初中物理滑轮及其应用课件.ppt

1、1 1、什么叫杠杆？它一定是直的吗？、什么叫杠杆？它一定是直的吗？2 2、杠杆可分为几类？、杠杆可分为几类？庄严的一刻庄严的一刻大家对这一现象有没有疑问？大家对这一现象有没有疑问？五星红旗是向什么方向运动的？五星红旗是向什么方向运动的？旗手施加给五星红旗的力向什么方向？旗手施加给五星红旗的力向什么方向？为什么力的方向与运动方向相反红旗为什么力的方向与运动方向相反红旗还可以顺利升起呢？奥妙在哪？还可以顺利升起呢？奥妙在哪？向上向上向下向下旗杆旗杆的顶部的顶部安装了安装了一种一种简单简单的的机械，机械，滑轮滑轮滑轮的滑轮的定义定义：周边：周边有槽有槽，能能绕轴转动绕轴转动的小的小轮轮尝试采用绳，一

2、个滑轮，铁架台将勾码提到尝试采用绳，一个滑轮，铁架台将勾码提到高处，你有什么方法？高处，你有什么方法？细线细线滑轮滑轮钩码钩码铁架台铁架台动滑轮和定滑轮动滑轮和定滑轮你使用的哪种方法？这两种方法有什么不同你使用的哪种方法？这两种方法有什么不同呢？呢？动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮 方案一方案一方案二方案二实物图实物图定滑轮定滑轮:轴固定不轴固定不动动的滑轮的滑轮动滑轮动滑轮:轴随物体一起轴随物体一起运动运动的滑轮的滑轮（0909温州）下列各图中利用了动滑轮温州）下列各图中利用了动滑轮的是（的是（ ）D 思考这两种方案有什么这两种方案有什么共同点共同点和和区别区别共同点共同点 区别区别都使物体向上运动

3、都使物体向上运动通过实验科学探究通过实验科学探究提出问题：提出问题：研究使用研究使用定，动滑轮定，动滑轮将物体竖直向将物体竖直向上提升过程中，上提升过程中，用力大小、方向用力大小、方向，移动距离移动距离与与物重、物体上物重、物体上升距离升距离之间的关系。之间的关系。猜想与假设猜想与假设制定计划设计实验制定计划设计实验弹簧测力计测量物重和力的大小弹簧测力计测量物重和力的大小尺子测量力移动的距离和物体移动的距离尺子测量力移动的距离和物体移动的距离学习过程探究学习观察实验将实验数据填在表中分析实验数据,总结实验结论:(1)使用定滑轮是否能够省力?(2)使用定滑轮能不能改变力的方向?(3)使用定滑轮时

4、物体上升的距离与绳子自由端移动的距离有什么关系?不能省力不能省力能改变力的方向能改变力的方向自由端与物体上升距离相等自由端与物体上升距离相等0.511.50.511.5竖直向下斜向下水平0.10.10.20.20.30.3特点：不省力，但可特点：不省力，但可以改变力的方向。以改变力的方向。F1FF2F_F1 _F2=G实际：实际：F_G原因可能是：原因可能是：_受摩擦力的影响改进的措施：改进的措施：_加润滑油hh绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物体上升物体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系:定滑轮定滑轮:s=_hF1F2L1L2定滑轮的实质：定滑轮的实质：动力臂与阻力臂相等的

5、等臂杠杆动力臂与阻力臂相等的等臂杠杆F1= F2F1= G物物（不计摩擦）（不计摩擦）G定滑轮的实质是定滑轮的实质是等臂杠杆等臂杠杆为什么向任意方匀速拉动？为什么向任意方匀速拉动？F2F1GL1L2OGF2F1/L2L1/F2F1/L2L1/OO定滑轮实质:使用动滑轮提升物体使用动滑轮提升物体 （竖直向上缓慢匀速拉动）（竖直向上缓慢匀速拉动）物重物重G拉力拉力F物体物体上升上升距离距离h 绳端（拉力作用绳端（拉力作用点）移动距离点）移动距离s 大小大小方向方向竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上进行实验收集数据进行实验收集数据实验结论：实验结论：_使用动滑轮省力，费距离，但不改使用

