（整理版）力和機械簡單機械滑輪

1、力和機械簡單機械-滑輪教學(xué)目標：知道什么是定滑輪、動滑輪、滑輪組，并能識別；理解定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用，會根據(jù)滑輪組的掛線判斷滑輪組的省力情況，會根據(jù)要求，正確組裝滑輪組；認識滑輪的實質(zhì)。了解其他一些簡單機械的應(yīng)用。重點：定滑輪、動滑輪、滑輪組的作用，滑輪的實質(zhì)。難點：正確判斷滑輪組的省力情況溫習(xí)：如以下圖，o是杠桿的中點，g=100n，在力f、f1的作用下,使杠桿水平靜止，請畫出各力的力臂，并計算求出f、f1的大小。 如以下圖所示利用滑輪勻速提升重物。 一定滑輪構(gòu)造：帶有凹槽的輪、轉(zhuǎn)軸、外框；定義：工作時，滑輪的軸固定不動的滑輪。定滑輪的特點：使用定滑輪不省力，但能改變動力的方向。定滑

2、輪實質(zhì)：支點在轉(zhuǎn)軸，力臂為輪子半徑的等臂杠桿。f1f2gf3f1f2ol1l2二、動滑輪定義：動滑輪工作時，軸和重物一起移動。動滑輪的特點：使用動滑輪可以省一半力，此時鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承當鉤碼重的一半。但是動滑輪不能改變動力的方向，且要多費距離。動滑輪實質(zhì)：支點在輪邊緣，動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。fgol1l2三、滑輪組提問：如果在實際生活中既想改變力的方向，又要省力，該怎么辦？定義：由定滑輪和動滑輪組合成滑輪組滑輪組的特點：優(yōu)點：既節(jié)省了力，又能改變動力的方向，要多費距離。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較多的滑輪滑輪組中f與g的關(guān)系看有n段繩子支持物重最后一段向下的不能算，那么fg/

3、n按照要求組成滑輪組g1fg2fg3fg4ffg/3fg/2fg/4fg/5滑輪組雖然既節(jié)省了力，又能改變動力的方向，但是要多費距離。如果fg/n，那么snh其他簡單機械練習(xí)1.定滑輪實質(zhì)是_杠桿，不省力也不費力，但是可以改變_的作用方向；動滑輪實質(zhì)是_的杠桿，省力_，多費_的距離，不能改變_的作用方向。思路解析：定滑輪的動力臂與阻力臂都為滑輪的半徑，所以為等臂杠桿，既不省力也不費力。但可以改變力的作用方向。動滑輪的動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑，所以是省一半力的杠桿，多費一倍的距離，且不能改變力的方向。答案：等臂力動力臂為阻力臂的二倍一倍力2.滑輪組是由_和_組成的，_省力，_改變力

4、的作用方向選填“能或“不能；假設(shè)滑輪組由n段繩子吊著物體，那么提起物體所用的力是物重的_。思路解析：使用定滑輪可以改變力的方向，但不能省力；使用動滑輪能省力但不能改變力的方向，很多情況下單獨使用很不方便，因此動滑輪與定滑輪組合起來使用?；喗M由幾段繩子吊著物體時，提起物體所用的力是物重的幾分之一。答案：定滑輪動滑輪能能13-5-1所示，標出了輪半徑和軸半徑，物體的質(zhì)量都相同，那么最大拉力是_。圖13-5-1思路解析：根據(jù)f1=g/4，f2=3g，f3=g/3，那么最大的拉力是f2。答案：f2強化訓(xùn)練1.希望要安裝升旗桿，以下簡單機械中，適合安裝在旗桿頂端的是思路解析：旗桿頂端的滑輪應(yīng)該是固定不

