轮轴和斜面

轮轴和斜面

【教学目标】

1．轮轴的实质。

2．斜面的特点。

重点难点：

斜面和轮轴的实质分析。

学习内容：轮轴和斜面

学习指导：阅读课本P83科学世界内容，注意观察插图，基本概念、定义用红笔做上记号。

【自学检测】

轮轴是由共同转轴的大轮和和小轮组成的，通常把大轮叫轮，小轮叫轴，常见的轮轴有门把手、方向盘、扳手拧螺丝。

【合作探究】教师巡视指导

一、轮轴的几种情况。

1．(观察右图)轮轴的实质：轮轴相当于一根可连续转动的杠杆。轮轴的中心相当于杠杆的支点，轮半径R和轴半径r相当于杠杆的动力臂和阻力臂。

分析：轮轴静止或匀速转动时，由杠杆的平衡条件可得结论：轮半径R是轴半径r的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的几分之一。轮轴平衡时，有F1×R＝F2×r。

2.

如图所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与齿轮盘组成了一个省力的轮轴，飞轮与后车轮组成了一个费(选填“省”或“费”)力的轮轴。

3．在生产、生活中，人们常会用到轮轴，轮轴由具有公共转轴的轮和轴构成。

分析：辘轳截面图如图所示，它就是轮轴的一种。辘轳也可以看成是变形的杠杆，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，水桶对轴向下的拉力是阻力F2，请在辘轳的截面图上画出辘轳的杠杆示意图。通过示意图可以发现辘轳是省力(填“省力”或“费力”)杠杆。

二、提问：为什么上山的公路修成盘山路，而不是从山下直通山顶？

模拟实验：将三角形的纸片绕在铅笔上，如图所示。

讨论：汽车爬山相当于沿三角形的哪一边爬到山顶的？走的路程是多了还是少了？你明白了什么道理？还有哪些场合利用了斜面？

【展示交流】教师掌握情况

【精讲点拨】

使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离就必然费力，没有既省力又省距离的机械。

【即时练习】

1．斜面是省力(填“省力”或“费力”)的简单机械，但要费距离。

2．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是(B)

A．省距离B．省力

C．费力，但省时间D．以上说法都不对

3．我们生活中经常使用的工具和见到的情景，分别属于哪种简单机械？

a．用扳手拧螺钉：轮轴；

b．汽车走的盘山公路：斜面；

c．挑东西的扁担：杠杆。

4．用15N的力提起20N的物体，下列机械不可行的是(A)

A．定滑轮B．动滑轮

C．滑轮组D．杠杆

E．斜面F．轮轴

5．如图所示，请你至少说出两项简单机械原理在自行车上的应用(包括结构和使用方面)。

中考物理基础篇第11讲滑轮轮轴斜面(附强化训练题)

第11讲滑轮轮轴斜面 11.1 学习提要 11.1.1 滑轮 滑轮是一种常见的简单机械。滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小 轮，如图11-1所示。由于使用方法的不同，可以把滑轮分为定滑轮和动 滑轮两类。 1. 定滑轮 工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂 杠杆，所以正确使用它既不省力，也不省距离，但可以改变用力方向。 2. 动滑轮 工作时轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的耗损摩擦的情况下，也就是理想情况下，使用动滑轮可以省一半的力，但要多移动一倍的距离，同时使用动滑轮不能改变用力的方向。 定滑轮与动滑轮的示意图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。 3. 滑轮组 定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。 使用滑轮组，既能省力，又能改变用力的方向，但要多移动距离。 如图11-3（a）所示，在理想状态下，只用动滑轮时，拉力F A为重力G A的一半，省了一半的力，但没有改变用力的方向。 如图11-3（b）所示，在理想状态下，拉力F B仍为物体重力G A的一半，省了一半的力，但力的方向改变了！ 在这一实例中，动滑轮起到省力的作用，而定滑轮起到可以改变力的方向的作用，把图11-3（b）加以规范美观，就成为最常见、也是最简单的滑轮组，如图11-3（c）所示。

