《滑動及其運用》導(dǎo)學(xué)案滬科版

第二節(jié)滑輪及其的應(yīng)用一、課前知識準備1杠桿可以分為、三類。2杠桿可以是彎曲的嗎？二、名師解讀點撥知識點 1：定滑輪滑輪是一個周邊有槽， 能繞軸轉(zhuǎn)動的小輪。使用時，滑輪的軸 的叫做定滑輪。【實驗】用定滑輪勻速提升鉤碼，不斷改變拉力的方向，觀察彈彈簧測力計的示數(shù)是否變化？【小結(jié)】使用定滑輪不，但可以改變力的。答案：省力；方向【想一想 】為什么使用定滑輪不省力？【點撥】如圖所示，定滑輪可以看成是一個等臂杠桿。知識點 2：動滑輪【實驗】用動滑輪勻速提升鉤碼，比較拉力與與鉤碼重力的大小?！军c撥】軸隨物體一起運動的滑輪叫做。使用動滑輪不改變力的方向，可以力。【想一想】為什么使用動滑輪可以省一半力？第1頁共8頁【點撥】如圖所示，動滑輪可以看成動力臂是阻力臂兩倍的杠桿。知識點 3：滑輪組【想一想 】使用動滑輪能省力，但不能改變用力的方向；定滑輪不省力，但可以改變用力的方向，有既省力又能改變用力的方向的裝置嗎？【點撥】定滑輪和動滑輪組合在一起叫做 ，具備定滑輪和動滑輪的優(yōu)點?！緦嶒灐堪磮D示的方式裝配好滑輪組， 把勻速提起重物所用的拉力與物重相比較，繩子自由端移動的距離 s 和重物升高的距離 h 相比較。甲乙【點撥】若承擔物重的繩子的股數(shù)為n，不慮動滑輪重和摩擦，那么拉力F與物重 G之間關(guān)系為，自由端移動的距離s 和重物升高的距離h 之間的關(guān)系為?！久鞔_】上圖甲、乙兩個滑輪組雖然滑輪個數(shù)相同，但承擔物重的繩子的股數(shù)不同，拉力也不同。甲G ,乙G 。F2F3對同一滑輪組， 若繩子起點在動滑輪上，則有奇數(shù)段繩子承擔物重；若繩子起點在定滑輪上，則有偶數(shù)段繩子承擔物重 即滑輪組繞線規(guī)律是 “奇動、偶定”第2頁共8頁【注意】在繞線時，每個輪槽只能繞過一根繩子，并且由內(nèi)到外依次繞線，畫圖時線要用刻度尺畫直線， 因為滑輪組下面的動滑輪和貨物受重力， 將線拉直了，所以畫出的線是直線請同學(xué)們完成以下幾圖的滑輪組繞線，加深記憶【明確】復(fù)雜機械中的許多部件就是由杠桿、滑輪等簡單機械組合起來的。任何先進的機械都可以分為機械控制系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)， 而機械的傳動系統(tǒng)實質(zhì)就是簡單機械的組合。三、拓展整合創(chuàng)新類型之一：類型之一： 定滑輪和動滑輪【例 1】（ 05 天津）如圖所示，物體 A 重 20N，滑輪重 1N，繩重不計，彈簧秤示數(shù)為 25N，則物體 B 的重為 _N。第3頁共8頁解析：圖中是一個定滑輪，兩力繩子的拉力相等，等于B 的重力，由于定滑輪處于平衡狀態(tài)，所以彈簧稱的拉力等于兩股繩子拉力及動滑輪重力的和，故GB25N1N =12N。2答案： 12N【例 2】如圖所示，用動滑輪提起一水桶，已知桶及水共重 250N，如要把水桶提高 2m 人需要用多大力 ?繩自由端應(yīng)移動多大距離 ?( 不計動滑輪重及繩與輪間的摩擦 )解析 ：由于是動滑輪，由兩段繩承擔重物，n=2，根據(jù)滑輪省力原理，F(xiàn)= G = 250N =125N；n2繩子自由端移動距離s=nh=2×2m=4m類型之二： 滑輪組【例 3】一條繩子最多能承受4×103 N 的拉力，請設(shè)計一個滑輪組，用這條繩子吊起 1.3 ×104N 的重物，要求向下拉繩子，畫出滑輪組安裝示意圖.( 不計動滑輪重及摩擦 )解析：在處理這類問題時，首先要計算出承擔物重的繩子段數(shù)n，即 n= G .F其中 n 一定要取整數(shù)，若計算出 n 是小數(shù) . 