6.6探究滑轮的作用(沪粤版)

6.6探究滑轮的作用杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂省力杠杆——动力臂＞阻力臂费力杠杆——动力臂＜阻力臂等臂杠杆——动力臂＝阻力臂温故知新F2OF1l1l2l1l2F1F2OOF2F1l1l2OF1F2l1l2l2F2l1F1O省力杠杆费力杠杆等臂杠杆OF1F2l1l2要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？想一想：它们都是通过一种叫滑轮的装置实现的生活中的滑轮滑轮滑轮电梯中的滑轮起重机中的滑轮（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。1、认识滑轮一、动滑轮和定滑轮轮框轴2、滑轮的结构活动1：用滑轮把钩码提起来方案一方案二使用时，轴固定不动使用时，轴和重物一起移动定滑轮动滑轮3、滑轮的分类二、探究两类滑轮的作用分别用动滑轮和定滑轮提起质量相等的钩码，拉力的大小相等吗？A：使用定滑轮有什么好处活动2：两类滑轮的比较注意：使用定滑轮提升物体应匀速改变拉力的方向，拉力大小会变化吗？实验次数钩码所受的重力G/N绳子末端拉动的方向弹簧测力计的示数F/N123452水平22斜向下22竖直向下23竖直向下34竖直向下4结论：使用定滑轮不省力，不能省距离，但可以改变施力的方向实验数据记录B：使用动滑轮有什么好处实验次数钩码所受的重力G∕N施力的方向弹簧测力计的示数F∕N12竖直向上1.223竖直向上1.734竖直向上2.2拓展探究：由于滑轮自身具有重力，并测得G0＝0.4N，此时（忽略f与绳重）GG0F012FGG3.44.42.4使用动滑轮可以省力，但不能改变施力的方向结论：活动3：:使用滑轮的理论分析（1）定滑轮的实质L1=L2F1=F2F2=G物F1=G物定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。l2l1OF2F1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。理论分析：F1＞G物假如摩擦忽略不计使用定滑轮，既不省力也不费力。F1F1G物受力分析：物体匀速上升:F1=G物理论上不省力也不费力。绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。L1=L2F1L1=F2L2F1=F2l1l2l2l1l2l1F2F1F2F1F2F1(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。定滑轮的特点（2）动滑轮实质∵G·R=2R·FF=GR2R=12GOAFl2=Rl1=2ROGFG理论分析：支点是A点还是O点?阻力作用在A点，点O为杠杆的支点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。2F2=G动+F物=G动+G物F2=(G动+G物)/2G物＞＞G动F2F2G动F物为什么实验中的拉力比重力的一半大?使用动滑轮时，存在动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。一般情况下，忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。F=G/2若拉力F沿斜上方拉，F=G吗？12F2F1GL1L2OF1/L1/∵动力臂L1减小∴动力F增大要使动滑轮省一半的力，必须使绳子沿竖直方向拉动滑轮的特点(1)不能改变用力方向。(2)能省一半力，但费一倍距离。F=G/2s=2h(3)本质上，相当于一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。课堂练习1、如图，用滑轮将重物提起，弹簧测力计示数为5N，人拉绳所用力F是N，物体和滑轮的总重力是N。（不计滑轮和绳的摩擦）5102、如图，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升重物。已知物体重力都是60N，则：F甲F乙（1）不计动滑轮重及绳子与滑轮的摩擦，拉力F甲、F乙分别是多少N？（2）如果物体被提升了2m，则绳子自由端移动的距离S甲、S乙分别是多少m？F=20NFAF=F1+F2F1=F2FF2FFF1F3、物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为10N，那么拉力F为多少N？使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。三、滑轮组我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其既可以改变力的方向，又能省力呢?活动4：使用滑轮组时拉力与物重的关系把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。FFFGGG（a）（b）（c）n=2n=2n=3实验次数钩码的重力G/N弹簧测力计的拉力F/N吊起动滑轮的绳子股数n（a）31.82（b）31.82（c）31.23实验数据分析：12F＝G13F＝G12F＝G拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。n=2n=2n=3实验数据记录：如果忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。实验结论：拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关不计动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦时F=1nGF=1n(G物＋G轮)由于存在动滑轮重及绳子与滑轮之间的摩擦拓展：在不记摩擦的情况下，同一条绳上各处拉力大小相等。F3滑轮组的特点G（2）判断滑轮组绳子的段数的方法：“横线切割法”（1）滑轮组集中了动滑轮和定滑轮的优点，既能省力，又能改变力的方向。F=1nG（3）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组装滑轮组的方法组装滑轮组的步骤：根据得出，求出绳子的段数nF=G物nn=G物F=4.1n=8.2×103N2×103N本题应该用5段绳子来承担物重。一根绳子最多能承受2×103N的力，用这根绳子匀速提起重力为8.2×103N物体，不计滑轮重力和摩擦，请设计滑轮组并画出装配图。F=G21F=G31F=G41F=G51滑轮组的绕法绕绳的起点：偶定奇动绳子自由端例题：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？G轮/G物F分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为5F=15G物F=15(G物＋G轮)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）图(a)F2、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（动滑轮自重不计）图(b)100100503、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)4、如图所示,用滑轮组牵引着重物沿水平方向匀速滑动,已知拉力F=40牛,不计滑轮摩擦和重量,则重物和地面之间的摩擦力为：()A、40牛；B、80牛；C、120牛；D、无法确定C5、物体重１００牛，与地面的摩擦为２０牛，则拉力Ｆ的大小为＿＿牛，若物体移动２米，拉力移动＿＿米．6、甲重１６牛，乙重１２牛，静止不动时，测力计示数为＿＿7、物体重１００牛，拉力Ｆ为２０牛，轮重及摩擦不计，物体对地面的压力是＿＿＿牛．１０４１２牛８０信息浏览杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴。轮轴和斜面1、轮轴（1）汽车的方向盘：从上边看下去，可画成下图:F2l1=Rl2=rOF1动力臂大于阻力臂——省力杠杆。动力臂大于阻力臂——省力杠杆。F2l1=Rl2=rOF1（2）井上的辘轳从右边看过去，可画成下图:F2l1=Rl2=rOF1（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）其他轮轴轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆Rr＝F2F1F1·R＝F2·rF1F2rR动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。如果动力作用在轴上，轮轴又将起到什么作用？轮轴的特点在轮轴中，动力臂是轮的半径R，阻力臂是轴的半径r。2、斜面斜面也是一种省力机械甲20cm20cm20cm乙丙将玩具车升高20cm，甲最费力，丙最省力，由此可知斜面越缓和越省力。用活动扳手可以拧螺母，扳手是什么机械？盘山公路又是什么机械？想一想：一、定滑轮：转轴固定不动的滑轮。1、特点：不能省力，但可改变了力的方向。2、实质：等臂杠杆。二、动滑轮：转动轴与重物一起移动的滑轮。1、特点：能省力一半，但不能改变力的方向。2、实质：动力臂是阻力臂两倍的杠杆。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一三、滑轮组总结