在由一根绳子绕制的滑轮组中，重物和全部动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一。动力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。即 F=1/nG总，其中n为经过动滑轮的绳子股数，如果物体上升h，则动力作用点移动的距离为s=nh. 4. 滑轮应用的实例 滑轮或滑轮组在实际生产和生活中有着广泛的应用。如升旗时向下用力，红旗却向上冉冉升起；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或打开等，这些都是利用定滑轮改变力的方向来实现的。根据使用滑轮组可以省力和改变用力的方向这一特点，人们设计了一些“用小力换大力”的工作方案，如吊车上的滑轮组、工厂或建筑工地上常用的举吊重物的装置等，都是滑轮组的具体应用。 11.1.2 轮轴 1. 轮轴 由轮和轴组成，且轮和轴能绕共同轴线转动，这种简单机械叫做轮轴。 请注意观察图11-4所示的辘轳，在工作时，摇把转一周，辘轳的轴也转一周，其摇把相当于轮，而绕着绳子的部分即为轴。 轮和轴是连在一起的整体，轮和轴两部分能绕共同轴线旋转，轮转一周，轴也转一周。轮轴实质为一种能绕固定点连续旋转的杠杆。其示意图如图11-5所示。 根据杠杆的平衡条件可知，如果轮半径是轴半径的几倍，那么作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的几分之一，同时作用在轮上的力要移动几倍的距离。设动力为F1，则动力臂为大圆半径R；阻力为F2，这阻力臂为小圆半径r。若使轮轴正常工作，应则符合“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，即F1?R=F2?r。由图11-5可知，动力F1使轮转一周时，阻力F2在轴上转动一周。可知动力通过的距离为S1=2πR，阻力通过的距离S2=2πR。由上式可得 S1/S2=R/r，则S手=(R/r)S物。由此可知，只有动力加在轮上才能省力。 与滑轮等工具相似，有时轮轴也可以反过来使用，将动力作用在轴上，而阻力作用在轮上，这时轮轴作用不但不省力，反而费力，但可以少移动距离。 2. 轮轴应用的实例 轮轴的本质是一个可以连续转动的不等臂的杠杆。因此轮轴的几何外形可以是圆形的，也可以是其他形状的。如螺丝刀的横截面是圆形，拧螺母的扳手的外形是一个长棍型，水龙

滑轮组、轮轴和斜面

滑轮组、轮轴和斜面 学习目标 1.知道滑轮组的特点，并能识别生活中的滑轮组。 2.能根据要求组装简单的滑轮组。 3.能识别生活中轮轴，并用杠杆平衡条件分析轮轴。 4.能识别生活中的斜面，知道使用斜面的原因。 知识梳理 1.滑轮组 定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组． 使用滑轮组可以省力，可以省距离，可以改变施力的方向，但不可以同时既省力、又省距离． 滑轮组的省力情况，通常采用隔离法和整体法结合起来分析．即先将动滑轮和重物从整个系统中隔离出来作为一个整体，再全面分析该整体的受力情况，然后据力的平衡条件即可得出动力和阻力大小之间的关系． 2．轮轴 由轮和轴组成、能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴． 轮轴实质是可以连续旋转的杠杆． i．当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴省力，但要多移动距离．常见的有：辘轳、手摇卷扬机、汽车驾驶盘、自行车的龙头、拧螺丝的板手、拧螺丝钉的螺丝刀、自行车上的龙头和前叉、脚踏板和大齿轮组成的轮轴等． ii．当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，使用轮轴费力，但可少移动距离．如自行车上的飞轮和后轮组成的轮轴等． 在现代工农业生产中，很多机械和机器是由多种简单机械组合起来的，如差动滑轮就是由轮轴和动滑轮组合起来的，起重机就是由杠杆和滑轮组组合起来的． 3.斜面：同水平面成一向上倾斜角度的平面。 斜面推力公式：FL=Gh,其中F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。根据FL=Gh 知斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。 典例分析 1. 如图13—12—1所示，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是900 N，一个动滑轮重90N，不考虑摩擦拉力则，拉力F1为________N；F2为________N。若将重物提高1 m，则甲滑轮绳子的自由端移动的距离为________ m；乙滑轮绳子的自由端移动的距离为________ m。 思考：除了运用书上的规律来计算外，还有其它的方法计算吗？ 图13—12—1 图13—12—2 甲乙

