杠杆和滑轮 (1)
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滑轮的杠杆原理
滑轮是一种简单的机械装置,运用杠杆原理实现力的增大或方向的改变。
在滑轮中,杠杆原理的运用可以使我们轻松地提升重物。
滑轮由一个固定在支架上的轮轴和绕轮轴旋转的轮,以及连接在绳子或链条上的重物组成。
当我们向下拉动绳子时,同时也在作用于滑轮轮子上,使其旋转。
在滑轮运动的过程中,有两种基本的力:拉力和重力。
拉力是施加在绳子或链条两端的力,而重力是由于物体的质量产生的向下的力。
根据杠杆原理,我们知道当施加在杠杆的一端的力与绳子或链条拉力产生的力矩相等时,物体将处于平衡状态。
因此,如果我们拉动的绳子与支撑滑轮轮子的绳子相连,我们可以用较小的力拉动绳子,同时产生较大的拉力来提升重物。
举个例子,假设有一个滑轮系统,具有两个滑轮,一个固定在支架上,另一个与重物连接。
当我们拉动与重物相连的绳子时,产生的拉力将沿着绳子传递到固定滑轮的绳子。
由于固定滑轮的存在,拉力在两个滑轮之间会发生方向的改变。
因为滑轮的形状和物理特性,沿着绳子通过的拉力大小保持不变,但方向改变了。
这样,我们可以用小的力来提升重物。
总结起来,滑轮通过杠杆原理,将较小的拉力转化为较大的拉力,使我们能够轻松地举起重物。
这个简单而有效的机械装置在许多情况下都得到广泛应用,如起重机、吊车等。
一、实验目的1. 理解杠杆和滑轮的基本原理。
2. 掌握杠杆和滑轮的平衡条件。
3. 通过实验验证杠杆和滑轮的机械效率。
4. 学习使用相关实验器材,提高实验操作技能。
二、实验原理1. 杠杆原理:杠杆是一种简单机械,它由支点、力点和重点组成。
当杠杆处于平衡状态时,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即 \( F_1 \times L_1 = F_2 \times L_2 \)。
2. 滑轮原理:滑轮是一种绕着固定轴旋转的圆盘,它可以改变力的方向,但不改变力的大小。
滑轮组是由多个滑轮组合而成的,它可以增加机械效率。
三、实验器材1. 杠杆(含支架)2. 钩码盒3. 弹簧测力计4. 细线5. 刻度尺6. 滑轮组7. 铁架台8. 记录表格四、实验步骤1. 杠杆实验a. 将杠杆支架固定在实验桌上,调整杠杆使其水平平衡。
b. 在杠杆的一端挂上钩码,记录钩码的重量和位置。
c. 用弹簧测力计测量动力,记录动力的大小。
d. 记录动力臂和阻力臂的长度。
e. 根据杠杆平衡条件 \( F_1 \times L_1 = F_2 \times L_2 \) 计算出动力臂和阻力臂的长度。
2. 滑轮实验a. 将滑轮组固定在实验桌上,调整滑轮组使其水平平衡。
b. 在滑轮组的一端挂上钩码,记录钩码的重量和位置。
c. 用弹簧测力计测量动力,记录动力的大小。
d. 记录滑轮组的机械效率。
3. 数据记录与分析a. 记录实验数据,包括钩码的重量、动力的大小、动力臂和阻力臂的长度、滑轮组的机械效率等。
b. 分析实验数据,验证杠杆和滑轮的平衡条件。
c. 计算杠杆和滑轮的机械效率,分析影响因素。
五、实验结果与分析1. 杠杆实验结果a. 实验结果表明,当杠杆处于平衡状态时,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
b. 实验过程中,调整杠杆支架,使杠杆水平平衡,验证了杠杆的平衡条件。
2. 滑轮实验结果a. 实验结果表明,滑轮组的机械效率随着提升的物体重力的增加而增加。
40.工人用机械提升水中实心物体A 和B ,杠杆可以在竖直平面内自由转动。
当物体A 被匀速提升到杠杆刚好水平时,工人对杠杆A 端的竖直推力为F A1,各段绳子都竖直,水平地面对工人的支持力N 1=1200N ,如图25所示;当物体B 被匀速提升到杠杆刚好水平时(物体仍B 浸没在水中),工人对杠杆A 端的竖直推力为F A2,各段绳子都竖直,水平地面对工人的支持力N 2=1300N 。
已知物体A 的体积为400dm 3,物体B 的体积为600dm 3,工人的质量为70kg ,物体A 的质量为580kg ,物体B 的质量为820kg ,不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力,(g 取10N/kg )求:(1)人、物体A 、B 的重力;物体A 、B 浸没时的浮力各为多少牛 (2)动滑轮的重力为多少牛?40.(7分)一根不均匀的金属杆长AB=4m ,自重为G=4 000 N ,放在水平地面上.如图26所示的滑轮组的绳子系在B 端,以A 端为支点,竖直向上地提起它的B 端.当人站在水平地面上,竖直向下用力拉绳端,使金属杆的B 端刚离开地面时,人对地面的压力为F N1, B 端受到竖直向上的拉力为F 1,若匀速略微向上提起金属杆的过程中,滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴问摩擦可以忽略,滑轮组的机械效率保持不变为η1。
