滑轮及滑轮组教案

1、学习必备欢迎下载简单机械滑轮一、学习内容1、复习杠杆2、滑轮、滑轮组二、学习目标了解杠杆的定义和五要素，能够画出杠杆的力臂，能利用杠杆平衡条件进行计算，了解定滑轮和动滑轮的实质和特点，会利用定滑轮和动滑轮的特点进行有关的计算三、重点、难点杠杆力臂的画法；滑轮组的有关计算（功和机械效率）一、易错题讲解例 1（镇江市中考试题）如图1（a）所示的杠杆重；不计， o为支点 ，ao 0.2m，当在 a点悬吊一重 6n的物体，绳子的拉力f3n时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂l2，力臂 l2为_m 学习必备欢迎下载例 2如图所示，作用在杠杆左端且始终垂直的力f，将杠杆由水平位置oa缓慢拉至 o

2、b ，则在这个过程中力f将（填“变大”“变小”或“不变”）例 4如图 3（a），物体 a重 30n ，挂在水平横杆 c端，横杆可绕 a点转动，绳子 bd作用于 ac ，使 ac处于静止状态，水平横杆ac长 2m bc长 0.5m，若杆重不计，绳子 bd作用在横杆上的拉力大小是_n 若考虑杆重为 20n ，拉力大小又是 _二、知识点梳理1、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮 (不计轮轴间摩擦） f=g 绳子自由端移动距离sf( 或速度 vf) = 重物移动的距离 sg( 或速度 vg) 2、动滑轮：定义

3、：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2 倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。f1l1f2l2l1l2f2f1学习必备欢迎下载理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：f= 1 2g只忽略轮轴间的摩擦则拉力 f= 1 2(g物+g动) 绳子自由端移动距离sf( 或 vf)=2 倍的重物移动的距离 sg(或 vg) 3、滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力f= 1 n g 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力f= 1 n (g物

4、+g动) 绳子自由端移动距离sf(或 vf)=n 倍的重物移动的距离 sg(或 vg) 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(g物+g动) / f求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。滑轮组的组装方法：按照“奇动偶定”原则：当承重绳数n 为奇数时，绳子固定端应拴在动滑轮上（即“奇动”），若不改变力的方向，则需要的动滑轮数=定滑轮数 =n-1/2 ，若要改变力的方向，则需要添加一个定滑轮；当承重绳数n 为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上（即“偶定”），如不改变力的方向则动滑轮数位n/2 个，定滑轮比动滑轮少一个，若要改变力的方向，则定滑轮数应等于动滑轮数。三、经典

5、例题例 1（长沙市中考试题）在图4（a）中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法（a）（b）图 4 如图 4（b），绳子的绕法为最省力。（1）使用滑轮组竖直提起重物学习必备欢迎下载第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：fng物如图 4（b），n4，f4g第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重拉力：fngg动物如图 4（b），若物体重 500n ，动滑轮重 100n ，则拉力： f4100500nn150n 第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械效率去考虑求出拉力公式推导： 总有wwfsgh拉力： fsgh，如图 4（b），若物体重

6、 500n ，滑轮组机械效率为70% ，s4h，则拉力：fsgh47.0500n178.6n （2）使用滑轮组平拉重物图 5 如图 5，用滑轮组匀速拉动物体 a，这时拉力 f 大小和重量无直接关系在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：fnfnf，其中 f 表示a与地面的摩力 n 表示与动滑轮连接的绳子根数设：a重 120n ，a与地面摩擦力为 30n ，则拉力： f330n10n 例 2（黄冈中考试题）如图6 所示，物体 m放在水平桌面上，现通过一动滑轮（质量和摩擦不计）拉着m向左匀速运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为 10n 若在m上加放一物块m可保持m向左匀速运动，需在绕过动滑轮