滑轮和斜面的练习题

滑轮和斜面的练习题 班级：姓名： 一、填空题： 1、每周一学校都举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个滑轮，它能改变力的方向， 但（选填“能”或“不能”）省力。 2、在山区常见到如上图所示的盘山公路。修建盘山公路是利用我们学过 的一种简单机械___ __的原理，这样做的主要目的是使汽车在上坡时能够____ ___。 3、右图是人们利用滑轮组工作的情景。使用该机械的好处是：即 能；又 能。 4、如右图所示，一物体重500N，滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计，要拉起这个 物体甲图中需____N拉力，乙图中需____N拉力。 5、如下图是汽车陷进泥潭后，司机实行自救的示意图．自救使用到 的滑轮是______ (选填“动滑轮” 或“定滑轮”)，其作用是 _______________________。 6、如右下图所示，物体A的重力为10牛，动滑轮和绳的重力及摩擦均不 计，当物体匀速上升时，拉力F为牛，要使物体上升1米高度，则绳端竖直向上移动米。 7、某同学通过仔细观察发现生活中有很多简单机械，如：手钳、剪刀、镊子、扳手、钥匙等等。当把钥匙插入锁孔开锁时，钥匙就相当于（填“杠杆”、“轮轴”、 “滑轮”或“斜面”），它是一个（填“省力”或“费力”）的机械。 二、选择题： 8、对于使用滑轮组，下列说法中正确的是（） A、可以省力，但不能改变用力方向; B、可以改变用力方向，但不能省力; C、可以省力，同时又可以省距离; D、可以省力，改变用力方向，但不能同时省力又省距离. 9、使用滑轮组时，拉起重物所用力大小决定于（） A．定滑轮的个数; B．动滑轮的个数; C．定滑轮和动滑轮的个数; D．连接动滑轮绳子的段数． 10、如下图的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动, 所用的拉力分别为 F1, F2, F3, 那么, 下列关系式中正确的是（） A．F1＞F2＞F3 ; B．F1＜F2＜F3; C．F2＞F1＞F3 ; D．F2＜F1＜F3.

轮轴和斜面

轮轴和斜面 【教学目标】 1．轮轴的实质。 2．斜面的特点。 重点难点： 斜面和轮轴的实质分析。 学习内容：轮轴和斜面 学习指导：阅读课本P83科学世界内容，注意观察插图，基本概念、定义用红笔做上记号。 【自学检测】 轮轴是由共同转轴的大轮和和小轮组成的，通常把大轮叫轮，小轮叫轴，常见的轮轴有门把手、方向盘、扳手拧螺丝。 【合作探究】教师巡视指导 一、轮轴的几种情况。 1．(观察右图)轮轴的实质：轮轴相当于一根可连续转动的杠杆。轮轴的中心相当于杠杆的支点，轮半径R和轴半径r相当于杠杆的动力臂和阻力臂。 分析：轮轴静止或匀速转动时，由杠杆的平衡条件可得结论：轮半径R是轴半径r的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的几分之一。轮轴平衡时，有F1×R＝F2×r。 2. 如图所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与齿轮盘组成了一个省力的轮轴，飞轮与后车轮组成了一个费(选填“省”或“费”)力的轮轴。 3．在生产、生活中，人们常会用到轮轴，轮轴由具有公共转轴的轮和轴构成。 分析：辘轳截面图如图所示，它就是轮轴的一种。辘轳也可以看成是变形的杠杆，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，水桶对轴向下的拉力是阻力F2，请在辘轳的截面图上画出辘轳的杠杆示意图。通过示意图可以发现辘轳是省力(填“省力”或“费力”)杠杆。 二、提问：为什么上山的公路修成盘山路，而不是从山下直通山顶？

模拟实验：将三角形的纸片绕在铅笔上，如图所示。 讨论：汽车爬山相当于沿三角形的哪一边爬到山顶的？走的路程是多了还是少了？你明白了什么道理？还有哪些场合利用了斜面？ 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离就必然费力，没有既省力又省距离的机械。 【即时练习】 1．斜面是省力(填“省力”或“费力”)的简单机械，但要费距离。 2．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是(B) A．省距离B．省力 C．费力，但省时间D．以上说法都不对 3．我们生活中经常使用的工具和见到的情景，分别属于哪种简单机械？ a．用扳手拧螺钉：轮轴； b．汽车走的盘山公路：斜面； c．挑东西的扁担：杠杆。 4．用15N的力提起20N的物体，下列机械不可行的是(A) A．定滑轮B．动滑轮 C．滑轮组D．杠杆 E．斜面F．轮轴 5．如图所示，请你至少说出两项简单机械原理在自行车上的应用(包括结构和使用方面)。

