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文檔簡介
1、:上節(jié)課中的杠桿,是一種常見的簡單機械。除了杠桿之外,滑輪、輪軸、斜面等也是簡單機械,在生活中的應用也很廣泛。,導入,輪軸,斜面,胖子和 瘦子,12.2 滑輪,1.滑輪的結構,滑輪: 主要部分是能繞軸轉動的輪子,一、滑輪,周邊有槽,可以繞著中心軸轉動的輪子。,圖a,圖b,圖c,圖d,以下是滑輪常見的幾種應用:,生活中的滑輪,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,8,一、滑輪,周邊有槽,能繞固定軸轉動, 在窗簾上、旗桿上、起重機上都用到這種輪子。,這樣的輪子就是滑輪。,下面兩個滑輪在使用上有什么不同呢?,旗桿頂端的滑輪,電動機下面的滑輪,貨物上升時,電動機下面的滑輪隨物體
2、一起移動。,國旗上升時,旗桿頂端的滑輪不隨物體一起移動。,滑輪的分類,定滑輪:,動滑輪:,滑輪不隨物體 一起移動,滑輪隨物體一起移動,滑輪在使用時,根據軸的位置是否移動,又分為定滑輪和動滑輪兩種。,使用時,軸固定不動的滑輪,叫定滑輪。例如:,使用時,軸和重物一起移動的滑輪,叫動滑輪。例如:,二、滑輪種類,一、定滑輪的特點,1.定滑輪實質上就是等臂杠桿。,a:支點在軸心o處。,b:動力臂l1等于阻力臂l2,2.拉力大小始終等于重物的重力大小。,3.使用定滑輪不省,但可以改變施力的,力,fg,f,g,方向,定滑輪和動滑輪的特點:,注意:使用定滑輪不省力也不省距離,但可改變動力的方向.,f2,f1,
3、o,l1=l2,f1=f1=f1=g,定滑輪中,若拉力斜向下或水平f=g嗎?,使用定滑輪的特點,1.拉力的方向,2.拉力的大小,3.拉力作用點 移動的距離,改變拉力的方向,不省力,不省距離,小結:,缺點: 使用定滑輪不省力也不費力, 優(yōu)點: 但可以改變動力的方向, 實質: 是一個等臂杠桿。,二、動滑輪的特點,a:支點在邊緣o處,b:動力臂l1為阻力臂l2的2倍。,1.動滑輪實質是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。,3.使用動滑輪可以 ,但不能改變施力的。,省一半力,方向,注意:使用動滑輪省力,但不改變動力的方向,而且費距離。,理論分析 支點是 a 點還是 o 點?, g r = 2r f,動滑輪相當于
4、一個動 力臂是阻力臂二倍的省力 杠桿。因此能省一半力。,動滑輪中,若拉力f沿斜上方拉,f= g嗎?,1,2,f2,f1,g,l1,l2,o,f1/,l1/,動力臂l1減小,動力f增大,要使動滑輪省一半的力(省力最多),必須使繩子沿豎直方向拉,使用動滑輪的特點,1.拉力的方向,2.拉力的大小,3.拉力作用點 移動的距離,拉力的方向不改變,省力,費距離,小結:,優(yōu)點:在使用動滑輪拉物體時,可以省力, 缺點: 但拉力的方向不改變。 實質: 是一個省力杠桿。,2、工人們?yōu)榱税徇\一臺笨重的機器,設計了如圖所示的四種方案(機器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管)。其中最省力的方案是,1、下圖中利用了動滑輪的
5、是,c,d,3、如圖為家庭手搖升降晾衣架結構圖,當順時針搖動手柄時,橫梁上升。下列滑輪屬于動滑輪的是( ),丁,定滑輪雖然能改變力的方向,使我們工作方便,但不能省力;,于是人們就把定滑輪和動滑輪組合起來使用,把它們各自的優(yōu)點結合起來,這樣就組成了滑輪組,而動滑輪雖然能省一半力,但不能改變力的方向,使用時經常感覺不便,二、滑輪組,1. 認識滑輪組,什么是滑輪組?,觀察裝置:,把定滑輪和動滑輪組合在一起,構成滑輪組。,滑輪組特點:, _力。, _改變力的方向。,省,能, _距離,,費,s=_h。,n,由一個定滑輪和一個動滑輪繞成滑輪組有幾種繞法?,三、滑輪組繩子的股數,滑輪組的作用 (若忽略了滑輪
6、重和繩與滑輪的摩擦力),1.滑輪組用幾段 繩子吊起物體.將物體提升的力等于物重的幾分之一,即(f= )。 2.手拉繩子通過的距離等于物體上升的距離的n倍,即(s=nh)。,1.有幾段繩子與動滑輪相連,n就為幾(奇動偶定) 2. s=nh 重物上升h高度,繩子自由端要移動nh距離,1n,f=g物(不計摩擦、繩重和動滑輪重),f=(g物+g動)(不計摩擦、繩重),1n,充實你的筆記,3.力的關系,f(提起重物所用的力)與g(總重力)的關系?,f = g,隨堂訓練,1.根據繞線確定f與g的大小關系(不計摩擦、繩重和動滑輪重),f(提起重物所用的力)與g(總重力)的關系?,f = g,隨堂訓練,f,f
7、,f=1/2g,f=1/3g,繩子的繞法:當n為偶數時,繩子的起端(或末端)在定滑輪上;當n為奇數時,繩子的起端(或末端)在動滑輪上。,奇動偶定 先里后外,f=g/4,f=g/5,題型1.根據繞線確定f與g的大小關系(不計摩擦、繩重和動滑輪重),如圖所示,拉力f的大小等于。,例題、纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛,要提升重為600牛的重物(動滑輪重50牛,摩擦及繩的重力不計)。應怎樣設計滑輪組?,解題方法總結:先根據公式 或 ,變形計算 , 再根據繞繩起點規(guī)律 繞繩。最后從起點開始,一層層從內向外繞,并打上箭頭。,s = nh,繩子段數,奇動偶定,組裝滑輪組的要領,1、確定“n”。根據
