6.6探究滑輪的作用

如圖為建筑工地上工人建筑滑輪把物料緩慢提起來的場景，那么什么是滑輪，這些滑輪在使用時的作用是什么呢？讓我們帶著這些問題一起開始今天的學習。一、動滑輪和定滑輪活動1用滑輪把鉤碼提起來

1.觀察滑輪，說出它的結構。軸框周邊有槽的輪

2.用滑輪提起鉤碼實驗器材

鐵架臺鉤碼、細線

滑輪實驗要求利用滑輪把鉤碼提起來，并畫出實驗裝置的示意圖。實驗結論

3.滑輪的分類滑輪在使用時，根據軸的位置是否移動，分為定滑輪和動滑輪兩種。（1）定滑輪：使用時軸固定不動，如圖甲。（2）動滑輪：使用時軸與重物一起移動，如圖乙。甲乙想一想在活動1的兩種實驗方案中，分別用定滑輪和動滑輪提起質量相等的鉤碼，拉力的大小是否相同？說說你的想法。二、探究滑輪的作用活動2兩類滑輪的比較

A.使用定滑輪有什么好處實驗器材

滑輪、鉤碼、細線、鐵架臺、彈簧測力計

A.使用定滑輪有什么好處實驗過程

先用彈簧測力計直接測出每一個鉤碼的重力，再按如圖所示用彈簧測力計測量拉力，改變鉤碼的數量或拉力的方向，比較每次拉力和鉤碼重力的大小關系。

A.使用定滑輪有什么好處實驗結論

從實驗中可以得出結論：使用定滑輪不省力，但可以改變拉力的方向。實驗拓展

在該實驗中，使用定滑輪不能省距離，即繩子自由端移動的距離（s）等于重物提升的高度（h），s=h。

B.使用動滑輪有什么好處實驗過程

按圖示所示的方法，通過動滑輪來提起鉤碼，讀出彈簧測力計的示數F，并與鉤碼的重力G相比較。

B.使用動滑輪有什么好處實驗結論

從實驗中可以得出結論：使用動滑輪可以省力，但不改變力的方向。實驗拓展

在該實驗中，使用動滑輪費距離，繩子自由端移動的距離（s）等于重物提升的高度（h）的2被，即s=2h。練一練【例1】學校升國旗的旗桿頂上有一個滑輪，升旗時往下拉繩子，國旗就會上升。關于這個滑輪下列說法正確的是（）A．是一個定滑輪，可以改變力的方向B．是一個動滑輪，可以改變力的方向C．是一個定滑輪，可以省力D．是一個動滑輪，可以省力A活動3使用滑輪的理論分析

滑輪屬于杠桿類機械，活動2實驗得出的兩個結論，可以用杠桿平衡原理進一步論證。（1）定滑輪的實質F1F2OL1=L2L1L2F1F2OL1=L2L1L2

(1)定滑輪的實質

①使用定滑輪時，相當于一個等臂杠桿，定滑輪的軸是杠桿的支點，動力臂和阻力臂都等于定滑輪的半徑。

②根據杠桿平衡條件公式可知，在忽略摩擦和繩重的情況下，繩子自由端的拉力等于物體的重力，即F=G。（2）動滑輪的實質F1F2OL1=L2L1L2

(2)動滑輪的實質

①在使用動滑輪時，若兩邊繩子平行，則動滑輪是一個動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。

②根據杠桿平衡條件公式可知，在忽略摩擦、繩重和滑輪重的情況下，繩子自由端的拉力等于物體的重力的一般，即F=G/2。若不能忽略滑輪自重，則F=G物+動/2。練一練【例2】同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪的摩擦力不計。則（）A．手的拉力：F甲=F乙B．手的拉力：F甲＜F乙C．手的拉力：F甲＞F乙D．無法確定C想一想

使用定滑輪能改變力的方向，使用動滑輪能省力，如果我們把他們組合起來，構成滑輪組，是否能達到既省力又可以改變力的方向的目的呢？三、滑輪組活動4使用滑輪組時拉力與物重的關系實驗器材

滑輪、鉤碼、細線、鐵架臺、彈簧測力計實驗過程

請把一個定滑輪與一個動滑輪組合成如圖所示的滑輪組，并測出不同情況下拉力F和鉤碼的重力G，填入表格中。abc實驗過程實驗序號鉤碼的重力G/N彈簧測力計的拉力F/N吊起動滑輪的繩子股數n（a）（b）（c）實驗結論

（1）從實驗記錄表中可以找出F、G和n的關系：F=

G。

n

1

（2）實驗表明：使用滑輪組吊重物時，若動滑輪重、繩子自重和摩擦不計，動滑輪被幾根繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一。實驗拓展

