江苏省大丰市万盈二中九年级物理上册 第11章 简单机械和功 第二节 滑轮全解 苏科版.doc

第二节 滑轮题型归结： 本节重点是对定滑轮和动滑轮的认识和区分。理解滑轮的使用特点和实质。使用定滑轮可以用来改变力的方向，但不能省力，它的实质是一个等臂杠杆；动滑轮可以省力，但费距离，实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆。滑轮组既可以用来省力，又可以改变力的方向。本节中主要是会考查滑轮的作图（题2 ），选择（题1，5，6，7）填空等概念辨析（题3，8 ），简答题（题4）等题型。例1 b 如图所示甲、乙两个装置，已知a在地面上滑动时所受的摩擦力为40n（不考虑绳与滑轮的摩擦）。要使a向右匀速滑动，拉力f甲与f乙的大小分别为 ( )a40n，20n b20n，40nc40n，40n d20n，20n命题意图：巩固定滑轮和动滑轮的特征。思路点拨：甲是定滑轮，不能省力，所以拉力等于摩擦力。乙是动滑轮，能省一半的力，所以拉力为摩擦力的一半。全程精解：a 误区分析 滑轮在使用时要区分滑轮的种类，根据滑轮的种类可以知道其省力情况。变形 如图所示，a物体质量为2kg，在力f作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2m/s，弹簧测力计读数为5n，则拉力f为_n，a受的摩擦力为_n.思路点拨：物体在水平方向运动，竖直方向的力对水平运动没有影响。弹簧测力计的示数即为绳子拉力f=5n。拉力在克服摩擦力在做功，f=2f。全程精解：5n 12n误区分析 水平放置的物体是克服摩擦做功，所以a受到的摩擦等于拉力的2倍。例2 b 一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组提升重物，已知物重1000n，而绳子最多只能承受400n的拉力。请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。命题意图 考查滑轮组的绕线及省力情况。思路点拨：根据题中的条件绳子能承受的拉力和物体的重力可以确定绳子的股数，然后再确定出绕线情况。本题中还有一个注意的是人站在地面上，拉力的方向只能是向下的。全程精解：如图所示。误区分析 本题中要注意的是人站在地面上拉力的方向只能是向下的。绕线时要一上一下的绕。变形一 用二定二动滑轮组来提升50n的重物，绳自由端拉力至少为_n；若每个滑轮重5n，不计绳重及摩擦，则提升重物时，最多可以省_n的力。思路点拨：滑轮组省力的大小取决于动滑轮上绳子的股数。每个动滑轮上可以连两股绳子，所以两个动滑轮可以接四股绳子，并且挂钩上还可以连一股，所以动滑轮上最多可以接五股绳子。省力是指拉力相对于物体重力减少多少n，只要求出拉力的大小就可以知道省多少力。全程精解：如图所示连接滑轮组最省力，n=5。 如果每个滑轮重5n，则 f=g物f=50n12n=38n误区分析 判断此类问题时，首先要确定动滑轮上绳子上的股数，然后再连线，进一步进行验证。变形二 小明家住二楼，装修时要将楼下700n的砖块拉上来，绳子的最大承重是300n，应怎样设计滑轮组，能将重物提起且使用滑轮的个数最少（滑轮重及摩擦不计）？思路点拨：现在物体重g=700n，绳子的最大拉力f=300n，在确定滑轮时首先要确定绳子的股数。因为不计摩擦，所以根据可以确定n的值，然后由绳子的股数确定滑轮的装配。全程精解：承担物重的绳子股数 ，取n =3（股） 根据“奇动偶定”可以知道，绕线时从动滑轮上开始，如图所示。所以至少有二个滑轮，一定一动。误区分析 绳子的股数为小数时，只能取大整数，不能取小整数，因为绳子能承受的力不能超过其最大值，所以就大，不取小。考点链接 本节主要是对滑轮及滑轮组的特征及性质有一定的认识。