1、杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：省力杠杆省力杠杆 动力臂动力臂 阻力臂阻力臂费力杠杆费力杠杆 动力臂动力臂 阻力臂阻力臂等臂杠杆等臂杠杆 动力臂动力臂 阻力臂阻力臂温故知新温故知新F2OF1l1l2l1l2F1F2OOF2F1l1l2OF1F2l1l2l2F2l1F1O省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆l2 F2O l1 F1 Ol2l1F2F 1OF1F2l1l 2五五 其他简单机械其他简单机械想想议议想想议议你能讲个故事吗你能讲个故事吗? 我们先来观察一幅科学漫画我们先来观察一幅科学漫画这个故事中起到关键作用的是哪个部件这个故事中起到关键作用的是哪个部件? 你在哪里见到过吗？
2、你在哪里见到过吗？物理与生活物理与生活生活中的滑轮生活中的滑轮滑轮滑轮滑轮滑轮生产中的滑轮生产中的滑轮想想议议想想议议 地上有一筐石头，要运到二楼。怎样运地上有一筐石头，要运到二楼。怎样运? 请你帮请你帮忙想个办法。忙想个办法。一、滑轮一、滑轮1. 滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小轮2. 分类分类定定滑轮：滑轮：使用时使用时轴固定不动。轴固定不动。动动滑轮：滑轮：使用时使用时轴和重物一起移动。轴和重物一起移动。探究动滑轮与定滑轮的特点探究动滑轮与定滑轮的特点 探究实验探究实验使用定滑轮有何好处?拉力的方向拉力的大小作用点移动的距离观察直接提重物用定滑轮提重
3、物结论测量直接提重物用定滑轮提重物结论测量重力作用点 拉力作用点结论向上向上向下向下改变改变近似相等近似相等相等相等定滑轮定滑轮(1)能否改变用力方向能否改变用力方向?定滑轮定滑轮可以改变用力方向。可以改变用力方向。( (2) )能否省力能否省力?定滑轮定滑轮不能省力。不能省力。(3)能否省距离能否省距离?定滑轮定滑轮不能省距离。不能省距离。F1 F受力分析受力分析物体匀速上升物体匀速上升: F1 = G物物理论上不省力也不费力。理论上不省力也不费力。F1G物物绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大绳子与定滑轮之间有摩擦，拉力略大假如摩擦忽略不计假如摩擦忽略不计 使用定滑轮，既不省力也不费力。使用定
4、滑轮，既不省力也不费力。 F1F1G物物理论分析理论分析 转轴固定不动，相当于支点转轴固定不动，相当于支点 O，拉力相当于动力，拉力相当于动力，物体对绳子的拉力相当于阻力。物体对绳子的拉力相当于阻力。L1 = L2 F1 = F2 F2 = G物物F1 = G物物 定滑轮相当于一个等臂杠杆，定滑轮相当于一个等臂杠杆，因此，不省力也不费力。因此，不省力也不费力。l2l1OF2F1定滑轮定滑轮 ( (1) )可以改变用力方向。可以改变用力方向。( (2) )既不省力也不费力，也不省距离。既不省力也不费力，也不省距离。( (3) )本质上，相当于一个等臂杠杆。本质上，相当于一个等臂杠杆。使用动滑轮有
5、何好处?拉力的方向拉力的大小作用点移动的距离观察直接提重物用动滑轮提重物结论测量直接提重物用动滑轮提重物结论测量重力作用点拉力作用点结论向上向上向上向上不改变不改变省力省力费距离费距离动滑轮动滑轮( (1) )能否改变用力方向能否改变用力方向?动滑轮动滑轮不能改变用力方向。不能改变用力方向。( (2) )能否省力能否省力?动滑轮动滑轮能省力。能省力。( (3) )能否省距离能否省距离?动滑轮动滑轮不能省距离。不能省距离。F1 F 理论分析理论分析支点是支点是 A 点还是点还是 O 点点? G R = 2R FF = GR2R=12G 动滑轮动滑轮相当于一个动相当于一个动力臂是阻力臂二倍的省力力
6、臂是阻力臂二倍的省力杠杆。杠杆。因此能省一半力。因此能省一半力。杠杆的支点在杠杆的支点在 O 点点处处 OAF l2 = Rl1= 2ROG F G 为什么实验中的拉力比重力的一半大为什么实验中的拉力比重力的一半大? 2 F2 = G动动 + F物物 = G动动 + G物物 F2 = ( (G动动 + G物物)/)/2 G物物G动动 一般情况下，忽略动滑轮重及一般情况下，忽略动滑轮重及绳子与动滑轮之间的摩擦。绳子与动滑轮之间的摩擦。F2 F2 G动动 F物物 动滑轮动滑轮 ( (1) )不能改变用力方向。不能改变用力方向。 ( (2) )能省一半力，但费一倍距离。能省一半力，但费一倍距离。 F
7、 = G/ /2 s = 2h ( (3) )本质上，相当于一个动力臂为阻力臂本质上，相当于一个动力臂为阻力臂 2 倍的省倍的省力杠杆。力杠杆。 1. 在图中，货物在图中，货物 G 重为重为 100 牛，若不计滑轮的重牛，若不计滑轮的重力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。力，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦力。 由由 a 图装置拉，拉图装置拉，拉力力 F1 = _牛；牛； 由由 b 图装置拉，拉图装置拉，拉力力 F2 = _牛。牛。F1F2a 想想做做想想做做100 50 b 2. 物体被匀速升高时，如果物体被匀速升高时，如果 F = 25 牛，滑轮质量牛，滑轮质量不计，则重物不计，则重物 G 受到的
