（整理版）力和机械简单机械滑轮.doc

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1、力和机械简单机械-滑轮教学目标：知道什么是定滑轮、动滑轮、滑轮组，并能识别；理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，会根据滑轮组的挂线判断滑轮组的省力情况，会根据要求，正确组装滑轮组；认识滑轮的实质。了解其他一些简单机械的应用。重点：定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，滑轮的实质。难点：正确判断滑轮组的省力情况温习：如以下图，O是杠杆的中点，G=100N，在力F、F1的作用下,使杠杆水平静止，请画出各力的力臂，并计算求出F、F1的大小。 如以下图所示利用滑轮匀速提升重物。 一定滑轮构造：带有凹槽的轮、转轴、外框；定义：工作时，滑轮的轴固定不动的滑轮。定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向。定滑

2、轮实质：支点在转轴，力臂为轮子半径的等臂杠杆。F1F2GF3F1F2OL1L2二、动滑轮定义：动滑轮工作时，轴和重物一起移动。动滑轮的特点：使用动滑轮可以省一半力，此时钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承当钩码重的一半。但是动滑轮不能改变动力的方向，且要多费距离。动滑轮实质：支点在轮边缘，动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。FGOL1L2三、滑轮组提问：如果在实际生活中既想改变力的方向，又要省力，该怎么办？定义：由定滑轮和动滑轮组合成滑轮组滑轮组的特点：优点：既节省了力，又能改变动力的方向，要多费距离。缺点：结构复杂，需要较多的滑轮滑轮组中F与G的关系看有n段绳子支持物重最后一段向下的不能算，那么FG/

3、n按照要求组成滑轮组G1FG2FG3FG4FFG/3FG/2FG/4FG/5滑轮组虽然既节省了力，又能改变动力的方向，但是要多费距离。如果FG/n，那么Snh其他简单机械练习1.定滑轮实质是_杠杆，不省力也不费力，但是可以改变_的作用方向；动滑轮实质是_的杠杆，省力_，多费_的距离，不能改变_的作用方向。思路解析：定滑轮的动力臂与阻力臂都为滑轮的半径，所以为等臂杠杆，既不省力也不费力。但可以改变力的作用方向。动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，所以是省一半力的杠杆，多费一倍的距离，且不能改变力的方向。答案：等臂力动力臂为阻力臂的二倍一倍力2.滑轮组是由_和_组成的，_省力，_改变力

4、的作用方向选填“能或“不能；假设滑轮组由n段绳子吊着物体，那么提起物体所用的力是物重的_。思路解析：使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力但不能改变力的方向，很多情况下单独使用很不方便，因此动滑轮与定滑轮组合起来使用。滑轮组由几段绳子吊着物体时，提起物体所用的力是物重的几分之一。答案：定滑轮动滑轮能能13-5-1所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，那么最大拉力是_。图13-5-1思路解析：根据F1=G/4，F2=3G，F3=G/3，那么最大的拉力是F2。答案：F2强化训练1.希望要安装升旗杆，以下简单机械中，适合安装在旗杆顶端的是思路解析：旗杆顶端的滑轮应该是固定不

5、动的，所以应使用定滑轮。答案：C13-5-2所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，那么三个力大小关系是图13-5-2123思路解析：由于定滑轮支点在轮中心，而轮中心到轮边的各点距离相等半径，即三个力的力臂都相等且都等于物体重力的力臂。答案：D3.要用30 N的力刚好提起重40 N的物体，以下简单机械中可以采用的是不计机械本身重和摩擦思路解析：定滑轮不省力；一个动滑轮省力一半，不必用30 N的力；一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提起重40 N的物体时只需用力20 N或N。答案：C13-5-3所示，G=200 N，滑轮重G=40 N，要使物体能匀速上升2

6、m，那么以下说法正确的选项是不计滑轮的摩擦图13-5-3A.F=440 N，并向上移动4 m B.F=140 N，并向上移动4 mC.F=440 N，并向上移动1 m D.F=480 N，并向上移动1 m思路解析：动滑轮两侧绳中拉力均为T=G=200 N，所以向上的拉力为F=G+2T=G+2G=40 N+2200 N=440 N。物体上升2 m，动滑轮每侧绳子只需缩短1 m，所以施力端向上移动1 m。答案：C13-5-4，滑轮A上挂一重10 N的物体B，C为固定点地面，当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的_，力F应为_N滑轮A和绳重及摩擦均不计。图13-5-4

7、思路解析：在相等的时间t内，B上升的速度vB=，A上升的速度vA=，显然vA=vB。又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计，故F2GB20 N。答案：2013-5-5所示，假设拉力F=900 N，物体A重1 500 N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3 m，那么沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_N，物体A移动_m。图13-5-5思路解析：这是一类滑轮组常见的问题。不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体A与地面间是有摩擦力的。分析可知：有3段绳子分担了对A向左的拉力，即F=F拉，因为物体A沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知：水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大小相

