第二節(jié)第二節(jié) 滑輪及其應(yīng)用滑輪及其應(yīng)用莊嚴(yán)的一刻莊嚴(yán)的一刻大家對(duì)這一現(xiàn)象有沒有疑問？大家對(duì)這一現(xiàn)象有沒有疑問？五星紅旗是向什么方向運(yùn)動(dòng)的？五星紅旗是向什么方向運(yùn)動(dòng)的？旗手施加給五星紅旗的力向什么方向？旗手施加給五星紅旗的力向什么方向？為什么力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反紅旗為什么力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反紅旗還可以順利升起呢？奧妙在哪？還可以順利升起呢？奧妙在哪？向上向上向下向下旗桿旗桿的頂部的頂部安裝了安裝了一種一種簡單簡單的的機(jī)械，機(jī)械，滑輪滑輪軸軸 帶凹槽的帶凹槽的輪輪滑輪滑輪主要部分是能繞主要部分是能繞軸軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子輪子滑輪的滑輪的定義定義：周邊：周邊有槽有槽，能能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小的小輪輪起重機(jī)吊臂上的滑輪嘗試采用繩，一個(gè)滑輪，鐵架臺(tái)將勾碼提到嘗試采用繩，一個(gè)滑輪，鐵架臺(tái)將勾碼提到高處，你有什么方法？高處，你有什么方法？細(xì)線細(xì)線滑輪滑輪鉤碼鉤碼鐵架臺(tái)鐵架臺(tái)動(dòng)滑輪和定滑輪動(dòng)滑輪和定滑輪你使用的哪種方法？這兩種方法有什么不同你使用的哪種方法？這兩種方法有什么不同呢？呢？動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪定滑輪定滑輪 方案一方案一方案二方案二實(shí)物圖實(shí)物圖定滑輪定滑輪軸固定不動(dòng)的軸固定不動(dòng)的滑輪滑輪動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪滑輪下列各圖中利用了動(dòng)滑輪的是下列各圖中利用了動(dòng)滑輪的是（ ）D 思考這兩種方案有什么這兩種方案有什么共同點(diǎn)共同點(diǎn)和和區(qū)別區(qū)別共同點(diǎn)共同點(diǎn) 區(qū)別區(qū)別都使物體向上運(yùn)動(dòng)都使物體向上運(yùn)動(dòng)通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究提出問題：提出問題：研究使用研究使用定，動(dòng)滑輪定，動(dòng)滑輪將物體豎直向?qū)⑽矬w豎直向上提升過程中，上提升過程中，用力大小、方向用力大小、方向，移動(dòng)距離移動(dòng)距離與與物重、物體上物重、物體上升距離升距離之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)制定計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制定計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物重和力的大小彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物重和力的大小尺子測(cè)量力移動(dòng)的距離和物體移動(dòng)的距離尺子測(cè)量力移動(dòng)的距離和物體移動(dòng)的距離使用定滑輪提升物體使用定滑輪提升物體 （勻速）（勻速）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)物重物重G拉力拉力F物體上升物體上升距離距離h （cm) )繩端（拉力作用繩端（拉力作用點(diǎn)）移動(dòng)距離點(diǎn)）移動(dòng)距離s ( (cm) )大小大小方向方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：定定滑輪滑輪不省力不省力、不省不省距離距離，但，但能改變力的方向能改變力的方向。