（1）若繩子自重和摩擦忽略不計，而動滑輪自重不能忽略時，動滑輪被幾根繩子吊起，繩子自由端所用的力就是物重和動滑輪重之和的幾分之一。

（2）動滑輪被幾根繩子吊起，繩子自由端移動的距離（s）就是物體提升高度（h）的幾倍，即：s=nh。實驗拓展

（1）用如圖所示的方式用滑輪組拉重物時，若繩重和滑輪重，繩子和滑輪間的摩擦忽略不計時，動滑輪被幾根繩子拉住，繩子自由端拉力就是物體和地面摩擦力的幾分之一。。F練一練【例3】使用滑輪組肯定做不到的是（）A．既省力又改變用力的方向B．既省力又省距離C．省力，但沒有改變用力的方向D．以上三種情況都有可能B練一練【例4】某同學利用滑輪組提升重物，當繩子的自由端被拉下2m時，發現重物升高了0.5m，已知重物的質量為50kg，若不計摩擦和滑輪重，則拉繩子的力應為（g取10N/kg）（）A．12.5NB．125NC．250ND．2000NB【解析】解：重物受到的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，當繩子的自由端被拉下2m時，發現重物升高了0.5m，承擔物重的繩子股數：n==4，不計摩擦和滑輪重，作用在繩子自由端的拉力：F=×500N=125N。探究滑輪的作用滑輪課堂小結定滑輪動滑輪特點：可以改變力的方向，不能省力實質：等臂杠桿特點：可以省力，但不能改變力的方向實質：省力杠桿滑輪組F=G/ns=nh第六章力和機械6.6探究滑輪的作用

探究滑輪的作用1.什么叫滑輪？滑輪的實質是什么？2.什么叫定滑輪？它有什么作用？3.什么叫動滑輪？它什么作用？4.什么叫滑輪組？它的作用是什么？如何將地面上的物體搬到高處？一、什么是滑輪？滑輪的實質是什么？框輪槽軸外面有框、中間有輪、輪上有槽，輪繞軸轉動的簡單機械。1.定義：能夠連續轉動的杠桿。2.實質：二、什么叫定滑輪？它的作用是什么？1.定義：2.作用：使用過程中軸心位置不變的滑輪。不能省力，但可以改變拉力的方向。3.理論分析：L2=相當于一個等臂杠桿F=GOL2L1L1FGOL2L1不能省力，但可以改變拉力的方向1.如圖所示，不計繩重和摩擦，沿三種不同的方向拉繩使物體勻速上升，所用的力分別是F1、F2、F3，則(

)A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．三個力一樣大D三、什么叫動滑輪？它的作用是什么？1.定義：2.特點：使用過程中軸心位置改變的滑輪。能省力，但不能改變拉力的方向。3.理論分析：L2>相當于一個省力杠桿

L1GFOL1=2RL2=R動滑輪能省力，但不能改變拉力的方向4.動滑輪的省力公式G物G動F（1）當不計繩重、摩擦及動滑輪的自重時

（2）當不計繩重、摩擦時

2.如圖所示，滑輪重小于物重(繩重、摩擦不計)。使用圖甲滑輪最大的好處是______________________；若勻速提升相同的重物，則F甲_______F乙(填“<”“＝”“>”)。可以改變拉力的方向>能將兩者的優點結合在一起嗎？定滑輪能改變拉力的方向，但不能省力。動滑輪能省力，但不能改變拉力的方向。四、什么叫滑輪組？滑輪組的作用是什么？定滑輪和動滑輪的組合。1.定義：既能省力，又能改變用力的方向。2.作用：注意：滑輪組工作時，用力的方向不一定發生改變。3.滑輪組的省力公式（1）在不計繩重、摩擦及動滑輪自重時（2）在不計繩重及摩擦時

4.滑輪組中承重繩子股數的判斷方法FFFGGGn=2n=2n=3承重繩子的股數n為繞過動滑輪的繩子股數。分割法5.滑輪組的繞法1.確定n的大小；2.從定滑輪或動滑輪開始依次繞過；3.在繩的末端畫上箭頭，標上F。

FF

3.一個物體的重量是300N，如果用一個輕質動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組來拉它，當滑輪組的裝配如圖甲所示時，需要的拉力是________N；如果用乙裝配圖，需要的拉力是________N。150100探究滑輪的作用滑輪的實質定滑輪的作用動滑輪的作用滑輪組的作用1.使用動滑輪可以________，但不能改變拉力的方向；使用定滑輪不能省力，但可以改變拉力的________。省力方向2.下列各圖中利用了動滑輪的是(

)D3.學校升國旗的旗桿頂部有一個滑輪，升旗時往下拉動繩子，國旗就會上升。以下對這一滑輪的說法正確的是（）A.這是一個動滑