人教版八年级物理下册- 滑轮组、轮轴和斜面教案

第2节滑轮 第2课时滑轮组、轮轴和斜面 知识与技能 1．通过图片介绍，让学生知道滑轮组的概念，使学生初步掌握滑轮组的特点。 2．知道使用滑轮组时拉力与物重的关系；会组装简单的滑轮组。 3．了解其他简单机械的一些应用。 过程与方法 1．经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法。 2．经历探究轮轴和斜面工作特点的过程，进一步掌握用观察、对比来研究问题的方法。情感、态度与价值观 1．具有利用简单机械改善劳动条件的愿望。 2．通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。 教学重点、难点 知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。 教具准备 弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等。

一、情景引入 多媒体展示：小孩吊起牛犊动画，引导学生思考，为什么一个小孩能自己把牛犊吊起来？这其中用到了什么原理呢？学完今天的课程我们就会知道。 二、新课教学 探究点一：滑轮组 教师：我们先来回顾上节课的知识，请同学回答动滑轮、定滑轮的特点。 学生回顾、思考、作答。 教师总结定滑轮和动滑轮的工作特点，自然地引出滑轮组：使用动滑轮可以省力，定滑轮能改变力的方向，如果我们既想省力，又要改变力的方向，大家想想有什么好办法？ 让学生们动手实验。 实验的目的有两个：一是让学生练习组装简单的滑轮组；二是探究滑轮组在工作时的省力情况。 1．提出问题 用一个动滑轮和一个定滑轮组合起来提升重物，你能设计出多少种方法？每种方法分别能省多少力？ 2．设计实验与进行实验

教师引导：向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念，提醒他们绳子的绕法是设计实验的关键。让学生充分发挥想象力，大胆、科学地设计。然后让学生交流设计的方案，并给予鼓励。 让学生按照设计的方案进行操作，准确记录实验数据并填在课本表格中，引导学生观察吊起动滑轮的绳子的股数。再次提醒学生注意操作安全，加强合作。 3．分析论证与实验结论 分析表格中的数据和吊起动滑轮的绳子的股数，可以得出结论：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，所用的力就是物重的几分之一，即F ＝1n G 。 4．拓展与提高 根据班级的实际情况，还可以提出如下问题，引导学生思考、讨论。 (1)通过观察，你认为滑轮组省力的多少取决于什么？ (2)若不计摩擦但考虑动滑轮重，则拉力与物重、动滑轮的重之间有什么关系？ (3)课前多媒体所示的情景，你认为这可能吗？理由是什么？ 学完这部分内容后，可以引导学生通过表格的形式对定滑轮、动滑轮和滑轮组进行对比总结。 探究点二：轮轴和斜面 教师指导学生阅读课本“科学世界”：轮轴和斜面的应用。 活动1：简单介绍轮轴的知识及其应用。

中考物理基础篇滑轮轮轴斜面(附强化训练题)

第11讲滑轮轮轴斜面 11.1.1 滑轮 滑轮是一种常见的简单机械。滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮，如图11-1所示。由于使用方法的不同，可以把滑轮分为定滑轮和动滑轮两类。 1. 定滑轮 工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂杠杆，所以正确使用它既不省力，也不省距离，但可以改变用力方向。 2. 动滑轮 工作时轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的耗损摩擦的情况下，也就是理想情况下，使用动滑轮可以省一半的力，但要多移动一倍的距离，同时使用动滑轮不能改变用力的方向。 定滑轮与动滑轮的示意图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。 图H 3. 滑轮组 定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。 使用滑轮组，既能省力，又能改变用力的方向，但要多移动距离。 11. 1 学习提要 心'定京轮动滑轻

