第3节 滑轮 教材任务驱动 任务一 研究定滑轮和动滑轮的特点 探究准备 1.定滑轮:在使用时,轴 固定不动 的滑轮,如旗杆顶部的滑轮。 2.动滑轮:在使用时,轴随 物体 一起运动的滑轮,如电动起重机上的滑轮。 探究过程 【制订计划与设计实验】 1.实验器材的组装和选取 2.制订实验方案 测:用定滑轮和动滑轮分别 竖直匀速 拉动同一组钩码,读出测力计的示数,换用不同个数钩码多次实验。 找:将测力计示数与钩码重力比较,寻找规律。 【进行实验与收集证据】 1.如图甲所示,用 弹簧测力计 测出钩码所受的重力G。 2.如图乙所示,通过定滑轮用弹簧测力计 竖直匀速 拉动钩码,记下弹簧测力计拉力的大小F和方向,以及测力计移动的距离s和钩码上升的高度h。 3.如图丙所示,通过动滑轮用弹簧测力计 竖直匀速 拉动钩码,记下弹簧测力计拉力的大小F和方向,以及测力计移动的距离s和钩码上升的高度h。 4.改变钩码的个数,重复2、3步骤,多做两次。 5.数据记录 装 置 钩码 重/N 弹簧测力 计示数F/N 钩码提升 高度/cm 测力计 移动距离s/cm 拉力 方向 甲 2 2 10 10 向上 乙 2 2.1 10 10 向下 乙 4 4.2 10 10 向下 丙 2 1.1 10 20 向上 丙 4 2.1 10 20 向上 【分析与论证】 1.定滑轮特点:使用定滑轮 不省力 (选填“省力”或“不省力”), 可以 (选填“可以”或“不可以”)改变力的方向;弹簧测力计移动距离s与钩码提升高度h的关系是 s=h 。 2.动滑轮特点:使用动滑轮 省力 (选填“省力”或“不省力”), 不可以 (选填“可以”或“不可以”)改变力的方向;弹簧测力计移动距离s与钩码提升高度h的关系是 s=2h 。 【交流与评估】 1.实验中,为什么要匀速拉动弹簧测力计 答:因为只有匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时,拉力大小才稳定,弹簧测力计示数才稳定,易于读数。 2.图乙实验中,为什么弹簧测力计的拉力F总是略大于钩码的重力G 答:绳与滑轮间存在摩擦。 3.图丙实验中,为什么弹簧测力计的拉力F总是略大于钩码的重力G的二分之一 答:绳与滑轮间存在摩擦、动滑轮有重力。 释疑点 (1)定滑轮实质上是一个等臂杠杆,所以不省力。 (2)动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆,所以省一半的力。 任务二 知道滑轮组 1.滑轮组: 定滑轮 和 动滑轮 的组合。 2.滑轮组的特点 (1)拉力F和物重G物的关系:不计动滑轮重、绳重和摩擦时,若动滑轮上有n段绳子承担物重,拉力就是物重的 ,即F= G物 ;考虑动滑轮重,不计绳重和摩擦时,则有F= (G物+G动) 。 (2)绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系:若动滑轮上有n段绳子承担物重,绳子自由端移动的距离s就是物体上升的高度h的n倍,即s= nh 。 典题疑难突破 考点一 研究定滑轮和动滑轮的特点 【典题1】【一题多设问】小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。 【实验设计】 (1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和 刻度尺 ; (2)实验中应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计,使钩码上升; 【进行实验】 (3)小梦按图示提起钩码时,分别测得一组数据如表所示,比较甲和乙两次实验可知:使用定滑轮的好处是: 可以改变力的方向 ; 项 目 钩码重 G/N 钩码升高 高度h/m 测力计 示数F/N 测力计 移动距离s/m 甲 1.0 0.2 1.0 0.2 乙 1.0 0.2 1.0 0.2 丙 1.0 0.2 0.5 0.4 (4)比较甲和丙实验测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 省力 ;把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 费距离 ; 【实验延伸】 (5)在探究定滑轮工作特点时,按照图乙所示操作,觉得校准弹簧测力计操作麻烦,于是把弹簧测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,读得的测力计示数会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),其理由是 测力计自身有重力 ; 【创新实践】 (6)小梦又用丁图继续研 ... ...
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