初三滑轮问题与受力精讲

1、定滑轮1、轮的边缘有槽；2、轴固定不动，；3、利用绳索拉起重物，或者说克服（阻力）；4、能改变用力的方向。1、同一条绳索上任一点受力大示意图小是相同的，2、由于绳子能任意弯曲，所以 力方向可以改变；3、我们把动力作用在绳子上的 一端叫做自由端，实验表明， 在匀速或静止状态下，动力和 阻力的大小是相同的。12 / 9特征：1、绳子的一端被固定，滑轮是沿固定的绳 子滚动，所以与滑轮固定绳端的接触点是 支点；2、滑轮的轴是可移动，此时变为受力点；3、动力的方向基本与阻力的方向一致，基 本不能改变用力方向。4、由于阻力随滑轮一起移动，所以滑轮受 到的重力也是一部分阻力。受力分析：1、重物（阻力）是作用

2、在滑轮轴 上的；所以阻力到支点的距离是 轮半径R;2、动力作用在滑轮的绳子自由端， 动力到半径的距离最大为2R;根 据杠杆原理，不计滑轮的重力， 使用动滑轮最多省一半力。、滑轮组打捞问题如图所示，设动滑轮对重物的拉力为T,绳子自由端的拉力为 F,（半理想）则（1）物体在水中，有（2）出水前有严二（n为动滑轮上绳子的股数）出水后，有，一,（3）物体在水中拉力做的有用功（4）机械效率：中=（其中占=理队正是绳自由端移动的距离，h为物体上升的高度） 二、“倒下”的滑轮苒=9'则可1 .使用动滑轮，要搞清谁是动力，谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时，设物体与地面间的摩擦力为

3、f,若拉力作用在绳的自由端，有省力一半，如图（a）所示；若拉力作用动滑轮轴上，有 耳=2/ ,如图（b）,这时反而费力。可见，对水平使用动滑轮是否省力，一定要注意动力作用在何处。凤S = ms' ? V M盟炉，其中S、V2 .绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为:别指绳的自由端移动的距离、速度，3分别指动滑轮或物体移动的距离、速度， 惘是指动滑轮上绳子的股数。3 .当滑轮沿水平方向拉物体时，可忽略动滑轮重。4 .求机械效率时，有用功一般指克服摩擦阻力做的功，即 % 二论。5 .在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。三、根据要求设计滑轮组例1.如图1所示，若G三1

4、00M F=70犷，当G=200M 为=0 2m ,求此时拉力|出拉力功率PF,机械效率邛G图1分析：根据题意，0c = 1UQM F = 70”,可知，其属于半理想状态。此时，求 % 是关键，依斤+4),有4二40”,所以当G = 200JV时，物十小)=，x(200N+40忖=120M%=200华'&妫 +G曲200M+400N®陋1W P'sPF= = = Z'vj =尸D ") = 48即例2.用一只重为已1I的滑轮按图 2中甲、乙、丙三种方式分别匀速提升重为G的物体(I白了行,不计摩擦)，所用拉力分别为Fl、F2、F3装置的机械效率

5、分别为 如 如 飞, 则拉力品，更用从大到小的顺序是 ,机械效率小、仍.书从高到低的顺序分析：根据题意可知，三只滑轮中，甲处于理想状态（为一定滑轮）,乙、丙处于半理想状态，则有:G1 G + G'Gh _GA + G'x-A2存Gt2故居产i 小 m 灯口例3.如图3所示，在水平动力 F的作用下，使物体 m沿水平地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体m与地面间的摩擦力为 10N,物体m运动的速度为2m/s。那么关于拉力A.拉力F的大小为20NB.拉力F的大小为5NC.拉力的功率 P的大小为20W D.拉力的功率 P的大小为10W分析：用隔离法将物体与动滑轮分开，