;当把该滑轮组的绳子系在金属杆的C 点,AC=3m ,仍以A 端为支点,匀速略微竖直向上拉起B 端,人对地面的压力为F №时,C 点受到竖直向上的拉力为F 2,B 端恰好离开地面,这时滑轮组的机械效率为η2.若人的体重为G 人=700 N 且保持不变,F Nl :F N2=12:7,η1:η2=63:64. 求:(1)F 1与F 2的比值; (2)动滑轮重G 动;(3)金属杆的重心0距A 端的距离.41.工人用滑轮组提升水中物体A ,如图27所示。
当物体A 完全在水面下被匀速提升的过程中,工人对绳子竖直向下的拉力为F 1,水平地面对工人图25的支持力为N 1;滑轮组的机械效率η1为60%。
滑轮杠杆原理的应用有哪些1. 介绍滑轮和杠杆的基本原理滑轮和杠杆都是物理学中常见的简单机械装置,它们的原理是通过改变力的作用点或方向来改变力的大小。
滑轮是一个固定在轴上并可以自由旋转的圆盘,通常带有凹槽或凸起来实现物体的固定。
滑轮的作用是改变力的方向,使得力可以更容易地施加在需要的方向上。
杠杆是一种刚性棒或梁,可以围绕一个支点旋转。
杠杆的原理是改变力的作用点,使得可以通过较小的力来产生较大的力矩。
2. 滑轮杠杆原理的应用2.1 提升重物滑轮和杠杆原理可以用于提升重物,例如在起重机、吊车和装货机等机械装置中。
通过使用滑轮,可以改变施加在绳子上的力的方向,使得可以更容易地提升重物。
同时,使用杠杆原理,可以通过较小的力矩来产生较大的力,从而提升重物。
2.2 打造健身器材滑轮和杠杆原理也可以应用在健身器材中,例如杠铃、卧推机和拉力器等。
在杠铃中,滑轮通过改变重力的方向,使得可以更容易地提升杠铃。
而在卧推机和拉力器中,杠杆原理被应用来改变力的作用点,使得可以通过较小的力来产生较大的力矩。
2.3 调整机械装置滑轮和杠杆原理也可以用于调整机械装置,例如在汽车座椅调节器和刹车系统中的应用。
在汽车座椅调节器中,滑轮被用来改变力的方向,调整座椅的位置。
而在刹车系统中,杠杆原理被应用来改变力的作用点,使得可以通过较小的力来产生较大的制动力。
2.4 控制舞台灯光在舞台灯光控制中,滑轮和杠杆原理也有广泛的应用。
通过使用滑轮,可以方便地调整灯光的高度和位置。
而杠杆原理可以用来调整灯光的角度,实现不同的照明效果。
3. 总结滑轮和杠杆原理是物理学中常见的简单机械装置,它们的应用广泛。
通过改变力的作用点或方向,滑轮和杠杆可以实现提升重物、打造健身器材、调整机械装置和控制舞台灯光等功能。
了解滑轮和杠杆原理的应用,对于我们理解和应用物理学知识具有重要意义,同时也可以帮助我们更好地设计和使用各种机械装置。
中考物理一轮复习专题11 简单机械—杠杆、滑轮一、单选题1.2021年12月26日,神舟十三号航天员叶光富、翟志刚先后从天和核心舱成功出舱。
期间,驻守舱内的航天员王亚平配合地面操控机械臂,支持两名出舱航天员开展舱外作业。
如图所示,机械臂真实模拟人的手臂灵活转动,具有抓住、拉回、锁死等功能。
下列工具在使用中与机械臂属于同一类杠杆的是()A.核桃钳B.撬钉子的羊角锤C.钓鱼竿D.托盘天平2.在不考虑摩擦的前提下,使用下列简单机械一定能省力的是()A.滑轮B.杠杆C.轮轴D.斜面3.如图所示,各种装置在正常使用过程中都可视为杠杆,其中属于省力杠杆的是()A.用瓶起子开瓶盖B.用镊子夹砝码C.用钓鱼竿钓鱼D.用筷子夹食品4.一根轻质杠杆,在左右两端分别挂上300N和400N的重物时,杠杆恰好水平平衡。
若将两边物重同时减少50N,则杠杆()A.左端下沉B.右端下沉C.仍然平衡D.无法确定5.如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形玻璃板平放在水平地面上,分别用竖直向上的拉力F甲、F乙拉在长短不同的两端的中央位置,使该端抬离地面,下列说法正确的是()A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂短B.F甲<F乙,因为乙方法的动力臂长C.F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍二、多选题6.下列几种生活中常用的工具都是杠杆。
正常使用时属于省力杠杆的是()A.用园艺剪修枝B.用食品夹取食物C.用核桃夹夹核桃D.用钢丝钳剪钢丝7.对如图所示的几种简单机械,下列说法中不正确的是()A.图中OA是阻力臂B.图中所示的装置可省一半力C.装置是一种等臂杠杆D.汽车驾驶盘也是一种简单机械8.如图所示的工具中,属于费力杠杆的是()A.老虎钳B.瓶盖起子C.筷子D.食品夹9.如图所示,一架无人机通过动滑轮将重20N的货物从深5m的井底拉至井口。
