[提示]当动滑轮静止时,绳子的左端与滑轮相切且有力的作用,挂重物的钩码对滑轮有力的作用,绳子的右端与滑轮相切且有力的作用。为了探究拉力与物重的关系,所以选择绳子的左端与滑轮的相切处为支点。
[思考]动滑轮的支点有什么特点呢?
[提示]当重物上升时,动滑轮的支点随之上升,所以动滑轮的支点是动支点。
[思考]根据杠杆的平衡条件,你认为拉力的大小与物重有什么关系?
[提示]动滑轮的动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,根据F1l1=F2l2可得,当l1=2l2时,F1=F2,即F=G。
[思考]改变拉力的方向,动力臂有什么变化?拉力和物重有什么关系?
[提示]拉力方向改变后,动力臂变小,且小于动滑轮的直径,所以拉力F>G。
[归纳提升]动滑轮可以等效为杠杆,支点O在动滑轮的边缘上;动力为拉力F,阻力为物重G;动力臂是动滑轮的直径,阻力臂是动滑轮的半径,所以动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。拉力与阻力的关系为F=G;拉力方向改变后,动力臂发生改变,且小于动滑轮的直径,阻力与阻力臂不变,不再满足F=G的关系。
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[思考]实验得到的数据与理论分析有些偏差,你知道其中的原因吗?
[提示]绳子与滑轮间有摩擦,且动滑轮自身也有重力。 探究点2 滑轮组 [阅读课本]P83“滑轮组”
[思考]观察图12.2—4甲,你能否说出该滑轮的组装特点呢? [提示]由一个定滑轮和一个动滑轮组成。绳子的固定端系在动滑轮上,自由端拉力的方向向上。
[思考]观察图12.2—4乙,你能否说出该滑轮的组装特点呢? [提示]由一个定滑轮和一个动滑轮组成。绳子的固定端系在定滑轮上,自由端拉力的方向向下。
[思考]比较这两种组装方法,它们各有几股绳子拉住动滑轮呢? [提示]第一种方法有3股绳子拉住动滑轮,第二种方法有2股绳子拉住动滑轮。
[思考]实验过程中,分别测出不同情况下拉力F和钩码的重力G,你能得出什么结论?
[提示]有2股绳子拉住动滑轮时,拉力F=G,有3股绳子拉住动滑轮时,拉力F=G。
[思考]比较第一种方法和第二种方法,它们都能改变力的方向吗?
[提示]第二种方法中绳子的自由端通过定滑轮,可以改变力的方
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向;第一种方法中绳子的自由端通过动滑轮,不能改变力的方向。
[思考]如果增加滑轮的个数和绳子的股数,再次组装滑轮组,你认为拉力F与物重G之间会有什么样的关系?
[归纳提升]拉力F、物重G和绳子股数n的关系为F=G,即使用滑轮组吊重物时,若动滑轮的重力和摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用拉力就是物重的几分之一。使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
[思考]若动滑轮的重力不能忽略,那么拉力F、物重G物、动滑轮重G动和绳子股数n之间会有什么关系呢?
[归纳提升]拉力F、物重G物、动滑轮重G动和绳子股数n的关系为F=(G物+G动)。
[思考]你对生活中的轮轴和斜面了解多少? [提示]阅读P83“轮轴和斜面”
[习题]如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10 N的物体,动滑轮重2 N,物体被提升了0.5 m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 N,其中定滑轮的作用是 。
[分析]由图知n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.5 m=1 m;
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因为绳重和摩擦不计,所以绳端的拉力F=(G物+G动)=×(10 N+2 N)=6 N;根据定滑轮的特点可知,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
[答案] 1 6 改变力的方向 三、板书设计
第2节 滑轮
1.定滑轮和动滑轮 (1)定滑轮的特点 (2)动滑轮的特点 (3)定滑轮的作用 (4)动滑轮的作用 (5)定滑轮的实质 (6)动滑轮的实质 2.滑轮组 (1)特点
(2)拉力与物重的关系:F=(G物+G动) (3)滑轮组的组装
教学反思
本节课中把滑轮组看成变形的杠杆对学生来说比较抽象,可通过类比,采用抓住主要因素,忽略次要因素的方法,帮助学生将滑轮抽象成杠杆。动滑轮的支点是难点,学生不易理解,可对动滑轮进行受力分析,
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