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物理

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12.2 实验:探究使用定滑轮和动滑轮的特点  

2016-11-12 18:11:39|  分类: 一节一实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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12.2 实验:探究使用定滑轮和动滑轮的特点  


实验目的:

使用定滑轮和动滑轮的特点。

实验原理:

用弹簧测力计测出物体受到的重力,再测出通过滑轮使物体保持平衡的力,比较它们的大小和方向的关系。

实验器材:

滑轮、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。

实验步骤:

实验一、探究使用定滑轮的特点

1.按如图1所示方式组装定滑轮。

12.2 实验:探究使用定滑轮和动滑轮的特点 - 物理 - 物理

图1

2.在定滑轮的左侧挂钩码,右侧竖直向下拉弹簧测力计,使钩码保持平衡。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。(将实验数据记录在表中)

3.改变弹簧测力计拉力的方向,再进行观察和比较。

4.改变钩码的个数,重做上述实验。


实验次数

钩码所受的重力F2/N

弹簧测力计的示数F1/N

1

 

 

2

 

 

3

 

 


5.分析表中的数据,得出的结论是:使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向。

实验二、探究使用定滑轮的特点

1.按如图2所示方式组装动滑轮。

12.2 实验:探究使用定滑轮和动滑轮的特点 - 物理 - 物理

图2

2.竖直向上拉弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读出弹簧测力计示数,观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。(将实验数据记录在表中)

3.改变钩码的个数,重做上述实验。


实验次数

钩码所受的重力F2/N

弹簧测力计的示数F1/N

1

 

 

2

 

 

3

 

 


4.分析表中的数据,得出的结论是:使用动滑轮能省力,但不能改变动力的方向。

分析评估:

通过对定滑轮和动滑轮的杠杆变形分析,理解定滑轮不省力而动滑轮省一半力的结论。

如图3(a)所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动,定滑轮的轴心为支点(支点不动),动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然,动力臂、阻力臂都等于圆的半径,根据杠杆平衡条件,故F=G,即使用定滑轮不省力。

12.2 实验:探究使用定滑轮和动滑轮的特点 - 物理 - 物理

图3

如图3(b)所示是一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置,支点上下移动,而动力作用点在绳子与轮相切的另一边,阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍,故依据杠杆平衡条件F =1/2G,即使用动滑轮省一半力。

操作提示:

1.在研究定滑轮特点时,要给学生提供重一些的钩码,这样能减小因弹簧测力计的重力和轮与轴间的摩擦而产生的误差。

2.在研究动滑轮特点时,要指导学生使跨过动滑轮的两段绳竖直且平行,而且仍要给学生提供重一些的钩码进行实验。因为只有当钩码重力大于动滑轮重力时,才能得出使用动滑轮可以省力的结论。

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