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物体
简单机械复习二——滑轮
一、
知识体系:
四、滑轮
1.滑轮是一个周边有槽的轮子。
2.定滑轮
(1)定滑轮工作时,它的轴固定不动。
(2)定滑轮:
使用定滑轮不省力,但能改变动力的方向。
(3)定滑轮定滑轮是一种等臂杠杆。
3.动滑轮:
(1)动滑轮工作时,轴和重物一起移动。
(2).动滑轮:
使用动滑轮可以省一半力。
但不能改变动力的方向。
(3)动滑轮定滑轮是一种省力杠杆。
确定绳子固定端位置的方法
n值确定,偶定奇动
n为偶数时,固定端应连接在定滑轮的框架上,n为奇数时,固定端应连接在动滑轮的框架上,具体方法如图2—5。
图2图3图4图5
同动不同少,所用力最小
例2、如图8所示,由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,要求用最省力的方法提起重物,画出绕线图。
图8图8—1图8—2图8—3
第二节滑轮的应用
一、课时安排:
1课时
二、教具准备:
1. 滑轮(4个如.铁架台3.绳子4.弹簧秤5.长尺6.砝码7.投影仪
三、教学步骤
1.复习引入
(边说边演示)滑轮是我们生活中常用的简单机械之一,用它可以把重物提到高处(如图4).滑轮与前面所讲的杠杆有什么联系吗?
什么叫杠杆?
一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆.
杠杆一定是直的吗?
不一定.杠杆也可以是弯的或其它形状的.
可以是圆的吗?
可以.
2.新课教学
这个滑轮可以看作杠杆吗?
它符合杠杆的定义,是杠杆.
请你找出滑轮的五要素.(在黑板上画出定滑轮的示意图)
如图1所示.
这个滑轮属于哪种杠杆(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)?
因为它的动力臂等于阻力臂,所以它是等臂杠杆.
第三节滑轮(板书)
刚才我们提到的滑轮始终固定在支架上不动,我们把它叫做定滑轮.
一、定滑轮:
实质是个等臂杠杆.(板书)
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.(图2)
使用定滑轮可以改变动力的方向.(板书)
看图3为什么会出现这个现象?
因为定滑轮的实质是个等臂杠杆,动力一一阻力.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.
看图4,你觉得用哪种方法更省力?
【实验1】装置如图5所示
用哪种方法更省力?
图乙的方法更省力.
为什么呢?
(师生一起分析动滑轮的五要素如图6所示)
动滑轮实质上是一个什么杠杆呢?
使用动滑轮为什么能省力?
动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂的二倍的杠杆.根据杠杆平衡条件,使用动滑轮能省一半力.
二、动滑轮——实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆.(板书)
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.
【实验2】实验装置如图7所示
(边做边说)(刚绕完1个动滑轮时)此时绳子上的拉力与物重G什么关系?
(动滑轮重忽略不计)
等于
(又绕完1个定滑轮后)此时拉力的大小发生变化了吗?
不变,仍然
可见,在使用滑轮组时,承担动滑轮的绳子有几根,绳子上的拉力就是总重的几分之一.
使用滑轮组可以省力,能省距离吗?
不能.拉力是物重的几分之一,拉力所通过的距离就是物体所通过的距离的几倍.
【实验3】实验装置如图8所示(滑轮组旁立着一个直尺).请学生观察钩码上升1个格时,绳子的自由端下降了几个格.以此验证学生的推论.
三、滑轮组
(其中
—绳子的段数G—物重
—物体移动的距离F—拉力
—拉力移动的距离)
(三)总结
【小结】请学生填写下表
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
实质
特点
四、布置作业:
P161 1~2
五、板书设计
第二节滑轮的应用
一、定滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
固定不动
随货物升降
由定滑轮和动滑轮组成
实质
是个不等臂杠杆
是个动力臂是阻力臂二倍的杠杆
特点
能改变动力的方向但不省力
能省一半但不能改变力的方向
用几段绳子吊着物体,所用力就是总重的几分之一
二、滑轮组
其中
—绳子的股数
G—物重
—物体移动的距离
F—拉力
—拉力移动的距离
二、典型习题:
1.如图1所示的滑轮或滑轮组装置中,或不计滑轮的重力和绳子的摩擦力,所拉物体的重力均为G,则三图中的拉力大小依次为:
F甲_________;F乙_______;F丙_________。
2.在如图2所示的装置中,甲物体重16N,乙物体重12N,静止时不计弹簧测力计的自重,则弹簧测力计的示数为:
__________N。
甲对地面的压力为__________N。
3.如图3所示的滑轮组牵引重物沿水平地面匀速滑动,拉力的大小为50N,则重物与地面之间的摩擦力是______________N。
4.如图4所示,是一工人帅傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图,上端固定在楼顶。
若动滑轮质量为2.5kg,工作台质量为7.5kg,涂料和所有工具质量为20kg,工人师傅的质量为60kg,绳重及摩擦不计。
当工作台停在距地面10m高处时,工人师傅对绳子的拉力为N;若工作台从距地面10m高处升到20n。
高处,工人师傅最少需要做______J的功。
(取g=10N/kg)
5.采石工人用如图5的示的装置将一块石头从5m深的水底提升到离水面1m高的崖上。
已知石头在出水前人的拉力为3000N,石头出水后人的拉力为5000N。
不计动滑轮重及摩擦。
求
(1)石头的重力
(2)石头的体积(3)石头的密度。
6.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力。
为此,工程师设计了恒拉力系统,其简化原理图如图6所示。
实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3,共悬挂20个水泥块。
已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)请指出图6中的动滑轮、定滑轮;
(2)每个水泥块的重力是多少?
