第九章機械和功第二節滑輪觀察與思考學校的升旗儀式是靠什么把紅旗拉上去的？把建筑材料運到房上又是利用了什么機械呢？升旗儀式和往房上運輸建材都使用了一種常用的簡單機械—滑輪。學習目標認識定滑輪和動滑輪及其特點。（重點）1知道滑輪組的使用及特點。（重點）2了解滑輪組的簡單應用。3滑輪的種類認識滑輪由繩索或鏈條繞過具有轉動軸的圓輪構成，這個裝置叫作滑輪。生活中常用的幾種滑輪滑輪的種類定滑輪升國旗時，旗手緩緩向下拉繩子，國旗就會徐徐上升。這是因為旗桿頂部有一個滑輪，它的軸固定不動，這樣的滑輪叫作定滑輪。滑輪的種類動滑輪使用時，滑輪跟物體一起運動，這樣的滑輪叫作動滑輪。滑輪的種類滑輪組實際生產生活中，人們還常常把定滑輪和動滑輪組合在一起使用，構成滑輪組。練一練如圖是手搖升降晾衣架的結構示意圖，使用它可以方便地升降衣架來晾曬衣物。該裝置通過一些機械的組合來實現此功能。該裝置有

個定滑輪，有

個動滑輪。22F滑輪的工作特點探究定滑輪的工作特點1.使用定滑輪拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？

2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？實驗器材滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺滑輪的工作特點探究定滑輪的工作特點實驗表格物重G/N物體移動方向物體移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m結論0.5向上0.20.5向下0.21.0向上0.11.0向下0.11.5向上0.151.5向下0.15使用定滑輪不省力，不省距離；但可以改變力的方向。滑輪的工作特點探究動滑輪的工作特點1.使用動滑輪拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？

2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？實驗器材滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺滑輪的工作特點探究動滑輪的工作特點物重G/N物體移動方向物體移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m實驗表格0.5向上0.20.3向上

0.41.0向上0.10.6向上

0.21.5向上0.150.8向上0.3使用動滑輪可以省力，但費距離；且不改變力的方向。結論滑輪的工作特點探究滑輪組的工作特點1.使用滑輪組拉動物體時，拉力與物體的重力有什么關系呢？

2.繩端（自由端）移動的距離與物體上升的距離有什么關系呢？實驗器材滑輪、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺物重G/N物體移動方向物體移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m滑輪的工作特點探究滑輪組的工作特點實驗表格0.5向上0.20.5向下0.41.0向上0.11.0向下0.21.5向上0.151.5向下0.3滑輪的工作特點探究滑輪組的工作特點實驗表格物重G/N物體移動方向物體移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m0.5向上0.20.2向上0.61.0向上0.10.4向上

0.31.5向上0.150.6向下0.45使用滑輪組既可以省力，又可以改變用力的方向；但是費距離。結論滑輪的工作特點滑輪組的這兩種繞線方法有什么不同？1.繩子的起點2.拉力的方向3.動滑輪相連的繩子段數（用n表示

）討論思考角度：FF滑輪的工作特點？利用兩個定滑輪和兩個動滑輪，可以怎樣繞繩子呢？試一試滑輪的工作特點FF請將這兩個滑輪組的繩子繞好12123434n=4n=5甲乙數一數這個兩個滑輪組繩子的段數n分別是多少？5滑輪的工作特點1.拉力的方向：2.拉力的大小：3.拉力作用點移動的距離：可以改變拉力的方向繞線越多越省力繞線越多越費距離使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但不能既省力又省距離。探究滑輪組的工作特點滑輪的工作特點對于用一根繩子組裝的滑輪組而言，拉力F與動滑輪相連的繩子段數n有什么關系呢？(不計繩重，動滑輪重和摩擦)拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子段數n有關。動滑輪被幾段繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一。即：F=nGn=33FG3F=G探究滑輪組的工作特點滑輪的工作特點繩子自由端移動距離s與物體移動距離h之間有什么關系呢？物體升高h，相當于吊起動滑輪的每段繩子抽走了h，這些都只能從繩子自由端抽走，則繩子自由端在相等的時間內共需要抽走3h，即s=3h。若吊起動滑輪的繩子段數為n，則有：s=nh。h探究滑輪組的工作特點滑輪的工作特點若每個滑輪重20N，結果如何？F=F=100Ns=30mF=100Nh=10ms=G=100Nh=10mG=G=物體以0.2m/s的速度勻速上升10ss=h=s=280N20m60N10m280N30m8m探究滑輪組的工作特點滑輪的工作特點FF結論：（n為承擔物重的繩子段數）F＝