8、等，题中物体A的重力是干扰条件，所以f=F拉。由此可知：f=3F=3900 N=2 700 N，绳子自由端移动距离s与物体A移动距离s间有如下关系：s=3s，所以s=1 m。答案：2 7001课后作业30分钟训练(稳固类训练，可用于课后)13-5-6所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是图13-5-6思路解析：图A中动力F=G；图B中，由FR=Gr，得动力F=；图C中F=；图D中F=。答案：D13-5-7所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是图13-5-71 2 C.G3 4思路解析：图1是定滑轮：其作用是不省力。拉力大小与物重相同，即G1=F

9、。图2是动滑轮：其作用是省一半力，拉力F是物重的1/2，即G2=2F。图3是滑轮组：承当重物和动滑轮的绳子有三段拉力F是物重的1/3，即G3=3F。图4的滑轮组：承当重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是物重的1/2，即G4=2F。物重最大的是G3，正确的选项是C。答案：C13-5-8所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。那么图13-5-81F2F3 1F2F32F1F3 2F1F3思路解析：图1是定滑轮，其作用是不省力，但能改变力的方向，即物体前进过程中所受的地面摩擦力f=F1。图2是动滑轮，其作用是省一半力，拉力F2是摩擦力f的1/2，

10、即f=2F2或F2=f/2。图3是动滑轮，拉力F3是摩擦力f的2倍，即f=F3/2或F3=2f。比拟F1、F2、F3可知，F3F1F2答案：D13-5-9所示，假设每个滑轮重均为1 N，在绳的自由端用力将重25 N的物体匀速提起，不计摩擦，那么拉力F=_N。图13-5-9思路解析：滑轮A是定滑轮，滑轮B是动滑轮，承当重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是总重的1/2。即F=13 N。答案：13 N13-5-10所示的滑轮，将重200 N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120 N，那么拉力F=_N。绳子、滑轮重及摩擦不计图13-5-10思路解析：题图中所示的滑轮是动滑轮，其作用是省一

11、半力，即拉力F是摩擦力f的1/2。F=f=120 N=60 N。答案：606.如果物体和动滑轮的总重是90 N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_N和_N。不计摩擦思路解析：用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，绳子的绕法有两种。一种是由2段绳子承当重物和动滑轮，所用的拉力是总重的，即F=G总/2=45 N。另一种绕法是由3段绳子承当重物和动滑轮，所用的拉力就是总重的，即F=G总/3=30 N。答案：45 N30 N13-5-11所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600 N。要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F甲=_

12、，F乙=_，F丙=_，F丁=_。图13-5-11思路解析：根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知：图甲，3F=G,F=G=600 N=200 N图乙，8F=G,F=G=600 N=75 N图丙，7F=G,F=G=600 N=85.7 N图丁，2F=G,F=G=600 N=300 N。答案：200 N75 N85.7 N300 N13-5-12所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50 N。那么：图13-5-12(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=_N，G乙=_N，G丙=_N。(2)动滑轮重3 N，不计绳

13、与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=_N，G乙=_N，G丙=_N。(3)当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲=_m，s乙=_m，s丙=_m。(4)如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v甲=_m/s，v乙=_m/s，v丙=_m/s。思路解析：定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：不省力，但是可以改变用力方向。动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：省力，但不能改变用力方向。首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后找F与G的关系。答案：13-5-13所示，假设加在绳的自由端的拉力F=G/3，试画出绳子的绕法。图13-5-13思路解析：假设使拉力

14、F=G/3，那么承当重物和动滑轮的绳子段数应是三段。绳子的起始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如以下图。答案：如以下图所示。13-5-14所示，当水平拉力F为20 N时，刚好使放在水平地面上的200 N的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。图13-5-14思路解析：此题考查学生能否根据物体的运动状态对物体进行受力分析，及对滑轮组的知识能否灵活运用。因为物体在水平方向上受到滑轮组拉力F和地面的摩擦力f作用，做匀速直线运动。拉力等于摩擦力，即F=f。又因为动滑轮由两段绳子承当阻力F，那么F=2F，所以f=2F。答案：摩擦力f=2F=220 N=40 N104 N的重物，应选什么样的滑轮组？怎样绕线？画出绕线图。思路解析：先利用滑轮组计算拉力的公式F=G总/n算出绳子的段数n。n=G总104 N/5103 N=3.6，应取4段绳子。由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。再确定滑轮组。要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承当重物。如不改变力的方向，那么只要1个定滑轮，如题图甲所示。如果改变用力的方向，那么要2个定滑轮，如题图乙所示。