如图11-3 (a)所示，在理想状态下，只用动滑轮时，拉力半的力，但没有改变用力的方向。 如图11-3 (b)所示，在理想状态下，拉力F B仍为物体重力G的一半，省了一半的力, 但力的方向改变了! 在这一实例中，动滑轮起到省力的作用，而定滑轮起到可以改变力的方向的作用， 把 图11-3 (b)加以规范美观，就成为最常见、也是最简单的滑轮组，如图11-3(c)所示。 图11-3 在由一根绳子绕制的滑轮组中，重物和全部动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物 所用的力就是总重力的几分之一。动力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。即 F=1/nG总，其中n为经过动滑轮的绳子股数，如果物体上升h,则动力作用点移动的距离为 s=nh. 4?滑轮应用的实例 滑轮或滑轮组在实际生产和生活中有着广泛的应用。如升旗时向下用力，红旗却向上冉 冉升起；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或打开等，这些都是利用定滑轮改变力的方向来实现的。根据使用滑轮组可以省力和改变用力的方向这一特点，人们设计了一些“用小 力换大力”的工作方案，如吊车上的滑轮组、工厂或建筑工地上常用的举吊重物的装置等，都是滑轮组的具体应用。 11.1.2 轮轴 1. 轮轴 由轮和轴组成，且轮和轴能绕共同轴线转动，这种简单机械叫做轮轴。 F A为重力 G A的一半，省了

八年级物理下册第十二章简单机械12.2滑轮第2课时轮轴和斜面教案新版新人教版

八年级物理下册: 12．2.2 轮轴和斜面 【学习目标】 1．轮轴的实质。 2．斜面的特点。 重点难点： 斜面和轮轴的实质分析。 学习内容：轮轴和斜面 学习指导：阅读课本P83科学世界内容，注意观察插图，基本概念、定义用红笔做上记号。 【自学检测】 轮轴是由共同转轴的大轮和和小轮组成的，通常把大轮叫轮，小轮叫轴，常见的轮轴有门把手、方向盘、扳手拧螺丝。 【合作探究】教师巡视指导 一、轮轴的几种情况。 1．(观察右图)轮轴的实质：轮轴相当于一根可连续转动的杠杆。轮轴的中心相当于杠杆的支点，轮半径R和轴半径r相当于杠杆的动力臂和阻力臂。 分析：轮轴静止或匀速转动时，由杠杆的平衡条件可得结论：轮半径R是轴半径r的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的几分之一。轮轴平衡时，有F1×R＝F2×r。 2. 如图所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与齿轮盘组成了一个省力的轮轴，飞轮与后车轮组成了一个费(选填“省”或“费”)力的轮轴。 3．在生产、生活中，人们常会用到轮轴，轮轴由具有公共转轴的轮和轴构成。 分析：辘轳截面图如图所示，它就是轮轴的一种。辘轳也可以看成是变形的杠杆，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，水桶对轴向下的拉力是阻力F2，请在辘轳的截面图上画出辘轳的杠杆示意图。通过示意图可以发现辘轳是省力(填“省力”或“费力”)杠杆。

二、提问：为什么上山的公路修成盘山路，而不是从山下直通山顶？ 模拟实验：将三角形的纸片绕在铅笔上，如图所示。 讨论：汽车爬山相当于沿三角形的哪一边爬到山顶的？走的路程是多了还是少了？你明白了什么道理？还有哪些场合利用了斜面？ 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离就必然费力，没有既省力又省距离的机械。 【即时练习】 1．斜面是省力(填“省力”或“费力”)的简单机械，但要费距离。 2．骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是(B) A．省距离B．省力 C．费力，但省时间 D．以上说法都不对 3．我们生活中经常使用的工具和见到的情景，分别属于哪种简单机械？ a．用扳手拧螺钉：轮轴； b．汽车走的盘山公路：斜面； c．挑东西的扁担：杠杆。 4．用15N的力提起20N的物体，下列机械不可行的是(A) A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．杠杆 E．斜面 F．轮轴 5．如图所示，请你至少说出两项简单机械原理在自行车上的应用(包括结构和使用方面)。 【当堂练习】见训练案基础部分

