11.2 滑轮和滑轮组

第十一章简单机械11.2滑轮第一课时想一想工人要把钢材、木料、水泥等运到楼上通常会怎样做呢？常见滑轮一、滑轮的认识轴轮滑轮是一个周边有凹槽，可绕中心轴转动的轮子。问题：利用一只滑轮来提升物体，你有几种方法？1、定滑轮：轴固定不动的滑轮。轴与重物一起移动的滑轮。2、动滑轮：二、滑轮的探究做一做探究滑轮的工作特点P78.11-2-3图实验次数钩码所受的重力G/N绳子末端拉动的方向弹簧测力计的示数F/N11竖直向下21.5竖直向下32竖直向下42斜向下52水平方向11.5222（一）对定滑轮的探究实验你发现了什么？A、F=GB、可以改变力的方向，且力的大小不变C、绳子自由端移动距离与重物移动距离相等（一）对定滑轮的探究实验定滑轮的本质：等臂杠杆F2F1GL1OLL2定滑轮的特点：1、不省力，可以改变拉力的方向，拉力方向改变，拉力大小不变。2、不省距离（S绳＝S物）3、竖直使用定滑轮：F=G4、水平使用定滑轮：F=fS绳=S物水平使用滑轮时，拉力克服的Ff注意：不是物重，而是地面与物体间的摩擦力。F实验次数钩码所受的重力G/N施力的方向弹簧测力计的示数F/N12竖直向上22斜向上32水平方向分析：思考：表中的数据预期结论不符，仅是由于误差造成的吗？由于滑轮自身具有重力GG01、对动滑轮的探究实验FFG动+G物结论：1(2FGG物动）1.21.41.7你发现了什么？A、F=G/2B、竖直拉力最小，斜拉时拉力变大C、绳子自由端移动距离是重物移动距离的二倍1、对动滑轮的探究实验F1GOL1L动滑轮的本质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆F2L23、竖直拉时最省力，斜拉时拉力变大；不计滑轮重：考虑滑轮重：2、多费一倍距离，S绳=2S物；动滑轮的特点：1、可以省一半力，不能改变力的方向；4、水平拉动滑轮时：12Ff；1()2FGG物动；12FG物；FG5、拉力在动滑轮轴心上时是费力用法。GG012SS绳物不计动滑轮重：2FG物；考虑动滑轮重：2FGG物动；1、同一根活绳上的拉力处处相等；2、滑轮的受力满足受力平衡。甲乙对各物理量数量关系的理解原则：1、熟记杠杆平衡原理公式及变形；2、深刻理解滑轮的本质；3、对滑轮受力分析是关键；4、做到以上三点，而不是死记硬背。1、标出图中甲、乙滑轮的支点O，画出它们的动力臂L1和阻力臂L2。练习：2、工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示圆型钢管），其中最省力的方案是（）机器F机器FABCD机器F机器FC3、如图，动滑轮重1N，拉力F为5N，则弹簧测力计的示数为___N，物体G重为___N（不计摩擦）。59GF4、通过滑轮用力F拉小车在路面上做匀速直线运动，已知G物=100N，小车与地面间的摩擦力为30N，求拉力F的大小。F5、如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为F1、F2、F3，比较它们的大小，其中正确的是（）A、F1=F2=F3B、F1＜F2＜F3C、F1＜F3＜F2D、F3＜F1＜F2F1F2F3甲乙丙C6、如图所示，每个钩码的质量是50g，滑块A在钩码的作用下恰沿水平面匀速滑动，那么滑块A受到的摩擦力是（）A、2.94NB、1.96NC、0.98ND、0.4NAB7、一辆汽车不小心陷入了泥潭中，司机按图所示的甲乙两种方式可将汽车从泥潭中拉出，其中省力的是＿＿图。乙8、如图所示：一根绳子绕过定滑轮，一端挂在重物G上，手拉另一端，分别用F1、F2、F3拉重物，则（）A、F1较大B、F2较大C、F3较大D、三个力一样大GF3F2F1D9、如图所示，物体A、B都处于静止状态，它们所受的重力分别是6N和14N，关于它们的受力情况，下面说法中正确的是（）A、物体A受到合力是14NB、物体B受到重力与拉力的合力为8NC、物体A受到合力是零D、物体B受到的拉力与地面的支持力是8NAB10、如图，物体重10N，处于静止状态。该滑轮是____滑轮，手拉弹簧测力计在1位置时的示数为____N。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3，则它们的大小关系是F1____F2____F3，这证明使用定滑轮不能改变力的_____，只能改变力的_____。GF3F2F19、动滑轮和定滑轮都可看成杠杆，它们之中属于等臂杠杆的是______，一个滑轮的轮的直径是6cm，将它作为动滑轮使用，其动力臂是______，阻力臂是______。10、轻质动滑轮下面挂一个20kg的物体A，挂物体的挂钩承受______N的力，绳子承受_____N的力。11、如图所示，不计动滑轮的质量及转动摩擦，当竖直向上的力F=10N时，恰能使重物G匀速上升，则重物G=_____N，绳固定端拉力为_____N，重物上升10cm，力F向上移动_____cm。第十一章简单机械11.2滑轮第二课时思考题：1：使用定滑轮的好处是＿＿＿＿＿＿＿。2：使用动滑轮的好处是＿＿。能否利用定滑轮和动滑轮的优点把它们组合起来，使它们即省力又方便呢？能。把它们组合成滑轮组。改变力的方向省力滑轮组：定滑轮与动滑轮组合在一起构成滑轮组。三、滑轮组三、滑轮组1、特点：但是费距离。滑轮组绕线使用滑轮组，既能省力，又能改变力的方向，FFGG实验结果：拉力F取决于动滑轮上的绳子段数n。n=2n=3FGn=212G13G12G如图所示，拉力F的大小等于＿＿。F.fNGT13f思考：在左图所示的滑轮组中，(b)若动滑轮重G0不能忽略，那么图中的拉力F应等于多少？G0GF分析：动滑轮上绳子段数n=5；(a)若动滑轮重G0不计，拉力F是多少？01(5FGG）15FG(c)若重物上升高度为h，绳子自由端移动多少？