要采用“入”的辦法，例如本題中 n=3.25 ，則 n 應(yīng)取 4，不能按四舍五入去處理，然后根據(jù) n 的數(shù)值及所需拉力方向確定動滑輪與定滑輪個數(shù)及繞繩方法 . 繞繩原則可用 “奇動偶定” 來幫助記憶 . 即若 n 為奇數(shù)，則將繩固定端拴在動滑輪框架上， 然后從定滑輪開始繞繩子； 若 n 為偶數(shù)，則將繩固定端拴在定滑輪框架上，然后從動滑輪開始繞繩子 . 另外還要注意所需拉力方向不同，所需定滑輪個數(shù)也不同 .G1.3104 N答案：根據(jù)滑輪省力原理n= F = 4103 N =3.25 4第4頁共8頁故需用 4 段繩子承擔及重物即需要2 個動滑輪 .因為要求向下拉繩子，所以需要兩個定滑輪. 其裝配示意圖如圖所示.類型之三：綜合應(yīng)用創(chuàng)新【例 3】（05 黑龍江）物理實驗要遵循實事求是的原則。小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，完成了如下圖所示的實驗并記錄了數(shù)據(jù)。使用定滑輪時測使用動滑輪時測實驗次數(shù)物重力計的示數(shù)力計的示數(shù)GNF1NF2N11.000.600.6521.501.100.9032.001.601.15通過分析數(shù)據(jù)，她覺得與書中的結(jié)論有較大偏差。 你一定也做過這樣的實驗，回想你的實驗經(jīng)歷，回答下列問題：(1) 該實驗中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是什么 ?(2) 請你對小雯的實驗方法提出合理的改進意見。第5頁共8頁解析：本題通過對實驗過程的分析，查找實驗過程中存在的問題，以及提出解決問題的方法，考察學(xué)生分析問題解決問題的能力。四、當堂檢測反饋1如圖所示，物體所受重力等于 120N，物體對地面的壓力為零，拉力 F 應(yīng)等于 _N答案： 1202如圖所示裝置中，不計滑輪摩擦，當水平向右拉力F=5N時，物體恰能勻速向右運動。物體受到的摩擦力為_N答案： 2.53下列簡單機械中，一定不省力的是()A動滑輪B定滑輪C滑輪組D杠桿答案： B4用如圖所示的滑輪組勻速提升600N的重物時，人手實際需提供的拉力應(yīng)該是（）A小于 200NB 等于 200NC大于 200ND 大于 300N答案： C5一位同學(xué)站在地面上，要利用如右下圖所示的滑輪組提升重物，已知物重 1000 牛，而繩子最多只能承受 400 牛的拉力。請你幫他在圖中畫出符合要求的繩子繞法。第6頁共8頁答案： 如圖所示。五、資料鏈接輪軸汽車方向盤和門把手屬于另一類簡單機械輪軸它們由一個軸和一個大輪組成輕輕轉(zhuǎn)動門把手，就可以把門打開；司機用不大的力轉(zhuǎn)動方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力，使汽車轉(zhuǎn)彎；所以輪軸是一種省力機械也可以用搖臂來代替大輪，例如圖中的卷揚機的搖臂相當于大輪輪軸的原理可以用圖來說明輪軸相當于一個杠桿，輪和軸的中心O 是支點，作用在輪上的力 F1 是動力，作用在軸上的力2是阻力，動力臂是，阻FOA力臂是 OB而 OA 即為輪半徑 R，OB 即為軸半徑 r 由杠桿平衡條件可知： F1R第7頁共8頁 F2r 或 F2 /F1 R/r因為輪半徑R 大于軸半徑 r ，所以作用在輪上的動力F1 總小于軸上的阻力F2同學(xué)們，你們還能舉出日常生活中哪些地方應(yīng)用了輪軸？摘自物理世界第8頁共8頁