0160202簡單機械

03滑輪

 

認識滑輪

  升旗時,在旗桿下方拉動繩子,就可以使國旗升上旗桿頂端,這是因為旗桿頂端有一個可轉動的輪子,輪子側面有可放置繩子的凹槽,拉動繩子時,輪子會轉動,這種裝置稱為滑輪。

使用滑輪工作時,滑輪有不同的裝置方法

定滑輪

滑輪安裝在固定的位置,不會隨物品移動。

動滑輪

滑輪位置沒有固定,會和物品一起移動。

 

  滑輪是一種簡單機械,利用定滑輪拉起物體時,可以省力嗎?讓我們利用定滑輪來進行實驗觀察。

動手做

定滑輪實驗

1.架設定滑輪,並準備數個等重的砝碼。

2.在定滑輪一端的繩子上掛上2個砝碼作為重物。

3.在繩子的另一端依序掛上砝碼,直到定滑輪不再轉動,記錄所掛的砝碼重量。

4.取下一端的砝碼,改用手拉動繩子,當繩子向下拉10公分後,觀察重物移動的方向和距離。

 

討論

1.根據實驗結果,使用定滑輪拉動重物時能省力嗎?

不能省力。

2.手拉動繩子的長度和重物移動的距離相同嗎?

相同。

3.重物移動的方向和手拉繩子的方向一樣嗎?

手往下拉繩子,重物往上升,方向相反。

 

  利用動滑輪拉起物體時,施力的大小和方向又是如何呢?

動手做

動滑輪實驗

1.利用砝碼當重物,將砝碼掛在動滑輪掛勾上,再利用彈簧秤測量滑輪和砝碼的總重量。

因為滑輪和重物一起掛在繩子上,所以測量重量時要一起測量!

2.將繩子一端固定在支架上,繞過滑輪,另一端掛住彈簧秤,手拉住彈簧秤,觀察刻度。

3.取下彈簧秤,用手垂直向上拉動繩子,當繩子拉動10公分後,觀察砝碼移動的方向和距離。

 

討論

1.根據實驗結果,使用動滑輪拉動重物時能省力嗎?

能省力。

2.手拉動繩子的長度和重物上升的距離有什麼差異?

手拉繩子的長度是重物上升距離的兩倍。

3.重物移動的方向和手拉繩子的方向一樣嗎?

一樣。

 

滑輪的應用

  想想看,定滑輪和動滑輪在使用上和槓桿原理有相關嗎?

定滑輪

  使用定滑輪時,軸心是支點,輪的半徑分別是施力臂及抗力臂,所以使用時不省力也不費力。但是施力的方向和重物上升的方向相反,所以可以改變施力方向,具有操作方便的特性。

動滑輪

  使用動滑輪時,輪上懸掛繩子處是支點,輪的直徑是施力臂,輪的半徑是抗力臂,所以使用時較為省力。但是施力方向和重物上升的方向相同,操作上並不方便。

 

  如果將定滑輪和動滑輪結合在一起,操作時會有怎樣的效果呢?

定滑輪無法省力,但可以改變重物移動方向;使用動滑輪工作,可以省力,不過在操作上卻不一定方便,結合兩者,可以具有操作方便且省力的效果。

 

是非第一關 (25題)

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選擇第一關 (25題)

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