第3節滑輪第十二章簡單機械有時我們會看到工人站在地面上，利用滑輪將重物提升到樓上。這樣使用滑輪有什么好處？會省力嗎？除了杠桿，滑輪也是一種常用的簡單機械，它的主要部分是一個能繞軸自由轉動、周邊有槽的輪子。問題軸輪凹槽(繩子從滑輪的凹槽中穿過)定滑輪：

滑輪分為定滑輪和動滑輪兩種。定滑輪和動滑輪各有什么特點與用途？

軸固定不動的滑輪。動滑輪：

軸隨著物體運動而運動的滑輪。如旗桿頂部的定滑輪。如電動起重機的動滑輪。探究實驗——研究定滑輪和動滑輪的特點提出問題：（3）什么情況下使用定滑輪，什么情況下使用動滑輪？（2）使用定滑輪、動滑輪是否省距離（或需要移動更大的距離）？（1）使用定滑輪、動滑輪是否省力（或更費力）？設計實驗：分別使用定滑輪、動滑輪緩緩提升同一物體，記錄各拉力大小、方向及彈簧測力計和鉤碼移動的距離。不能省力，只能用于改變力的方向如旗桿頂端的定滑輪，人施加向下的拉力，就能使旗幟向上升。(即改變力的方向)結論：由實驗數據可知，在誤差范圍內，定滑輪不改變拉力大小，只改變拉力方向。定滑輪的特點結論：由實驗數據可知，動滑輪不改變拉力方向，只改變力的大小。在誤差范圍內，動滑輪最多省一半的力。

但省力的同時，會費距離。動滑輪的特點物體移動方向拉力方向物重G拉力F物移動距離h繩移動距離s向上向下1N1N1m1m向上向下2N2N1.5m1.5m向上向下3N3N2m2m定滑輪：動滑輪：動滑輪用來省力，但會費距離。定滑輪只能用來改變力的方向(不省力也不省距離)。物體移動方向拉力方向物重G拉力F物移動距離h繩移動距離s向上向上1N0.5N1m2m向上向上2N1N1.5m3m向上向上3N1.5N2m4m定滑輪的實質：相當于一個等臂杠桿。因此，不省力也不費力。只能用于改變力的方向。

即F=G物動滑輪的實質：相當于一個動力臂等于阻力臂2倍的

省力杠桿，因此能省一半力。

能省一半的力。如圖所示，動力臂等于直徑，阻力臂等于半徑，

或拓展補充：動滑輪能用來省力，但反著用則是費力

如果既需要改變力的方向，又需要省力，單獨使用定滑輪或動滑輪都無法滿足我們的需要，在實際應用中，人們常常把定滑輪和動滑輪組合在一起，構成滑輪組。

利用滑輪組不僅可以改變力的方向，還可以改變力的大小，用較小的力提升較重的物體。（既能省力，又能改變力的方向）如圖是由一個動滑輪和一個定滑輪組合成的滑輪組。圖甲的重物由三段繩子通過動滑輪吊著，每段繩子都要承擔物重，如果忽略動滑輪的自重、繩重及摩擦，只要用物重的1/3的力就可以提起重物。如果是圖乙的方式，需要多大的力？觀察思考：這兩種繞法有什么不同？①拉力的方向、②拉力的大小(動滑輪連接的繩子段數)甲乙滑輪組的省力情況滑輪組中有幾段承重的繩子段數，提起物體所用的力就是總重的幾分之一，即甲乙數一數這兩種方式的承重繩子段數，它們所需要的力為總重的幾分之一？承重的繩子段數n=4n=5滑輪組的費距離情況：繩端移動的距離s與提升物體高度h的關系為：s=nhs=2hs=3h滑輪組能省力，但也要費更多的距離，即提升物體的同時，施加拉力的繩子要移動更多的距離。(n為動滑輪所連接的承重繩子段數)s=4hs=5h滑輪組的繞線方法同樣一個滑輪組，若改變繩子繞線起點及拉力方向，所得的組裝方法通常有兩種：GGn=4n=5從里到外，定動交替，就近連接。繞線過程：當繩子固定端在動滑輪時，承重繩子的段數n為奇數。當繩子固定端在定滑輪時，承重繩子的段數n則為偶數。口訣：“奇動偶定”滑輪組的兩種用法(1)豎直提升物體(克服物體重力做功)(2)水平拉動物體(克服物體_______做功)s=nh摩擦力F=f

S繩=ns物fF例：如圖某重2×104N的汽車陷入泥中，來自地面的摩擦阻力為3×103N。用圖示滑輪組，至少要多大的力才能將汽車拉出？F=f

輪軸：由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成的簡單機械叫輪軸。門把手、方向盤等屬于又一類簡單機械——輪軸。輕輕轉動門把手，就可以把門鎖打開；司機用不大的力轉動方向盤，在軸上就能產生較大的力使汽車轉彎；生活中的各種輪軸（通常用于省力）輪軸的實質：是一個可以連續轉動的省力杠桿。斜面：與水平面成一定傾斜角度的平面，也是一種簡單機械。斜面的特點：一種能省力的簡單機械，同樣的高度，斜面越長越省力。（斜面能省力，但也會費距離）斜面推力做功：W=Fs克服重力做功：W=Gh人們往卡車上裝載較重的貨物時，常常會在車尾斜搭一塊木板，將貨物沿著木板往上推，這樣比直接向上抬貨物省力很多。這塊傾斜的木板就是斜面。生活中的高山盤山坡道、物料運輸機中的斜面傳送帶、螺絲釘等都是斜面的應用。（作用也是省力）定滑輪用于改變力的方向，不省力也不費力。可以省力，但要多費距離。既可以改變力的方向，也可以省力。動滑輪滑輪組其它簡單機械滑輪輪軸和斜面杠桿、滑輪、輪軸和斜面都屬于簡單機械。凡是省力的機械都會費距離。既省力又省距離的機械是不存在的。課堂小結：鞏固練習：1.同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，不計繩重和滑輪的摩擦，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.無法確定甲乙C2.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，下列判斷中正確的是（）A.G＝2.5N，s＝0.1mB.G＝2.5N，s＝0.4mC.G＝10N，s＝0.1mD.G＝10N，s＝0.4mDFG3.用滑輪按圖甲、乙、丙所示三種不同方式，拉著同一物體在相同水平面上做勻速直線運動，拉力分別是F1、F2、F3，不計摩擦、滑輪重、繩重，則（）A.F1>F2>F3 B.F2>F3>F1

C.F2>F1>F3 D.F3>F1>F2

D乙F2甲F1丙F34.如圖用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起；已知每個

滑輪重20N，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力

為______N，圖乙中