2. 小王家新买了一个电热取暖器，开始试机时，打开开关，一切正常，后来又打开一些用电器，保险丝就烧断了。小王取出保险盒一看，从熔丝的规格查得熔丝熔断电流为15 A。烧保险时，小王家用电器的总功率已经超过了　　　　 W。

填一填

1. 家庭电路是由进户线、_________、___________、保护设备、________和导线等组成。

5．斜面

同学们在日常生活中经常会看到向车上装重东西时，常用木板搭成个斜面，把重东西推上去．(图12-40)．

斜面也是一种可以省力的简单机械，它能省多少力呢？

我们通过下面的实验来对比一下：假设物重为G，提升的高度为h，斜面长为L，沿斜面向上的拉力为F．

图12-41甲中，用弹簧测力计竖直向上拉重物，提升高度h，读取弹簧测力计示数G．

图12-41乙中，用弹簧测力计沿斜面向上拉重物，让货物到达的高度也是h，沿斜面通过的距离为L，读取弹簧测力计示数F．

通过比较：L是h的几倍，F就是G的几分之一．公式：FL＝Gh或＝

[学习方法指导]

滑轮组绕线的方法和规律

对同一滑轮组，若绳子起点在动滑轮上，则有奇数段绳子承担物重；若绳子起点在定滑轮上，则有偶数段绳子承担物重．即滑轮组绕线规律是“奇动、偶定”．

在绕线时，每个轮槽只能绕过一根绳子，并且由内到外依次绕线，画图时线要用刻度尺画直线，因为滑轮组下面的动滑轮和货物受重力，将线拉直了，所以画出的线是直线．

请同学们完成以下几图的滑轮组绕线，加深记忆．

4．轮轴

汽车方向盘和门把手属于另一类简单机械--轮轴．它们由一个轴和一个大轮组成．轻轻转动门把手，就可以把门打开；司机用不大的力转动方向盘，在轴上就能产生较大的力，使汽车转弯；所以轮轴是一种省力机械．也可以用摇臂来代替大轮，例如图12-38中的卷扬机的摇臂相当于大轮．

轮轴的原理可以用图12-39来说明．轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力F₁是动力，作用在轴上的力F₂是阻力，动力臂是OA，阻力臂是OB．而OA即为轮半径R，OB即为轴半径r．由杠杆平衡条件可知：F₁R＝F₂r或F₂/F₁＝R/r．

因为轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的动力F₁总小于轴上的阻力F₂．

同学们，你们还能举出日常生活中哪些地方应用了轮轴？

3．滑轮组

实际应用滑轮的时候，常常既要求省力，又要求方便，我们该怎么办呢？根据定滑轮和动滑轮的作用，可以将定滑轮和动滑轮组合在一起使用．用一个动滑轮和一个定滑轮组合起来提升重物，你能设计多少种方法？请自己组装，试一试．

如图12-36所示，就是一个动滑轮和一个定滑轮的组合．

图甲中，先用弹簧测力计测出钩码的重，再将钩码挂在动滑轮上，将绳子的一端拴在定滑轮上，依次绕过动滑轮和定滑轮，拉力加在绳子另一端，用弹簧测力计测出拉力大小，研究拉力与钩码重的关系．

通过比较得出：F≈G/2．而且人向下用力，钩码匀速上升，可以改变力的方向．说明图甲既可以省力，又可以改变动力的方向．从图中可以看出有两段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力，就是物重的二分之一．此时的两段绳子，是指跟动滑轮组连的那两段．

图乙中，将绳子的一端拴在动滑轮上，然后依次绕过定滑轮和动滑轮，将力加在绳子另一端，省力情况又是怎样的呢？用弹簧测力计测出拉力大小，研究拉力与钩码重的关系．通过比较得出：F≈G/3．从图中可以看出，有三段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力，就是物重的三分之一．

动滑轮和定滑轮的组合叫做滑轮组．

一条绳子串绕在滑轮组上以后，绳子就被动滑轮和定滑轮分成了几段．在滑轮组中，承担物重的是吊着动滑轮的那几段绳子，这包括拴在动滑轮框上的和最后从动滑轮引出的拉绳．而跨过定滑轮的绳子，包括最后从定滑轮引出的绳子，只起改变作用力方向的作用．例如，若动滑轮上有四段绳子，拉力就是物重的四分之一；若动滑轮上有五段绳子，拉力就是物重的五分之一．所以判断拉力是物重的几分之一，关键是判断货物是由几段绳子吊着，也就是有几段绳子与动滑轮相连．