(3)滑轮组对高压线的拉力是多大?
25滑轮
无锡填空
学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。
这是由于旗杆顶部有一个滑轮,它能改变力的方向,但(选填“能”或“不能”)省力。
盐城识图与作图
画出图C中最省力的绕绳方法。
25滑轮
泰州作图
通过图9的滑轮组向下用力提升重物,请画出省力的绕绳方法.
盐城作图
在如图所示的滑轮组上绕线,使匀速提升重物G时最省力。
徐州作图
如图14所示,小强要用滑轮组吊起箱子,请你用笔画线帮他组装一具向下拉绳的滑轮组。
苏科版九年级课课练—11.2滑轮
[课堂巩固]
1. 定滑轮和动滑轮在构造上是相同的,只是在使用中,_________的滑轮叫定滑轮,________的滑轮叫动滑轮;定滑轮的作用是__________动滑轮的作用是__________。
2. 定滑轮实质是一个_______杠杆,使用定滑轮时不能______,但能________。
3. 动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂_________ ___的杠杆,使用动滑轮时能省________力,但费________。
4. 动滑轮下面挂一个20千克的物体A(如图11.3.1),挂物体的钩子承
受_______牛的力,挂绳子的钩承受_________牛的力(动滑轮重不计).
5. 如图11.3.2,物体重10N,且处于静止状态。
该滑轮
是___滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为____N。
若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、
F2、F3,则它们的大小关系是F1___F2___F3。
这证明使用定滑轮不能改变力的____,只能改变力的____。
6. 用如图11.3.3所示的滑轮组提升物体,以及已知物体重200牛,物体匀速上升1米,不计滑轮组重及摩擦,则:
( )
A.拉力为80牛 B.拉力为40牛;
C.绳的自由端拉出4米 D.绳的自由端拉出1米。
7. 旗杆顶上的滑轮,其作用叙述正确的是( ) 图11.3.3
A.省力杠杆,可改变力作用方向B.费力杠杆,可改变力作用方向
C.等臂杠杆,可改变力作用方向D.以上说法都正确
8. 用“一动、一定”组成的滑轮组来匀速提升重物时,所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较,最多可省()
A.1/3的力 B.1/2的力 C.2/3的力 D.3/4的力
9. 如图11.3.4所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。
重物G=100N,每一个滑轮重20N。
当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为N。
拉力F为N时,恰能让重物G匀速上升。
若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为_____m/s。
图11.3.4
10. 请分别作出动滑轮和定滑轮的杠杆示意图
11. 如图11.3.5所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,用这个滑轮组提升重为300牛的重物(忽略滑轮组和绳子重及摩擦)
(1)
在图甲上画出当动力F=150牛时绳子绕法;
(2)在图乙上画出当动力F=100牛时绳子的绕法。
[课后提升]
12.使用如图11.3.6所示的装置来提升物体时,既能省力又能改变力的方向的装置是:
图11.3.6
13.根据你所掌握的滑轮知识,完成下列表格:
分类
优缺点
实质
定滑轮
动滑轮
滑轮组
使用滑轮组时,滑轮组用___段绳子吊着物体,提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的___;绳子移动的距离就是物体移动距离的___。
14.如图11.3.7所示,不计动滑轮的质量及转动摩擦,当竖直向上的力F=10N时,恰能使重物G匀速上升,则重物G=N,绳固定端拉力为N,重物上升10cm,力F向上移动cm。
15.如图11.3.8所示装置,滑轮A重40N,滑轮B、C各重20N,重物G=200N。
求:
不计拉线质量及滑轮转动摩擦影响,绳自由端在力F作用下,恰能以60mm/s向下运动,则力F的大小是多少?
重物G在1min内能上升多少距离?
(绳子足够长)
三、巩固练习:
1.在升旗仪式时,我们可以看到旗杆的顶端有一个滑轮,请问这个滑轮是滑轮(“动”或“定”),它的作用是。
2.如图1,利用定滑轮匀速提升重物G,需要拉力F或
,F和
大小的关系是
F
。
(填大于、小于、等于)
3.如图2所示,用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈,一小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了。
这幅漫画说明了。
4.一辆汽车不小心陷入了泥潭中,司机按图3所示的甲乙两种方式可将汽车从泥潭中拉出,其中省力的是__图。
四、
达标检测:
1、如图4所示,动滑轮重为50牛顿,绳重和摩擦不计,人对绳子的拉力是260N,则物重是N;若重物上升的高度是0.2m,则绳子自由端下降m。
2、如图5所示,当物体A在滑轮作用下沿水平面匀速运动时,弹簧测力计1示数为30N,则测力计2示数为____N,A受到的摩擦力为____N。
(测力计及滑轮重不计)
3、在水平桌面上放一个200N的重物,现用如图6所示装置将物体匀速拉动,物体与桌面的摩擦力是48N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为______N。
若绳子自由端移动速度为0.6m/s,则物体移动速度为。
4、某同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图7所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
比较(a)、(b)两图可知:
______________________________________。
5、如图8有一动滑轮提升重物,要求在图中标明支点O,画出F1F2的力臂L1L2。
6.如图9所示,每个滑轮(不分大小)重为5N,要提升的重物重为120N,用来串绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是30N。
画出能安全提升重物的滑轮组的绕法。
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