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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——滑轮组与绕线规则

初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——滑轮组与绕线规则

基础篇

滑轮组与绕线规则

前言

滑轮,定滑轮改变方向不省力,动滑轮省力但不能改变方向。单独使用各有局限,把定滑轮和动滑轮组合在一起,就得到滑轮组,同时兼顾省力、改变拉力方向两大优势

滑轮组定义

由定滑轮和动滑轮组合装配而成的简单机械。利用动滑轮省力,利用定滑轮改变拉力方向,是组合型机械。

滑轮组绕线规则

绕线口诀:奇动偶定。

  • 若绳子起始端固定在动滑轮挂钩上:n 为奇数;

  • 若绳子起始端固定在定滑轮挂钩上:n 为偶数。

注意:数绳子段数 n 的方法:只看直接扣在动滑轮上的绳子段数;最后一段如果从定滑轮引出,不计入 n。

竖直提升物体的核心公式

前提:竖直匀速提升重物 

①理想状态:不计动滑轮重、绳重、摩擦F=G物/n

②实际考题(必考,不计绳重、摩擦,要考虑动滑轮自重)F=(G物+G动)/n

距离关系:绳子自由端移动距离 s=nh 

速度关系:绳子自由端速度v绳=nv物

常见误区

误区1:数 n 易错:绳子从定滑轮出来,这一段不算承担物重的绳子,很多会容易多算一段。

误区2:题目没说 “不计动滑轮重”,不能直接用F=G物/n,必须带上动滑轮重力。

误区3:滑轮组一定省力。

正解:如果动滑轮自重很大,物体很轻,反而费力。

误区4:s=nh,物体上升越高,拉力做功越少。

正解:省力必然费距离,任何机械都不能省功。

口诀

滑轮组,组合装,一动一定配成双; 

数 n 只看动滑轮,奇动偶定记心上;

n 段绳子担总重,s 是 h 的 n 倍长。

学以致用

1、关于滑轮组,下列说法正确的是(  ) 

A. 滑轮组一定省力,一定能改变力的方向 

B. 滑轮组是定滑轮与动滑轮组合而成 

C. 承担物重的绳子段数包含定滑轮引出的那段绳 

D. 使用滑轮组可以省功

【解析】

滑轮组由定滑轮、动滑轮组合

A 错,当 n 为奇数时,拉力方向和物体运动方向相同,不改变方向;

C 错,定滑轮引出绳子不计入 n

D 错,任何机械不省功

【答案】

B

2、滑轮组 n=3,动滑轮总重 20N,物体重力 100N,不计绳重与摩擦,匀速竖直提升重物,求拉力 F

【解析】

竖直提升,需要考虑动滑轮自重,使用总重力除以 n 计算拉力。

【答案】

解:①公式:F=(G物+G动)/n

②代入数据:F=(100 N+20 N)/3=40 N 

答:拉力为 40N

3、如图所示,某滑轮组

物体匀速上升 0.5m,求绳子自由端移动距离

【解析】

第一步:确定承担物重的绳子段数n。数直接连在动滑轮上的绳子,本图中n=4。滑轮组基础关系:绳子自由端移动距离s与物体上升高度h满足公式s=nh。

注意:数绳子段数只数动滑轮上的绳,定滑轮只改变方向,不计入n。

【答案】

解:由图可知,承担物重绳子段数n=4

已知物体上升高度h=0.5 m

根据滑轮组距离公式: s=nh

代入数据:s=4×0.5 m =2 m

答:绳子自由端移动距离为2 m

下篇预告

水平滑轮组计算与机械效率

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