（G+G動）1ns＝nhFF不計繩重和摩擦時，有不計繩重、摩擦和動滑輪重時，有

F＝

Gn探究滑輪組的工作特點練一練汽車重2×104N，陷入泥中，受到的阻力為3×103N。用如圖所示裝置，則至少要用多大的力才能將汽車拉出？F解：由圖可知，有三段繩子連接動滑輪，故F＝×3×103N＝1×103N31滑輪的工作特點定滑輪的本質理論分析轉軸固定不動，相當于支點O，拉力相當于動力，物體對繩子的拉力相當于阻力。L1=L2

F1=F2

F2=G物F1=G物定滑輪相當于一個等臂杠桿，因此，不省力也不費力。L2L1OF2F1滑輪的工作特點L1=L2F1''F1F1'使用定滑輪時，若拉力斜向下或水平F=G嗎？F2OL2L1使用定滑輪沿不同的方向用力時，力的大小始終不變。滑輪的工作特點定滑輪的用法s=hF＝G物v繩=v物1.豎直2.水平s=s物F＝fv繩=v物FF滑輪的工作特點動滑輪的本質理論分析∵G·R=2R·FF=GR2R=12G動滑輪相當于一個動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。因此能省一半力。杠桿的支點在O

點處OAFL2=RL1=2ROGFG支點是A點還是O

點？使用動滑輪時，若拉力斜向下或水平F如何變化？F1''F1F1'L1>L1'>L1''L'1L1L''1F1<F1'<F1''動滑輪拉力方向豎直向上時，最省力。L2滑輪的工作特點滑輪的工作特點動滑輪的用法s=2hF＝G物v繩=2v物1.豎直2.水平s=2s物v繩=2v物F21—（不計G動）F＝（G物+G動）21—FF＝f21—動滑輪的特殊用法：F1.豎直s=hF＝2G物v繩=v物21—（不計G動）F＝2G物+G動21—2.水平F＝2fs=s物21—Fv繩=v物21—滑輪的工作特點練一練1.定滑輪左端繩子下端掛著相同的重物，若在定滑輪右端的繩子自由端分別沿三個方向用力（如圖所示），力的大小分別為F1、F2、F3，則（）A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．三個力一樣大DF2F1F3練一練2.如圖所示，用5N的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2m。若不計滑輪自重及摩擦，關于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s，下列判斷中正確的是（）A．G＝2.5Ns＝0.1m B．G＝2.5Ns＝0.4m C．G＝10Ns＝0.1m D．G＝10Ns＝0.4mDFG滑輪的工作特點實際應用中的滑輪和滑輪組滑輪和滑輪組在起重機械中得到了廣泛的應用，下圖就是實際應用中的滑輪。滑輪的工作特點實際應用中的滑輪和滑輪組練一練如圖所示，如果用250N的力將重物吊起，應該怎樣連接滑輪組？請在圖中畫出繞繩的方法。(不計動滑輪重及摩擦)因為

，4為偶數，繩子固定端應固定在定滑輪上，然后順次纏繞。課堂小結

滑輪定滑輪動滑輪滑輪組滑輪組的應用軸固定不動的滑輪不省力也不費距離，但可以改變力的方向實質：等臂杠桿軸隨物體一起運動的滑輪省力但費距離，且不能改變力的方向實質：省力杠桿定滑輪與動滑輪的組合叫滑輪組繩子自由端的拉力繩子自由端的距離s＝nhF＝

（G+G動）（不計f）

隨堂訓練1．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．拉力：F甲＝F乙

B．拉力：F甲＜F乙

C．拉力：F甲＞F乙

D．無法確定甲乙C隨堂訓練2.用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在水平面上做勻速直線運動，拉力分別是F1、F2、F3，則（）

A．F1>F2>F3

B．F2>F3>F1

C．F2>F1>F3

D．F3>F1>F2

D乙F2甲F1丙F3隨堂訓練3.如圖所示，在豎直方向大小為20N的拉力F作用下，重物A沿豎直方向，以0.2m/s的速度勻速上升。不計滑輪重、繩重、摩擦，物體A的重力及滑輪移動的速度是（）A．40N

0.4m/s B．10N

0.1m/s

C．20N0.1m/s D．10N

0.4m/sBAF4．小明利用如圖所示的裝置探究滑輪組的特點，他將重為5N的物體勻速提高了1m，每個滑輪重均為1N，不計繩重及摩擦，則繩端移動距離是

m，施加在繩端的拉力F是

N，懸掛定滑輪處拉力F′