如滑轮、轮轴等，这一节我们就来学习这些简单机械。
一、定滑轮和动滑轮
1. 定义:请同学们阅读教科书第10~11页内容并回答:什么叫作定滑轮? 什么叫作动滑轮? 它们在生活中有哪些具体的应用?
2. 探究定滑轮和动滑轮的特点。
按照图甲和图乙所示分别组装滑轮装置,参照教科书“做一做”进行实验,实验测得的数据如下表1和表2所示。
表1
实验序号 钩码重G/N 拉力F/N
① 1 1
② 图2 2
③ 3 3
表2
实验序号 钩码重G/N 拉力F/N
① 1 0.7
② 图3 1.2
③ 3 1.7
由表1中的数据可知,使用定滑轮
(选填“省力”或“不省力”,下同);由表2中的数据可知,使用动滑轮
。
3. 使用滑轮的理论分析。
为什么外形相同的滑轮在使用方法不同时会出现不同的作用呢? 下面我们运用杠杆的平衡条件进行分析论证。
(1) 由图甲可以看出,定滑轮是一种变形的杠杆,定滑轮在使用时,实质上相当于一个
杠杆,因此拉力和重力的关系是
的,即使用定滑轮不省力。若改变拉力的方向,F与G还相等吗? 由此你能得到使用定滑轮的优点是什么?
(2) 动滑轮在使用时,同样也可以看作是一个变形的杠杆。参照图乙,你能指出动滑轮的支点在哪里吗? 从图中可以看出,动滑轮在使用时,相当于一个动力臂为阻力臂
倍的
(选填“省力”或“费力”)杠杆,因此拉力和重力的关系是
。
解析：
【分析】
本题围绕定滑轮和动滑轮展开，需分三步思考：1. 先明确定滑轮和动滑轮的定义，结合生活实例理解；2. 通过实验数据（表1、表2）分析定滑轮和动滑轮的省力特点，对比拉力与钩码重的大小关系得出结论；3. 运用杠杆平衡条件分析定滑轮和动滑轮的本质，明确其杠杆类型、力的关系及优点。
【解析】
1. 定义：轴的位置固定不动的滑轮是定滑轮；轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮是动滑轮。生活中，旗杆顶部的滑轮、升降晾衣架的定滑轮部件是定滑轮的应用；起重机吊钩上的滑轮、简易起重装置的动滑轮是动滑轮的应用。
2. 实验数据分析：表1中，定滑轮的拉力F等于钩码重G，因此使用定滑轮不省力；表2中，动滑轮的拉力F小于钩码重G，因此使用动滑轮省力。
3. 理论分析：
(1) 定滑轮的实质是等臂杠杆，根据杠杆平衡条件，拉力和重力大小相等，因此使用定滑轮不省力；改变拉力方向后，力臂仍等于滑轮半径，F与G仍相等，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，方便施力。
(2) 动滑轮的支点位于边缘与固定细绳接触的位置；动滑轮的动力臂为阻力臂的2倍，属于省力杠杆，不计动滑轮自重及摩擦时，拉力F为物重的二分之一，即$F=\frac{1}{2}G$。
【答案】
1. 轴的位置固定不动的滑轮叫作定滑轮；轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮叫作动滑轮。定滑轮应用：旗杆顶部的滑轮、升降晾衣架的定滑轮部件等；动滑轮应用：起重机吊钩上装配的滑轮、简易起重装置的动滑轮等。
2. 不省力；省力
3. (1) 等臂；大小相等；改变拉力方向后，F与G仍然相等；使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，方便施力。
(2) 动滑轮的支点位于动滑轮边缘与固定细绳相接触的位置（即图乙中的O点）；2；省力；不计动滑轮自重及摩擦时，拉力大小为物重的二分之一，即$F=\frac{1}{2}G$
【知识点】
定滑轮与动滑轮、杠杆的平衡条件
【点评】
本题考查简单机械中定滑轮和动滑轮的核心知识点，结合实验探究与理论分析，是初中物理力学的基础内容，注重对概念和规律的理解应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
