滑轮

1滑轮一、知识要点1.定滑轮：①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。④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：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F1=F2⑤只忽略轮轴间的摩擦则：拉力F1=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：①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F1=nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F1=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)④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。二、基础知识检测1．动滑轮实质是_________________的杠杆，用动滑轮可以_______力，但_______改变力的方向。2．定滑轮实质是_________杠杆，使用定滑轮可以改变________，但它不能_______。3．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（）A．20NB．25NC．30ND．35N4．如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩擦，则（）A．F1＜F2＜F3＜F4B．F1＞F2＞F3＞F4C．F1＝F2＝F3＜F4D．F1＝F2＝F3＞F45．工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）．其中最省力的方案是（）26．用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩擦，图甲中人的拉力F1________图乙中人的拉力F2(填“大于”、“等于”或“小于”)。7．认真分析下图，物体的重力都是20N，(不考虑摩擦和动滑轮的重力)当物体处于平衡状态时，拉力F的大小分别是FA=________N，FB=________N。8．如图所示，把重为200N的物体匀速提升2m，不计滑轮、绳子的重力及摩擦，所用拉力F为_______N，拉力所做的功为______J．第6题图第7题图第8题图9．一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出．如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为______，乙图中人拉动汽车的拉力至少为______，其中比较省力的是______图．（绳与滑轮间的摩擦不计）10.如右上图甲、乙装置中各使用一个滑轮。其中甲图中滑轮是____滑轮，乙图中滑轮是____滑轮。11.如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，取下晒干的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。图中有____个动滑轮，此装置____（选填“能”或“不能”）改变动力的方向。12.建筑工地上常用如图所示的装置搬运建筑材料，使用的滑轮组由a、b、c、d、e五个滑轮组成，如果滑车和建材共重1500N，每个滑轮重50N，不计绳重及摩擦，以0.5m/s匀速提起滑车所用的拉力F的功率P＝____W。三、例题讲解【例1】按要求连接滑轮组．『练1』工人站在楼下，利用滑轮组把重物提升到楼上，请在图中画出滑轮组的绕绳方法．『练2』如图所示，某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F=100N，物体B重300N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力），画出滑轮组的绕线.3『练3』物体重力G=12N，动滑轮重3牛，绳子自由端拉力F=5N。物体上升了1m，画出滑轮组的绕线方法．例1图练1图练2图练3图〖变式〗如图所示，有一根绳子从一黑箱的左侧穿进去，又从箱子右侧孔中穿出。左侧的线上拴一个玩具卡车，右侧的线上拴一个玩具汽车，用手拉右侧的玩具，左侧的玩具也向前动了一动，当继续把汽车向前拉时，汽车才走出约10cm，卡车已前进了20cm。黑箱里有什么神秘的东西使卡车走得比汽车快?试画出该装置的示意图。【例2】如图所示是某起重机上的滑轮组。当竖直匀速吊起810kg的物体时，滑轮组自由端的拉力为300N。若物体上升的速度为0.5m/s,取g=10N/kg，不计绳重和一切摩擦。求:1）使物体上升5m,起重机所做的有用功。2）动滑轮所受重力。3）绳端的拉力F做功的功率。『练1』用如图所示的滑轮组提升物体，已知物体重G=500N，动滑轮重60N，绳与滑轮之间、轮与轴之间摩擦均忽略不计．试求：1）拉力F的大小？2）要把货物升高2m，F做的功是多少？『练2』如图所示，工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台，所用的拉力为220N，不计绳重和摩。求：1）木箱匀速上升的速度；2）动滑轮的重力。【例3】在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（）A．20N2WB．30N6WC．60N2WD．20N6W『练1』如图所示，用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A，使物体A沿水平方向移动了一段距离s，在此过程中拉力F做的功为（）4A．FsB．GsC．2FsD.（G+F）s『练2』如图所示，物体A以20cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，水平拉力F=_______N，拉力的功率为_______w。(滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计)『练3』在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”．如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N．“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（）A．B．C．D．『练4』如图，绳子自由端的拉力F为2N，则弹簧测力计甲、乙的示数分别为：F甲=______,F乙=______。〖变式〗如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A在2s内匀速移动了5m，物体A受到地面的摩擦力为5N。不计滑轮，绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F的大小为_____N，拉力F的功率为_______W。【例4】小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是()A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起C．两个都拉不起D．两个都拉起『练1』如图，质量分别为m1、m2、m3（m1m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法错误的是()A．绳子对m2的拉力大小为m2gB．绳子对m1的拉力大小为m1gC．弹簧中拉力大小为（m1—m2）gD．地面对m3的支持力大小为（m2+m3—m1）g【例5】重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装，重物G重20N，绳端拉力为F．若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（）A．A、B均为定滑轮，F=20NB．A、B均为动滑轮，F=5.5NC．A为定滑轮、B为动滑轮，F=10.5ND．A为定滑轮、B为动滑轮，F=9.5N『练1』如图所示，是用来锻炼腿部和手臂的肌肉力量健身器材的示意图，重物5G为30kg。（g取10N/kg）1）锻炼手臂的肌肉力量时，绳A端固定不动，手在B处用力拉绳，使重物G上升。此时滑轮O是____（选填“定”或“动”）滑轮，手的拉力至少是______N。2）锻炼腿部肌肉力量时，绳B端固定不动，腿在A处用力拉绳，使重物G上升，此时滑轮O是____（选填“定”或“动”）滑轮，腿的拉力至少是______N。（不考虑轮重和摩擦）【例6】如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是()A．218NB．220NC．210ND．236N『练1』人体重为600N，他想坐在吊篮里用滑轮组匀速拉上去，如图，已知吊篮重240N，不计滑轮重与摩擦，则他所用的力应为()A．280NB．420NC．600ND．240N『练2』如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为______N，2s后绳子自由端移动的距离为______m．（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦）『练3』如图所示，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板成水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重为50N，不计摩擦和绳重，则人对木板的压力大小为______N。四、反馈练习1．在图中，A装置是_______滑轮（选填“定”或“动”）．若用30N的拉力将旗帜匀速提升10m，则拉力所做的功为_______J．2．同学们共同研究滑轮的特点：⑴他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮＿＿＿＿＿＿＿＿。⑵他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⑶他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行的实验如丙图所示，请根据丙图信息，写出分析数据的具体过程。并回答他们的问题。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3．如下图甲所示，用扳手拧螺帽时，图______（选填“a”或“b”）的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是______。如图乙所示，6当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个________滑轮，它能改变力的方向，但________(选填“能”或“不能”)省力．4．如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是（）A．甲B．乙C．丙D．丁5．质量是10kg的物体a放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体a以0.5m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（）A．作用在绳端的拉力f为3.6NB．水平桌面对物体a的摩擦力为10.8NC．在1s内拉力f做功5.4JD．拉力f的功率为10.8W6．如图所示滑轮组，正方体A在水平地面上处于静止状态，已知A的边长为1dm，密度为2×103kg/m3，动滑轮总重为2N，若使A对水平地面产生600Pa的压强，作用在绳端的拉力F为（忽略摩擦和绳重，g＝10N/kg）（）A．4NB．5NC．1ND．22N7．如图所示，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