5、動的，所以應(yīng)使用定滑輪。答案：c13-5-2所示，通過定滑輪勻速提起重物g時，向三個方向拉動的力分別為f1、f2、f3，那么三個力大小關(guān)系是圖13-5-2123思路解析：由于定滑輪支點在輪中心，而輪中心到輪邊的各點距離相等半徑，即三個力的力臂都相等且都等于物體重力的力臂。答案：d3.要用30 n的力剛好提起重40 n的物體，以下簡單機械中可以采用的是不計機械本身重和摩擦思路解析：定滑輪不省力；一個動滑輪省力一半，不必用30 n的力；一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，提起重40 n的物體時只需用力20 n或n。答案：c13-5-3所示，g=200 n，滑輪重g=40 n，要使物體能勻速上升2

6、m，那么以下說法正確的選項是不計滑輪的摩擦圖13-5-3a.f=440 n，并向上移動4 m b.f=140 n，并向上移動4 mc.f=440 n，并向上移動1 m d.f=480 n，并向上移動1 m思路解析：動滑輪兩側(cè)繩中拉力均為t=g=200 n，所以向上的拉力為f=g+2t=g+2g=40 n+2×200 n=440 n。物體上升2 m，動滑輪每側(cè)繩子只需縮短1 m，所以施力端向上移動1 m。答案：c13-5-4，滑輪a上掛一重10 n的物體b，c為固定點地面，當滑輪a在力f的作用下向上勻速上升時，滑輪a的速度為重物b上升時速度的_，力f應(yīng)為_n滑輪a和繩重及摩擦均不計。圖

7、13-5-4思路解析：在相等的時間t內(nèi)，b上升的速度vb=，a上升的速度va=，顯然va=vb。又因為滑輪a和繩重及摩擦均不計，故f2gb20 n。答案：2013-5-5所示，假設(shè)拉力f=900 n，物體a重1 500 n，不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦。當繩子自由端移動3 m，那么沿水平方向勻速拉動物體a前進時，物體a與地面間摩擦力是_n，物體a移動_m。圖13-5-5思路解析：這是一類滑輪組常見的問題。不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦，但是物體a與地面間是有摩擦力的。分析可知：有3段繩子分擔(dān)了對a向左的拉力，即f=f拉，因為物體a沿水平方向勻速前進，根據(jù)二力的平衡條件可知：水平方向上物體a受的拉力與

8、摩擦力大小相等，題中物體a的重力是干擾條件，所以f=f拉。由此可知：f=3f=3×900 n=2 700 n，繩子自由端移動距離s與物體a移動距離s間有如下關(guān)系：s=3s，所以s=1 m。答案：2 7001課后作業(yè)30分鐘訓(xùn)練(穩(wěn)固類訓(xùn)練，可用于課后)13-5-6所示，簡單機械均不計摩擦，圖b中r=2r，其中最省力的是圖13-5-6思路解析：圖a中動力f=g；圖b中，由f·r=g·r，得動力f=；圖c中f=；圖d中f=。答案：d13-5-7所示，人對繩的拉力都是f，將各重物勻速提起。不計動滑輪重，物重最大的是圖13-5-71 2 c.g3 4思路解析：圖1是定滑輪

9、：其作用是不省力。拉力大小與物重相同，即g1=f。圖2是動滑輪：其作用是省一半力，拉力f是物重的1/2，即g2=2f。圖3是滑輪組：承當重物和動滑輪的繩子有三段拉力f是物重的1/3，即g3=3f。圖4的滑輪組：承當重物和動滑輪的繩子有兩段，拉力f是物重的1/2，即g4=2f。物重最大的是g3，正確的選項是c。答案：c13-5-8所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，所用的拉力分別是f1、f2、f3。那么圖13-5-81f2f3 1f2f32f1f3 2f1f3思路解析：圖1是定滑輪，其作用是不省力，但能改變力的方向，即物體前進過程中所受的地面摩擦力f=f1。圖2是動滑輪