6、动滑轮省力，费距离，但不改变力的方向。变力的方向。学习过程探究学习观察实验将实验数据填在表中分析实验数据,总结实验结论:(1)使用定滑轮是否能够省力?(2)使用定滑轮能不能改变力的方向?(3)使用定滑轮时物体上升的距离与绳子自由端移动的距离有什么关系?省力省力不能改变力的方向不能改变力的方向自由端是物体上升距离的自由端是物体上升距离的2倍倍0.511.50.250.50.75竖直向下竖直向下竖直向下0.10.20.20.40.30.6特点：省力，但不特点：省力，但不能改变力的方向。能改变力的方向。原因可能是：原因可能是：_动滑轮重 绳子重有摩擦改进的措施：改进的措施：_采用轻质的动滑轮、细绳等

7、实际：实际：F_ G_ 12FGL1L2h2h绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物体上升物体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系:动滑轮动滑轮:s=_2hG物FOF1F2L1L212F1=F2= G物物12理想情况：理想情况：动滑轮的实质：动力臂为阻力臂动滑轮的实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆倍的省力杠杆忽略轮重及摩擦、绳重忽略轮重及摩擦、绳重竖直向上缓慢匀速拉动竖直向上缓慢匀速拉动F1F拉拉=G物物L1L2不计摩擦、绳重 F= （G 物物+ G动动）12G动动动滑轮中，若拉力动滑轮中，若拉力F沿斜上方拉，沿斜上方拉，F= G吗？吗？ 12F2F1GL1L2OF1/L1/动力臂

8、动力臂L1减小减小动力动力F增大增大 要使动滑轮省一半的力要使动滑轮省一半的力(省力最多），必须使绳子省力最多），必须使绳子沿竖直方向拉沿竖直方向拉滑轮的分类滑轮的分类定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮滑轮的工作特点滑轮的工作特点定滑轮：定滑轮：动滑轮：动滑轮：滑轮的实质滑轮的实质定滑轮：定滑轮：动滑轮：动滑轮：知识回顾：不省力也不省距离不省力也不省距离可以改变力的方向可以改变力的方向可以省力但费距离可以省力但费距离不能改变力的方向不能改变力的方向动力臂等于阻力臂的等臂杠杆动力臂等于阻力臂的等臂杠杆动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆实验结论实验结论1 1，使用定滑轮不省力，不省，使

9、用定滑轮不省力，不省距离，但可以改变力的方向距离，但可以改变力的方向F F拉拉=G =G 物物 S S绳绳=h=h物物2 2，使用动滑轮可以省一半的力，但浪，使用动滑轮可以省一半的力，但浪费一倍的距离，不可以改变力的方向费一倍的距离，不可以改变力的方向F= G物物 F= （G物物+G动动 ） S=2h1212VF= V物物VF=2V物物n2 2、图、图1 1中中A A是是_滑轮。利用这样的装置把物滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向体举高，用力的方向应向_（选填（选填“上上”、“下下”）。如果用）。如果用2626牛的拉力，匀速提起牛的拉力，匀速提起5050牛牛的物体，不计绳重和摩擦，

10、滑轮的物体，不计绳重和摩擦，滑轮 A A重重 牛。牛。若要使物体上升若要使物体上升2 2米，应将绳的自由端拉动米，应将绳的自由端拉动_米。米。n3 3、如图所示甲、乙两个装置，已知：、如图所示甲、乙两个装置，已知： A A 重重100100牛，牛，A A在地面上滑动时所受的摩擦力为在地面上滑动时所受的摩擦力为4040牛牛（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使A A向右匀速向右匀速滑动，拉力滑动，拉力F F甲甲= = 牛，牛，F F乙乙= = 牛牛 请您帮忙抓请您帮忙抓住，我到楼住，我到楼上接袋子。上接袋子。救命！救命！啊？你怎么啊？你怎么上来了！上来了！好的，唉，唉唉.这

11、是怎么回事？为什么会出现这种情况？这是怎么回事？为什么会出现这种情况？n不能省力不能省力n可以改变力的方可以改变力的方向向n可以省力可以省力n不能改变力的方不能改变力的方向向定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮如何如何既省力既省力又能改变力又能改变力的方向的方向如何既能吃到香如何既能吃到香菇又能吃到肉肉？菇又能吃到肉肉？香菇炒肉香菇炒肉定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便，但不能省力；方便，但不能省力；于是人们就把于是人们就把定滑轮和动滑轮组定滑轮和动滑轮组合起来使用合起来使用，把它们各自的优点结，把它们各自的优点结合起来，这样就组成了合起来，这样就组成了滑轮组滑轮

