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专题12.2 滑轮
知识点1:定滑轮
(1)实质:是一个等臂杠杆。支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点:不能省力,但可以 改变力的方向。
知识点2:动滑轮
(1)实质:是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力
臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点:能省一半的力,但不能改变动力的方向,且多费一倍的距离。
知识点3:滑轮组
(1)连接:两种方式,绳子可以先从定滑轮绕起,也可以先从动滑轮绕起。
(2)作用:既可以改变力的大小又可以改变力的方向,但是费距离。
(3)省力情况:F=(G+G )/n;绳子自由端移动的距离s=nh,其中n是绳子的段数,h是物体移动的高
动
度。
知识点4:轮轴和斜面
(1)轮轴:实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力杠杆。轮和轴的中心是支点,作用在轴上的力是阻
力F,作用在轮上的力是动力F,轴半径r,轮半径R,则有FR=Fr,因为R>r,所以F<F。
2 1 1 2 1 2
(2)斜面:是一种省力机械。斜面的坡度越大,省力越多。
1.搞清定滑轮和动滑轮的区别
2. 滑
物理量 定 义 实 质 特 点
滑 轮
轮 组
动滑轮 滑轮可以和重物一起 动力臂是阻力臂二 不能改变力的方向但能省力
动 倍的杠杆
特 点
定滑轮 滑轮固定不动 等臂杠杆 不能省力但能改变力的方向
( 1
)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。(2)特点:既能省力又能改变力的方向,但是要费距离。
(3)省力特点:使用滑轮组时,有几段(股)绳子吊着物体,提起重物所用的力就是物重的几分之一,数
学表达式,即 F= G ,其中F为提起重物所用的力,G为物重,n为承受物重的绳子段(股)数,即绕在
动滑轮上的绳子段(股)数。
知识点1:定滑轮
【例题1】如图所示是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F,F和F,下列式子中正
1 2 3
确的是( )
A.F>F>F B.F<F<F C.F=F=F D.F>F>F
1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 1 3
知识点2:动滑轮
【例题2】小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳
子A端的动力为 N;实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为 N。
知识点3:滑轮组
【例题3】一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳
子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法。知识点4:轮轴和斜面
【例题4】如图所示,下列简单机械中,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,最省
力的是( )
A. B. C. D.
1.如图,小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做
有_______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受 300N 拉力,则小谦对绳子的拉力至少为
_______N。
2.用如图装置,在20s内将80N的水桶提升3m,拉力为50N,则拉力的功率为 W.若不计绳重和摩擦则
动滑轮的重力为 N。一、选择题
1.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500N,
则米袋对地面的压力为( )
2.A.500N B.250N C.300N D.800N小汉同学在“研究动滑
轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动
滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数 物重G/N 拉力F/N
1 1.0 0.65
2 1.5 0.90
3 2.0 1.15
A.与同学分析可能原因
B.实验失败,停止实验
C.改进实验条件,重新实验
D.查阅资料,了解结论的适用条件
3.(2019湖南郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为( )
A.70N B.100N C.105N D.110N
二、填空题
4.(2019四川自贡)如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A
在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则( )
A.F=20N B.F=10N C.F=5N D.F=30N
5.如图所示,小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升,如不计摩擦和滑轮重,则重力G _____G
甲 乙
(“<”“=”、“>”)。
6. 某工人用如图所示的装置,将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m,此装置是 滑轮(选填
“定”或“动”),该工人拉力的功率为 W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)
7.如图,工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上,则他所用的拉力为 N,绳子自
由端向下移动的距离为 m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)三、作图题
8.如图所示,通过滑轮组向下用力提升重物,请用笔画线组装滑轮组.
四、实验题
9.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移
动,分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题:
(1)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是_____ ;
(2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是_____ ;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮_____;
(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择_____;
(5)进一步分析实验数据,你还发现什么规律?(写出一个即可)五、综合应用题
10.(2020湖南衡阳)如图所示,用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m,绳子自由端所用
的拉力F为6N.求:
(1)绳子自由端移动的速度。
(2)拉力F做的功。
11.利用如图所示的滑轮组竖直向上提升浸没在水中的金属物.已知正方体实心金属物的体积 V=1×10﹣
2m3,重力G=790N,ρ =1×103kg/m3,动滑轮重G=60N,绳子重力和摩擦不计.请问:
水 0
(1)金属物浸没在水中时,受到的浮力是多大?
(2)在金属物浸没时,匀速提升需要的拉力F是多少N?
(3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m,求绳子自由端竖直向上拉力F的功率.
12.定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示,某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮拉住钩码,已知
人手的拉力为F,钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O,画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹);
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。