《滑轮》教案
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约2670字。
第二节滑轮
一、教材分析
重点、难点剖析
1.定滑轮的实质
滑轮是一种简单机械,它通常是由一个带凹槽的轮子绕上绳索、缆绳或链条组成的。在旗杆顶上就有一个滑轮,如图11-7所示。这个滑轮是固定在旗杆顶上的,所以叫定滑轮。定滑轮是一个什么样的简单机械呢?
如图11-8所示,甲图是一个等臂杠杆的示意图。现在把等臂杠杆进行如下的等效变换:先把直棒加宽变形成一个圆轮,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变(图乙),再把圆轮的边缘挖一个槽,这就变成了一个滑轮,最后把它固定使用就成了定滑轮(图丙)。
使用定滑轮时,把重物系在绳的一端,将绳绕过滑轮的槽,在槽的另一端用力拽绳子,如图丁所示。无论你横着、斜着或竖直向下拉绳子,通过凹槽里绳子的作用,都可将你的拉力转变成向上的拉力,从而把重物提起来。
从图丙可知,定滑轮是绕轴转动的,轴是定滑轮的支点。动力臂与阻力臂等长,均等于滑轮半径。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力等于阻力。
由此可见,定滑轮的实质是一个等臂杠杆,使用它既不省力也不省距离,但改变了用力方向,使工作更方便。定滑轮在实际生活中有着广泛的应用:如船员向下用力,可以升起船帆;向下拉动窗帘的引线,可以使窗帘闭合或拉开;建筑工人站在地面上从不同角度用力,都可以将不太重的建筑材料提升到高处。
2.动滑轮的实质在生产和生活中,人们发现将滑轮的使用方法改变一下,就可以起到省力的作用。如图11-9所示,甲图是将滑轮连在想移动的物体上,用手拉绳时,滑轮和重物一起上升,这样使用的滑轮叫动滑轮。甲图中将要移动的物体现在由绕在滑轮上的左、右两段绳子牵拉着,可见,使用动滑轮可以小一半力。动滑轮的这一特点可以根据杠杆平衡条件证明。
从图乙可知,动滑轮随时绕悬绳与滑轮的接触点转动,此点即为动滑轮的支点。再将动滑轮加工压缩变形成一根直棒,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂均保持不变(图丙),这样动滑轮就成了变形的杠杆(图丁)。若拉线都是平行的时候,动力臂为轮的直径,阻力的二分之一,即使用动滑轮可省一半力。
由此可见,动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用时可省一半力,但要多移动一倍距离(即把重物提升1m,你就得拉绳子2m),且不能改变力的方向。
3.滑轮组的特点
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