若无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4m/s,对绳子的拉力为12N。
动滑轮杠杆的工作原理
动滑轮杠杆是一种简单的机械装置,由滑轮和杠杆组成。
它的工作原理基于杠杆原理和滑轮原理。
首先,我们来看杠杆原理。
杠杆原理是指在杠杆平衡时,力的乘积相等。
即力的乘积等于力臂的乘积。
在动滑轮杠杆中,杠杆的长度可以改变力臂的长度,从而改变力的乘积。
接下来,我们来看滑轮原理。
滑轮原理是指在滑轮上通过绕线方式使力的方向改变,但力的大小保持不变。
滑轮可以提供额外的力臂,以增加或减小力的作用距离,从而改变力的乘积。
综上所述,动滑轮杠杆的工作原理可以描述如下:
1. 当力作用于杠杆的一侧时,杠杆会绕支点转动,由于力臂的存在,力的大小和方向可以改变。
2. 在动滑轮杠杆中,滑轮通过绕线方式改变力的方向,但力的大小保持不变,同时也增加或减小力臂的长度。
3. 杠杆和滑轮的作用使得可以实现力的乘积等于力臂的乘积,从而改变力的大小和方向。
通过调整力臂的长度和滑轮的数量,我们可以根据需要改变力的大小和方向。
因此,动滑轮杠杆被广泛应用于各种机械和工程领域,常用于提升重物、减小力的阻力、增加力的作用距离等。
第1节杠杆与滑轮清单01杠杆的概念1.在力的作用下能绕着(固定点)O转动的硬棒,这根硬棒就是杠杆。
2.杠杆五要素(1)支点:杠杆绕着转动的点,用“O”表示。
(2)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示。
(4)动力臂:从支点到动力(作用线)的距离,用“l1”表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力(作用线)的距离,用“l2”表示。
注意:无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上的力,但这两个力的作用效果正好相反。
一般情况下,把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做(动力),而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫(阻力)。
力臂是点到线的距离,而不是支点到力的(作用点)的距离。
力的作用线通过支点的,其力臂为(零),对杠杆的转动不起作用。
3.杠杆作图画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签。
⑴找支点O;⑵延长力的作用线(虚线);⑶画力臂(实线双箭头,过支点垂直于力的作用线作垂线);⑷标力臂。
4.杠杆平衡条件(1)杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下(静止)时,我们就说杠杆平衡了。
(2)杠杆的平衡条件:(动力×动力臂=阻力×阻力臂),或F1l1=F2l2。
5.杠杆的应用(1)省力杠杆:动力臂l1 (>)阻力臂l2,则平衡时F1<F2,这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离大)。
(2)费力杠杆:动力臂l1 (<)阻力臂l2,则平衡时F1>F2,这种杠杆叫做费力杠杆。
使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)。
(3)等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂l2,则平衡时F1=F2,这种杠杆叫做等臂杠杆。
使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距离也不费距离。
既省力又省距离的杠杆时不存在的。
初中物理杠杆滑轮知识点总结篇一:初中物理杠杆与滑轮基础知识复习资料杠杆与滑轮杠杆 F1L1=F2L2在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆(很多物体可以抽象为硬棒)。
说明:①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。
如:鱼杆、铁锹。
五要素——组成杠杆示意图①支点:杠杆绕着转动的点用字母O 表示用同一根硬棒作杠杆时,使用中方法不同,支点位置也会不一样。
如撬石块的过程中支点可在棒的一端[图1(A)]也可在棒的中间[图1(B)]。
