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第 19 课 滑轮(学生版)
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课程标准 课标解读
1.认识定滑轮、动滑轮和滑轮组;
1.根据滑轮的特点学会认识定滑轮、动滑轮和滑轮组;
2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特
2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的力、力的方向与距离
点;
的特点;
3.通过实验探究理解动滑轮力与距离特点;
3.通过认识各种滑轮的特点会进行各种计算;
4.会进行有关滑轮计算;
4.熟练生活中利用滑轮的现象。
5.能分析滑轮的应用实例。
知识精讲
知识点01 定滑轮
1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连
续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮
(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
(2)实质:是个等臂杠杆。
轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件可知,因为重
物匀速上升时不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。
对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G。
(不计绳重和摩擦)
知识点02 动滑轮
1.定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
2.实质:是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
3.特点:省一半力,但不能改变力的方向。
4.动力移动的距离是重物移动距离的2倍。对于动滑轮来说:1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;2)动滑轮省一半力的条件是:
动滑轮与重物一起匀速移动,动力F 的方向与并排绳子平行,不计动滑轮重、绳重和摩擦。
1
知识点03 滑轮组
1.定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2.特点:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力
1
F= G
n 物
就是物重的几分之一,即 (条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。
1
F= (G +G )
n 物 滑
注意:如果不忽略动滑轮的重量则: 。
3.动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提
起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n 倍,即S=nh。
V =nV
4.绳子端的速度与物体上升的速度关系: 绳 物。
【知识详解】认识滑轮组
1.滑轮组:滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成,可以达到既省力又改变力作用方向的目的。
使用中,省力多少和绳子的绕法有关,决定于滑轮组的使用效果。
2.滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一。
使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离。
3.滑轮组的用途:为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
4.几个关系(滑轮组竖直放置时):(1)s=nh ;(2)F=G /n(不计摩擦);其中 s:绳端移动的
总
距离,h:物体上升的高度,G :物体和动滑轮的总重力,F:绳端所施加的力 n:拉重物的绳子的段数
总
(F=1/n×(G +G ))。
物 动
在绕时遵循:奇动(滑轮)偶定(滑轮)的原则:根据F=(1/n)G可知,不考虑摩擦及滑轮重,要使
2400N的力变为400N需六段绳子,再根据偶定奇动原则,有偶数段绳子,故绳子开端应从定滑轮开始,因
为要六段绳子,所以需要三个并列的整体动滑轮,对应的,也需要三个并列的定滑轮,从定滑轮组底部的
勾勾处绕起,顺次绕过第一个动滑轮,第一个定滑轮,第二个…直到最后一段绳子绕过第三个定滑轮,此
时绳子方向即向下,且会使拉力为400N(不考虑摩擦与滑轮重)。
【知识拓展】改变世界的机械(1)庞然大物人造就:随着钢铁工业和机器制造业的空前发展,人类正在制造出各种各样的钢铁机
械。
(2)细微之处显身手:科学研究是推动精密机械和测量仪器发展的强大动力。各种各样的精密仪器,
是科学家在天文、物理、化学、生命科学等研究中,探测物质世界秘密的有力武器。
(3)力大无穷山河动:当代人类的智慧和力量,相当程度上通过制造各种强大机械得以表现。
(4)瀚海苍穹任遨游:现代机械工业制造出来的车、船、飞机乃至空间飞行器极大地扩大了人类的
活动范围。
知识点04 斜面
1.斜面是一种可以省力的简单机械,但却费距离。
2.当斜面高度h一定时,斜面L越长,越省力(即F越小);当斜面长L相同时,斜面高h越小,越
省力(即F越小);当斜面L越长,斜面高h越小时,越省力(即F越小)。
【知识拓展】本节知识导图分层提分
题组A 基础过关练
1.如图所示的装置中,物体G 重为100N,物体G 重为10N,当G 不加外力时,G 恰能匀速下降。若在
1 2 1 2
G 上加水平向左的拉力(如图虚线所示),恰能让G 匀速向左运动,则拉力F为(不计拉绳的重及摩擦)
1 1
( )。
A.10N B.20N C.50N D.110N2.如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动
相同的距离.所用拉力分别是F、F、F,这三个力作用点移动距离分别是S、S、S,移动速度分别为
1 2 3 1 2 3
V、V、V,不计滑轮摩擦,则( )。
1 2 3
A.F:F:F=2:1:4、S:S:S=2:1:4; B.F:F:F=2:1:4、S:S:S=2:4:1;
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
C.F:F:F=2:4:1、V:V:V=2:1:4; D.F:F:F=2:1:4、V:V:V=2:4:1
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
3.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )。
4.如图所示,在竖直向上大小为10N力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速
度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 和
。
5.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 ,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F、F 和F 方
1 2 3
向匀速提起同一物体时,则F、F、F 的大小关系是 。
1 2 3
6.一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)。
甲 乙
7.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,画出拉力,钩码重力及它们的力臂(保留作图痕迹)。
(2)若不计摩擦、滑轮重与绳子重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。
题组B 能力提升练
1.下列各种机械中,不省力的机械是( )。
A. 钢丝钳;B. 动滑轮;
C. 旗杆顶定滑轮;D. 斜面
2.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )。3.如图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变),测得拉力和物体
M、N所受的重力如表所示,则( )。
F F F F G G
甲 乙 丙 丁 M N
5.5N 12N 5.5N 8N 5N 10N
A.甲的机械效率比丙的大;
B.乙、丁的机械效率相同;
C.使用丙提升物体M时省力;
D.实验测得的数据无法算出机械效率
4.某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知( )。
A.A是动滑轮;
B.B是定滑轮;
C.如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升;
D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
5.如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能
直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑
轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )。A. B. C. D.
题组C 培优拔尖练
1.(2021·湖南岳阳市·中考真题)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,
所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )。
A. B. C. D.
2.(2021·湖南邵阳市·中考真题)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以
的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为的8N,(不计滑轮和绳子之间的摩擦),拉力F做功的功率为
( )。
A.1.6W B.8W C.3.2W D.16W
3.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图,有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提
升了20cm(不计绳重G和摩擦),此过程克服物体重力做的功为______J,若动滑轮重10N,则
F=______N。4.(2021·湖南邵阳市·中考真题)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以
的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为的8N,(不计滑轮和绳子之间的摩擦),拉力F做功的功率为
( )。
A.1.6W B.8W C.3.2W D.16W