初二物理：11-2 滑轮

1、F2OF1l1l2l1l2F1F2OOF2F1l1l2OF1F2l1l2l2F2l1F1O省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件： 动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂 F1L1=F2L2杠杆的缺陷杠杆的缺陷电梯中的滑轮电梯中的滑轮升国旗的滑轮升国旗的滑轮起重机吊臂上的滑轮起重机吊臂上的滑轮生活中的滑轮生活中的滑轮以下是滑轮常见的几种应用：以下是滑轮常见的几种应用：1 1：将：将等臂杠杆等臂杠杆的中间部分加宽，的中间部分加宽，2 2：使之变成一个：使之变成一个绕中心轴转动绕中心轴转动的圆轮，的圆轮，3 3：再把圆轮的外缘加工成：再把圆轮的外缘加工

2、成槽状槽状。 这种周边有槽，并可以绕轴转这种周边有槽，并可以绕轴转动的轮子叫做滑轮。动的轮子叫做滑轮。一、滑轮一、滑轮一个周边有槽，能绕轴转动的轮子一个周边有槽，能绕轴转动的轮子- - 滑轮滑轮 滑轮的结构滑轮的结构轴轴轮轮滑轮：滑轮：主要部分是能绕主要部分是能绕轴轴转动的转动的轮子轮子周边有槽，周边有槽，可以绕着中可以绕着中心轴转动的心轴转动的轮子。轮子。 采用采用绳绳和和一个滑轮一个滑轮，将货物，将货物提到高处，你有什么方法？提到高处，你有什么方法？ 滑轮在使用时，根据滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动轴的位置是否移动，又分为又分为定定滑轮滑轮和和动动滑轮滑轮两种。两种。 定滑轮定滑轮动滑

3、轮动滑轮 人们为什么要人们为什么要使用定滑轮？为什使用定滑轮？为什么要使用动滑轮？么要使用动滑轮？ 可能是为了省力或省距离可能是为了省力或省距离或改变力的方向（方便）。或改变力的方向（方便）。探究动滑轮与定滑轮的特点探究动滑轮与定滑轮的特点 探究实验探究实验FFFGOL2L1L1L2=定滑轮实质定滑轮实质相当于一个相当于一个等臂杠杆等臂杠杆F = G1、定滑轮、定滑轮:FGOL2L1L1=L2实质相当实质相当于一个等于一个等臂杠杆臂杠杆F = G改变拉力方向后，还是等改变拉力方向后，还是等臂杠杆，所以只使用定滑臂杠杆，所以只使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，轮，无论拉力方向怎么样，F FG G（

4、不省力）（不省力）定滑轮的实质定滑轮的实质F1F2OL1=L2F2F1OL1=L2L1L2L1L2是一个等臂杠杆是一个等臂杠杆. .定滑轮特点：定滑轮特点：虽不省力，但虽不省力，但可以改变力的可以改变力的方向。方向。F1 FShh=S即：即：不省距离，也不费距离。不省距离，也不费距离。动滑轮实质动滑轮实质2 2、动滑轮、动滑轮、动滑轮、动滑轮的实质的实质是一个是一个动力动力臂是阻力臂臂是阻力臂2 2倍的杠杆倍的杠杆FG物物、使用使用动滑动滑轮轮省一半的力省一半的力FG物物F=1/2G物物（若（若忽略动滑忽略动滑轮重量和摩擦轮重量和摩擦）（若（若只忽略摩擦只忽略摩擦，不忽略动滑轮重量不忽略动滑轮

5、重量） . . 动滑轮特点：动滑轮特点：F可省一半力，不改变力的方向。可省一半力，不改变力的方向。ShS=2hS=2h但费但费1 1倍的距离，即：倍的距离，即： 为什么实验中的拉力比重力为什么实验中的拉力比重力的一半大的一半大? ?2 2 F F2 2 = G = G动动 + + F F物物 = = G G动动 + + G G物物F F2 2 = ( = (G G动动 + + G G物物)/2)/2 G G物物G G动动 一般情况下，忽略动滑轮重一般情况下，忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。及绳子与动滑轮之间的摩擦。F2 F2 G动 F物 定滑轮：定滑轮：使用使用定定滑轮滑轮不省不省，但但