6、物体m在水平方向上受力情况如图4所示，由于物体m做匀速直线运动，则及二/，再对动滑轮受力分析，如图5所示，此时，有片=2F ,所以 /* = = - =1°" = 5N o 222爪r _F日 土F 团图4图5因动滑轮上有2股绳子，绳子自由端移动的速度v = 2v'- 2 x2m/s - Ami s拉力的功率=20 犷选 B、CoF与G的关系要求，在图中用例4.如图6所示，滑轮自身重力和摩擦不计，请按题中所给的 笔画线代替绳子将滑轮组绕好。绕绳装配图如图7所示。Fr/图7例5.如图8所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为口52那口、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已

7、知圆柱体的密度为 20X103年/小，水的密度为炮/力,滑轮组的机械效率是70%。( g取10N/kg ,滑轮和绳子的重力忽略不计)求：(1)圆柱体在水中所受的浮力。(2)若圆柱体从H= 16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力 F所做的功。(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？ 图8分析与解：(1)圆柱体浸没在水中时匕二十“、二 0.02 x 2陋=O.Mw/所以 Fa - p水g% = 1.0工10"检，用。107/，杷>< 0.04/ 40077(2)物体重力为相g =啧g = 2.0

8、m 1。植，通* x 0.04/?33 x 10N/螃二 SC0A7T,圆柱体的受力情况如图9,由力圆柱体在水里被匀速提起时，动滑轮拉物体的力为 的平衡条件得：所以 T=仃物用=300V-400 = 4007J隔用二/ 二400"x(162加= 5600J因为所以拉力F所做的功%=2 . 8顿,心 7 0J(3)设绳刚被拉断时，物体受到的拉力为 |，此时绳子的拉力 尸二40口N ,由YT =屿用 Th ThFs F2k 2P得：广- 2凸四- 2xQ7:4WN- 56QN绳断时，物体浸入水中深度为h',受到的浮力为,由力的平衡条件得:所以800/7-56027LOx 103j

9、lg/m3 xlOR/起 /0.02/=1.2m所以物体露出水面的高度为hAft = A - h'= 2m - .2m = 0.8w课堂习题1 .如图1所示的两个滑轮中:图1A是 滑轮，B是 滑轮，它们组合在一起构成一个 ,使用它可以 ,还可以 。若图中的每个滑轮重均为 2N, 在绳的自由端用 20N的力F可以将重 N的物体匀速提起（不计摩擦）2 .如图2 （甲）所示的滑轮中的 相当于杠杆的动力臂，若 F=25N,不计动滑 轮重及摩擦，G =No如图（乙）所示的滑轮中的 相当于杠杆的动力臂； 若物体重力 G=25N,则F=N （不计摩擦）（甲）3 .是非题：（1）使用由一个定滑轮和一个

10、动滑轮组成的滑轮组只能省一半力。（）（2）使用由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，若竖直向下用力提起重物，则所用的拉力只能是物体和动滑轮总重的四分之一。（不计摩擦）（）4 .如图3所示的滑轮是 滑轮，若弹簧秤示数为 150N,滑轮重30N,则物体重N。图35 .用如图4所示的滑轮组提起重物，若不计摩擦和滑轮重，所用的拉力是物重的。如果把重物提高1m,绳子的自由端向上移动的距离是G图46 .用图5中所示的滑轮组拉动物体 A时，怎样绕线最省力？画出绕线图。7 .如图6所示，重50N的物体A在拉力F作用下，沿水平向右方向做匀速直线运动，弹 簧测力计的示数为 5N,试求拉力F的大小及物体 A受到的摩擦力的大小。5米，这个工人8 . 一个工人用动滑轮提起货物，它对绳端的力是120牛，如果物体升高做功是多少？9 .用弹簧测力计沿斜面拉着重为20牛的物体匀速向上移动 3米，上升的高度是1米，测力计的示数是10牛，求：（1）有用功、总功、额外功各是多少？ （2）斜面的机械效率是多少？【课堂试题答案】1 .动，定，滑轮组，省力，改变作用力的方向，38