其他簡單機械

1、五 其他簡單機械第十三章 力和機械想一想民工要把鋼材、木料、水泥等運到樓上通常會怎樣做呢？2生活中的滑輪物理與生活電梯中的滑輪升國旗的滑輪起重機吊臂上的滑輪生活中的滑輪4想一想，下面的漫畫說明什么問題？一、滑輪：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動的輪子。6有一袋糧食，采用繩和一個滑輪,想把它從一樓提到四樓,有哪些辦法？思 考滑輪的使用圖甲圖乙8一、定滑輪定滑輪軸固定不動的滑輪定滑輪的探究做一做10使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向F = G 使用定滑輪的特點S = h 11FG定滑輪l1l2.01:定滑輪實際上就是等臂杠桿。A：支點在軸心O處。B：動力臂l1等于阻力臂l22:拉力大小始終等于重物的

2、重力大小。3：拉力的方向與重物移動的方向相反結(jié)論：使用定滑輪不省，但可以改變施力的。力FG方向FF1213動滑輪軸隨著物體一起運動的滑輪動滑輪的探究做一做15使用動滑輪的特點省一半力，費一倍的距離，不能改變用力的方向F= G12S=2h16FG動滑輪l2l1A:支點在邊緣O處B：動力臂l1為阻力臂l2的2倍。動力F為阻力G的1/2倍12FG*動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。*拉力的方向與重物的移動方向相同。結(jié)論：使用動滑輪可以，但不能改變施力的。省力方向O.1718總結(jié)：定滑輪： (1)能改變用力的方向 (2) 不省力 (3) 實質(zhì):等臂杠桿 G S = h動滑輪： (1) 不能改變用力

3、的方向 (2) 省一半力 (3) 費一倍距離 (4) 實質(zhì)：動力臂為阻力臂二倍的杠桿 F=1/2G S=2h1.如圖所示的裝置叫_。當物體被勻速升高時如果F50牛，滑輪質(zhì)量不計，則重物G受到的重力為_牛。牛刀小試202.如圖所示，用一個重為10牛的動滑輪，來提升一個150牛的重物，不計摩擦時，勻速提升重物向上的拉力最小為_牛。 牛刀小試213.物體勻速上升，則加在繩子自由端的拉力分別為FA=_牛，F(xiàn)B=_牛。 如圖所示的兩個滑輪重均為20牛，物體G的重力均為100牛，若要使牛刀小試224.某人想用如圖A、B、C、D所示的四個裝置提升重物，若在這些裝置中滑輪的重力均可忽略不計，在這些裝置中，既不

4、省力也不費力是_。 牛刀小試23思考： 既要省力，又要改變用力的方向，應該怎樣使用滑輪呢？滑輪組用一個動滑輪和一個定滑輪，繞成滑輪組可以有幾種繞法？先學會數(shù) 吊起動滑輪繩子的股數(shù)nFGFGn=n=3226判斷依據(jù)：看是否直接與動滑輪相連繞線方法 當股數(shù)n為奇數(shù)時，繩子的一端從動滑輪開始連； 當股數(shù)n為偶數(shù)時，繩子的一端從定滑輪開始連奇動、偶定從里 、向外27由一個定滑輪和一個動滑輪組成。FFFGGGn=2n=2n=328F：作用在繩子自由端的拉力 G：被提升的物體的重力 G動：動滑輪自身的重力先讓我們一起探究F與G及G動關(guān)系：FGG動29S：繩子自由端移動的距離 h：物體被提升的高度再讓我們一

5、起探究s與h關(guān)系：FGG動30豎直滑輪組 (若忽略了滑輪重和繩與滑輪的摩擦力)1.滑輪組用幾段繩子吊起物體.將物體提升的力F等于物重G的幾分之一,即(F= )2.手拉繩子通過的距離s等于物體上升的距離h的n倍,即(s=nh)總結(jié)：吊起動滑輪的繩子的股數(shù)越多，就越省力S=nh不計動滑輪重時：不計繩重、摩擦考慮動滑輪重時： F= G1n F= （G + G動）1n設(shè)吊起動滑輪的繩子的股數(shù)為n，則關(guān)系式：V繩=nV物32FFFGGG12FG13FG12FGn=2n=2n=333F=_G只數(shù)與動滑輪相連的繩子段數(shù)342、在下圖所示的滑輪組中，(a)若動滑輪重G動不計，拉力F是多少？(b)若動滑輪重G動