6、可以改变施力的可以改变施力的，是等臂，是等臂杠杆，杠杆，不费距离不费距离（S=h）。）。动滑轮动滑轮：使用：使用动动滑轮滑轮可以可以 ， 但不能改变施力的但不能改变施力的，是动力臂，是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，要为阻力臂两倍的省力杠杆，要费费物体物体升高高度升高高度一倍的距离一倍的距离(S=2h)。省一半的力省一半的力方向方向力力方向方向 2 2、工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的、工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管）。其四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管）。其中最省力的方案是（中最省力的方案是（ ）1 1、

7、下图中利用了动滑轮的是、下图中利用了动滑轮的是 （ ）CD 3 3、如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手、如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是（柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是（ ）丁丁4. 在图中，货物在图中，货物 G 重为重为 100 牛，若不计滑轮的重力，牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。 由由 a 图装置拉，拉图装置拉，拉力力 F1 = _牛；牛； 由由 b 图装置拉，拉图装置拉，拉力力 F2 = _牛。牛。F1F2a 100 50 b 5. 5. 物体被匀速升高时，如果物体

8、被匀速升高时，如果 F F = 25 = 25 牛，滑轮质量牛，滑轮质量不计，则重物不计，则重物 G G 受到的重力为受到的重力为 _ _ 牛。牛。50F = 25 牛G6 6、如图所示滑轮重均为、如图所示滑轮重均为2020牛，牛，物体物体G G的重力均为的重力均为100100牛，若要牛，若要使物体匀速上升，则加在绳子使物体匀速上升，则加在绳子自由端的拉力分别为自由端的拉力分别为F FA A= = 牛，牛，F FB B= = 牛。牛。 7 7、使用如图所示的装置提起重物、使用如图所示的装置提起重物G G ，在三种方式中所用的拉力（在三种方式中所用的拉力（ ）G GA A 、F F1 1最大最大

9、 B B、 F F2 2最大最大C C 、F F3 3最大最大 D D 、三者一样大、三者一样大F F1 1F F2 2F F3 31001006060D D二、滑轮组：二、滑轮组： 由若干动滑轮和定滑轮组合在一由若干动滑轮和定滑轮组合在一起，叫滑轮组。起，叫滑轮组。 讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画在下面方框中，并动手做一做。的方案画在下面方框中，并动手做一做。FGFGGFFGFGGF2段绳子承担段绳子承担F=(1/2)G2段绳子承担段绳子承担F=(1/2)G3段绳子承担段绳子承担F=(1/3)G滑轮组特点：滑轮组特点： 注意：注意：吊吊起

10、起动滑轮动滑轮的绳子段数的绳子段数FGFGGF实验结果：实验结果： 拉力拉力F F的大小的大小与与吊吊起起动滑轮动滑轮的绳子段的绳子段数数n n有关。有关。动滑轮动滑轮被几段绳子吊起被几段绳子吊起，所用力就是所用力就是物重物重的几分之一即：的几分之一即：1nFG或或F=1/n(GF=1/n(G物物+G+G动动) )考虑动滑轮考虑动滑轮重量重量G/GF15F FG G15F(G+G/)F G1nF（G物物G动动）1nFGGFF6段绳子承担段绳子承担F=(1/6)G7段绳子承担段绳子承担F=(1/7) G18段绳子承段绳子承担担F=(1/18)G 1.寻找：寻找：F F与与G G之间的关系？之间的

