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初中物理解题技巧——怎样解简单机械问题——水平滑轮组
基础篇
水平滑轮组
前言
水平滑轮组，也就是物体在水平面上，用滑轮组拉着它匀速运动
区分两套模型：竖直滑轮组用来提升重物，克服重力；水平滑轮组是水平拉动物体，重力不做功，克服的是地面摩擦力
说明：本讲只学习基础受力与运动计算，机械效率内容，放到后续功和机械效率专题再讲解。
水平滑轮组
把滑轮组横向放置，动滑轮连接水平面上的物体，依靠拉力拉动物体沿水平地面运动，不再用来向上提升重物。
受力分析
物体在水平面上匀速直线运动，滑轮组拉动物体前进：
物体做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向二力平衡。滑轮组对物体的拉力F拉物与地面的滑动摩擦力是一对平衡力，因此满足：F拉物=f
注意：这个拉力是动滑轮对物体的拉力，不等于人手拉绳子自由端的拉力F。
绳子段数n判断方法
数承担拉力的绳子段数，只看直接固定在动滑轮上的绳子；定滑轮仅用来改变拉力方向，不计入n。
注意：不要数全部绳子，只数连接在动滑轮上的绳段。
绳子自由端拉力公式
不计滑轮自重、绳重、滑轮轴摩擦，绳子自由端拉力：F=f/n
注意：若题目考虑滑轮轴摩擦，该简化公式不再成立，不能直接使用这个式子计算拉力
距离关系
绳子自由端移动距离：s绳=ns物，s物是物体水平移动的距离
注意：物体每向前移动一段距离，每一段承担拉力的绳子都要同步缩短，所以绳端移动距离是物体移动距离的n倍。
速度关系
v绳=nv物，绳子自由端移动速度是物体移动速度的n倍
推导：同一根绳子，运动时间t相同，v绳=s绳/t=(ns物)/t=nv物
两套滑轮组对比
竖直滑轮组：阻力是物体重力G物，拉力F=(G物+G轮)/n，目的提升物体，克服重力做功。
水平滑轮组：阻力是滑动摩擦力f，拉力F=f/n，目的水平移动物体，重力方向和运动方向垂直，重力不做功。
和竖直滑轮组的核心区别
重力方向竖直，物体水平运动，重力不做功，重力不进入拉力公式。物体重力只会通过改变压力，间接影响滑动摩擦力大小。
常见误区
误区 1：水平滑轮组的拉力等于物重除以n。
正解：水平模型里，绳子克服的阻力是摩擦力，不是物体重力，拉力等于摩擦力除以n，和物重没有直接等式关系。
误区 2：物体移动距离和绳子自由端移动距离一样。
正解：和竖直模型一样，绳子自由端移动距离、速度都是物体的n倍，n为动滑轮上承担拉力的绳子段数。
误区 3：物体越重，水平拉动时拉力一定越大。
正解：滑动摩擦力f=μF压。水平放置时F压=G物，物体变重，压力变大，摩擦力才会变大，拉力随之变大；如果接触面、压力不变，即使物重描述改变，摩擦力不变，拉力不变。不是物重直接决定拉力，是压力间接影响摩擦力。
口诀
水平滑轮不一样，拉的不是重力场；
摩擦力来当阻力，拉力就是f除n；
绳移n倍别乱量，速度倍数同距离。
学以致用
1、如图所示的水平滑轮组
水平面上匀速运动，受到的摩擦力是 60N，不计滑轮重和摩擦，求绳子自由端的拉力。
【解析】
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=3。
水平滑轮组匀速拉动物体，阻力是滑动摩擦力。不计绳重、滑轮自重与摩擦，拉力满足F=f/n
【答案】
解：由图可知，承担物重绳子段数n=3
已知f=60 N
F=f/n=60 N/3=20 N
答：绳子自由端的拉力为20 N
2、水平滑轮组n=2，物体沿水平面向左匀速移动了 2m，物体移动速度 0.1m/s。求绳子自由端移动距离和绳子自由端速度。
【解析】
水平滑轮组距离关系s绳=ns物，速度关系v绳=nv物
【答案】
解：已知s物=2m，n=2，v物=0.1 m/s
s绳=ns物=2×2 m=4 m
v绳=nv物=2×0.1 m/s=0.2 m/s
答：绳子自由端移动距离为4 m，绳子自由端速度为0.2 m/s
3、同一套水平滑轮组，拉动同一物体在同一水平面匀速运动。如果在物体上方叠加一个重物，分析摩擦力、绳端拉力如何变化（不计绳和滑轮自重）。
【解析】
接触面粗糙程度不变，叠加重物→物体对地面压力变大→滑动摩擦力f变大；匀速运动，滑轮对物体拉力等于f；n不变，F=f/n，拉力变大。
【答案】
解：接触面粗糙程度不变，增加物体压力，滑动摩擦力f增大；n不变，由F=f/n，绳子自由端拉力F变大。
答：摩擦力变大，绳端拉力变大
下篇预告
滑轮反向变形模型
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