竖直向上拉测力计，、按图乙组装定滑轮，竖直向上拉测力计，使钩码保持平衡状态，读出测力计示数，比使钩码保持平衡状态，读出测力计示数，比使钩码保持平衡状态，读出测力计示数，比使钩码保持平衡状态，读
7、出测力计示数，比较拉力与重力。较拉力与重力。较拉力与重力。较拉力与重力。2 2 2 2、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？、改变钩码个数，情况如何？3 3 3 3、改变拉力方向，情况如何？、改变拉力方向，情况如何？、改变拉力方向，情况如何？、改变拉力方向，情况如何？记录表格：记录表格：实验次数实验次数实验次数实验次数拉动方式拉动方式拉动方式拉动方式钩码重钩码重钩码重钩码重G/NG/N拉力拉力拉力拉力F/NF/N1 12 23 3议一议：议一议：通过实验，你发现使用动滑轮有什么通过实验，你发现使用动滑轮有什么特点？特点？使用动滑轮能省一半的力，但不能改变
8、力的使用动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向。方向。F=G/2F=G/2动滑轮的实质：动滑轮的实质：省力杠杆，省力但费距离。省力杠杆，省力但费距离。l l2 2F F1 1l l1 1O OF F2 2一、定滑轮：转轴固定不动的滑轮。转轴固定不动的滑轮。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、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、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、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
9、杠杆。思考题：思考题：1：使用：使用定定滑轮的滑轮的好处好处是。是。2：使用：使用动动滑轮的滑轮的好处好处是。是。能否利用能否利用定定滑轮和滑轮和动动滑轮的滑轮的优点优点把它们把它们组合起组合起来来，使它们即省力又方便呢？，使它们即省力又方便呢？能。把它们组合成能。把它们组合成滑轮组滑轮组。改变用力的方向改变用力的方向省力省力滑轮组：滑轮组：定滑轮和动滑轮组合而成的装置。定滑轮和动滑轮组合而成的装置。特点：既能省力又可以改变力的方向。特点：既能省力又可以改变力的方向。动滑轮和重物的重力动滑轮和重物的重力由几段绳子承担，提由几段绳子承担，提起重物所用的力就是起重物所用的力就是物重的几分之一。物重
10、的几分之一。即：即：F=G/nF FF F承担物重的绳子段数：承担物重的绳子段数：n=3拉绳端所用的力：拉绳端所用的力：F=G/3n=2F=G/2为什么小明能轻而易举地提起一辆摩托车？数一数，小明所用的数一数，小明所用的滑轮组共有几个定滑滑轮组共有几个定滑轮、几个动滑轮？轮、几个动滑轮？该装置有几段绳子吊该装置有几段绳子吊着物体？着物体？滑轮组的组装（即绕线方法）滑轮组的组装（即绕线方法）F FF F组装方法：先确定滑轮组的省力情况，即绳组装方法：先确定滑轮组的省力情况，即绳子的段数子的段数n，再进行绕线。，再进行绕线。口诀：口诀：“奇动奇动 偶定偶定”，即奇数段绳子就从动滑，即奇数段绳子就从
11、动滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕线。n=2n=2n=3n=3几种常见的滑轮组：几种常见的滑轮组：例例1 1.如如图图所所示示，物物重重100N100N，不不计计摩摩擦擦、绳绳重重及及动动滑滑轮轮重重，求求拉力拉力F F的大小。的大小。例题反馈：例题反馈：例例2 2、根据要求，画出下列滑轮组的绕绳方、根据要求，画出下列滑轮组的绕绳方法。法。省一半力省一半力省一半力省一半力省省省省2/32/32/32/3的力的力的力的力例例3：一辆汽车陷入泥泞之中，请你根据图中装置，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，运
12、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。已知车重试画出滑轮组的绕法。已知车重6104N，地面的阻力为车重的地面的阻力为车重的1/4，如果不计滑轮重、，如果不计滑轮重、绳重及摩擦，则需要的拉力至少多大？绳重及摩擦，则需要的拉力至少多大？F.滑轮组水平拉物体滑轮组水平拉物体实验表明，使用滑轮组沿水平方向实验表明，使用滑轮组沿水平方向拉拉重物时，重物时，若动滑轮重和摩若动滑轮重和摩擦不计，擦不计，动滑轮动滑轮被几段绳子被几段绳子拉拉住住，所用的力就是物体与接触面，所用的力就是物体与接触面摩擦力摩擦力的几分之一。即的几分之一。即f f摩摩摩摩NGT=T=f f摩摩摩摩如图所示，拉力如图