10、，其作用是省一半力，拉力f2是摩擦力f的1/2，即f=2f2或f2=f/2。圖3是動滑輪，拉力f3是摩擦力f的2倍，即f=f3/2或f3=2f。比擬f1、f2、f3可知，f3f1f2答案：d13-5-9所示，假設(shè)每個滑輪重均為1 n，在繩的自由端用力將重25 n的物體勻速提起，不計摩擦，那么拉力f=_n。圖13-5-9思路解析：滑輪a是定滑輪，滑輪b是動滑輪，承當重物和動滑輪的繩子有兩段，拉力f是總重的1/2。即f=13 n。答案：13 n13-5-10所示的滑輪，將重200 n的物體m沿水平地面勻速拉動時，物體受到的摩擦力是120 n，那么拉力f=_n。繩子、滑輪重及摩擦不計圖13-5-10

11、思路解析：題圖中所示的滑輪是動滑輪，其作用是省一半力，即拉力f是摩擦力f的1/2。f=f=×120 n=60 n。答案：606.如果物體和動滑輪的總重是90 n，用一定滑輪和一個動滑輪組合起來提升這個物體，所用的力可以是_n和_n。不計摩擦思路解析：用一個定滑輪和一個動滑輪組合起來提升這個物體，繩子的繞法有兩種。一種是由2段繩子承當重物和動滑輪，所用的拉力是總重的，即f=g總/2=45 n。另一種繞法是由3段繩子承當重物和動滑輪，所用的拉力就是總重的，即f=g總/3=30 n。答案：45 n30 n13-5-11所示四個滑輪組，如果滑輪的重力和一切摩擦及丙組的板重不計，重物g的重力為

12、600 n。要將重物勻速提起，四種情況下拉力f分別為f甲=_，f乙=_，f丙=_，f丁=_。圖13-5-11思路解析：根據(jù)同一根繩子中拉力處處相等和每個滑輪的受力平衡可知：圖甲，3f=g,f=g=×600 n=200 n圖乙，8f=g,f=g=×600 n=75 n圖丙，7f=g,f=g=×600 n=85.7 n圖丁，2f=g,f=g=×600 n=300 n。答案：200 n75 n85.7 n300 n13-5-12所示，利用定滑輪、動滑輪及滑輪組勻速向上提升重物。作用在繩子自由端的拉力f甲=f乙=f丙=50 n。那么：圖13-5-12(1)不計動

13、滑輪重和繩與滑輪之間摩擦?xí)r，提升的物重分別是g甲=_n，g乙=_n，g丙=_n。(2)動滑輪重3 n，不計繩與滑輪之間摩擦，提升的物重分別是g甲=_n，g乙=_n，g丙=_n。(3)當物體被提升2 m時，繩子自由端移動的距離分別是s甲=_m，s乙=_m，s丙=_m。(4)如果物體被提升的速度都是0.2 m/s時，繩子自由端移動的速度分別是：v甲=_m/s，v乙=_m/s，v丙=_m/s。思路解析：定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，它的作用：不省力，但是可以改變用力方向。動滑輪實質(zhì)是動力臂是阻力臂2倍的杠桿，它的作用是：省力，但不能改變用力方向。首先分清滑輪是定滑輪還是動滑輪，然后找f與g的關(guān)系。答案：1

14、3-5-13所示，假設(shè)加在繩的自由端的拉力f=g/3，試畫出繩子的繞法。圖13-5-13思路解析：假設(shè)使拉力f=g/3，那么承當重物和動滑輪的繩子段數(shù)應(yīng)是三段。繩子的起始端應(yīng)先勾在動滑輪上，然后，再依次通過定滑輪和動滑輪，如以下圖。答案：如以下圖所示。13-5-14所示，當水平拉力f為20 n時，剛好使放在水平地面上的200 n的物體勻速直線運動，求物體與地面的摩擦力。圖13-5-14思路解析：此題考查學(xué)生能否根據(jù)物體的運動狀態(tài)對物體進行受力分析，及對滑輪組的知識能否靈活運用。因為物體在水平方向上受到滑輪組拉力f和地面的摩擦力f作用，做勻速直線運動。拉力等于摩擦力，即f=f。又因為動滑輪由兩段繩子承當阻力f，那么f=2f，所以f=2f。答案：摩擦力f=2f=2