7、的绳子的自由端施加一拉力，则f（）学习必备欢迎下载图 6 am运动时受到向左的摩擦力b加放 m前，m受到 10n的摩擦力c 加放 m前，m受到 20n的摩擦力d 加放 m后，力 f，保持 10n不变精析此题考查学生对平拉滑轮组的受力分析，并考查学生对滑动摩擦力随压力增大而增大的知识点未加 m之前，拉力 f 与弹簧测力计的示数相同，也为10 n用动滑轮匀速拉重物， f2f，f 2f20n f 方向向右 c选项是正确的加放 m后，f2f，由于 m对地面压力增大，所以摩擦力增大，f也增大， f10n 答案c 例 3 下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。动滑轮重g动n 物重g n 钩码上升高

8、度 hm 动力fn 动力作用点移距离 sm 滑轮组的机械效率1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 (1) 请在图 15 中画出实验中滑轮组的绕绳方法。学习必备欢迎下载(2) 将表格中的数据补充完整。(3) 用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_ ( 选填“变大”、“变小”或“不变” )。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与 _和_有关。(4) 第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为 1.5s ，则动力的

9、功率为_w 。例 4如图 8，滑轮及绳子的质量和摩擦不计，物体a重 g1，木板重 g2，要使木板处于平衡状态，求：（1）绳子对 a的拉力多大？（2）a对木板压力多大 ? 精析分析绳子上的拉力（且同根绳子上的拉力，大小不变），然后以某物为研究对象，列出受力平衡式解（1）研究绳子 1、2、3、4 上拉力，如图 8，设与 a相连的绳子 2 的拉力为 f，则绳子 3 的拉力也为 f，绳子 4 的拉力为 2 和 3 的拉力之和为 2f，绳子 1 的拉力也为 2f图 8 以物体 a和板为研究对象：向下受重力为： glg2学习必备欢迎下载向上受绳子 1、2、3 的拉力，大小为： 4fa和木板处于静止状态：

10、4fg1g2 f=421gg（2）以 a为研究对象：a受重力 g1，拉力 f421gg和持力 n a静止时， glfnng1fg141g141g243g141g2根据相互作用力大小相等，a对木板的压力：n43g141g2答案（1）421gg（2）43g141g2例 5（福州市中考试题）如图9，物体a重 50n ，物体b重 30n ，物体a在物体 b的作用下向右做匀速直线运动如果在物体a上加一个水平向左的力f2拉动物体 a，使物体 b以 0.1m/s 的速度匀速上升， 2s 内拉力 f2所做的功是_j（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）图 9 精析拉力的功wfs，要正确求出功，必须求

11、出拉力和拉力移动的距离，这就和滑轮组的受力分析综合起来了已知：ga50n ，gb30n ，vb0.1 m/s ，t2s学习必备欢迎下载求：w解a向右运动，受向右拉力f1和向左的摩擦力f ，a匀速运动： f fl与 b相连的滑轮上方共有3 根绳子承担物重 gbf131gb313010 f f110n 当 a向左运动时， a受向左的拉力 f2和向右的摩擦力 f 及向右的绳子拉力f1f2f f1（f1=31gb10n ），f 大小不变f210n 10n 20n 在 2s 内，物体上升距离hvbt 0.1m/s 2s0.2m 拉力移动距离 s3h30.2m0.6m 拉力做的功 w f2s20n 0.6

12、m12j 答案12j 四、课堂练习1、一人利用如图 4 所示的滑轮组匀速提升重为450n的物体，若每个滑轮重50n ，人重 600n ，则人对地面的压力是 _n （不计摩擦力）学习必备欢迎下载2、如图 6 所示，不考虑滑轮重及摩擦力，物b重 20n ，a为一动滑轮，绳的一端固定在地面上，当滑轮在力f 的作用下匀速上升时1m时，则所用拉力 f 大小和物 b上升高度分别为（）a 15n、1m b 40n、2m c 30n、2m d 60n、1m 图 4 图 5 图 6 3、某人用如图所示的定滑轮将重为g的重物匀速提起，若作用在绳的自由端的力分别为 f1、f2、f3，则（）a. f1f2f3 b.

