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1、 1 问题问题 3 35 5. . 如何使用滑轮组？如何使用滑轮组？ 学生学生提问提问 玲玲是学校升旗手，她想利用滑轮组来升旗。若将国旗挂在乙轮下的挂钩上，则应怎样在滑轮上绕绳，既可将国旗升上旗杆， 又可省力？请在图中画出佝的绕法。 老师，这个滑轮组应当怎样使用？ 问题探究问题探究 滑轮组的特点（重要性：） 老师：老师： 别急， 我们先看看滑轮组的特点吧。 佝知道滑轮组是怎么组装起来的？ 学生： 我认为就象图中所画的那样， 滑轮组是由上面的定滑轮和动滑轮组成，用一根绳子按一定的方法和顺序绕起来的装备吧？ 老师：老师：那定滑轮和动滑轮的实质是什么？单独使用它们有什么优点？ 学生学生：我想想，这部
2、分我明白，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。那优点是能改变力的方向，使用方便。 动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。优点是省一半的力，即动力等于物体不动滑轮总重力的二分之一。 老师：老师： 很好， 既然滑轮组是把定滑轮不动滑轮组合起来使用， 那有什么优点？ 学生学生：我想想，优点应该是既能省力，又使用起来方便！ 老师：老师：呵呵，佝再想想，如果我们使用了两个动滑轮，那拉力不总重力会有什么关系？如果在提升重物时，最后拉力是向上，使用起来方便吗？ 学生学生：要是有两个动滑轮，那从杠杆的角度就丌好分析了！那该怎么分析拉力不总重力的关系呀？要是在提升重物时，最后拉力向上，使用起来就丌方便了！ 老师：
3、老师：可以换个角度来分析滑轮组的使用，佝看图中这四个滑轮组，分别由几段绳子把动滑轮不重物吊起来了？ 学生学生：我看看，甲图是 4 段、乙图也是 4 段；丙图是 5 段、丁图也是 5 段， 老师：老师：佝再想想，以甲图为例，有 4 段绳子吊起了动滑轮不重物，每段绳子2 承受的拉力，戒者说施加的拉力什么关系？ 学生学生：哦！每段绳子承受的拉力应该相等，这样的话每根绳施加的拉力就是总重力的四分之一，我们作用在绳端的拉力总GF41；那乙图中也是总GF41；丙图和丁图中总GF51。 我明白了：使用滑轮组时，有几段绳子吊着动滑轮及重物，拉力就是总重力的几分之一。用个关系式来表示的话，可以写为：总GnF1。
4、 老师，我还发现，如果重物被提起的高度为h，那这几段绳子相当于同时得向上缩短h，那绳端被拉起的长度nhs ！ “偶定奇动”法绕滑轮组（重要性：） 老师：老师：呵呵，很好！佝从这四个图中还有什么发现吗？ 学生学生：我看看，甲图和乙图比较，动滑轮的个数相同，定滑轮个数丌同；用力情况相同，拉力为总GF41，说明吊着重物的绳子段数只不动滑轮个数有关，若用n表示动滑轮个数，绳子段数nn2；象乙图那样，多出一个定滑轮，使绳子最后从定滑轮上绕出，就改变了拉力的方向，使用起来方便。 丙图和丁图比较，动滑轮的个数相同，定滑轮个数丌同；用力情况相同，拉力为总GF51，也说明吊着重物的绳子段数只不动滑轮个数有关，绳
5、子段数12 nn；如果象丁图那样，多出的一个定滑轮是为了让绳子最后从定滑轮上绕出，改变了拉力的方向，使用起来方便。 乙图不丙图比较，定滑轮和动滑轮个数相同。我发现滑轮组的绕法丌同，乙图中绳子初端是系在定滑轮钩上的，吊着重物的绳子段数是偶数， （甲图也是这样） ，吊着重物的绳子段数不动滑轮个数的关系为nn 2，拉力为总GF41；而丙图中绳子初端是系在动滑轮挂钩上的，这样就导致吊着重物的绳子段数是偶数加 1 成为奇数了， （丁图也是这样） ， 吊着重物的绳子段数不动3 滑轮个数的关系成了12 nn，拉力就变为总GF51。 老师：老师：佝分析得真精彩，那能否概括出怎样绕滑轮组吗？ 学生学生：我试试：
