讓我們一起“玩轉(zhuǎn)”滑輪

劉榮芬

DIY定滑輪和動滑輪

器材：瓶蓋1個、釘子1枚、皮筋2根、繩子1根、鉤碼1個.

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，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，制成動滑輪，向上提繩子，鉤碼向上移動，如圖4.

觀察：請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，滑輪是否隨物體一起移動.

定滑輪和動滑輪的定義

滑輪分定滑輪和動滑輪兩種.

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

工作時軸隨物體一起移動的滑輪叫動滑輪.動滑輪與物體是一個整體.

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

A.甲

B.乙

C.丙

D.丁

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

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、乙都是動滑輪

C.甲是定滑輪.乙是動滑輪

D.甲是動滑輪.乙是定滑輪

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

答案：D

定滑輪和動滑輪的實質(zhì)與工作特點

定滑輪和動滑輪實際上是變形的杠桿.

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.

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

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

A.動滑輪實質(zhì)上是可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的變形杠桿

B.動滑輪的支點在其圓心0處 .

C.由于動滑輪隨重物一起運(yùn)動.其支點的位置也不斷變化

D.動滑輪的實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿

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

答案：B

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

（1）該同學(xué)研究的問題是______.

（2）在研究該問題時，操作彈簧測力計的方法是____________.

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.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，應(yīng)該讓物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動狀態(tài).故應(yīng)拉著重物保持靜止或沿某一方向勻速拉動重物.

答案：（1）使用定滑輪提升同一重物時，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重物

滑輪組的特點

如果既想省力又想改變力的方向，就要同時使用定滑輪和動滑輪，這樣就組裝成了滑輪組.動滑輪的個數(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（即有n段繩子與動滑輪相連）.繩自由端的拉力F=G/nG為物重和動滑輪重的總和.滑輪組省力， 但是費(fèi)距離，物體移動距離為h.則拉力移動的距離s=nh，

例5 如圖11所示.起重機(jī)吊臂前端的簡單機(jī)械是（）.

A.定滑輪

B.動滑輪

C.滑輪組

D.輪軸

分析：由圖可知，圖中既有動滑輪又有定滑輪，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、乙兩人分別將一個物體拉上去.甲使用的是____，乙使用的是______（均填“定滑輪”或“動滑輪”）

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

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

參考答案：1.定滑輪動滑輪 2.動滑輪省力 3.2endprint