②动力:使杠杆转动的力用字母 F1 表示③阻力:阻碍杠杆转动的力用字母 F2 表示说明动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反④动力臂:从支点到动力作用线的距离用字母l1表示⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离用字母l2表示画力臂方法:⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)注:任何机械胜利必然费距离,反之费力必然省距离生活中常见的杠杆选择题常见的杠杆实验:研究杠杆的平衡条件实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂结论、杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力×动力臂=阻力×阻力臂写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1杠杆的平衡:杠杆处于静止状态(杠杆静止或匀速转动)注:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。
(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。
)解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
龚璐佳同学个性化教学设计年级:九年级教师: 郭成强科目:物理班主任:陈佳日期: 9.5 时段: 10:00—12:004、理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点。
5、会根据滑轮的挂线判断省力情况,会根据要求正确组装滑轮组6、掌握滑轮组的规律及公式,能应用做题考点1、能从常见工具中认出杠杆,并能准确画出动力臂和阻力臂。
会根据滑轮的挂线判断省力情况,会根据要求正确组装滑轮组2、掌握滑轮组的规律及公式,能应用知识点剖析序号知识点预估时间掌握情况1 认识杠杆平衡条件2 力臂作图3 动滑轮和定滑轮4 滑轮组教学内容知识点一认识杠杆想一想:我们在生活中常常见到下面这些工具,他们在使用过程中有哪些相同的地方?以上工具我们在日常生活中非常常见,其实这些工具就是杠杆杠杆的定义:在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
杠杆的五要素:(1)支点:杠杆绕着转动的点,用“O”表示。
它可以在杠杆的一端,F也可以在杠杆的中间。
当杠杆转动时,支点是相对固定的。
(2)动力:使杠杆转动的力,用“F 1”表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F 2”表示。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“l 1”表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“l 2”表示。
注意:(1)动力和阻力都是指杠杆受到的力,而不是杠杆对其他物体施加的力;(2)力使杠杆转动的方向与力的方向和支点的位置都有关.知识点二 力臂的画法力臂的概念。
力臂是本节的难点。
对力臂的理解,注意以下几点:(1)力臂是指支点到力(动力或阻力)作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。
(2)当作用在杠杆上的力的方向改变时,其力臂的大小一般也将发生改变。
(3)力臂不一定在杠杆上,如图所示 (4)若力的作用线过支点,则它的力臂为零。
(5)画力臂四步骤: A .明确支点,用O 表示B .通过力的作用点沿力的方向画一条直线(虚线)C .过支点O 作该力的作用线的垂线D .用两头带着箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母1L (或2L )知识点三 探究杠杆的平衡条件问题:实验操作过程中,注意两次“让杠杆在水平位置平衡”,并解释其原理 1.杆处于静止或匀速转动状态为杠杆平衡.2.实验前要调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;实验时在杠杆两端的不同位置分别挂上个数不等的钩码位置,也要使杠杆在水平位置重新平衡?目的;①消除杠杆自重的影响,由于实际杠杆的支点不可能精确处在其重心位置,因而杠杆本身的重力会对其平衡产生影响;②使力臂和杠杆重合,直接从杠杆尺上读出力臂的长度、所以,我们要求杠杆处于水平位置平衡.3.平衡条件(即实验结论):1122F L F L = 或 2112F LF L =F 2L 2L 1F 1O知识点四 生活中的杠杆类型省力杠杆费力杠杆 等臂杠杆示意图力臂的大小关系 l 1>l 2 l 1<l 2 l 1=l 2 力的大小关系 F 1<F 2 F 1>F 2 F 1=F 2 力所移动距离 的大小关系 动力移动距离大于 阻力移动距离 动力移动距离小于 阻力移动距离 动力移动距离等于 阻力移动距离 特点 省力但费距离 费力但省距离既不省力也不省距离应用剪铁皮用的剪刀、撬钉子用的羊角锤等缝纫机踏板、钓鱼竿等天平注:(1)既省力又省距离的杠杆是不存在的。
