浙教版九年级科学上册3.4简单机械-滑轮复习学案

滑轮 学习要求 1.通过观察和实验，了解滑轮的结构，能区别定滑轮和动滑轮 2.理解滑轮的工作原理，会用这一原理对有关问题进行简单的计算 3.经历实验探究过程，了解使用定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮不省力，但能改变力的方向； 动滑轮省力，但不能改变力的方向 4.能识别生活和生产中常见的滑轮 5.了解滑轮组的特点：既可以省力又可以改变力的方向。学会组装简单的滑轮组，体验设计 制作的乐趣。 6.了解轮轴的工作原理和斜面可以省力的原因 7.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用 学习指导 1．通过对定滑轮和动滑轮的杠杆变形分析，理解定滑轮不省力而动滑轮省一半力的结论。 如图(a)所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮 的轴心为支点（支点不动），动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动 力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，故 F=G，即不省力。 如图(b)所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点 在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力 的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件 F=1/2G，即省一半力。 2． 使用滑轮组要注意几个问题 （1）区分“最方便”和“最省力”的含义。“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既 省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。 （2）滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。 （3） 设拉力移动距离为 s，拉力移动的速度为 v，重物上升的高度为 h，重物上升的速度 为 v 物，则存在以下关系 s=nh,v=nv 物，n 为动滑轮上绳子的股数。 （4）滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是本节的一个重点。由关系式 F= n 1 G，当 n 为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当 n 为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也 就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。(如下图所示) 通 过 动 滑 轮 有 4 根 通 过 动 滑 轮 有 5 根 (b)(a) F G B A F G O A 范例 例 1 图中给出两组滑轮组（a）、（b），若它们分别提起同一重物，请画出其中最省 力的一组滑轮组的绕绳方法.(不计滑轮重、绳重及摩擦) 精析：“省力”就是在动滑轮个数相同时，尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方 法；或在动滑轮个数不同时选用动滑轮多的一组，因此，应选用（b）组滑轮组。 全解：如图（c）所示 点评： 本题考查了两个知识点，一是滑轮组的省力多少是由绕过动滑轮的绳子的股 数决定的；二是装配滑轮组。 例 2．用如图所示滑轮组匀速拉动重 1000N 的物体 A，所用拉力 F=100N。绳子自由端移 动速度为 0.2m/s.求物体与地面之间的摩擦力 f 和 2 秒内物体移动的距离。（不计滑轮重和 轮和轴之间的摩擦） 精析：绳子自由端移动的距离 s 与物体移动的距离 s′的关系为 s=n s′，绳子自由端 移动的速度 v 也等于物体移动速度 v′的 n 倍，即 v=nv′。 全解：设 n 是动滑轮上绳子的股数，f 为物体与水平平面之间的摩擦阻力。 本题中，n=2，由 F= n 1 f 得 f=nF=2×100N=200N 物体移动的速度 v′= n v = 2 /2.0 sm =0.1m/s 2s 内物体移动的距离 S′=v′t=0.1m/s×2s=0.2m. 点评：绳子自由端移动的距离、速度与物体移动的距离、速度是同学们容易混淆的问 题，应特别注意。 活动与探究 (a) (b) （c） 设计一个升降装置 将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。有一个同学学习了滑轮的知识后，运用所学知识， 利用滑轮设计了一个升降装置，在爸爸的帮助下把它安装在家里的阳台上，通过它把物体吊 上楼来。如果让你来设计，你能画出示意图吗？试试看。 思考与练习 一、填空题 1．滑轮在使用时，根据轴的位置是否移动，分为定滑轮和动滑轮两种。定滑轮实际上就是 杠杆，所以使用定滑轮不能 ，但可以改变 。动滑轮实际上就是 杠杆,所以使用动滑轮可以 ,但不能改变 。如果将定滑轮和动滑轮组合起来 使用，就可以既省力又方便。 二、选择题 2.学校国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对这个滑轮 的说法中正确的是（ ） A.这是一个动滑轮，可省力 B.这是一个定滑轮，可省力 C.这是一个动滑轮，可改变力的方向 D.这是一个定滑轮，可改变力的方向 3.用滑轮组匀速提升重物，当绳子的自由端被拉下 2m 时，物体升高了 0.5m，被提 升的重物的质量为 20kg。若不计动滑轮重和摩擦阻力，则拉绳子的力应为（ ） A．40N B．49N C．98N D．5N 4.如图所示的装置中，物体 B 和动滑轮总重 10N，且恰好匀速下降。则 A 物体受到的摩擦 力的方向和大小为 （ ） A．水平向右 5N B．水平向右 10N C．水平向左 10N D．水平向左 5N 三、作图题 5.如图有一动滑轮提升重物，要求在图中标明支点 O，画出 F1 F2 的力臂 L1 L2。 6..如图 5 所示，每个滑轮（不分大小）重为 5N，要提升的重物重为 120N，用来串绕滑轮组 的绳子能承受的最大拉力是 30N。请画出能安全提升重物的滑轮组的绕法。 三、计算、论述题 7.如图所示，物体 A 以 1m/s 的速度匀速运动，已知 F=100N，不计滑轮与绳子之间的摩擦， B A 第 4 题图 F2 F1 第 5 题图 G 第 6 题图 求：（1）物体 A 受到地面的阻力；（2）在 5s 内，绳子的自由端移动的距离。 第 7 题图