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二、滑轮组
1.滑轮组:将_定__滑__轮__和_动__滑__轮__组合在一起。
2.省力情况:用滑轮组提起重物时,动滑轮上有n段绳子承担物重。
1
(1)若忽略动滑轮重、绳与滑轮的摩擦和绳重,则F=_n__G,s=_n_h。
(2)若忽略绳与滑轮的摩擦、绳重,则F=
1 n
(G+G动),
s=_n_h。
考点 1 滑轮和滑轮组的特点
力计和钩码移动的距离。
参考答案:①弹簧测力计 ②改变
(2)探究动滑轮的特点:
如图丙,使用动滑轮将钩码提升一定的高度,拉力方向始
终
,记录弹簧测力计的示数,以及弹簧测力计和钩码移动
的距离。
参考答案:竖直向上
4.实验数据及分析:
物 弹簧测 重 力计示 /N 数/N
不使用简单 机械
5
5
定滑轮
5
5
定滑轮
5
5.交流与评估: (1)在实验中,为什么要匀速拉动弹簧测力计? 提示:根据二力平衡原理,可知只有匀速拉动弹簧测力计使钩码 上升时,拉力和重力才是一对平衡力,并且这样弹簧测力计示数 稳定,便于读出拉力大小。 参考答案:只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉力大小才 等于重力,且示数稳定,易于读数。
(2)实验中,为什么要使用重一些的钩码? 提示:在拉动钩码时,绳子与滑轮之间有摩擦,且动滑轮本身有重 力。在使用定滑轮时,钩码的重力越大,拉力大小越接近钩码重。 在研究动滑轮特点时,钩码的重力越大,拉力的大小越接近钩码 重力的二分之一,更易于得出结论。 参考答案:减小误差,使结论更准确
33
答案:30 15 15 10
【方法归纳】 (1)判断定滑轮和动滑轮的方法:
(2)判断绳子股数的方法: ①分割法:在定滑轮和动滑轮之间作一条水平辅助线,假设它把 滑轮组的绕线“截断”,数出动滑轮上连接的绳子段数,即为吊 着重物的绳子的股数n。(如图)
②公式法:根据动滑轮个数来判断,如果有n个动滑轮,绳子的一 端系在动滑轮上,绳子的股数是(2n+1)股,系在定滑轮上是2n股。 (如图)
提示:两图都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,由甲 图和表格中数据可知,物体的重力由两段绳子通过动滑轮承担, 拉力是物重的二分之一,但绳子自由端移动的距离是物体提升高 度的二倍。由乙图和表格数据可知,物体的重力由三段绳子通过 动滑轮承担,拉力是物重的三分之一,但绳子自由端移动的距离 是物体提升高度的三倍。 参考答案:用滑轮组提升重物时,动滑轮上有几段绳子承担物重, 拉力就是物重的几分之一 动滑轮上有几段绳子承担物重,绳子 自由端移动的距离就是物体上升高度的几倍
3.忽略绳与滑轮的摩擦,动滑轮的重力不能忽略时,拉力的大小 等于多少?请结合图示分析。
提示:根据力的平衡知,三股绳子承担着重物和动滑轮总重,则
3F=G+G动,故F
1 3
(G
G动
)。
参考答案:
F
1 3
(G
G动
)
即
F
1 n
(G
nG为动绳), 子股数
一、定滑轮和动滑轮 定滑轮
动滑轮
示意图
定义 特点 实质
(3)在探究定滑轮特点时,为什么拉力F的示数总是略大于钩码 的重力? 提示:在理想情况下,使用定滑轮时F=G,但在实际情况下,由于摩 擦的存在,拉力总是大于钩码的重力。 参考答案:绳子与滑轮之间存在摩擦
(4)使用动滑轮提升钩码时,为什么拉力总是大于钩码重力的二 分之一? 提示:使用动滑轮时,动滑轮随钩码一起运动,除了要克服绳子和 滑轮之间存在的摩擦力外,还要克服动滑轮自身的重力,才能将 钩码提升一定距离。 参考答案:需克服绳子与滑轮间的摩擦和动滑轮自身的重力
2.猜想与假设:由活动1猜想使用定滑轮可以
,但不
可以
;由活动2猜想使用动滑轮时可以
,但不
可以
。
参考答案:改变力的方向 省力 省力 改变力的方向
3.实验设计:如图所示。
(1)探究定滑轮的特点:
①如图甲,用
测出钩码的重力;
②如图乙,用弹簧测力计使钩码提升一定的高度,并使拉力方
向
,别记录弹簧测力计的示数和拉力的方向,弹簧测
3.(2013·泉州中考)如图所示,用下列装置提升同一重物,若不 计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )
【解析】选C。本题考查的是滑轮的相关知识。A图是动滑轮,
由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F1=
1G;B图是定滑
2
轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F2=G;C图是滑轮组,
绕轮在 上动 的滑 绳轮 子上 有的2股绳,则子F有4=3股12G,则。F由3=以13上G;可D知图:是在滑滑轮轮组重,及绕摩在擦动不滑
第2节 滑 轮
