老师
同学们大家好,我是北京交大附中的徐老师,这节课我们一起学习滑轮。在生活生产中,很多地方都会用到滑轮,比如旗杆顶端有滑轮,升旗的时候向下拉绳子,国旗就会向上升起,可升降量一杆顶端也有滑轮,塔式起重机上有多处用到了滑轮,那么滑轮的结构是怎样的?我们一起观察一下。滑轮的结构包含矿有沟槽的圆轮轴,这种周边有槽能绕轴转动的圆轮叫做滑轮。我们来看看单独使用一个滑轮有几种方式,比如旗杆顶端的滑轮,向楼上提升建筑材料所用的滑轮。两个滑轮在使用上有什么不同?我们发现旗杆顶端的滑轮在使用时轴是固定不动的,而提升建筑材料所用的滑轮,随着物体的提升,滑轮也随之提升,也就是说滑轮的轴是随着物体一起运动的。我们把使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮,使用时轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。我们来认识一下滑轮使用中的一些物理量。借物表示重物受到的重力, f 表示绳子自由端拉力, h 表示重物移动的距离或者说重物被提升的高度, s 表示绳子自由端或者说拉力作用点移动的距离。
老师
我们来看一组漫画,大人利用定滑轮将重物调到二楼,孩子想帮忙却把自己吊了上去。为什么会出现这样的笑话?你能解释其中的道理吗?从使用情况看,使用定滑轮可以改变力的方向,使用动滑轮不能改变力的方向,这两种滑轮还有什么其他的工作特点吗?是不是像杠杆一样能够省力或省距离?我们通过实验探究,先来看用弹簧测力计直接提升物体的情况。
老师
测力计示数为两牛,我们再来观察用测力计通过一个定滑轮匀速提升物体的情况。已经针对本实验调节好了测力计。实验中,请大家观察物体和绳端移动的距离,绳端拉力的方向和大小。先重点观察物体和绳端移动的距离。铁架台的树杆上有标好的大格,每格为 5 厘米,大家可以观察钩马的上边缘和测力记挂钩处分别通过几个格,物体移动的距离和绳端移动的距离都是两个大格,都是 10 厘米。再来观察测力计示数。
老师
测力计示数约为两牛。将以上数据记录在表格中,我们再用测力计通过一个动滑轮匀速提升物体。实验中,请大家观察物体和绳端移动的距离,绳端拉力的方向和大小。先重点观察物体和绳端移动的距离,物体移动的距离是两个格 10 厘米,绳端移动的距离是 4 个格 20 厘米。再来观察测力机示数,测地剂示数为 1. 2 扭。将以上数据记录在表格中,请大家结合表格中的数据,分析定滑轮和动滑轮的工作特点。先看定滑轮,绳端拉力等于物重,绳端查看隐藏内容