6、不能忽略，那么圖中的拉力F應等于多少？G/GF15FG15F(G+ G動)35實驗表明，使用滑輪組水平拉重物時，若動滑輪重和摩擦不計，動滑輪被幾股繩子拉住，所用的力就是物體與接觸面摩擦力的幾分之一。即如圖所示，拉力F的大小等于。F.fNGT水平滑輪組當n為偶數(shù)時，繩子的起端（或末端）在定滑輪上；當n為奇數(shù)時，繩子的起端（或末端） 在動滑輪上。滑輪組繩子的繞法：*請按要求在下圖中畫出繩子的繞法： F= GF= GF= GF= G方法：奇動、偶定 ;從里向外38鞏固練習：1：如下圖(a)所示，物體B重100N，在力F作用下勻速上升時，F(xiàn)應等于N（不計摩擦）改變拉力F的方向，力F的大小將 （不變、變

7、大、變小）圖(a)F2: 如上圖(b)所示，物體A重為100N，掛重物的鉤子承受的拉力是N。人勻速拉繩子的力是N（動滑輪自重不計）圖(b)10010050不變393、用一根繩子把圖中兩個定滑輪和兩個動滑輪組成一個最省力的滑輪組，若每個滑輪重100N，繩的最大承受力為200N，試求：（1）畫出滑輪組的裝配圖；（2）用此滑輪組最多能提起多重的物體？（不計摩擦）（3）若自由端移動距離為1m，則重物上升的高為多少？G物F分析：（1）兩個動滑輪，繩子的股數(shù)為4或5， 又 繩子的股數(shù)越多越省力， n = 5（2）由公式 F=1/n（G 物+ G動）得： G物 = nF G動= 5200N 2100N =

8、800N（3）由S=nh得： h = S/n = 1m/5 = 0.2m40想想議議： 杠桿、滑輪等簡單機械，有的省力有的不省力；使用它們時，有的可以移動較短的距離，有的卻要移動更長的距離。通過這幾種簡單機械的學習，你認為省力或費力、省距離或費距離，它們之間有什么關(guān)系？省力機械，費距離費力機械，省距離既省力又省距離的機械是不存在的拓展知識：輪軸與斜面 簡單的機械還包括輪軸與斜面，輪軸由一個軸和一個大輪組成，斜面是大家經(jīng)常接觸的，下面我們給出了常見的輪軸與斜面的圖例：水龍頭（輪軸）自行車輪（輪軸）三、輪軸和斜面 1.輪軸下面是幾種輪軸1. 井上的轆轤 從右邊看過去，可畫成下圖:動力臂大于阻力臂

9、省力杠桿。F2 l1 = Rl2 = rO F1 2. 汽車的方向盤 從上邊看下去，也可畫成下圖:動力臂大于阻力臂省力杠桿。F2 l1 = Rl2 = rO F1 F2 l1 = Rl2 = rO F1 3. 水龍頭 從上邊看下去，也可畫成下圖:動力臂大于阻力臂省力杠桿。三、輪軸和斜面rF1 R F 1 R = F2 r F2 輪軸：是變形杠桿，動力作用在輪上可省力。船舵 門的把手 螺絲刀 單車的踏板 4. 其他輪軸斜面是一種省力機械甲 20公分 20公分 20公分 乙 丙 將玩具車升高 20 公分，甲最費力，丙最省力，由此可知斜面越緩和越省力。 其他斜面盤山公路是卷起的斜面本節(jié)小結(jié)固定在某處

10、的滑輪叫定滑輪使用定滑輪不省力但可以改變力的方向動力臂等于阻力臂的杠桿隨物體運動的滑輪叫動滑輪動滑輪可以省力但不可以改變力的方向動力臂是阻力臂兩倍的杠桿既可以省力又可以改變力的方向F=1/N(G+G動滑輪)S=Nh偶定奇動學生練習當堂檢測1.觀察人們利用簡單機械的情景。其中，甲的目的是_，乙的目的是_。圖甲圖乙省力 改變力的方向 學生練習當堂檢測2.如圖所示,物體 A 和 B 所受重力都為120 N,滑輪重力不計。當分別用力勻速提升物體A和B時，F(xiàn)A為_N，F(xiàn)B為_N。60 120 學生練習當堂檢測3.使用一個定滑輪將一重物提升2m，則繩子自由端拉過的距離為_ m ；如果改用一個動滑輪來提升重

11、物，且提升同樣的高度，則繩子自由端拉過的距離為_ m 。2 4 學生練習當堂檢測4.用滑輪組提升重1000N的物體A。如果每個滑輪重50N，繩子能承受的最大拉力為500N，請在圖中畫出繞繩方法。學生練習當堂檢測5.使用斜面可以_，但_。往汽車上搬運油桶，在地面與車中間搭一塊木板，這就是利用了_；某同學通過仔細觀察發(fā)現(xiàn)生活中有許多簡單機械，如：把鑰匙插入鎖孔開鎖時，鑰匙就相當于_（選填“杠桿”、“輪軸”、“滑輪”或“斜面”），它是一個_(選填“省力”或“費力”）的機械。省力 費距離 斜面 輪軸 省力 1、如下右圖所示，已知物重為G，則各圖中的拉力F各為多少？（滑輪組及摩擦不計） F1=GF2=G