12、组而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的方向，使用时经常感觉不便的方向，使用时经常感觉不便 由一个由一个定定滑轮和滑轮和一个一个动动滑轮绕成滑轮滑轮绕成滑轮组有几种绕法组有几种绕法?G小组讨论小组讨论通过实验科学探究通过实验科学探究提出问题：提出问题：研究使用研究使用滑轮组滑轮组将物体竖直向将物体竖直向上提升过程中，上提升过程中，用力大小、承担物重的绳用力大小、承担物重的绳子段数子段数，移动距离移动距离与与物重、物体上物重、物体上升距离升距离之间的关系。之间的关系。猜想与假设猜想与假设制定计划设计实验制定计划设计实验弹簧测力计测量物重，动滑轮重和力的大小弹簧

13、测力计测量物重，动滑轮重和力的大小尺子测量力移动的距离和物体移动的距离尺子测量力移动的距离和物体移动的距离4.优点优点:_;既省力又能改变力的方向G讨论与交流讨论与交流1“一定一动一定一动”1.绳子股数绳子股数n_;22.绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物物体上升体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系: s_;2h3.绳子自由端绳子自由端拉力拉力F与与物体物体重力重力G的关系的关系: F_;(不计轮重及绳重和摩擦不计轮重及绳重和摩擦)_ G2F上结法上结法4.优点优点:_;最省力讨论与交流讨论与交流2“一定一动一定一动”1.绳子股数绳子股数n_;32.绳子自由端绳子自由端移动的

14、距离移动的距离s与与物物体上升体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系: s_;3h3.绳子自由端绳子自由端拉力拉力F与与物体物体重力重力G的关系的关系: F_;(不计轮重及绳重和摩擦不计轮重及绳重和摩擦)_ G3FG下结法下结法1：滑轮组滑轮组由一个由一个定定滑轮和一个滑轮和一个动动滑轮组成。滑轮组成。FFFGGG实验结果：实验结果：12FG13FG12FG拉力拉力F的大小的大小与与吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子股数的绳子股数n有关。有关。n=2n=2n=3h物体升高物体升高h h相当于绳相当于绳子少了子少了3h3h，则绳子端，则绳子端在相等的时间移动的在相等的时间移动的距离为距离为3h3h使用

15、滑轮组提升物体使用滑轮组提升物体 （匀速）（匀速）物重物重拉力拉力F物体上物体上升距离升距离h （cm) )绳端（拉力绳端（拉力作用点）移作用点）移动距离动距离s ( (cm) )大小大小 方向方向实验结论实验结论：滑轮组滑轮组可以可以省力省力，但，但费费n倍倍距离距离GG物滑轮经行实验收集数据经行实验收集数据与动滑与动滑轮相连轮相连的绳子的绳子段数段数滑轮组滑轮组F F拉拉=1=1nG G物物S=nhS=nh绳子端移绳子端移动的距离动的距离物体上升物体上升的距离的距离与与动滑轮动滑轮相连的绳子段数相连的绳子段数F F：作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力 G G：被提升的物体的重力：

16、被提升的物体的重力 G G动动：动滑轮自身的重力：动滑轮自身的重力分析探究分析探究F F与与G G及及G G动动关系关系：FGG G动动FGF向上向上=G3FF向下向下=因为动滑轮处于因为动滑轮处于平衡状态，所以平衡状态，所以受的是受的是 力力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G即即F= G13对动滑轮受力分析对动滑轮受力分析不计动滑轮重不计动滑轮重平衡平衡FGF向上向上=G+ G动动3FF向下向下=因为动滑轮处于因为动滑轮处于平衡状态，所以平衡状态，所以受的是受的是平衡力平衡力所以所以F向上向上=F向下向下即即3F=G + G动动即即F= （G + G动动）13对动滑轮受力分析对动滑轮

17、受力分析考虑动滑轮重考虑动滑轮重G动动FFG绳子自由端移动的距离绳子自由端移动的距离s s与物体被提与物体被提升的高度升的高度h h之间的关系：之间的关系：作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力F F与被提升的物与被提升的物体的重力体的重力G G之间的关系之间的关系( (不计滑轮重、绳重不计滑轮重、绳重和摩擦和摩擦) )S=S= h hF=F= 1 1nn G G作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力F F与被提升的物与被提升的物体的重力体的重力G G、动滑轮重、动滑轮重G G动动之间的关系之间的关系( (不计不计绳重和摩擦但考虑滑轮重绳重和摩擦但考虑滑轮重) )F F= = 1n