中考物理基础篇第11讲滑轮轮轴斜面(附强化训练题)精品

【关键字】方案、情况、思路、方法、条件、动力、质量、认识、问题、难点、 系统、大力、整体、平衡、保持、提升、统一、研究、规律、特点、关键、理想、 基础、需要、重点、方式、作用、标准、水平、速度、关系、动员、分析、方向、 实现、提高、规范、不改变 第11讲滑轮轮轴斜面 11.1 学习提要 11.1.1 滑轮 滑轮是一种常见的简单机械。滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小 轮，如图11-1所示。由于使用方法的不同，可以把滑轮分为定滑轮和动 滑轮两类。 1. 定滑轮 工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂 杠杆，所以正确使用它既不省力，也不省距离，但可以改变用力方向。 2. 动滑轮 工作时轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的耗损摩擦的情况下，也就是理想情况下，使用动滑轮可以省一半的力，但要多移动一倍的距离，同时使用动滑轮不能改变用力的方向。 定滑轮与动滑轮的示意图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。 3. 滑轮组 定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。 使用滑轮组，既能省力，又能改变用力的方向，但要多移动距离。 如图11-3（a）所示，在理想状态下，只用动滑轮时，拉力F A为重力G A的一半，省了一半的力，但没有改变用力的方向。

如图11-3（b）所示，在理想状态下，拉力F B仍为物体重力G A的一半，省了一半的力，但力的方向改变了！ 在这一实例中，动滑轮起到省力的作用，而定滑轮起到可以改变力的方向的作用，把图11-3（b）加以规范美观，就成为最常见、也是最简单的滑轮组，如图11-3（c）所示。 在由一根绳子绕制的滑轮组中，重物和全部动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一。动力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。即 F=1/nG总，其中n为经过动滑轮的绳子股数，如果物体上升h，则动力作用点移动的距离为s=nh. 4. 滑轮应用的实例 滑轮或滑轮组在实际生产和生活中有着广泛的应用。如升旗时向下用力，红旗却向上冉冉升起；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或打开等，这些都是利用定滑轮改变力的方向来实现的。根据使用滑轮组可以省力和改变用力的方向这一特点，人们设计了一些“用小力换大力”的工作方案，如吊车上的滑轮组、工厂或建筑工地上常用的举吊重物的装置等，都是滑轮组的具体应用。 11.1.2 轮轴 1. 轮轴 由轮和轴组成，且轮和轴能绕共同轴线转动，这种简单机械叫做轮轴。 请注意观察图11-4所示的辘轳，在工作时，摇把转一周，辘轳的轴也转一周，其摇把相当于轮，而绕着绳子的部分即为轴。 轮和轴是连在一起的整体，轮和轴两部分能绕共同轴线旋转，轮转一周，轴也转一周。轮轴实质为一种能绕固定点连续旋转的杠杆。其示意图如图11-5所示。 根据杠杆的平衡条件可知，如果轮半径是轴半径的几倍，那么作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的几分之一，同时作用在轮上的力要移动几倍的距离。设动力为F1，则动力臂为大圆半径R；阻力为F2，这阻力臂为小圆半径r。若使轮轴正常工作，应则符合“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，即F1?R=F2?r。由图11-5可知，动力F1使轮转一周时，阻力F2在轴上转动一周。可知动力通过的距离为S1=2πR，阻力通过的距离S2=2πR。由上式可得 S1/S2=R/r，则S手=(R/r)S物。由此可知，只有动力加在轮上才能省力。

初中物理竞赛教程(基础篇)第11讲 滑轮 轮轴 斜面

第11讲滑轮轮轴斜面 11.1学习提要 11.1.1滑轮 滑轮是一种常见的简单机械。滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小 轮，如图11-1所示。由于使用方法的不同，可以把滑轮分为定滑轮和动滑 轮两类。 1.定滑轮 工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂 杠杆，所以正确使用它既不省力，也不省距离，但可以改变用力方向。 2.动滑轮 工作时轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的耗损摩擦的情况下，也就是理想情况下，使用动滑轮可以省一半的力，但要多移动一倍的距离，同时使用动滑轮不能改变用力的方向。 定滑轮与动滑轮的示意图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。 3.滑轮组 定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。 使用滑轮组，既能省力，又能改变用力的方向，但要多移动距离。