(2)省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用;费力杠杆一般用在阻力不大的情况下,是为了省距离,使用起来方便。
例题讲解例题一:力臂力臂:支点.到力作用线.的垂直..距离一、画力臂步骤:找支点的位置,画力的作用线,从支点到力的作用线作垂线 检查:虚线、垂直、大括号1.如图,轻杆OB 在外力作用下保持静止(O 为支点),请在图中画出动力臂和阻力臂.2.请你在图中画出使用剪刀时,杠杆AOB 所受动力F1的示意图及动力臂L 1、阻力臂L 2。
3.如图所示,用夹子夹住物体时,画出动力臂和阻力O F 1F 2l 2l 1OF 1 F 2l 2 l 1O F 1 F 2l 2 l 1F 1 AB F 2 O5.图中ABO可看成杠杆O为支点,请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
6.如图所示,F1是作用在抽水机手柄A点处的动力,O为支点。
请画出动力F1的力臂L1和阻力F2。
二、已知力臂画力,抓住力、力臂始终垂直步骤:画力的作用线(与力臂垂直),作用线与杠杆的交点为力的作用点,再确定力的方向。
l是力F2的力臂,1.如图,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态,2在图中画出F1的力臂和力F2。
例题二:判断杠杆重新平衡例:如图一均匀杠杆A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡,若钩码质量均为50g,在A、B两处再各加一个钩码,那么()A. 杠杆仍平衡B. 杠杆左边向下倾C. 杠杆右边向下倾D. 无法确定杠杆是否平衡解析:一种方法:3×2<2×4,右边向下倾另一种方法:增加的力×力臂1×2<1×4,右边向下倾例题三:求最小力问题a、明确作用点方法:支点和作用点的连线作为力臂最长b 、不明确作用点例:画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。
解析:作用在A点最小力?作用在B点最小力?哪个力更小?要使杠杆平衡,求作最小力,应作用在哪一点?方法:在杠杆上找出离支点最远的点作为作用点例题四:力的变化1、杠杆在某一位置平衡,而力的方向在变例:如图,杠杆在水平方向平衡,若将测力计缓慢地自位置1移到位置2,并保持杠杆始终水平平衡,则测力计的读数变化是()A.不断增大 B.不断减小C.先增大,然后减小 D.先减小,然后增大解析:⑴看力臂变化,根据动力×动力臂=阻力×阻力臂,力臂先变大后变小,所以F先减小后增大⑵靠近最小力还是远离最小力?靠近最小力,力变小,远离最小力力变大2、如图所示,F 顺时针转时,力如何变化?(F 不可能转到上面去)思路:先作最小力答:顺时针先变小后变大逆时针变大3、如图所示,在杠杆OA上的B点悬挂重物G,A端用细绳吊在小圆环E上,且细绳AE长等于圆弧CED的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A点与圆弧CED的圆心重合.E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中,吊绳对A端的作用力大小将()A.保持不变B.逐渐变大C.由大变小,再由小变大D.由小变大,再由大变小例题五.张华和爸爸在公园玩跷跷板,张华重250N,爸爸重750N。
当爸爸离跷跷板的转轴0.5m时,张华应该坐在哪里才能使跷跷板平衡?二、定滑轮①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆。
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G。
绳子自由端移动距离s F (或速度v F)=重物移动的距离s G (或速度v G)定滑轮在生产、生活中比较常见,比如每周一早上升旗时就要用到滑轮。
目的就是要改变动力的方向,人站在地上就可以把国旗升到旗杆顶。
