《滑動(dòng)及其運(yùn)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(shí)準(zhǔn)備1杠桿可以分為、三類(lèi)。2杠桿可以是彎曲的嗎？二、名師解讀點(diǎn)撥知識(shí)點(diǎn) 1：定滑輪滑輪是一個(gè)周邊有槽， 能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪。使用時(shí)，滑輪的軸 的叫做定滑輪?！緦?shí)驗(yàn)】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(cè)力計(jì)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(diǎn)撥】如圖所示，定滑輪可以看成是一個(gè)等臂杠桿。知識(shí)點(diǎn) 2：動(dòng)滑輪【實(shí)驗(yàn)】用動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼，比較拉力與與鉤碼重力的大小。【點(diǎn)撥】軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫做。使用動(dòng)滑輪不改變力的方向，可以力?！鞠胍幌搿繛槭裁词褂脛?dòng)滑輪可以省一半力？第1頁(yè)共8頁(yè)【點(diǎn)撥】如圖所示，動(dòng)滑輪可以看成動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。知識(shí)點(diǎn) 3：滑輪組【想一想 】使用動(dòng)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(diǎn)撥】定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起叫做 ，具備定滑輪和動(dòng)滑輪的優(yōu)點(diǎn)。【實(shí)驗(yàn)】按圖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(dòng)的距離 s 和重物升高的距離 h 相比較。甲乙【點(diǎn)撥】若承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)為n，不慮動(dòng)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(dòng)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(gè)滑輪組雖然滑輪個(gè)數(shù)相同，但承擔(dān)物重的繩子的股數(shù)不同，拉力也不同。甲G ,乙G 。F2F3對(duì)同一滑輪組， 若繩子起點(diǎn)在動(dòng)滑輪上，則有奇數(shù)段繩子承擔(dān)物重；若繩子起點(diǎn)在定滑輪上，則有偶數(shù)段繩子承擔(dān)物重 即滑輪組繞線規(guī)律是 “奇動(dòng)、偶定”第2頁(yè)共8頁(yè)【注意】在繞線時(shí)，每個(gè)輪槽只能繞過(guò)一根繩子，并且由內(nèi)到外依次繞線，畫(huà)圖時(shí)線要用刻度尺畫(huà)直線， 因?yàn)榛喗M下面的動(dòng)滑輪和貨物受重力， 將線拉直了，所以畫(huà)出的線是直線請(qǐng)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(jī)械中的許多部件就是由杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械組合起來(lái)的。任何先進(jìn)的機(jī)械都可以分為機(jī)械控制系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)， 而機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是簡(jiǎn)單機(jī)械的組合。三、拓展整合創(chuàng)新類(lèi)型之一：類(lèi)型之一： 定滑輪和動(dòng)滑輪【例 1】（ 05 天津）如圖所示，物體 A 重 20N，滑輪重 1N，繩重不計(jì)，彈簧秤示數(shù)為 25N，則物體 B 的重為 _N。第3頁(yè)共8頁(yè)解析：圖中是一個(gè)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(chēng)的拉力等于兩股繩子拉力及動(dòng)滑輪重力的和，故GB25N1N =12N。2答案： 12N【例 2】如圖所示，用動(dòng)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(dòng)多大距離 ?( 不計(jì)動(dòng)滑輪重及繩與輪間的摩擦 )解析 ：由于是動(dòng)滑輪，由兩段繩承擔(dān)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(dòng)距離s=nh=2×2m=4m類(lèi)型之二： 滑輪組【例 3】一條繩子最多能承受4×103 N 的拉力，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組，用這條繩子吊起 1.3 ×104N 的重物，要求向下拉繩子，畫(huà)出滑輪組安裝示意圖.( 不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦 )解析：在處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，首先要計(jì)算出承擔(dān)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(jì)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(dòng)滑輪與定滑輪個(gè)數(shù)及繞繩方法 . 繞繩原則可用 “奇動(dòng)偶定” 來(lái)幫助記憶 . 即若 n 為奇數(shù)，則將繩固定端拴在動(dòng)滑輪框架上， 然后從定滑輪開(kāi)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(dòng)滑輪開(kāi)始繞繩子 . 另外還要注意所需拉力方向不同，所需定滑輪個(gè)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(yè)共8頁(yè)故需用 4 段繩子承擔(dān)及重物即需要2 個(gè)動(dòng)滑輪 .因?yàn)橐笙蛳吕K子，所以需要兩個(gè)定滑輪. 其裝配示意圖如圖所示.類(lèi)型之三：綜合應(yīng)用創(chuàng)新【例 3】（05 黑龍江）物理實(shí)驗(yàn)要遵循實(shí)事求是的原則。小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，完成了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)并記錄了數(shù)據(jù)。使用定滑輪時(shí)測(cè)使用動(dòng)滑輪時(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重力計(jì)的示數(shù)力計(jì)的示數(shù)GNF1NF2N11.000.600.6521.501.100.9032.001.601.15通過(guò)分析數(shù)據(jù)，她覺(jué)得與書(shū)中的結(jié)論有較大偏差。 你一定也做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，回想你的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，回答下列問(wèn)題：(1) 該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是什么 ?(2) 請(qǐng)你對(duì)小雯的實(shí)驗(yàn)方法提出合理的改進(jìn)意見(jiàn)。第5頁(yè)共8頁(yè)解析：本題通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析，查找實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，以及提出解決問(wèn)題的方法，考察學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。四、當(dāng)堂檢測(cè)反饋1如圖所示，物體所受重力等于 120N，物體對(duì)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(jì)滑輪摩擦，當(dāng)水平向右拉力F=5N時(shí)，物體恰能勻速向右運(yùn)動(dòng)。物體受到的摩擦力為_(kāi)N答案： 2.53下列簡(jiǎn)單機(jī)械中，一定不省力的是()A動(dòng)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(shí)，人手實(shí)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(qǐng)你幫他在圖中畫(huà)出符合要求的繩子繞法。第6頁(yè)共8頁(yè)答案： 如圖所示。五、資料鏈接輪軸汽車(chē)方向盤(pán)和門(mén)把手屬于另一類(lèi)簡(jiǎn)單機(jī)械輪軸它們由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)門(mén)把手，就可以把門(mén)打開(kāi)；司機(jī)用不大的力轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，在軸上就能產(chǎn)生較大的力，使汽車(chē)轉(zhuǎn)彎；所以輪軸是一種省力機(jī)械也可以用搖臂來(lái)代替大輪，例如圖中的卷?yè)P(yáng)機(jī)的搖臂相當(dāng)于大輪輪軸的原理可以用圖來(lái)說(shuō)明輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O 是支點(diǎn)，作用在輪上的力 F1 是動(dòng)力，作用在軸上的力2是阻力，動(dòng)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(yè)共8頁(yè) F2r 或 F2 /F1 R/r因?yàn)檩啺霃絉 大于軸半徑 r ，所以作用在輪上的動(dòng)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(yè)共8頁(yè)