8、題意確定由多少段繩子承擔動滑輪重力和物體重力。 2、確定動滑輪個數。 (1)當n為偶數時,動滑輪的個數是:n/2 (2)當n為奇數時,動滑輪的個數是: (n-1)/2 3、確定定滑輪的個數??谠E:“一動配一定,偶數減一定,變向加一定。” (1)在不改變施力的方向時,以動滑輪個數為基數,按“一動配一定,偶數減一定”來確定定滑輪的個數。即:一個動滑輪配一個定滑輪;但當n為偶數時,定滑輪的個數等于“動滑輪的個數減一個”。 (2)在需要改變施力的方向時,仍以動滑輪的個數為基數,按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個數。即:在“一動配一定,偶數減一定”的基數上,再加上一個定滑輪。,例完成圖示滑輪組的繞線,
9、例:一條繩子最多能承受1000n的拉力。請設計一個滑輪組,用這條繩子吊起3300n的重物,畫出滑輪組安裝示意圖。,小結: 滑輪,定滑輪:,(1)使用特點:可以改變動力的方向,不省力也不費 力;不省距離也不費距離,(2)實質:是一個等臂杠桿,動滑輪:,(1)使用特點:能省一半力,但不能改變動力的方向; 要多移動一倍距離,(2)實質:動力臂是阻力臂二倍的杠桿f=1/2g s=2h,滑輪組,(2)使用優(yōu)點:既可省力,又可改變動力的方向; 但不能既省力又省距離動滑輪被幾股繩子吊起,所用力就是物重和動滑輪的幾分之一,(3)公式:總n(物動滑輪)n (不計滑輪摩擦),(1) snh,f=g s=h,拓展知
10、識:輪軸與斜面,簡單的機械運動還包括輪軸與斜面,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,拓展知識:輪軸,由一個軸和一個輪組成。,g,r,f,r,手 搖 鉆,自行車把,腳蹬輪盤,套筒扳,門把手,大扳手,水籠頭,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 省力杠桿。,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。,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,r,f1,r,f2,輪軸
11、:是變形杠桿,動力作用在輪上可省力。,輪軸實質可看做是一個可以連續(xù)轉動的杠桿,f1r=f2r,f1,f2,r,r,動力作用在輪上,輪軸是一個省力杠桿,但費距離,動力作用在軸上,輪軸又將起到什么作用?,船舵,門的把手,螺絲刀,單車的踏板,4. 其他輪軸,斜面也是一種省力機械, 斜面也是一種簡單機械,使用斜面也可以省力。 在斜面高相同時,斜面越長越省力。盤山公路修得彎彎曲曲,就是增加斜面長達到省力的應用。,5斜面,拓展知識:斜面,斜面:同水平面成一向上傾斜角度的平面。,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。,h,s,把重物從地面直接勻速提升到h米的高處:所用力是物
12、重g,經過的距離是h,把它沿長為s米的斜面推 到頂端,經過的距離長了是s , 但用的力卻比物重g小得多了!,斜面與平面的傾角越小,斜面越長,則省力,但費距離,機械效率低。斜面與平面的傾角越大,斜面較短,則費力,但省距離,機械效率高。,fl=gh(不計摩擦),其他斜面,盤山公路到山頂 路長省力是斜面,學生練習,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
13、,當堂檢測,答案:,1、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 是動滑輪。已知小車的重量g=5n,拉力大小f=3n,則物體與地面之間摩擦力f= n。若小車在拉力作用下前進了5m,則繩子被拉力f拉過 m。,2、如圖所示,重500n的人站在重 100n的吊籃內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?,3、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20n,求: (1)物體b的重力。 (2)物體a對地面的壓力。,4、如圖13所示,物體a通過動滑輪在水平拉力f的作用下沿水平面以lm/s的速度
14、做勻速直線運動,此時彈簧測力計的讀數為5n,若不計動滑輪、繩子、彈簧測力計的重力和動滑輪與繩間摩擦,那么物體a與水平面的摩擦力大小為多大?拉力f在2s內移動的距離是多少?,5、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,下面關于這三個力大小的關系正確的是( ) af=g; bg=n; cf+n=g; df=n.,6、如圖所示,通過滑輪組用200n的拉力在20s內將重為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?,7、如圖所示,標出了輪半徑和軸半徑,物體的質量都相同,則最大拉力是_ 。,8、如下右圖所示,已知物重為g,
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