体验 滑轮 用钢锯锯一小节圆铅笔,再用细点的硬铁丝将铅笔芯顶出,穿 出铁丝,将铁丝弯成三角形,并做一小钩。 活动1:将小钩固定在铁架台上,细线一端挂钩码,另一端绕过 铅笔,向下拉动细线,将钩码提升一定高度。 活动2:在小钩下挂钩码,将细线一端固定在铁架台上,拉动另 一端,使钩码提升与刚才相同的高度。
工作时轴_固__定__不__动__的滑 轮 不_省__力__,但可以_改__变__力__ _的__方__向_
_等__臂__杠杆
工作时轴_随__物__体__一__起__运__动_ 的滑轮 _省__力,但不能_改__变__力__的__方_ _向__
_动__力__臂__是__阻__力__臂__二__倍__的 杠杆
(2)动滑轮工作时的特点是
,弹簧测力
计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是__________。
提示:分析弹簧测力计的示数和钩码重,可以看出使用定滑轮时 弹簧测力计的拉力与钩码重相等,使用动滑轮时拉力大小等于钩 码重的一半;而使用定滑轮时拉力的方向向下、向右、向右下方 等多个方向,使用动滑轮时拉力的方向向上,可以得出使用定滑 轮可以改变力的方向,使用动滑轮不能改变力的方向。使用定滑 轮时s与h始终相等,使用动滑轮时s=2h。 参考答案:(1)不省力也不费力,但可以改变力的方向 s=h (2)省一半力但是费距离,且不能改变力的方向 s=2h
计的情况下最省力的是C。
4.如图所示,小明用定滑轮提起重10N的物体,用弹簧测力计沿
着方向1拉,物体处于静止状态时,拉力为
N。若用弹簧测
力计分别沿着方向1、2、3拉着物体匀速上升时,拉力分别是F1、
F2、F3,则它们的大小关系是
。这证明使用定滑轮不
能改变力的
,只能改变力的
。
【解析】本题考查定滑轮的工作特点。题图中滑轮是定滑轮, 因使用定滑轮不省力,物体重10N,所以手拉弹簧测力计沿1方 向时的示数为10N;手拉弹簧测力计沿1、2、3三个不同方向 时的拉力都是10N,所以它们的大小关系是F1=F2=F3;这证明使 用定滑轮不能改变力的大小,只能改变力的方向。 答案:10 F1=F2=F3 大小 方向
10N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为
N,绳子自
由端移动的距离为6m,则重物上升了
m。
【解析】本题考查滑轮组的计算。
由题图可知,重物和动滑轮的总重由3段绳子承担,则绳子自由
端的拉力 F重=物13(上G升+G的动高)=度13 h×=(510×06Nm+=120mN)。=170N;
5.如图所示,在拉力F的作用下,重10N的物体A匀速上升了1m, 不考虑摩擦和绳重,若滑轮的重力为2N,则拉力F大小为______ N。
【解析】本题考查了动滑轮拉力的计算。图中使用的是动滑
轮,n=2;不计绳重和摩擦,F= 12(G轮+G物)=12 ×(2N+10N)=6N。 答案:6
6.一名工人用如图所示的滑轮组提起500N的重物,动滑轮重
探究 2 探究滑轮组的特点 结合定滑轮和动滑轮的特点,分析由定滑轮和动滑轮组成的滑 轮组,思考以下问题: 1.在滑轮组中,定滑轮和动滑轮的作用一样吗? 提示:定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用是改变力的方向;动滑 轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,它的作用是省力,所以 在滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向,而动滑轮起省力的作 用,动滑轮个数越多,承担重物的绳子段数就越多,滑轮组就越省 力。
1.什么是定滑轮和动滑轮? 2.定滑轮和动滑轮分别有什么特点? 3.如何判断滑轮组的省力情况?
探究 1 研究定滑轮和动滑轮的特点
结合“体验”,思考以下问题:
1.我们把工作时轴固定不动的滑轮叫
,工作时轴
随物体一起运动的滑轮叫
。则活动1中的机械相当于
滑轮,活动2中的机械相当于
滑轮。
参考答案:定滑轮 动滑轮 定 动
【精讲精析】要使滑轮组最省力,就是使最多的绳子段数来承担 动滑轮受到物体的拉力,题图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑 轮组成,有两种绕线方法。根据“奇动偶定”的方法,若绳子从 定滑轮开始绕,由两段绳子承担物重;若绳子从动滑轮开始绕,由 三段绳子承担物重,每个滑轮只能绕一次,所以最多可由3段绳子 承担重物和动滑轮的总重力。
5
定滑轮
5
5
动滑轮
5 2.5
钩码移 动的距 离/cm
10
10 10
10
10
弹簧测 力计移 动的距 离/cm
10
10 10
10
20
拉力 方向
向上
向下 向右 向右 下方 向上
分析数据可知:
(1)定滑轮工作时的特点是
,弹簧测
力计移动的距离s与钩码上升的高度h的关系是___________
__________________________________________________。
(1)活动1中,铅笔制成的滑轮相对于钩码
(选填“运动”
或“不动”),拉力的方向
(选填“能”或“不能”)改
