湘教版四年級科學下冊第五單元 生活中的機械教學設計
4.定滑輪
滑輪是一種簡單機械,是杠桿的變形,有定滑輪和動滑輪兩種。轉軸位置固定不動的滑輪,叫定滑輪。定滑輪實際上是一個等臂杠桿,支點o在滑輪中心,半徑oa、ob分別為動力臂和阻力臂,根據(jù)杠桿原理,動力f與重力g的大小相等,f=g。因此,使用定滑輪不能省力,但能改變用力方向,使工作方便。
5.動滑輪
轉軸的位置隨起吊重物一起移動的叫動滑輪。動滑輪可看成是不等臂的杠桿,繩索與滑輪邊沿的接觸點o為支點,oa為動力臂,ob為阻力臂,根據(jù)杠桿原理,f•oa=g•ob,或f=1/2g ,即動力f等于重力g的一半,由此可見,使用動滑輪可以省一半的力,但不能改變作用力的方向。
6.滑輪組
動滑輪和定滑輪在一起可以組合成各種形狀的滑輪組。滑輪組不但省力,又能改變作用力方向。例如起重機的起重臂到釣鉤間通常用滑輪組。
7.定滑輪和動滑輪的組合
8.子貢推廣桔槔的故事
孔夫子有個學生叫子貢,他對有用的技術比較關心。有一次,他經過晉國,見到一個老頭在澆菜。老頭采用的是老辦法:從地面開一條隧道通到井下,一次次由隧道下井,用瓦罐打滿水抱上去澆水,既費勁,效率又低。子貢忍不住向老頭推廣起桔槔來。
桔槔是一種用來從井里打水的杠桿裝置:在井邊立一根直柱,上面懸一根杠桿;杠桿前端掛水桶,后端綁上石頭或樹段。不打水的時候,后邊的力矩大于前邊的力矩,使它的前端翹起挺高。打水的時候,將掛水桶的繩索往下拽。水桶一打滿水,又變成前邊的力矩大于后邊的力矩,這時往上提水,人花的力氣就小于一桶水的重量,相當省力。
子貢向老人推薦桔槔的好處,一天能澆100畦菜,用力小,效率高。這個故事說明,早在兩千多年前的春秋時代,我國已經有了桔槔了。