5Sh绳对于滑轮组，若动滑轮被n股绳子吊起：1(FGGn物动）SnS绳物竖直方向：水平方向：1(Fffn是物体克服的摩擦力）一定有：考虑动滑轮重：不计动滑轮重：1FGn物（判断绳子段数的依据）FF绕线原则：奇动偶定；从内向外按照要求缠绕滑轮组G14FGG15FG人向下拉绳子人向上拉绳子画出最省力的绕线方法，要求使用滑轮没有剩余FFF3GF4GF3GF如图，物体A重G＝80N，在F＝60N拉力下匀速前进，此时物体A受到的摩擦力等于＿＿N。（滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计）AF.fNTG1201、如图所示的滑轮组中的甲轮是什么滑轮，乙轮是什么滑轮？若不计滑轮的重及摩擦，则1）已知物体重12N，绳端所用拉力多大？2）若实际测得绳端的拉力F’为5N，则所吊起的物体重G’多大？3）物体被吊高1m，则绳端向上拉动多少米?F甲乙143FGN315GFN33shm1、关于滑轮,下列说法中错误的是（）A、使用定滑轮不省力但能改变力的方向B、使用动滑轮能省一半的力，还能改变力的方向C、定滑轮实质上是一个等臂杠杆D、动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆B2、如图所示，用一滑轮组把陷入泥沟的汽车拉出来有两种方法，哪种方法比较省力（）A、①图的方法B、②图的方法C、两图的效果一样D、无法比较AFF①②3、用“一动、一定”组成的滑轮组来匀速提升重物时，所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较，最多可省（）A、1/3的力B、1/2的力C、2/3的力D、3/4的力FC13FG；23FGFG省掉的力；5、如图的甲、乙两个滑轮组，它们吊着的物体重都是G，滑轮重及摩擦均不计。当绳端拉力分别为F甲和F乙时，物体匀速上升。则F甲与F乙之比是（）A、1∶1B、2∶3C、3∶2．D、4∶5B13FG甲；12FG乙；11:2:332FF甲乙：；6、如图所示，滑轮重及滑轮的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N，由此可知（）A、物重是27N，物体的速度是0.4m/sB、物重是18N，物体的速度是0.6m/sC、物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/sD、物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/sCTfTf3F27Nv物13v绳0.4/ms；3n动滑轮上绳子段数；7、如图所示，箱子重800N，动滑轮总重80N，若不计摩擦，拉力至少____N才能提起箱子；如果这根绳最多能承担400N的拉力，滑轮组最多能提起_____N的货物；绳子自由端移动2m距离，箱子可以升高____m。15202200.5FG解：动滑轮上绳子段数4n；14FGG物动（）800802204NNN；400FN时，4GFG物动4400801520NNN；h物体上升高度4s0.5m。8、如图所示，当物体A在滑轮作用下沿水平面匀速运动时，弹簧测力计1示数为30N，则拉力F=____N，测力计2示数为____N，A受到的摩擦力为_____N。（测力计及滑轮重不计）306060F12F2T130TN；260FN；Af260TN。9、如上图所示，物体重为100N，挂重物的钩子承受的拉力是____N。人匀速拉绳子的力是___N。（动滑轮自重不计）1005010、如图所示的四个滑轮组中，图＿＿可省一半力，图＿＿最费力，图＿＿和图＿＿用力大小一样。(a)(b)(c)(d)(b)(c)(a)(d)11、如图所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，用这个滑轮组提升重为300N的重物（忽略滑轮组和绳重及摩擦）（1）在图甲上画出当动力F=150N时绳子绕法；（2）在图乙上画出当动力F=100N时绳子的绕法。F甲F乙12、图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答：（1）___滑轮组能改变动力的方向，而___滑轮组不改变动力的方向；（2）甲滑轮组有___段绳子承担物重，乙滑轮组有段绳子承担物重，____滑轮组更省力些；甲乙两乙13、如图所示，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计。已知物重为100N，使物体匀速运动时物体与水平地面的摩擦力是40N。则物体在匀速运动过程中受的合力是___N，作用在绳端的拉力是____N。02014、用如图所示的滑轮组提升重物，摩擦不计，当物重G=1600N，拉力F为450N时，可使物体匀速上升。求：（1）当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.5m/s的速度匀速上升；（2）当被提起的物体重为G′＝2600N时，拉力F′为多大可以使物体匀速上升。1解：（）动滑轮上绳子段数4n；v绳绳端移动速度4v物0.5/42/mssm；2（）1600GN时，G动动滑轮重4FG44501602000NNN；2600GN时，F14GG动（）126002070004NNN（）。15、电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图所示的恒拉力系统，其简化原理图如图所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3，共悬挂20个水泥块。已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3，g取10N/kg。（1）请指出图中的动滑轮、定滑轮；（2）每个水泥块的重力是多少？（3）滑轮组对高压线的拉力多大？