初中物理苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功2 滑轮优秀课件ppt
展开①请同学们欣赏一幅漫画
胖子与瘦子在提米的过程中,使用了什么工具,为什么会出现这种情况?
②除了杠杆之外,滑轮也是一种常见的简单机械,它在日常生活中的应用非常广泛。大家在生活中见过滑轮吗?使用滑轮有什么特点呢?
①滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的轮子。
下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?
国旗上升时,旗杆顶端的滑轮轴不随物体一起移动。
②滑轮分为:定滑轮、动滑轮。
货物上升时,起重机下面的滑轮轴随物体一起移动。
一、探究定滑轮工作时的特点
铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
如图所示组装定滑轮,在它的左侧挂上钩码,竖直向下拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
①用弹簧测力计直接测出钩码的重力G。②使用定滑轮缓缓提升钩码,记录整个过程中拉力的大小F、钩码上升的距离h物、拉力移动的距离s绳及拉力的方向。
③改变拉力的方向:分别沿竖直方向拉升、斜着拉升、水平拉升钩码,观察拉力F1、 F2、 F3、的大小。把实验数据记入表格中。
④改变钩码的重力,重复上述实验。
①拉力与重力的大小关系:F=G,即使用定滑轮不省力。②拉力的方向:可以改变。③拉力(绳末端)移动距离S绳等于钩码上升高度h物: S绳=h物
①使用定滑轮不能省力; ②使用定滑轮可以改变用力的方向;③使用定滑轮可以改变拉力的方向,但不能改变拉力的大小;④使用定滑轮不省距离。
可以改变力的方向是指:
拉力的方向与物体运动方向相反(或不同)。
视频演示实验——《研究定滑轮的特点》
研究定滑轮的特点:(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是 和 。
(2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是 。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。
(1)用如图甲所示装置研究定滑轮的特点,需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力;(2)图乙是一个定滑轮,定滑轮的特点是既不省力也不省距离,所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,三个力的大小相等,即F1=F2=F3;(3)定滑轮可以改变力的方向,能够方便我们升降国旗。
二、探究动滑轮工作时的特点
铁架台、动滑轮、细线、钩码、刻度尺、弹簧测力计
测出钩码和动滑轮的总重力,然后按图组装动滑轮,竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,读出弹簧测力计的示数。
①用弹簧测力计直接测出钩码和动滑轮的总重力G。②用弹簧测力计缓缓竖直向上拉动滑轮提升钩码,记录整个过程中用力大小F、钩码升高的距离h及拉力移动的距离s。
③将测量结果填入表格。改变钩码的个数,重复上述实验过程。
①拉力与重力的关系: F=G/2 ,即使用动滑轮省一半力。②拉力的方向:不能改变。③拉力(绳末端)移动距离S是钩码上升高度h的2倍: S绳=2h物。
【分析数据,归纳结论】
拉力(绳末端)移动的距离S是物体上升高度h的2倍:S拉=2h物。
①使用动滑轮最多能省一半的力;②使用动滑轮不能改变用力的方向;③使用动滑轮拉力(绳末端)移动距离S是钩码上升高度h的2倍。
视频演示实验——《研究动滑轮的特点》
1. 定滑轮的实质——等臂杠杆
如图所示,定滑轮的轴心O为支点,动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。
F1l1=F2l2
Fl1=Gl2
通过理论分析可知,定滑轮实质上是一个等臂杠杆,所以不省力。
三、滑轮的实质——变形的杠杆
2. 用平衡力的知识研究定滑轮的特点
在忽略摩擦的情况下,物体受到重力G和拉力F的作用。由于物体匀速上升,所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力。 F=G 。
使用定滑轮不省力,可以改变力的方向。
物体向上运动,用力却是往下拉,所以,使用定滑轮能改变力的方向.
动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
动滑轮相当于一根杠杆,支点在绳和轮相切的O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2;动力臂l1是轮直径、阻力臂l2是轮半径。
根据杠杆原理:F1l1=F2l2
4. 用平衡力的知识研究动滑轮的特点
F=2G物(不计G动)
5. 拓展 动滑轮的特殊用法(拉力作用在轴上)
图中滑轮为定滑轮。胖子对绳子的拉力与物体的重力大小相等,且胖子重力大于物体重力,因此胖子可将物体通过定滑轮吊到二楼。而瘦子对绳子的拉力小于物体的重力,且瘦子的重力小于物体的重力,因此瘦子被吊到二楼。
这个故事中使用的是什么滑轮?为什么瘦子会被吊起来?