13、f1f2f3 c. f1f2f3 d. f1f3f2学习必备欢迎下载4、如图所示，滑轮自身重力和摩擦不计，请按题中所给的f 与 g的关系要求，在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好。5、（多选）如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离所用拉力分别是f1、f2、f3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则（） a f1：f2：f3=2：1：4 s1：s2：s3=2：1：4 b f1：f2：f3=2：1：4 s1：s2：s3=2：4：1 c f1：f2：f3=2：4：1 v1：v2：v3=

14、2：1：4 d f1：f2：f3=2：1：4 v1：v2：v3=2：4：1 6、如图所示的装置，滑轮自重20n ，其下端挂重 280n的物体 g ，杠杆可绕水平轴无摩擦地转动，绳和杠杆都是轻质的，杠杆上标度的间距相等要在图示水平位置平衡，在杠杆的a点所加的竖直向上的力f 应是 （）a150n b200n c300n d400n 7、如图 7，金属块 m静止置于水平地面上时，对地面的压强为5.4 105pa，轻质杠杆 ab的支点为 o ，oa ob 53，在杠杆的 b端，用轻绳将金属块吊起，学习必备欢迎下载若在杠杆的a端悬挂质量为m4kg 的物体时，杠杆在水平位置平衡，此时金属块对地面的压强为1

15、.8 105pa若要使金属块离开地面，那么杠杆a端所挂物体的质量应为多少 ? 8、用如图所示滑轮组匀速拉动重1000n的物体 a，所用拉力 f=100n 绳子自由端移动速度为 0.2m/s 求物体与地面之间的摩擦力f 和 2 秒内物体移动的距离（不计滑轮重和轮和轴之间的摩擦）五、课后作业1. 如图7所示，体重为 510n的人，用滑轮组拉重 500n的物体 a沿水平方向以0.02m/s 的速度匀速运动。运动中物体a受到地面的摩擦阻力为 200n 。动滑轮重为20n （不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体a相连的绳子沿水平方向，学习必备欢迎下载地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的

16、拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。则下列计算结果中正确的是（）a绳子自由端受到的拉力大小是100n b人对地面的压力为 400n c人对地面的压力为 250n d绳子自由端运动速度是 0.04m/s 2. 如图，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计. 若已知用 f=30n的拉力可使物体沿水平地面匀速运动，那么，下列所求物理量正确的是（）a可求物体重为 60n b可求物体重为 90n c可求物体受的摩擦力为 60n d可求物体受的摩擦力为 90n 3、. 弹簧秤 a和 b及滑轮组均处于静止状态，f=10n ，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤 a 和 b的示数分别为：a.30n和3

17、0n; b.30n和20n; c.20n和20n; d.20n和30n. 学习必备欢迎下载4、如图 23. 装置处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下，g1g2为：a、12 ; b、11 ; c、21 ; d、31. 5、如右图所示，滑轮a是_滑轮，它的作用是 _ _ _ ；b是_滑轮，若地面对物体的阻力是200n ，不计滑轮重量和摩擦，则作用在绳子自由端的拉力f_n ，可使物体匀速移动。6、如图所示的四个滑轮组中，图可以省一半力，图最费力，图和图用力大小一样。7、作图题，用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在下右图中画出最省力的绕绳方法。学习必备欢迎下载8. 某同学在安装滑轮组时，发现实验

18、桌上只有两种滑轮，一种是轮框中只有一个滑轮，另一个种轮框中只有两个滑轮，而且每种只有一个。现在想设计一个最省力的绕绳的方法。请你在右图4中的甲、乙中只选一个装置，进行绕绳；使得绕完绳后是由这两种滑轮组装后最省力的绕法。9、如图所示，匀速向上拉动弹簧秤乙，当弹簧秤甲的示数为5n时，弹簧秤乙的示数为_ n，从而可知被提重物所受重力是_ n （不计滑轮重），这个滑轮属于_ 滑轮10、如图所示，物体 b重 30n ，a为一动滑轮，绳的一端固定在地面上，不考虑滑轮重及摩擦力，当滑轮在力f 的作用下匀速上升 0.5m 时，所用拉力 f 为_ n ，物体上升的距离为_ m 11、如图所示，在用杠杆撬石头的过程中，该杠杆属于_ 杠杆（选填“省力”、“费力”或“既不省力也不费力”）在用力方向不变的情况下学习必备欢迎下载