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滑轮(提高)知识讲解_初高中资料库_初中资料库(转存避免链接过期失效)_初中物理

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                                   让更多的孩子得到更好的教育
滑轮(提高)
责编:冯保国
【学习目标】
  1、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用;
2、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图; 
  
【要点梳理】
要点一、定滑轮和动滑轮(高清课堂《滑轮》392030 定滑轮和动滑轮)
周边有槽,中心有一转动轴的轮子叫滑轮,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。
                           
   在工作过程中,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮;在工作过程中,轴的位置随物体移动的滑轮叫
做动滑轮。
要点诠释:
1、定滑轮:如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是
等臂杠杆。
  定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2、动滑轮,如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2 倍的省
力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
               
  3、定滑轮和动滑轮的作用
  使用定滑轮虽然不能省力,但可以改变用力方向,给工作带来方便。
  使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。
要点二、滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组。
要点诠释:
地址:北京市西城区新德街20 号4 层 电话:010-82025511 传真:010-82079687  第1页 共8页
                                   让更多的孩子得到更好的教育
1、特点:既可省力,又可以改变用力方向。但费距离。
  2、结论:
  在使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是总重的几分之一。
      
如果考虑动滑轮的重力,则有
。
其中:n 表示承担物体的绳子的段数
   s 表示绳子自由端移动的距离
   h 表示物体移动的距离
   v 自表示绳子自由端移动的速度
   v 物表示物体移动的速度
  在使用滑轮组时,绳子固定在动滑轮上要更省力。
  在使用滑轮组时,绳子固定在:定滑轮上,n 为偶数;动滑轮上,n 为奇数。
要点三、根据要求设计滑轮组
1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。
  2、根据绳的段数,确定动滑轮的个数:一个动滑轮可拉2 段绳,还能改变用力方向;但也可以拉三段绳,
但就不能改变用力方向了。
  设想如果需要n 段绳(n 为偶数),那么就需要n/2 个动滑轮和n/2 个定滑轮穿绳组装时,绳的固定端
要固定在定滑轮下的挂钩上(这叫做“偶定”),若不改变力的方向,还可少用一个定滑轮,即
个定
滑轮。
  如果n 为奇数,则需要
个动滑轮和同样数目的定滑轮,穿绳时,绳的固定端要拴在动滑轮上方
的挂钩上(这叫做“奇动”),这不能改变用力方向,如果还想改变用力方向,就应再加一个定滑轮,即
地址:北京市西城区新德街20 号4 层 电话:010-82025511 传真:010-82079687  第2页 共8页
                                   让更多的孩子得到更好的教育
个定滑轮。
  上述方法叫“奇动偶定” ,如下图所示。
       
【典型例题】
类型一、定滑轮和动滑轮
1、(2016 春•南京校级期末)如图所示,B 装置是______滑轮(选填“定”或“动”)。若物体A 所受
重力为100 牛,当分别用不同方向的力匀速提起物体A 时,拉力F1______F2(选填“大于”、“等于”或
“小于”)。
【思路点拨】
(1)使用时滑轮的轴固定不动的是定滑轮,滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮实质
上是一等臂杠杆,只改变力的方向,而不省力,(2)使用定滑轮时不省力,不考虑动滑轮重和摩擦,F=G 物。
【答案】定;等于
【解析】
(1)提升物体A 时,滑轮的轴固定不动,是定滑轮;(2)因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力
的方向,而不省力,故定滑轮拉同一物体A,沿不同方向用的拉力大小相等,所以F1=F2,故答案为:定;等
于。
【总结升华】本题主要考查定滑轮工作特点,是一道基础题。
举一反三:
【变式】如图所示,物体A 和B 所受重力都为200N,滑轮重力和摩擦不计,当用力分别匀速提升物体A
和B 时,FA为_____N,FB为______N。
   
【答案】100   200
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                                   让更多的孩子得到更好的教育
2、
(2014•桂林中考)小明利用如图所示的简单机械移动物体A 时.当沿不同方向分别用F1、F2、F3的
力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是(  )
      
A.F1=F2<F3          B.F1<F2<F3
        C.F1>F2>F3        D.F1=F2=F3
【答案】D
   【解析】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因为物体A 匀速运动,所以F1、F2、F3都与物
体A 受到地面的摩擦力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC 错误;故D 正确。故选D。
【总结升华】本题考查了定滑轮及工作特点,属于基本内容,比较简单。知道定滑轮和动滑轮的定义及
其特点是关键。
举一反三:
【变式】如图所示,若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起,则拉力F1与F2相比较(  )
                  