瘦子用什么办法能在地面上把这袋大米拉上去?
【例题2】一辆小汽车陷进了泥潭,司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出,你认为甲方式中滑轮的作用是_______________;设两种方式将汽车拉出的最小力分别是F1、F2,则F1 ____ F2 (均选填“>”、“<”或“等于”) 。
甲方式中的滑轮是一个定滑轮,不省力,可以改变力的方向。
乙方式中的滑轮是一个动滑轮,省力,不能改变力的方向。
汽车受到的阻力为 f 是不变的,则F1= f ,F2= f /2,所以 F1>F2
四、 区别定滑轮和动滑轮的特点
1. 滑轮组:将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
我们知道:定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。 能否得到这样一种机械,它既可以省力,又可以改变力的方向呢?
由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合?这样的组合各有什么特点?
用如图甲、乙所示的滑轮组分别提高重力相同的物体,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力多大?拉力移动的距离与物体升高的距离是什么关系?
如图甲、乙所示的两个滑轮组,这两种绕线方法有什么不同?
绳子的固定点不同:甲固定在动滑轮的轴上,乙固定在定滑轮的轴上。拉力的方向不同:甲作用在动滑轮上竖直向上,乙作用在定滑轮上竖直向下。
用如图所示的滑轮组把重力为G的物体提高h,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系?
图中的重物由三段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,三段绳子缩短的距离都要被拉力拉走,所以拉力移动的距离为s=3h。
分析动滑轮受力可知,四个力平衡:F1+F2+F=G物
同一根绳子上的力相等:F1=F2=F
1. 分析判断滑轮组的省力与费距离的情况
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,若物体升高的距离为h时,则每段绳子都要缩短h,所以拉力移动的距离为2h。
图乙中的重物由二段绳子通过动滑轮吊着,每段绳子都要承担物重。用这个滑轮组提起重物,只要用物重1/2的力,就可以提起重物。
2. 分析判断乙滑轮组的省力与费距离的情况
用如图乙所示的滑轮组把重力为G的物体提高h,在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时,所用拉力F多大?拉力移动的距离s与物体升高的距离h是什么关系?
3. 对比两个滑轮组的省力与费距离的情况
如图所示,物体的重力为G,把物体提高h,不计绳重、摩擦及动滑轮自重。所用拉力F大小、拉力移动的距离s如表所示。
滑轮组用几段绳子吊物体,提起物体的力就是物重的几分之一。
4. 确定绳子的段数(n)的方法
①在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线。
②数出吊着(拉着)动滑轮的绳子段数。
【例题3】楼下有一箱重力为300牛的货物,要将它用滑轮组提到二楼(每层楼高为3米),若想最省力,应该如何绕线?计算出力的大小、人拉绳子的长度。(不计绳重、摩擦及动滑轮自重)
在生活、生产中,人们经常会用到轮轴。轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成,轮轴也可以看成是杠杠的变形,轴心0为支点,轮半径R是动力臂,轴半径r阻力臂。
根据杠杆原理: F1R = F2r
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
既能省力,又能改变力的方向
省力费距离,但不能改变力的方向,实质是省力杠杆
不省力,不费距离,可以改变力的方向,实质是等臂杠杆
WHAT•WHY•WOW
1. 工人师傅用动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上(图11-16)至少要用多大的拉力?
2. 用绳和木棍体验“滑轮组”的威力。两位同学各持一根较光滑的木棍,在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子,将绳子的一端系在其中一根木棍上,再按图所示依次绕过两根木棍,然后缓慢地拉动绳子的另一端,结果会怎样?
实验中发现,轻轻拉动绳子的自由端,用较小的力就可使两根木棍靠拢。绳子在木棍上绕的圈数越多,拉绳时所需的拉力F越小。提示:绳子绕在木棍上就相当于绕在滑轮上,可把一根木棍当作定滑轮,另一根木棍当作动滑轮,绕的圈数越多,相当于动滑轮个数越多,所以越省力.
3. 观察自行车,它使用了哪些简单机械?其作用分别是什么?