考查滑轮的省力情况（题1，3，7）；滑轮组的省力情况（题4，5，6，8）；滑轮组的绕线（题2）等3 b 某同学在探究滑轮使用特点时，思考滑轮在使用时，拉力f会受拉力的方向影响吗？于是他做了以下实验，如图所示。请你猜想一下，他的实验结果会是什么样子的？并写出你猜想的依据。点拨：滑轮实质是一个杠杆，不同的滑轮的支点位置不同。定滑轮的支点为圆心，动滑轮的支点在固定的绳子与滑轮的切点处。分别作出这六个力的力臂就可以确定各个力的大小关系。全解：猜想f1=f2=f3，依据是定滑轮是一个等臂杠杆，这三个力的力臂都等于滑轮的半径。猜想：f4f5f6 。作出三个力的力臂可以知道f4的力臂最长为滑轮的直径，而其它都比直径小。所以f4力最小。回味：通过此题，我们知道；（一）滑轮也是杠杆，要判断力的大小，也必须从力臂的大小来判断；（二）定滑轮和动滑轮的支点位置是不同的。训练题组4a 一辆汽车陷入泥里，现要借助于滑轮组把它拉出来，有如图所示的两种方法，比较省力的是_，因为_。点拨：在利用滑轮组时要力最省，只要使动滑轮上的绳子股数最多。全解：b图，因为b图中动滑轮上有三股绳子。拉力f只有阻力的三分之一。回味：本题中首先要确定哪个滑轮是定滑轮，哪个是动滑轮，这样才能数出动滑轮上绳子的股数。5 b 如图所示的装置处于平衡状态，若滑轮重、绳重以及摩擦均忽略不计，则g1与g2之比为（ ） a1：1 b2：1 c1：2 d1：3点拨：将动滑轮与定滑轮隔离开，与动滑轮连接的绳子数目是两根，则根据滑轮组省力的关系，与动滑轮连接的绳子受到的拉力为。又由定滑轮可知f=g2。比较以上两式有，则g1与g2之比为g1：g2=2：1。全解：b回味：本题主要要正确理解滑轮组省力的原理并正确区分动滑轮和定滑轮。6 b 如图所示的滑轮组，动滑轮的总重为20n，物体a受到的重力为100n。在滑轮组的绳端作用力f的作用下，物体a以2m/s的速度上升2s。若忽略摩擦，则关于滑轮组绳端的作用力f的大小以及绳端上升的距离，下列说法正确的是（ ） a20n；16m b25n；16m c40n；12m d40n；16m点拨：物体a在2s内上升的距离为s=vt=2m/s2s=4m。动滑轮和a的总重为g总=ga+g动=100n+20n=120n。由于有四股绳子与动滑轮相连，所以绳端的作用力f为。由于有四股绳子与动滑轮相连，所以绳端上升的距离为s=4h=44m=16m。全解：a回味：解决本题的关键是理解滑轮组的省力公式（n是指连接动滑轮绳子股数），理解物体上升的距离与绳端上升距离s=nh（s是指滑轮组绳端上升的距离，h是指物体上升的高度）。7 b 如图所示的装置中，当人用力向右拉滑轮时，物体a恰能以1m/s的速度匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3n，忽略滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦，则人的拉力f为（ ） a3n b4n c6n d8n点拨：由于物体a在拉力作用下做匀速直线运动，因此整个装置处于平衡状态，人的拉力作用在动滑轮的轴上，根据动滑轮的特点，拉力f应为弹簧测力计读数的2倍，即拉力f为6n。误解：a 全解：c诊断：滑轮的性质判断错误。错把图中的滑轮当成定滑轮，因此不知道如何判断绳子受到的拉力与滑轮所受到的拉力f之间的判断。不会判断动滑轮横过来使用后滑轮受到的力之间的关系。由于滑轮组经常竖直使用，所以动滑轮横过来使用后不知道如何利用动滑轮的特点判断滑轮受力之间的关系，认为f与弹簧测力计对滑轮的拉力平衡。回味：定滑轮和动滑轮的区别在于使用时滑轮的位置有没有改变。8 b 如图，不计滑轮质量和摩擦，当测力计a示数为6n时，整个系统保持静止，则测力计b的示数是_n，测力计c的示数是_n.点拨：本题中两个滑轮，在绳子自由端施加力时，两个滑轮的位置