任务拆解

任务拆解

【实验一】探究定滑轮

实验方法:

1.如图组装实验装置。

组装定滑轮

2.取40厘米长的线绳,两端各系S钩,把系好S钩的线绳挂在定滑轮上。

连接绳钩

3.如图所示,用测力计称量钩码质量,再利用定滑轮提升钩码,读出读数(观察在定滑轮上提升物体的工作状态)。

用测力计称量钩码质量

4.变换钩码数量,重复步骤3,读出读数,并且填入表1。

表1 定滑轮实验记录表

5.分析表1结果,说明定滑轮的作用。

实验结论:

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小贴士

(1)定滑轮:被安装在一个固定位置不能移动的滑轮。

(2)定滑轮实质:等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。

(3)定滑轮的特点:定滑轮系统中滑轮是不会移动的。通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮,弹簧秤的读数是一样的。可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。

(4)定滑轮的原理:定滑轮是等臂杠杆,动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力的结论。

【实验二】探究动滑轮

实验方法:

1.如图组装实验装置。

组装支架

2.如图组装实验装置,取40厘米长的线绳,一头系上S钩,另一头系在钢棒上。

连接绳钩

3.用测力计称量钩码和动滑轮的总质量,再利用动滑轮提升钩码,读出读数(观察在动滑轮上提升物体的工作状态)。

4.改变钩码数量,重复步骤3,读出读数,并且填入表2。

用测力计称量钩码和动滑轮质量

表2 动滑轮实验记录表

5.分析表2结果,说明动滑轮的作用。

实验结论:

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小贴士

(1) 动滑轮连接在负载上,是同负载一起移动的滑轮。

(2) 动滑轮实质:动力臂为阻力臂2倍的杠杆,省1/2力,多费1倍距离。

(3) 动滑轮的特点:使用动滑轮能省一半力,费距离。这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费距离。

(4)动滑轮的原理:把滑轮的圆心看作是杠杆的支点O。滑轮的轴是阻力的作用点,被提升的物体对轴的作用是阻力,绳对轮的作用是动力。提升物体时,如两边绳子平行,动力臂为阻力臂的两倍,而动力是阻力的一半,即可看作是省力杠杆。

【实验三】探究滑轮组的作用

实验方法:

1.如图组装实验装置。

2.如图组装滑轮组,测量利用滑轮组提升钩码所用的力。

3.如下图组装滑轮组,测量利用滑轮组提升钩码所用的力,分析滑轮组省力的规律。

4.利用一个定滑轮和两个动滑轮,尝试组装复杂的动滑轮组。

实验结论:

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小贴士

滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成,可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中,省力多少和绳子的绕法,决定滑轮组的使用效果。绕绳的原则是:当定滑轮和动滑轮数量相等时,绳子的自由端可以从动滑轮出来,也可以从定滑轮出来,而且从定滑轮出来时,绳子的固定端挂在定滑轮上,从动滑轮出来时,绳子的固定端挂在动滑轮上;当定滑轮和动滑轮数量不相等时,绳子的自由端从数量多的滑轮那边出来,绳子的固定端挂在数量少的滑轮那一边。动滑轮数量一定时,当绳子的固定端挂在动滑轮上时,要比绳子的固定端挂在定滑轮上省力(因为有更多段绳子承担物重)。使用滑轮组时,重物有几条绳索承受,提起物体所用的力就是物重的几分之一。

滑轮组