13、所示，拉力F F的大小等于的大小等于 。FF.T=T=3FT=T=3F例例4 4、如图所示的四个、如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可省中，图可省一半一半力力，图，图最最费力费力，图和图，图和图用力用力大小一样大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)1、某某人人站站在在二二楼楼阳阳台台上上，要要将将楼楼下下700N700N的的重重物物拉拉上上来来，绳绳子子的的最最大大承承重重是是300N300N，应应怎怎样样设设计计滑滑轮轮组组，能能将将重重物物提提起起且且使使用滑轮的个数最少用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计滑轮重及摩擦不计)?)?课堂练习课堂练习:2、程跃要提起重、程跃要提
14、起重800N的物体，但是他的最大的物体，但是他的最大拉力只有拉力只有300N于是，他找来了一些滑轮，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，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中择图中_滑轮组来提起重物滑轮组来提起重物(选填选填“a”、“b”或或“c”)。请在所选的图中画出正确的。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。绕绳方法。生活生活物理物理社会社会轮轴：轮轴：其他简单机械其他简单机械轮轴轮轴属于什么样的简单机械？有什么特点？属于什么样的简单机械？有什么特点？斜面：斜面：斜面属于什么样的简单
15、机械？有什么特点？斜面属于什么样的简单机械？有什么特点？1、用扳子可以拧螺母，扳子也是个轮、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？哪一部分轴，图中它的哪一部分相当于轮？哪一部分 相当于轴？相当于轴？2、仔细观察自行车，看看它、仔细观察自行车，看看它上面有几种简单机械？并分别上面有几种简单机械？并分别说明它们各起到了什么说明它们各起到了什么作用？作用？课课堂堂反反馈馈例题例题1：在生产和生活中，经常见到这样的情在生产和生活中，经常见到这样的情形，用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢，修盘形，用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢，修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的山公路使汽车
16、驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析，它们的物理模型属于同一种简单机角度分析，它们的物理模型属于同一种简单机械，即械，即 ，这种简单机械，这种简单机械的优点是的优点是 。例题例题2：如图如图 甲所示，工人正试图用扳手甲所示，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另
17、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）定工人施力的大小不变）轮轮 轴轴1.1.轮轴的定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋轮轴的定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做。转的机械，叫做。2.2.轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆，支点就在轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆，支点就在轴心，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。轴心，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。3.3.轮轴的平衡条件：如图所示，轮轴的平衡条件：如图所示，根据杠杆的平衡条件有：根据杠杆的平衡条件有：F F1 1R=FR=F2 2r r 由上
18、式可知：当由上式可知：当F F1 1为动力时，为动力时，则轮轴为省力杠杆；当则轮轴为省力杠杆；当F F2 2为动为动 力时，则轮轴为费力杠杆。力时，则轮轴为费力杠杆。像马车和推车这样的轮轴是最简单的，没像马车和推车这样的轮轴是最简单的，没有动力传递，动力车辆的轮轴就复杂得多。有动力传递，动力车辆的轮轴就复杂得多。以汽车为例，动力不是简单的传递以汽车为例，动力不是简单的传递给轴，如果是那样，汽车就不能拐弯，在汽车给轴，如果是那样，汽车就不能拐弯，在汽车轴的中间，有一个轴的中间，有一个“差速器差速器”，在通过两个半，在通过两个半轴给左右车轮传动，这样在汽车拐弯时，两边轴给左右车轮传动，这样在汽车拐弯时，两边车轮行驶的距离才能不同。车轮行驶的距离才能不同。人力三轮车的后轴，为了拐弯，人力三轮车的后轴，为了拐弯，一个后轮和轴是固定的传递动力，另一个后轮一个后轮和轴是固定的传递动力，另一个后轮是可以和轴转动的，用以差速拐弯。是可以和轴转动的，用以差速拐弯。在用轴带动轮时，如皮带轮的运动，在用轴带动轮时，如皮带轮的运动，不仅可以传递动力，还能改变转速。不仅可以传递动力，还能改变转速。