定滑輪定滑輪F F拉拉=G=G物物S=hS=h繩子端移繩子端移動(dòng)的距離動(dòng)的距離物體上升物體上升的距離的距離使用動(dòng)滑輪提升物體使用動(dòng)滑輪提升物體 （勻速）（勻速）物重物重拉力拉力F物體上升物體上升距離距離h （cm) )繩端（拉力作用繩端（拉力作用點(diǎn)）移動(dòng)距離點(diǎn)）移動(dòng)距離s ( (cm) )大小大小方向方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)動(dòng)滑輪可以滑輪可以省一半力省一半力，但，但費(fèi)一費(fèi)一倍距離倍距離，不能改變力的方向不能改變力的方向。GG物滑輪經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪F F拉拉=1=12G G物物S=2hS=2h繩子端移繩子端移動(dòng)的距離動(dòng)的距離物體上升物體上升的距離的距離忽略動(dòng)滑輪的重力忽略動(dòng)滑輪的重力和繩子與動(dòng)滑輪，和繩子與動(dòng)滑輪，定滑輪之間的摩擦定滑輪之間的摩擦力力動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪F F拉拉=1=12（G G物物+G+G動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪）S=2hS=2h繩子端移繩子端移動(dòng)的距離動(dòng)的距離物體上升物體上升的距離的距離忽略繩子與動(dòng)滑輪，忽略繩子與動(dòng)滑輪，定滑輪之間的摩擦定滑輪之間的摩擦力，考慮動(dòng)滑輪的力，考慮動(dòng)滑輪的重力重力實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論1 1，使用定滑輪不省力，不省距離，但可，使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向以改變力的方向F F拉拉=G =G 物物 S S繩繩=h=h物物2 2，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，但浪，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，但浪費(fèi)一倍的距離，不可以改變力的方向費(fèi)一倍的距離，不可以改變力的方向F= G物物 F= （G物物+G動(dòng)動(dòng) ） S=2h1212Or rF FG定滑輪實(shí)質(zhì)定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)是一個(gè)等臂等臂杠桿杠桿（ ）使用定滑輪為什么不省力？使用定滑輪為什么不省力？尋找支點(diǎn)尋找支點(diǎn)2rrFGO動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)：動(dòng)動(dòng)力臂是力臂是阻阻力力臂臂2 2倍倍的杠桿的杠桿使用動(dòng)滑輪為什么可以省力？使用動(dòng)滑輪為什么可以省力？ 不能省力不能省力 可以改變力的方向可以改變力的方向 可以省力可以省力 不能改變力的方不能改變力的方向向定滑輪定滑輪動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪如何如何既省力既省力又能改變力又能改變力的方向的方向把定滑輪和動(dòng)把定滑輪和動(dòng)滑輪一起來用，滑輪一起來用，不就行了嗎？不就行了嗎？定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作方便，但不能省力；方便，但不能省力；于是人們就把于是人們就把定滑輪和動(dòng)滑輪組定滑輪和動(dòng)滑輪組合起來使用合起來使用，把它們各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)，把它們各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，這樣就組成了合起來，這樣就組成了滑輪組滑輪組而動(dòng)滑輪雖然能省一半力，但不能改變力而動(dòng)滑輪雖然能省一半力，但不能改變力的方向，使用時(shí)經(jīng)常感覺不便的方向，使用時(shí)經(jīng)常感覺不便 由一個(gè)由一個(gè)定定滑輪和滑輪和一個(gè)一個(gè)動(dòng)動(dòng)滑輪繞成滑輪滑輪繞成滑輪組有幾種繞法組有幾種繞法?G小組討論小組討論1：滑輪組滑輪組由一個(gè)由一個(gè)定定滑輪和一個(gè)滑輪和一個(gè)動(dòng)動(dòng)滑輪組成?