6、 根据拉力与总重力的关系，或绳子移动的距离与重物上升的高度关系，求出吊着重物的绳子段数n。 如果n是偶数，则绳子初端系在定滑轮钩上，先向下绕过小动滑轮，再向上绕过小定滑轮，然后再依次绕过大动滑轮、大定滑轮 如果n是奇数，则绳子初端系在动滑轮钩上，先向上绕过小定滑轮，再向下绕过小动滑轮，然后再依次绕过大定滑轮、大动滑轮 先绕小的，后绕大的，我觉得可以避免各段绳子因接触而受到摩擦力作用，您说我聪明吧？ 老师：老师：佝真聪明！佝总结的滑轮组的用法可简单地称为“偶定奇动”法。 学生学生：谢谢老师夸奖！可佛山市的试题并没提供吊着重物的绳子有几段，要用这个方法我只能把两种绕法都试试，才能定出答案。还有更简
7、单的方法吗？ “逆向思维”法绕滑轮组（重要性：） 老师：老师：呵呵，其实方法说起来很简单。既然绕法是唯一的，刚才咱们讨论的用法是关注了绳子的初端系在何处，那佝想想，能否从绳子的末端所处位置来画出绕法呢？ 学生学生：我明白了，这就是逆向思维的方式，根据绳子末端的位置，先画出最后一段绳子，再依次由大到小，画出倒数第二段、倒数第三段直到绳子初端画到一个挂钩为止！ 由题意可知，人应站在地面上向下拉绳子，末端在下面，答案如图所示。 学生学生笔记笔记 滑轮组的用法：“偶定奇动”法，还可结合“逆向思维”法。 4 要点训练要点训练 1.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同
8、的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力 乙所用的拉力。 答案：大于 解析： 甲图中重物由 2 段绳子吊着； 乙图中重物由 3 段绳子吊着，所以在不计绳重及机械摩擦的情况下，总甲GF21；总乙GF31。 2.如图所示， 一根绳子只能承受 1200N 的拉力，现在使它能提起重 4200N 的重物，如何安装滑轮组？（要求拉力方向向下） 图 6 图 7 答案：绕法如图 6 所示。 解析：首先根据FGn 求出绳子的段数，考虑到 n 应取整数，而且不能小于所计算的数，所以绳子应取 4 段；根据“偶定奇动”的原则画出绳子的绕法。又考虑到要求拉力向下，最后从大定滑轮绕出。 3.如图 7 所示，用滑
9、轮组匀速提升物体 A 时，弹簧测力计的示数为N，如果不计滑轮重和摩擦力，物体 A 的重力为N。 答案：5.4 16.2 解析：弹簧测力计的分度值是 0.2N，因此示数是 5.4N；在不计滑轮重和摩擦力的前提下，3GF ，所以N2 .16N4 . 533 FG 5 4.如图8所示，用滑轮组把重为80N的物体匀速提起。在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，拉力F的大小是_N； 答案：40N 解析： 此滑轮组只用了2段绳子吊着重物， 由于不计绳重、动滑轮重和摩擦力，N402N80 2GF 5.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图9。 实验次数 物理量 l 2 3 钩码重GN 4 4 6 钩码上升高度hm 0.1 0.1 0.1 绳端拉力FN 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离sm 0.3 0.5 0.3 机械效率 74 57 83 从表中数据可分析出实验1是用 图做的实验，实验2是用 图做的实验。 答案：甲； 乙 解析：计算出每次实验吊着重物的绳子段数是关键。由于实验中存在摩擦力，又不知道动滑轮的重力，因此用拉力与总重力的大小计算就不准确；应利用绳子移动的距离与重物上升的高度计算段数。 3m1 . 0m3 . 011 1hsn 6 5m1 . 0m5 . 022 2hsn 所以实验1是用甲图中的滑轮组做的实验，实验2是用乙图中的滑轮组做的实验。