同学们运用以前所学同一直线上力的合成知识，可以对滑轮组的省力进行分析．

甲图中有一段绳子吊着物体，所以F＝G，乙图中有二段绳子吊着物体，人只拉其中的一根绳子，所以F＝G/2，同理丙图中F＝G/3；丁图中F＝G/4；戊图中F＝G/5…

使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一．(不计摩擦和动滑轮的重)

使用滑轮组虽然省了力，但是费了距离，动力移动的距离大于货物升高的高度．所以，动滑轮或滑轮组省力，是费了距离换来的．

2．定滑轮和动滑轮的实质

同学们从图12-35中不难看出，定滑轮的支点在轴心，动力臂和阻力臂分别等于半径，根据杠杆平衡条件：F₁l₁＝F₂l₂，因为l₁＝l₂，所以F₁＝F₂．由此可以得出：定滑轮实质是个等臂变形杠杆．

所以，定滑轮既不省力，也不费距离，只能改变动力的方向．

动滑轮的支点在滑轮的一侧，动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件：F₁l₁＝F₂l₂，因为l₁＝2l₂，所以F₁＝F₂．由此可以得出：动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的变形杠杆．所以，动滑轮可以省一半的力，但费距离．

同学们在理解了定滑轮、动滑轮的实质后，对定滑轮、动滑轮的特点会有更进一步的认识．学习物理要注意理解．

1．定滑轮和动滑轮

首先我们来认识一下什么是滑轮，滑轮是一个周边有槽的轮，这个轮可以绕着装在框子的轴转动．同学们思考一下，如果我要想从低处吊起一袋货物，如何利用滑轮来设计一个简单机械解决这一问题．你是否能想到有以下两种方法．(如图12-30，图12-31)

像图12-30那样使用滑轮，滑轮的轴固定不动，这样的滑轮叫做定滑轮．像图12-31那样使用滑轮，它的轴可以随物体一起运动，这种滑轮叫做动滑轮．

这两种不同的滑轮在使用时有什么不同吗？照图12-32所示，先用弹簧测力计测出两只钩码的重力G，再通过定滑轮拉两只钩码匀速上升，测出弹簧测力计的拉力F，对比F与G的大小．请同学们利用实验室的器材亲自做一下，便于加深记忆．通过对比，F＝G，说明使用定滑轮不省力．有的同学就问了，使用定滑轮不省力，为什么我们还要使用它呢？这个问题问得很好，我们在使用任何机械时，在设计之初就是要利用它为人类造福． 请同学们回想一下图12-30那个装置图，不难看出，我们把货物从低处提到高处，按照常规做法就是直接用绳子吊着货物向上提，才能将货物提起；而使用定滑轮后，人的施力方向变为向下，也就是人站在高处向下拉绳子货物就会被提起．由此，我们可以得出定滑轮的特点：不省力，但能改变动力的方向．在许多情况下，利用定滑轮改变力的方向对我们是很方便的．例如，在旗杆顶部装一个定滑轮，人站在地上，就能把旗升到高处．所以，在提升不太重的物体时，为了改变力的方向，常常使用定滑轮，可给人们带来方便．

定滑轮可以改变动力的方向，那么动滑轮呢？

照图12-34所示，用弹簧测力计通过动滑轮匀速提升钩码，记录拉力F，对比F与G的大小，研究F与G间的关系．通过实验可以看出F＜G，且F略大于G/2．(同学们可以通过实际操作一下，自己读取数据)拉力为什么略大于钩码重的二分之一，而不是等于呢？这是因为人在提升货物的同时也将动滑轮提升起来，动滑轮有质量，并且在提升过程中克服摩擦多用了力．当货物重远大于动滑轮重时，动滑轮的重和摩擦可以忽略不计，得到F＝G/2，即使用动滑轮可以省一半的力．

使用动滑轮可以省一半力，能不能省距离？用红、白两色即时贴分别在铁架台上做标记，记下钩码和弹簧测力计的初始位置，利用动滑轮匀速提升钩码向上移动一段距离，再次用即时贴记下钩码和弹簧测力计的终止位置，对比钩码上升高度h和弹簧测力计移动的距离s．通过对比s、h,s＞h，使用动滑轮要费距离．

请同学们回忆一下上节课学的杠杆，我们知道省力杠杆省了力，但费距离；费力杠杆费了力，但省了距离．通过本节知识，我们又知道了动滑轮省了一半力，但费距离．由此可以说明省力机械一定费距离．世界上没有既省力又省距离的机械．

4．培养运用简单的机械解决实际问题的能力．

[基础知识精讲]

在日常生活中除了上节课我们学习的杠杆是一种常用的简单机械，还有其他简单机械，它们在生活中的应用也很广泛．

3．了解轮轴、斜面的相关知识．

2．理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，能用来解决简单的问题，会组装简单的滑轮组．