；喗M成。FFFGGG實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：12FG13FG12FG拉力拉力F的大小的大小與與吊吊起起動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)的繩子股數(shù)n有關(guān)。有關(guān)。n=2n=2n=3使用滑輪組提升物體使用滑輪組提升物體 （勻速）（勻速）物重物重拉力拉力F物體上物體上升距離升距離h （cm) )繩端（拉力繩端（拉力作用點(diǎn)）移作用點(diǎn)）移動(dòng)距離動(dòng)距離s ( (cm) )大小大小 方向方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組滑輪組可以可以省力省力，但，但費(fèi)費(fèi)n倍倍距離距離GG物滑輪經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)經(jīng)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)與動(dòng)滑與動(dòng)滑輪相連輪相連的繩子的繩子段數(shù)段數(shù)滑輪組滑輪組F F拉拉=1=1nG G物物S=S=nhnh繩子端移繩子端移動(dòng)的距離動(dòng)的距離物體上升物體上升的距離的距離與與動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)相連的繩子段數(shù)h物體升高物體升高h(yuǎn) h相當(dāng)于繩相當(dāng)于繩子少了子少了3h3h，則繩子端，則繩子端在相等的時(shí)間移動(dòng)的在相等的時(shí)間移動(dòng)的距離為距離為3h3h實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論滑輪組中拉力的大小和滑輪組中拉力的大小和承擔(dān)物體重力的繩子承擔(dān)物體重力的繩子段數(shù)段數(shù)（即（即與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)）有關(guān)）有關(guān)在在不考慮不考慮繩子與滑輪組的摩擦力，動(dòng)滑繩子與滑輪組的摩擦力，動(dòng)滑輪重力的情況下輪重力的情況下在不考慮繩子與滑輪組摩擦力，而在不考慮繩子與滑輪組摩擦力，而考慮考慮動(dòng)滑輪重力的情況下動(dòng)滑輪重力的情況下1=G+GnF拉物動(dòng)1=nFG物拉S=nhS=nh滑輪組滑輪組滑輪組的特點(diǎn)滑輪組的特點(diǎn)在不計(jì)摩擦?xí)r，所用動(dòng)力是物體和動(dòng)滑輪總重的在不計(jì)摩擦?xí)r，所用動(dòng)力是物體和動(dòng)滑輪總重的n n分之一，動(dòng)力通過的距離分之一，動(dòng)力通過的距離s s是阻力通過距離是阻力通過距離h h的的n n倍倍FG物+G動(dòng)n繩子根數(shù)（繩子根數(shù)（n n）：與動(dòng)滑輪）：與動(dòng)滑輪直接直接接觸的繩子根數(shù)接觸的繩子根數(shù)snh解：解：F= =50NG2判斷依據(jù)：判斷依據(jù)： 看是否直接與動(dòng)滑輪相連看是否直接與動(dòng)滑輪相連一條規(guī)律：一條規(guī)律： 當(dāng)股數(shù)當(dāng)股數(shù)n n為奇數(shù)時(shí)，繩子為奇數(shù)時(shí)，繩子的一端從動(dòng)滑輪開始連；的一端從動(dòng)滑輪開始連； 當(dāng)股數(shù)當(dāng)股數(shù)n n為偶數(shù)時(shí)，為偶數(shù)時(shí)，繩子的一端從定滑輪開始連繩子的一端從定滑輪開始連奇動(dòng)、偶定奇動(dòng)、偶定從里從里 向外向外2、如下圖所示，用四個(gè)滑輪組分別勻速提升重力相同的物、如下圖所示，用四個(gè)滑輪組分別勻速提升重力相同的物體，若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，其中用力最小的是體，若不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，其中用力最小的是（ ） AF1 BF2 CF3 DF4 B中考連接中考連接（09山東淄博）如圖所示，用滑輪組勻速提升物體A時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N，如果不計(jì)滑輪重和摩擦，物體A的重力為 N。