自行车的车把是轮轴,车闸是几根杠杆的组合,车脚蹬是轮轴……其作用都是为了省力和方便。
1. 用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,比较拉力F1、F2、F3的大小( ) A. F1>F2>F3 B. F1=F2=F3 C. F1
定滑轮相当于等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,即F1、F2、F3都等于物体的重力。选项B正确。
2.如图,工人站在地上利用滑轮组把货物提起来,请你把图中绳子的绕绳方法补充完整.
站在地上用滑轮组把物体提高,绳子的固定点要在定滑轮上。
3. 用如图所示的滑轮将重3 N的物体A匀速提升10 cm,如果动滑轮的重为1 N,忽略摩擦,则下列说法正确的是( )A. 拉力F=1.5 NB. 拉力F=2 NC. 绳子向上移动的距离为10 cm D. 绳子向上移动的距离为5 cm
4. 小华用图中装置提升重力为400 N的物体,不计摩擦和滑动自重,下列说法正确的是( )A.两个滑轮均为定滑轮 B.人将绳子拉过1 m,物体也上升1 mC.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200N D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
【解析】 该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,A错误;使用动滑轮时,物体上升1 m,则绳子的自由端会通过2 m,B错误;不计摩擦和滑轮重,使用动滑轮能省一半的力,则拉力为200 N,C正确;使用动滑轮能省力,使用定滑轮能改变力的方向,D错误。故选C。
4. 如图所示,用大小为500 N的拉力F通过滑轮组将重为800 N的物体匀速提升10 cm,不计绳重与摩擦,拉力F移动的距离为 cm,动滑轮重力是 N。
由题图可知,动滑轮上的绳子股数n=2, 则拉力F移动的距离 s=2h=2×10 cm=20 cm, 不计绳重及摩擦,由F= (G+G动)/2可得动滑轮的重力: G动=nF-G=2×500 N-800 N=200 N。
5. 如图所示,用20 N的拉力向上拉动绳子,使重为50 N的物体5 s内匀速升高5 m(不计绳重和摩擦)。则下列说法不正确的是( )A. 绳子自由端移动的距离为15 m
B. 动滑轮重为10 NC. 物体上升的速度为1 m/sD. 绳子自由端拉动的速度为6 m/s
由图知n=3,绳子自由端移动的距离: s=3×5m=15 m,故A正确; 不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)/3,则动滑轮的重力: G动=3F-G=3×20 N-50 N=10 N,故B正确; 物体上升的速度:v物=h/t=5m/5s=1 m/s,绳子自由端拉动的速度: v=3v物=3×1 m/s=3 m/s,故C正确、D错误。所以选D。
6. 如图所示,在绳子自由端拉力F作用下重为20 N的物体沿水平面以0.01 m/s的速度匀速行驶20 s,受到的摩擦力为30 N。拉力F= N,绳子自由端拉动的速度是 m/s。
水平使用动滑轮或滑轮组时,与它发生作用的力不是重力而是摩擦力.
(忽略绳子和滑轮的重力及轮与轴、绳子与滑轮间的摩擦)
苏科版(2024)九年级全册2 滑轮精品课件ppt: 这是一份苏科版(2024)九年级全册<a href="/wl/tb_c16896_t3/?tag_id=26" target="_blank">2 滑轮精品课件ppt</a>,共31页。PPT课件主要包含了学习目标,课时导入,知识点,定滑轮和动滑轮的定义,感悟新知,s2h,动滑轮实质是省力杠杆,课堂小结,练习1,练习2等内容,欢迎下载使用。
初中物理苏科版(2024)九年级全册2 滑轮完美版课件ppt: 这是一份初中物理苏科版(2024)九年级全册<a href="/wl/tb_c16896_t3/?tag_id=26" target="_blank">2 滑轮完美版课件ppt</a>,共31页。PPT课件主要包含了学习目标,课时导入,知识点,定滑轮和动滑轮的定义,感悟新知,s2h,动滑轮实质是省力杠杆,课堂小结,练习1,练习2等内容,欢迎下载使用。
初中物理苏科版九年级全册2 滑轮完美版ppt课件: 这是一份初中物理苏科版九年级全册2 滑轮完美版ppt课件,共25页。PPT课件主要包含了2滑轮,新课引入,定滑轮和动滑轮,定滑轮,动滑轮,议一议,读一读,滑轮组,滑轮组省力,生活·物理·社会等内容,欢迎下载使用。