11、关系？n=4n=4n=5n=5F= GF= G14F= GF= G15F F= = G G1nF.fNGT1nFf 1 1、省力情况：拉力、省力情况：拉力 F F 的大小的大小与吊起与吊起动滑轮动滑轮的绳的绳子段数子段数 n n 有关。有关。动滑轮动滑轮被几段绳子吊起被几段绳子吊起，所用的力，所用的力就是就是物重物重的几分之一即的几分之一即: :F = 1nG物物 2 2、费距离情况：拉力、费距离情况：拉力 F F( (绳子自由端绳子自由端) )移动距移动距离离 s s 是物体上升高度是物体上升高度 h h 的的 n n 倍，即倍，即: : s s = = nhnh 拉力拉力 F F( (绳子

12、自由端绳子自由端) )移动速度移动速度V V拉力拉力 是物是物体上升速度体上升速度V V物物 的的 n n 倍，即倍，即: : V V拉力拉力 = = nVnV物物或或F=1/n(GF=1/n(G物物+G+G动动) )考虑动滑轮考虑动滑轮重量重量总结滑轮组特点：总结滑轮组特点：既省力，又可改变力的方向。既省力，又可改变力的方向。（1）当）当n为奇数时，采用为奇数时，采用_ _ 法。法。 （2）当）当n为偶数时，采用为偶数时，采用_ _法。法。 甲乙甲乙甲图：甲图：n=_乙图：乙图：n=_546 6 段绳子承担段绳子承担 F F =(1/6)=(1/6)G GFG FS=6h例例1 1：找出：找

13、出F F和和G G以及以及S S和和h h间的关系。间的关系。FG 7 7 段绳子承担段绳子承担 F F =(1/7)=(1/7)G GS=7h例例2 2、 在右图所示的滑轮组中在右图所示的滑轮组中: : (a)(a)若动滑轮重若动滑轮重 G G轮轮 不计，拉不计，拉力力 F F 是多少是多少? ?F =15G物 ( (b) )若动滑轮重若动滑轮重 G轮轮 不能忽略，不能忽略，那么图中的拉力那么图中的拉力 F 应等于多应等于多少少?F =15(G物G轮)F G轮轮 G物物 GFF=?GFF=?F=G/4F=G/5例例3 3. .根据绕线确定根据绕线确定F F与与G G的大小关系（不的大小关系（

14、不计摩擦、绳重和动滑轮重）计摩擦、绳重和动滑轮重）FFF=1/2GF=1/3G绳子的绕法：绳子的绕法：当当n n为奇数时，为奇数时，绳子的起端（或末端）绳子的起端（或末端）在动滑轮上；当在动滑轮上；当n n为偶数时，为偶数时，绳子的起端（或末端）在绳子的起端（或末端）在定滑轮上定滑轮上。（“奇动偶定奇动偶定”）例例4.4.根据根据F F与与G G的大小关系画出绕线的大小关系画出绕线例例5 5：缠绕滑轮的绳子最大只能承受：缠绕滑轮的绳子最大只能承受300300牛的拉牛的拉力。用它连成如图的滑轮组，能否提升力。用它连成如图的滑轮组，能否提升600600牛牛的重物？（已知动滑轮重的重物？（已知动滑轮

15、重2020牛，摩擦及绳的质牛，摩擦及绳的质量不计）若不能提升，你能在不改变原有器材量不计）若不能提升，你能在不改变原有器材的基础上提升起重物吗？画出装置图。的基础上提升起重物吗？画出装置图。解：重物和动滑轮总重解：重物和动滑轮总重 G=600N+20N=620N G=600N+20N=620N ，由图中绕法可知所，由图中绕法可知所用拉力至少为：用拉力至少为：F = G/2F = G/2=620N/2=310N=620N/2=310N因为所需最小拉力大于绳子所能承受最因为所需最小拉力大于绳子所能承受最大拉力，所以不能提升大拉力，所以不能提升600N600N重物。重物。答：不能用来提升答：不能用来