8、重力为受到的重力为 _ 牛。牛。50F = 25 牛牛 在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着在上面的实验中，拉绳子是竖直拉的，如果斜着拉，上述实验中的结论还能成立吗拉，上述实验中的结论还能成立吗?想想议议想想议议拉力大小会变化吗拉力大小会变化吗?定滑轮定滑轮斜着拉时，仍旧斜着拉时，仍旧既不省力也不费力。既不省力也不费力。L1 = L2 F1L1 = F2L2F1 = F2l1l2l2l1l2l1F2 F1 F2 F1 F2 F1 使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。动滑轮能省力，但不能改变力的方向。 那我们
9、能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其既可以改变力的方向，又能省力其既可以改变力的方向，又能省力? 组成滑轮组，探究滑轮组的特点组成滑轮组，探究滑轮组的特点 把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。一下，你能设计出几种组合方式？把你的方案画出来。 探究实验探究实验G G G F F F 2 段绳子承担段绳子承担F =( (1/2) )G2 段绳子承担段绳子承担F =( (1/2) )G3 段绳子承担段绳子承担F =( (1/3) )G二、滑轮组二、滑轮组 拉力拉
10、力 F 的大小的大小与吊起与吊起动滑轮动滑轮的绳子段数的绳子段数 n 有关。有关。动动滑轮滑轮被几段绳子吊起被几段绳子吊起，所用的力就是，所用的力就是物重物重的几分之一即的几分之一即:F = 1nG 拉力拉力 F( (绳子自由端绳子自由端) )移动距离移动距离 s 是物体上升高度是物体上升高度 h 的的 n 倍，即倍，即: s = nh6 段绳子承担段绳子承担 F =( (1/ /6) )GFG FG 7 段绳子承担段绳子承担 F =( (1/ /7) )GF 18 段绳子承担段绳子承担 F =( (1/ /18) )G1. 在右图所示的滑轮组中在右图所示的滑轮组中: ( (a) )若动滑轮重
11、若动滑轮重 G轮轮 不计，拉力不计，拉力 F 是多少是多少? 例题例题F =15G物物 ( (b) )若动滑轮重若动滑轮重 G轮轮 不能忽略，那么不能忽略，那么图中的拉力图中的拉力 F 应等于多少应等于多少?F =15( (G物物G轮轮) )F G轮轮 G物物 2. 如图所示，物体如图所示，物体 A 重为重为 100 N，挂重物的钩子，挂重物的钩子承受的拉力是承受的拉力是 _ N。人匀速拉绳子的力是。人匀速拉绳子的力是 _ N( (动滑轮自重不计动滑轮自重不计) )。100 50A 3. 如图所示的四个滑轮组中，图如图所示的四个滑轮组中，图 _ 可省一半可省一半力，图力，图 _ 最费力，图最费
12、力，图 _ 和图和图 _ 用力大用力大小一样。小一样。a b c d b c a d 4. 用如图所示的滑轮组拉动物体用如图所示的滑轮组拉动物体 A，怎样绕线最，怎样绕线最省力，画出绕线图。省力，画出绕线图。A F 轮轴和斜面轮轴和斜面 杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为杠杆、滑轮都是简单机械，它们还可以变形为轮轴轮轴。科学世界科学世界下面是几种轮轴下面是几种轮轴1. 井上的辘轳井上的辘轳 从右边看过去，可画成下图从右边看过去，可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 省力杠杆。省力杠杆。F2 l1 = Rl2 = rO F1 2. 汽车的方向盘汽车的方向盘 从上边看下去，也可画成下
13、图从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。F2 l1 = Rl2 = rO F1 F2 l1 = Rl2 = rO F1 3. 水龙头水龙头 从上边看下去，也可画成下图从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。船舵船舵 门的把手门的把手 螺丝刀螺丝刀 单车的踏板单车的踏板 4. 其他轮轴其他轮轴斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械甲甲 20公分公分 20公分公分 20公分公分 乙乙 丙丙 将玩具车升高将玩具车升高 20 公分，甲最费力，丙最省力，公分，甲最费力，丙最省力，由此可知斜面越缓和越省力。由此可知斜面越缓和越省力。 其他斜面其他斜面
