科学小实验: 认识一下,事半功倍的滑轮家族吧

小朋友们,大家还记得之前小兔分享过的国旗升降台的小实验吗?在那个实验当中,我们知道了定滑轮的工作原理。其实,滑轮家族还有其他两位成员,就是我们今天要介绍的动滑轮和滑轮组。在日常生活当中,滑轮是人类的好帮手,帮助人类从事很多生产和生活的工作。定滑轮除了应用到国旗升降当中,还被应用到家用电梯中;动滑轮被应用到现代化起重机上,可以使起重作业更平稳;滑轮组也被应用到塔吊和吊车等大型装置上。

 

这些滑轮长得都一样,为什么还分不同的类型呢?各类滑轮的工作原理是什么呢?它们能发挥什么作用呢?小朋友们是不是对这些很好奇,那么,我们就带着这些问题开始今天的实验。小兔相信,实验之后,小朋友们都会成为滑轮小专家。


芈盒锦囊

通过制作滑轮组,了解定滑轮、动滑轮的工作原理。


实验器材

L杆,轴套,90轴,短直杆,25轴,皮带轮,直铁片,15轴,L形铁片,棉线


实验步骤

01

在一根L杆的中间和顶端孔插入90轴,轴两端插入轴套。


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02

两根90轴两侧连接短直杆,外面轴套固定。


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03

在另一根L杆中间插入两根25轴,轴上各连接皮带轮和轴套。


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04

剩下的一个皮带轮上插入25轴,两端连接直铁片,外侧轴套固定,直铁片下用一根15轴连接L形铁片,轴套固定。


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05

将第2、3步的L杆和直杆用轴及轴套连接,下面其中一根轴较长,用来固定绳子。


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06

把棉线剪成两段(短的一段40cm左右),短棉线放到内侧皮带轮上,并一端绑上L形铁片,另一端可以先绕在轴上;长棉线先放到外侧皮带轮上,一端穿过第4步的皮带轮组,固定到上面的L杆顶端孔内,另一端也绕到轴上。


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芈小兔说原理

今天的实验,我们利用到了滑轮原理。


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定滑轮是使用时轴的位置固定不动的滑轮。定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。属于滑轮原理的应用和机械功的讨论,实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆“等臂杠杆”。


动滑轮是轴位置随被拉物体一起运动的滑轮。动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆“省力杠杆”。它不能改变力的方向,但最多能省一半的力,但是不省功。


滑轮组是由多个动滑轮、定滑轮组装成的一种简单机械,既能省力也可以改变用力的方向。


芈盒启迪

滑轮的工作原理实质上就是杠杆原理,杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”,即要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂。在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;如果想要省距离,就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力,也可以省距离。


关于杠杆原理有一句流传很久的名言:“给我一个支点,我就能撬起整个地球!”,这是杠杆原理的发明者说的话,那小朋友知道这个人是谁吗?


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【安全提示】

孩子在做实验时一定要在大人或老师的指导下操作哦,所有器材都不可以入口~




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