生活中的定滑轮:旗杆的顶端、起重机、打桩机等。
看上图:为什么会出现这个现象?因为定滑轮的实质是个等臂杠杆,动力=阻力。
胖人受到的重力大于物体受到的重力,所以胖人可以安然地站在地上。
而瘦人受到的重力小于物体受到的重力,所以物体安然地在地上,瘦人却被升到空中。
探究使用定滑轮的特点1.按右图所示方式组装定滑轮。
2.在它的左侧挂钩码,右侧竖直向下拉弹簧测力计,观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。
(将实验数据记录在表中)3.改变弹簧测力计拉力的方向,再进行观察和比较。
4.改变钩码的个数,重做上述实验。
实验次数钩码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1235.分析表中的数据,得出的结论是:定滑轮实质是一个等臂的杠杆。
定滑轮:①F=G,即不省力,也不费力;②s=h,即不省距离,也不费距离;③作用:改变用力的方向。
二、动滑轮定义:和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,也可左右移动)②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F=1/2G;只忽略轮轴间的摩擦则:F=1/2(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或v F)=2倍的重物移动的距离s G(或v G)。
生活中的动滑轮:起重机、打桩机等。
探究使用定滑轮的特点1.按右图所示方式组装动滑轮。
2.竖直向上拉弹簧测力计,使钩码保持平衡态,读出弹簧测力计示数,并思考这个示数与钩码所受重力的关系。
(将实验数据记录在表中)3.改变钩码的个数,重做上述实验,进行观察和比较。
实验次数钩码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1234.分析表中的数据,得出的结论是:动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂的二倍的省力的杠杆动滑轮:①F=G/2,即使用动滑轮省一半力;②s=2h,即动力移动的距离是物体移动距离的两倍,动滑轮是一种费距离的机械;③不改变力的方向四、滑轮组研究并讨论:我们已经学过了定滑轮与动滑轮,生活中的吊车(下左图)其实就是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,其示意图如下右图。
据图,在脑中构思这样的画面:用手拉绳子自由端,物体上升。
使用动滑轮能省一半力。
动滑轮由两根绳子共同承担重物,因此每根绳子各承担物重的一半。
定滑轮的好处是可以改变动力的方向,动滑轮的好处是可以省一半力。
如果既想省力又想改变动力的方向,怎么办呢?把定滑轮和动滑轮组合在一起。
我们把定滑轮和动滑轮组合在一起,称它们为滑轮组。
定义:将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。
特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
1.确定承担物重的绳子的段数n 的方法在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕在动滑轮上的绳子段数。
理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F =1/nG 。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F =1/n (G 物+G 动)。
2.拉力通过的距离s 与物体移动高度h 的关系利用滑轮组提起物体时,动力F 通过的距离s 与物体被提高的高度h 的关系是s=nh (n 表示承担物重的绳子股数)绳子自由端移动速度v F =n 倍的重物移动的速度v G 。
3.省力情况的确定方法1)滑轮竖放时,在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑轮组用几根绳子吊着物体,提起物体所用的力就是重物的几分之一。
2)滑轮组横放时,滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。
不计绳与滑轮之间的摩擦时,F=n 1f 物,此时绳子自由端移动的距离s 与物体移动的距离s 物的关系为:s=ns物4.组装和设计滑轮组由省力情况判定绳的固定端位置1. 利用F=n 1G 总,求出承担总重的绳子股数n ,然后根据“奇动偶定”的原则。