滑轮及滑轮组

1、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3、 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，AO0.2m，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OB，则在这个过程中力F将 （填“变大”“变小”

2、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2mBC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_F1l1F2l2l1l2F2F1 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：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

3、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。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+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) /

4、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

5、组竖直提起重物第一种情况，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：F如图4（b），n4，F 第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重拉力：F如图4（b），若物体重500N，动滑轮重100N，则拉力：F150N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：拉力：F，如图4（b），若物体重500N，滑轮组机械效率为70%，s4h，则拉力：F178.6N（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：F，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

6、数设：A重120N，A与地面摩擦力为30N，则拉力：F10N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，需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力，则F（）图6AM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，F，f2F20Nf

7、方向向右C选项是正确的加放m后，F，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GN钩码上升高度hm动力FN动力作用点移距离sm滑轮组的机械效率10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.3(1)请在图15中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(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

8、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向上受绳子1、2、3的拉力，大小为：4FA和木板处于静止

9、状态：4FG1G2 F=（2）以A为研究对象：A受重力G1，拉力F 和持力NA静止时，GlFNNG1FG1G1G2G1G2根据相互作用力大小相等，A对木板的压力：NG1G2答案（1）（2）G1G2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

10、 m/s，t2s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：fFl与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重GBF1GB×3010fF110N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F1F2fF1（F1=GB10N），f大小不变F210N10N20N在2s内，物体上升距离hvB×t0.1m/s×2s0.2m拉力移动距离s3h3×0.2m0.6m拉力做的功WF2s20N×0.6m12J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

11、面的压力是_N（不计摩擦力）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63、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. F1>F2>F3         B. F1F2F3      

12、;  C. F1F2F3      D. F1F3F24、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 F

13、1：F2：F3=2：4：1 V1：V2：V3=2：1：4 D F1：F2：F3=2：1：4 V1：V2：V3=2：4：16、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，OAOB53，在杠杆的B端，用轻绳将金属块吊起，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

14、地面的压强为1.8×105Pa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，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向

15、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100NB人对地面的压力为400NC人对地面的压力为250ND绳子自由端运动速度是0.04m/s2.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60NB可求物体重为90NC可求物体受的摩擦力为60ND可求物体受的摩擦力为90N3、.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30N; B.30N和20N; C.20N和20N; D.20N和30N.

16、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。8. 某同学在安装滑轮组时，发现实验桌上只有两种滑轮，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_m11、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