5.416.2中考連接中考連接（0909山東臨沂）山東臨沂）. .如圖所示，用滑輪如圖所示，用滑輪組將重為組將重為900N900N的物體勻速提的物體勻速提升升2m2m，不計(jì)摩擦和滑輪重，不計(jì)摩擦和滑輪重，所施加的拉力所施加的拉力F=_NF=_N，繩子移動(dòng)的距離繩子移動(dòng)的距離S = _ S = _ m3006F F：作用在繩子自由端的拉力作用在繩子自由端的拉力 G G：被提升的物體的重力：被提升的物體的重力 G G動(dòng)動(dòng)：動(dòng)滑輪自身的重力：動(dòng)滑輪自身的重力分析探究分析探究F F與與G G及及G G動(dòng)動(dòng)關(guān)系關(guān)系：FGG G動(dòng)動(dòng)FGG G動(dòng)動(dòng)對(duì)動(dòng)滑輪受力分析對(duì)動(dòng)滑輪受力分析不計(jì)動(dòng)滑輪重、不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重、摩擦（繩重、摩擦（即即最理想的情況最理想的情況）不計(jì)繩重、摩不計(jì)繩重、摩擦，但擦，但考慮動(dòng)滑考慮動(dòng)滑輪重輪重FGF向上向上=G3FF向下向下=因?yàn)閯?dòng)滑輪處于因?yàn)閯?dòng)滑輪處于平衡狀態(tài)，所以平衡狀態(tài)，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對(duì)動(dòng)滑輪受力分析對(duì)動(dòng)滑輪受力分析不計(jì)動(dòng)滑輪重不計(jì)動(dòng)滑輪重平衡平衡FGF向上向上=G+ G動(dòng)動(dòng)3FF向下向下=因?yàn)閯?dòng)滑輪處于因?yàn)閯?dòng)滑輪處于平衡狀態(tài)，所以平衡狀態(tài)，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動(dòng)動(dòng)即即F= （G + G動(dòng)動(dòng)）13對(duì)動(dòng)滑輪受力分析對(duì)動(dòng)滑輪受力分析考慮動(dòng)滑輪重考慮動(dòng)滑輪重G動(dòng)動(dòng)FFG 對(duì)于滑輪組，同學(xué)們對(duì)于滑輪組，同學(xué)們一定一定要理解并要理解并熟記熟記下面下面的幾個(gè)關(guān)系式：的幾個(gè)關(guān)系式：繩子自由端移動(dòng)的距離繩子自由端移動(dòng)的距離s s與物體被提與物體被提升的高度升的高度h h之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：作用在繩子自由端的拉力作用在繩子自由端的拉力F F與被提升的物與被提升的物體的重力體的重力G G之間的關(guān)系之間的關(guān)系( (不計(jì)滑輪重、繩重不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦和摩擦) )S=S= h hF=F= 1 1nn G G作用在繩子自由端的拉力作用在繩子自由端的拉力F F與被提升的物與被提升的物體的重力體的重力G G、動(dòng)滑輪重、動(dòng)滑輪重G G動(dòng)動(dòng)之間的關(guān)系之間的關(guān)系( (不計(jì)不計(jì)繩重和摩擦但考慮滑輪重繩重和摩擦但考慮滑輪重) )F F= = 1n ( (G+GG+G動(dòng)動(dòng)) )n總結(jié)：總結(jié)：很顯然：吊起動(dòng)滑輪的很顯然：吊起動(dòng)滑輪的繩繩子的股數(shù)越多，就越省力子的股數(shù)越多，就越省力S=nh不計(jì)動(dòng)滑輪重時(shí)：不計(jì)動(dòng)滑輪重時(shí)：不計(jì)繩重、摩擦不計(jì)繩重、摩擦考慮動(dòng)滑輪重時(shí)：考慮動(dòng)滑輪重時(shí)： F= G1n F= （G + G動(dòng)動(dòng)）1n設(shè)吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)為設(shè)吊起動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)為n，則關(guān)系式：，則關(guān)系式：V繩繩=nV物物怎樣判斷滑輪組能省多少力怎樣判斷滑輪組能省多少力? ?F=_G1/6WWWWWW第第2 2題：題：很輕松地就很輕松地就可將兩木棍可將兩木棍拉合攏拉合攏說明使用滑說明使用滑輪組可以省輪組可以省力力變形的滑輪組變形的滑輪組F.2：滑輪組：滑輪組實(shí)驗(yàn)表明，使用滑輪組實(shí)驗(yàn)表明，使用滑輪組拉拉重物時(shí)，重物時(shí)，若動(dòng)滑輪重和摩擦不計(jì)，若動(dòng)滑輪重和摩擦不計(jì)，動(dòng)動(dòng)滑輪滑輪被幾股繩子被幾股繩子拉拉住住，所用的力就是物體與接觸面，所用的力就是物體與接觸面摩擦力摩擦力的幾的幾分之一。即分之一。即13FffNGT如圖所示，拉力如圖所示，拉力F的大小等于。的大小等于。1nFf鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：1 1：如下圖：如下圖(a)(a)所示，物體所示，物體B B重重100N100N，在力，在力F F作用下作用下勻速勻速上升時(shí)，上升時(shí)，F(xiàn) F應(yīng)等于應(yīng)等于N N。（不計(jì)摩擦）。（不計(jì)摩擦）圖(a)F2: 如上圖如上圖(b)所示，物體所示，物體A重為重為100N，掛重物的鉤子掛重物的鉤子承受承受的拉力是的拉力是N。人人勻速勻速拉繩子的力拉繩子的力是是N（動(dòng)滑輪自重不計(jì)）（動(dòng)滑輪自重不計(jì)）圖(b)100100503:如圖所示的四個(gè)如圖所示的四個(gè)滑輪組滑輪組中，圖可省中，圖可省一半力一半力，圖，圖最最費(fèi)力費(fèi)力，圖和圖，圖和圖用力大小一樣用力大小一樣。(a)(b)(c)(d)( b )( c )(a)(d)如圖所示，物體如圖所示，物體A重重G80N，在，在F60N拉力拉力下下勻速勻速前進(jìn)，此時(shí)物體前進(jìn)，此時(shí)物體A受到的受到的摩擦力等于摩擦力等于N。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計(jì)）。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計(jì)）AF.fTNG1:豎直方向豎直方向上有一對(duì)上有一對(duì)平衡力平衡力N和和G2:水平方向水平方向上有一對(duì)上有一對(duì)平衡力平衡力T和和fG=N=80NT=f=120N12Ff因?yàn)橐驗(yàn)樗运詅=2F=120N綜合分析得：綜合分析得：120N練習(xí)：練習(xí)： 1 1、 如圖如圖9 9所示中，通過定滑輪勻速提起重物所示中，通過定滑輪勻速提起重物G G時(shí)，向三個(gè)時(shí)，向三個(gè)方向拉動(dòng)的力分別為方向拉動(dòng)的力分別為F1F1、F2F2、F3F3，則三個(gè)力大小關(guān)系是，則三個(gè)力大小關(guān)系是 A AF1F1最大最大 B BF2F2最大最大 C CF3F3最大最大 D D一樣大一樣大 2 2、圖、圖1 1中中A A是是_滑輪。利用這樣的裝置把物體舉高，用力的滑輪。利用這樣的裝置把物體舉高，用力的方向應(yīng)向方向應(yīng)向_（選填（選填“上上”、“下下”）。如果用）。如果用2626牛的拉力，牛的拉力，勻速提起勻速提起5050牛的物體，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪牛的物體，不計(jì)繩重和摩擦，滑輪 A A重重 牛。牛。若要使物體上升若要使物體上升2 2米，應(yīng)將繩的自由端拉動(dòng)米，應(yīng)將繩的自由端拉動(dòng)_米。米。 3 3、如圖、如圖5 5所示甲、乙兩個(gè)裝置，已知：所示甲、乙兩個(gè)裝置，已知： A A 重重100100牛，牛，A A在地面在地面上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力為上滑動(dòng)時(shí)所受的摩擦力為4040牛（不考慮繩與滑輪的摩擦）。牛（不考慮繩與滑輪的摩擦）。要使要使A A向右勻速滑動(dòng)，拉力向右勻速滑動(dòng)，拉力F F甲甲= = 牛，牛，F(xiàn) F乙乙= = 牛牛