18、 ( (G+GG+G动动) )n滑轮组中拉力的大小和滑轮组中拉力的大小和承担物体重力的绳子承担物体重力的绳子段数段数（即（即与动滑轮相连的绳子段数与动滑轮相连的绳子段数）有关）有关实验结论实验结论解：解：F= =50NG2判断依据：判断依据： 看是否直接与动滑轮相连看是否直接与动滑轮相连一条规律：一条规律： 当股数当股数n n为奇数时，绳子为奇数时，绳子的一端从动滑轮开始连；的一端从动滑轮开始连； 当股数当股数n n为偶数时，为偶数时，绳子的一端从定滑轮开始连绳子的一端从定滑轮开始连奇动、偶定奇动、偶定从里从里 向外向外1、如下图所示，用四个滑轮组分别匀速提升、如下图所示，用四个滑轮组分别匀速

19、提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中用力最小的是（摩擦，其中用力最小的是（ ） AF1 BF2 CF3 DF4 B中考连接中考连接（山东淄博）如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为 N。5.416.2中考连接中考连接（山东临沂）（山东临沂）. .如图所示，用滑轮如图所示，用滑轮组将重为组将重为900N900N的物体匀速提的物体匀速提升升2m2m，不计摩擦和滑轮重，不计摩擦和滑轮重，所施加的拉力所施加的拉力F=_NF=_N，绳子移动的距离绳子移动的距离S = _ S = _ m3006总结

20、：总结：很显然：吊起动滑轮的很显然：吊起动滑轮的绳绳子的股数越多，就越省力子的股数越多，就越省力S=nh不计动滑轮重时：不计动滑轮重时：不计绳重、摩擦不计绳重、摩擦考虑动滑轮重时：考虑动滑轮重时： F= G1n F= （G + G动动）1n设吊起动滑轮的绳子的股数为设吊起动滑轮的绳子的股数为n，则关系式：，则关系式：V绳绳=nV物物F.2：滑轮组：滑轮组实验表明，使用滑轮组实验表明，使用滑轮组拉拉重物时，重物时，若动滑轮重和摩擦不计，若动滑轮重和摩擦不计，动动滑轮滑轮被几股绳子被几股绳子拉拉住住，所用的力就是物体与接触面，所用的力就是物体与接触面摩擦力摩擦力的几的几分之一。即分之一。即13Ff

21、fNGT如图所示，拉力如图所示，拉力F的大小等于。的大小等于。1nFf巩固练习：巩固练习：1 1：如下图：如下图(a)(a)所示，物体所示，物体B B重重100N100N，在力，在力F F作用下作用下匀速匀速上升时，上升时，F F应等于应等于N N。（不计摩擦）。（不计摩擦）图(a)F2: 如上图如上图(b)所示，物体所示，物体A重为重为100N，挂重物的钩子挂重物的钩子承受承受的拉力是的拉力是N。人人匀速匀速拉绳子的力拉绳子的力是是N（动滑轮自重不计）（动滑轮自重不计）图(b)100100503:如图所示的四个如图所示的四个滑轮组滑轮组中，图可省中，图可省一半力一半力，图，图最最费力费力，图

22、和图，图和图用力大小一样用力大小一样。(a)(b)(c)(d)( b )( c )(a)(d)如图所示，物体如图所示，物体A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下匀速匀速前进，此时物体前进，此时物体A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fTNG1:竖直方向竖直方向上有一对上有一对平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一对上有一对平衡力平衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因为因为所以所以f=2F=120N综合分析得：综合分析得：120N滑轮滑轮定滑轮：定滑轮：（1）使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；）使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；不省距离也不费距离不省距离也不费距离（2）实质：是一个等臂杠杆）实质：是一个等臂杠杆动滑轮：动滑轮：（1）使用特点：能省一半力，但不改变力的方向；）使用特点：能省一半力，但不改变力的方向；要多移动一倍距离要多移动一倍距离（2）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆）实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆滑轮组滑轮组（1 1）使用优点：既可省力，又可改变力的方向；但不）使用优点：既可省力，又可改变力的方向；但不能既省力又省距离能既省力又省距离（2 2）公式：）公式：总总n（物物动滑轮动滑轮）n （不计滑轮摩擦）（不计滑轮摩擦） snh