12、F3=2GF4=1/4G我會應用2、如下圖，放在水平地面上的物體所受重力為G，系著它的一根豎直輕繩繞過光滑滑輪，它的另一端受的拉力為F，地面對物體的支持力為N，下面關(guān)于這三個力大小的關(guān)系正確的是（ ） AF=G; BG=N; CF+N=G; DF=N.C3、如圖所示，通過滑輪組用200N的拉力在20s內(nèi)將重為480N的物體勻速提高2m，（不計繩重和摩擦）， 求（1）動滑輪重； （2）繩自由端的移動速度為多大？ （3）若重物再增加150N，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力至少多大？動滑輪重120N繩自由端移動速度為0.3m/s繩自由端拉力至少250N4.如圖所示的四個滑輪組中，圖可省一半力

13、，圖最費力，圖和圖用力大小一樣。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)5.如圖所示,物體A重G80N,在F60N拉力下勻速前進,此時物體A受到的摩擦力等于N.（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）AF.fNTG1:豎直方向上有一對平衡力N和G2:水平方向上有一對平衡力T和fG=N=80Nf=T=120N因為T=2F=120N120N6.如圖所示，用力F將滑輪勻速提起，若物體重G=20N，則拉力F為多大？（不計滑輪重）解：FF = 2T =2G=220N=40N答：拉力F應為40N。小結(jié)：當力作用在動滑輪的軸上時，費力但可以省距離。拉力作用在軸上FTT7.如圖所示的滑輪組勻速吊起重為600

14、N的物體，動滑輪的重15N,摩擦力不計，求自由端所用的拉力為多少？ FF205NF1甲8.如圖所示，已知物體做勻速直線運動且物體與地面的摩擦力相等，F(xiàn)1、F2、F3的大小關(guān)系為 。乙F2丙F3F1 F2 F39.好能拉動，現(xiàn)用如圖所示的滑輪組沿水平方向拉動物體，求：作用在繩端的拉力至少為多少？ F解：答：作用在繩端的拉力至少為120N。10.某人想站在樓下用滑輪組把重為1500N的重物送到樓上，已知繩子能承受的最大拉力為600N，請幫他設(shè)計一個適當?shù)幕喗M，畫出組裝圖。解：n應取3根繩子，需要一個動滑輪F11.如圖所示，當物體B重10N時，恰好勻速直線下降，求A所受的摩擦力的大小?若用一個水平

15、向左的力拉物體A，使其向左勻速運動，則拉力為多大？解：GTfTTfFBA答：摩擦力為5N，拉力為10N。GFF=?GFF=?F=G/4F=G/512.根據(jù)繞線確定F與G的大小關(guān)系（不計摩擦、繩重和動滑輪重）FFF=1/2GF=1/3G繩子的繞法：當n為偶數(shù)時，繩子的起端（或末端）在定滑輪上；當n為奇數(shù)時，繩子的起端（或末端）在動滑輪上。13.根據(jù)F與G的大小關(guān)系畫出繞線14.如圖所示，重500N的人站在重 100N的吊籃內(nèi)使吊籃和他一起勻速上升不計滑輪重及摩擦，求： ( 1 ）人拉繩子的力是多大？ ( 2 ）人對吊籃的壓力是多大？分析:1、整體看待，有三段繩子吊起吊籃和人，所以人拉繩子的力是2

16、00N。 2、人站在吊籃上時有200N向上的拉力，自重500N，此時人對吊籃的壓力是300N15.如圖12所示，物體A 的重力為10N ，滑輪重力為2N，彈簧測力計示數(shù)20N，求：（1）物體B的重力。（2）物體A對地面的壓力。分析：1、對于滑輪來說，處于靜止狀態(tài)受力平衡，向上的拉力為20N，向下有滑輪自重2N和兩段繩子的拉力；所以繩子自由端的拉力為9N，那么B的重力為9N。 2、對于物體A來說，處于靜止狀態(tài)受力平衡，向上有繩子拉力9N和地面支持力，向下有自重10N；所以支持力大小等于1N，力的作用是相互的，A對地面壓力為1N。16.用下滑輪牽引小車沿水平地面勻速前進，圖中 滑輪是定滑輪， 滑輪