如图 11-3（a ）所示，在理想状态下，只用动滑轮时，拉力 F 为重力 G 的一半，省了 A A 一半的力，但没有改变用力的方向。 如图 11-3（b ）所示，在理想状态下，拉力 F 仍为物体重力 G 的一半，省了一半的力， B A 但力的方向改变了！ 在这一实例中，动滑轮起到省力的作用，而定滑轮起到可以改变力的方向的作用， 把 图 11-3（b ）加以规范美观，就成为最常见、也是最简单的滑轮组，如图 11-3（c ）所示。 在由一根绳子绕制的滑轮组中，重物和全部动滑轮的总重力由几段绳子承担，提起重物 所用的力就是总重力的几分之一。动力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。即 F=1/nG ，其中 n 为经过动滑轮的绳子股数，如果物体上升 h ，则动力作用点移动的距离为 s=nh. 4. 滑轮应用的实例 滑轮或滑轮组在实际生产和生活中有着广泛的应用。如升旗时向下用力，红旗却向上冉 冉升起；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或打开等，这些都是利用定滑轮改变力的方 向来实现的。根据使用滑轮组可以省力和改变用力的方向这一特点，人们设计了一些“用小 力换大力”的工作方案，如吊车上的滑轮组、工厂或建筑工地上常用的举吊重物的装置等， 都是滑轮组的具体应用。 11.1.2 轮轴 1. 轮轴 由轮和轴组成，且轮和轴能绕共同轴线转动，这种简单机械叫做轮轴。 总

滑轮和轮轴

第五讲滑轮与轮轴 一、基础知识巩固 l、简单滑轮组的特点及其解法 简单滑轮组（不含差动滑轮）（如图1、图2所示）是 用同一根绳子连结，其中一端（始端）固定，其它部分依次绕 过定滑轮、动滑轮，拉力作用在另一端（末端）．其特点是系动 滑轮的每段绳子所受的拉力（下简称张力）相等．求简单滑轮 绍们用力情况有截线法: 2、复杂滑轮组的特点及其解法 复杂滑轮组（如图3、图4所示）是由几 根绳子分别绕过动滑轮、定滑轮（有的没有定滑 轮）而构成的．其特点是同一根绳子各段的张力 相等，不同绳子的张力不相等，这是复杂滑轮组 与简单滑轮组的重要区别之一．求复杂滑轮组用 力情况的两种解法如下．（动滑轮重均忽略不计） （1）“隔离体”法 （2）公式法 A．对图3所示滑轮组的“计算公式” 若用m个动滑轮，（如图3甲所示） 当绳的末端系重物时（如图3乙所示），同理可得: B．对图4所示滑轮组的“计算公式” 当绳的末端未系物体时（如图4甲所示） 当绳的末端吊物体时（如图4乙所示），同理可得到:(2)

3、差动滑轮及求其用力情况的公式 在图5所示的滑轮中，它的上面是两个固定在一起的定滑轮，这两个定滑 轮直径不同，但同轴转动，绳在滑轮上不滑动；下面是一个动滑轮；用一 根绳子或链条把定滑轮和动滑轮连结起来，这样组成的滑轮组叫做差动滑 轮． 二、轮轴 定义由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。 轮轴的实质 能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。 轮轴的平衡条件 如图所示，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆的平衡条件有：F1R=F2r （动力×轮半径=阻力×轴半径）。 由上式可知：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆。轮和轴的半径相差越大则越省力，但越费距离。 像辘轳、绞盘、石磨、汽车的驾驶盘、扳手、手摇卷扬机、门把手,方向盘和这样的轮轴是最简单的，没有动力传递，动力车辆的轮轴就复杂得多。 二、典型例题 例1、辘轳摇把到轴线的距离是50cm，轴半径是10cm，把240N的水桶从井中匀 速提起，应在摇把上加多大的力？如果井深6m，那么手摇摇把移动多少距离？ 例2、在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮 半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，物重G=500牛顿，每个动滑轮重P=50牛 顿．如果不计绳重和摩擦，各段绳的方向保持相平行，那么： （1）为把重物提起，作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿？ （2）若把重物提起0.1米，动力F的作用点要移动几米？ （3）该装置的机械效率是多少？ 例3、某次刮大风时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如下图所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是 ( ) 例4、体重是600N的人站在重为200N的木板上，如图所示，则站在木板上的人 用多大的拉力才能使木板水平且静止？这时是人对木板的压力是多少？