16、提升600N600N的重物。的重物。FF = G/3=620N/3=206.7NF = G/3=620N/3=206.7N因为所用拉力可小于绳子所能承受的拉因为所用拉力可小于绳子所能承受的拉力，故可提升起重物。力，故可提升起重物。例例6 6、如图所示，重、如图所示，重500N500N的人站在重的人站在重 100N100N的吊篮内使吊篮和他一起匀速的吊篮内使吊篮和他一起匀速上升不计滑轮重及摩擦，求：上升不计滑轮重及摩擦，求： （1 1）人拉绳子的力是多大？）人拉绳子的力是多大？ （2 2）人对吊篮的压力是多大？）人对吊篮的压力是多大？NNNFGFNNGFNNNGGG200300500-)2(30

17、06002121600500100) 1 (人压总人吊篮总解：例例7. 如图所示，物体如图所示，物体 A 重为重为 100 N，挂重物的钩子承受，挂重物的钩子承受的拉力是的拉力是 _ N。人匀速拉绳子的力是。人匀速拉绳子的力是 _ N( (动滑动滑轮自重不计轮自重不计) )。100 50A AFfNGG=N=80NT=f=120N12Fff=2F=120N例例9. 9. 用如图所示的滑轮组拉动物体用如图所示的滑轮组拉动物体 A A，怎样绕线最省力，画出绕线图。怎样绕线最省力，画出绕线图。A F G物物G物物G物物G物物n=n=n=n=n=n=F= F= F= F= F= F= F= F= F=

18、 F= F= F= 不计摩擦、绳重和动滑轮的自重时不计摩擦、绳重和动滑轮的自重时不计摩擦、绳重时不计摩擦、绳重时(动滑轮的自重为动滑轮的自重为G动动)：052324G物物G物物 /2G物物 /2G物物 /3G物物 /5G物物 /42 2题：题：3 3、下左图中的滑轮属于、下左图中的滑轮属于 滑轮，滑轮， 图图中的中的F F大小由大小由 决定。决定。F F4 4、如下右图所示，物体、如下右图所示，物体A A重重80N80N，在，在F=60NF=60N拉拉力下匀速前进，此时物体力下匀速前进，此时物体A A受到的摩擦力等受到的摩擦力等于于 牛。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩牛。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩

19、擦不计）擦不计）A AF F动动摩擦力摩擦力1201205、 如图所示的四个滑轮组中，图如图所示的四个滑轮组中，图 _ 可可省一半力，图省一半力，图 _ 最费力，图最费力，图 _ 和和图图 _ 用力大小一样。用力大小一样。a b c d b c a d 6. 6. 如图所示，拉力如图所示，拉力F F的大小等于。的大小等于。F.13FffNGT7 7、用下滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，、用下滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，图中图中 滑轮是定滑轮，滑轮是定滑轮， 滑轮滑轮 是是动滑轮。已知小车的重量动滑轮。已知小车的重量G=5NG=5N，拉力大小，拉力大小F=3NF=3N，则物体与地面之间摩擦力

20、，则物体与地面之间摩擦力f=f= N N。若小车在拉力作用下前进了若小车在拉力作用下前进了5m5m，则绳子被拉，则绳子被拉力力F F拉过拉过 m m。 F甲甲乙乙8 8、如图、如图1212所示，物体所示，物体A A 的重力为的重力为10N 10N ，滑轮，滑轮重力为重力为2N2N，弹簧测力计示数，弹簧测力计示数20N20N，求：，求：（1 1）物体）物体B B的重力。的重力。（2 2）物体）物体A A对地面的压力。对地面的压力。9 9、如图、如图1313所示，物体所示，物体A A通过动滑轮在水平拉通过动滑轮在水平拉力力F F的作用下沿水平面以的作用下沿水平面以lm/slm/s的速度做匀速的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦，那么物体和动滑轮与绳间摩擦，那么物体A A与水平面与水平面的摩擦力大小为多大？拉力的摩擦力大小为多大？拉力F F在在2s2s内移动的内移动的距离是多少？距离是多少？ 1010、