讓我們一起“玩轉(zhuǎn)”滑輪

劉榮芬

DIY定滑輪和動(dòng)滑輪

器材：瓶蓋1個(gè)、釘子1枚、皮筋2根、繩子1根、鉤碼1個(gè).

制作過程：（1）將2根皮筋分別纏在瓶蓋上，中間即為滑輪的槽.

（2）將釘子在瓶蓋中間穿透，如圖1.將瓶蓋固定在墻L.制成定滑輪.

（3）將繩子一端系上鉤碼，繩子繞在瓶蓋上的皮筋中間.向下拉繩子.鉤碼向上移動(dòng)，如圖2.

（4）將瓶蓋中的釘子取出，將繩子穿過瓶蓋中的小孔后兩端系起.用來掛鉤碼.如圖3.

（5）將釘子釘在墻上，將繩子的一端固定在釘子上，從瓶蓋上的皮筋中間繞過，制成動(dòng)滑輪，向上提繩子，鉤碼向上移動(dòng)，如圖4.

觀察：請(qǐng)大家注意觀察并思考釘子的位置、作用和物體所掛的位置，以及物體被提升時(shí)，滑輪是否隨物體一起移動(dòng).

定滑輪和動(dòng)滑輪的定義

滑輪分定滑輪和動(dòng)滑輪兩種.

提升物體時(shí).軸的位置固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪.使用定滑輪時(shí)，定滑輪不隨物體的移動(dòng)而移動(dòng)，

工作時(shí)軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪.動(dòng)滑輪與物體是一個(gè)整體.

例1如圖5為家庭手搖升降晾衣架結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)順時(shí)針搖動(dòng)手柄時(shí)，橫桿上升，下列滑輪屬于動(dòng)滑輪的是（）.

A.甲

B.乙

C.丙

D.丁

分析：定滑輪和動(dòng)滑輪的主要區(qū)別是動(dòng)滑輪會(huì)隨物體一起運(yùn)動(dòng)，定滑輪不隨物體運(yùn)動(dòng).甲、乙、丙滑輪的軸是固定不動(dòng)的，是定滑輪.搖動(dòng)手柄時(shí)，丁滑輪會(huì)與橫桿一起運(yùn)動(dòng).是動(dòng)滑輪，

答案：D

例2如圖6所示.下列說法正確的是（）.

A.甲、乙都是定滑輪

B.甲、乙都是動(dòng)滑輪

C.甲是定滑輪.乙是動(dòng)滑輪

D.甲是動(dòng)滑輪.乙是定滑輪

分析：軸固定不動(dòng)的滑輪是定滑輪，隨物體一起升降的滑輪是動(dòng)滑輪.甲圖中的滑輪與物體G-起升降，是動(dòng)滑輪：乙圖中滑輪的軸固定不動(dòng)，是定滑輪.

答案：D

定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)與工作特點(diǎn)

定滑輪和動(dòng)滑輪實(shí)際上是變形的杠桿.

定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿.定滑輪的支點(diǎn)在軸心，如圖7.根據(jù)杠桿平衡條件可知，使用定滑輪不省力也不費(fèi)力.但可以改變力的方向，向下施加力.可以使物體向上移動(dòng).

動(dòng)滑輪的本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿.動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在繩子始端與滑輪的切點(diǎn)處.即O點(diǎn)，如圖8.根據(jù)杠桿平衡條件可知.使用動(dòng)滑輪可以省一半力，但小能改變力的方向，即力的方向與物體移動(dòng)方向相同，

倒3如圖9所示是利用動(dòng)滑輪提升重物的情況，下面對(duì)動(dòng)滑輪的分析中，你認(rèn)為不正確的是（）.

A.動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的變形杠桿

B.動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在其圓心0處 .

C.由于動(dòng)滑輪隨重物一起運(yùn)動(dòng).其支點(diǎn)的位置也不斷變化

D.動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿

分析：動(dòng)滑輪可以隨物體一起運(yùn)動(dòng)，其實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿，并且可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，A、D正確，動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在繩子始端與滑輪的切點(diǎn)處，應(yīng)是圖9中的A處.B錯(cuò)誤，動(dòng)滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)A也隨之運(yùn)動(dòng).C正確，

答案：B

例4滑輪是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種簡(jiǎn)單機(jī)械.某同學(xué)用定滑輪進(jìn)行了如圖10所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn).

（1）該同學(xué)研究的問題是______.

（2）在研究該問題時(shí)，操作彈簧測(cè)力計(jì)的方法是____________.

分析：（l）由圖10可知，該同學(xué)使用同一定滑輪提升同一重物時(shí).不斷改變拉力的方向，觀察拉力的大小是否改變.是在研究拉力的大小與拉力的方向是否有關(guān).（2）研究該問題時(shí)，應(yīng)該讓物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài).故應(yīng)拉著重物保持靜止或沿某一方向勻速拉動(dòng)重物.

答案：（1）使用定滑輪提升同一重物時(shí)，拉力的大小與拉力的方向是否有關(guān) （2）保持重物靜止或沿某一方向勻速拉動(dòng)重物

滑輪組的特點(diǎn)

如果既想省力又想改變力的方向，就要同時(shí)使用定滑輪和動(dòng)滑輪，這樣就組裝成了滑輪組.動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)決定了省力情況.

忽略繩重與摩擦，當(dāng)有n段繩子承擔(dān)物重時(shí)（即有n段繩子與動(dòng)滑輪相連）.繩自由端的拉力F=G/nG為物重和動(dòng)滑輪重的總和.滑輪組省力， 但是費(fèi)距離，物體移動(dòng)距離為h.則拉力移動(dòng)的距離s=nh，

例5 如圖11所示.起重機(jī)吊臂前端的簡(jiǎn)單機(jī)械是（）.

A.定滑輪

B.動(dòng)滑輪

C.滑輪組

D.輪軸

分析：由圖可知，圖中既有動(dòng)滑輪又有定滑輪，共同組成了滑輪組.有多段繩子承擔(dān)物重，故這一機(jī)械是滑輪組.

答案：C

學(xué)即用，練一練：

1.如圖12所示，甲、乙兩人分別將一個(gè)物體拉上去.甲使用的是____，乙使用的是______（均填“定滑輪”或“動(dòng)滑輪”）

2.如圖13是汽車陷進(jìn)泥潭后司機(jī)實(shí)行自救的示意圖.自救時(shí)用到的滑輪是____，其作用是_____.

3.如圖14.把重30N的物體勻速向上拉起.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是16N，若不記摩擦.動(dòng)滑輪重_____N.

參考答案：1.定滑輪動(dòng)滑輪 2.動(dòng)滑輪省力 3.2endprint