A.F1较小      B.F2较小     C.F1与F2一样大      D.无法确定
【答案】A
   【解析】如图所示:F1的力臂L 大于F2的力臂L′,由于提起的重物一定,根据杠杆平衡的条件,阻力和
阻力臂的乘积一定,动力臂越长,动力越小。故F1较小。
                  
3、如图所示,摩擦不计,滑轮重2N,物重10N.在拉力F 的作用下,物体以0.4m/s 的速度匀速上升,
则(  )
           
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                                   让更多的孩子得到更好的教育
A.F=5N,F 向上的速度是0.2m/s
B.F=7N,F 向上的速度是0.2m/s 
C.F=6N,F 向上的速度是0.8m/s 
D.F=22N,F 向上的速度是0.2m/s
【思路点拨】要解答本题需掌握:动滑轮的工作特点,以及动滑轮的特殊使用方法。
【答案】D
   【解析】本题是动滑轮的特殊使用方式,考虑滑轮的重力,即力F 等于物重的2 倍再加上滑轮的重力,
F=2×G 物+G 滑轮=2×10N+2N=22N;
力F 移动的距离是物体移动距离的二分之一,故力F 移动的速度是物体上升的速度的二分之一,即F
上升的速度是0.4m/s÷2=0.2m/s
【总结升华】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握。
类型二、滑轮组
4、
(2014•大连模拟)在水平地面上放置一个重360N 的物体A,用如图的滑轮组匀速拉动物体,拉力
F 为40N,不计绳与滑轮的重和摩擦,则物体与地面的摩擦力是 
       
 
  
  N,若A 在2s 内匀速移动1m,
则绳子自由端通过的距离是 
     
   
  m。
【答案】120;3
   【解析】根据图示可知,n=3;(1)因为不计绳与滑轮的重和摩擦,并且物体做匀速直线运动,因此根据
二力平衡条件可得:F= f;则物体与地面的摩擦力:f=3F=3×40N=120N。(2)绳子自由端通过的距离:
s=3×1m=3m。
【总结升华】本题考查了滑轮组中拉力的计算以及二力平衡条件的应用,在滑轮组中,拉物体的力由几
根绳子承担,则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一。
举一反三:
【变式】利用如图所示装置匀速提起重150N 的物体,若不计滑轮重及摩擦力时,拉力F 是
多大?
  【答案与解析】F=G/n=150N/3=50N ,拉力是50 N。
5、已知每个动滑轮重100N,物重G=1200N,绳子能承受的最大拉力为300N,在图中画
出了滑轮组的绕线方法。根据你的判断,只能使用_____绕线方式。(不计摩擦)
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                                   让更多的孩子得到更好的教育
        
   【答案与解析】由上图可以看出,绳子承担的物重包括两部分,即物重1200N 和两个动滑轮重2×100N
=200N,由于绳子能承受的最大拉力为300N,那么至少需要n=(G+G 动)/F=(1200N+200N)/300N≈5
根绳子。由此可以确定只能用乙种绕线方式。
  【总结升华】同一个滑轮组,绳子的绕法不同,省力的情况也不同,绳端固定在动滑轮上比固定在定滑
轮上更省力。
举一反三:
【变式】为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来,试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。
  
  【答案】n=3,如图:
          
类型三、综合应用
6、如图所示,物体C 重100N,在不计摩擦和绳重的情况下,要匀速提起重物时,需加力F 为28N,若
滑轮的规格都相同,则每个滑轮的重为多少牛?
        
【思路点拨】(1)在不计摩擦和绳重的情况下,使用动滑轮时,因为动滑轮有两段绳子在拉重物,所以
用的拉力就是动滑轮和重物重力的二分之一;
(2)按图示滑轮组,我们可以由上向下逐个分析滑轮,按照动滑轮和定滑轮的特点,找出拉力F 和动滑轮
与重物的种类之间的关系,然后求解。
【答案与解析】
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【总结升华】课本中对滑轮只讲了动滑轮和定滑轮两种,但在实际出现的题目中,不时有如本题这种情
况的滑轮,如果单从动滑轮或定滑轮的角度来解题,很多同学都会觉得困惑,这就要求学生可以通过对每
一个滑轮单独进行受力分析,利用我物体平衡时合力为零的特点列出各力之间的关系,然后解答。
举一反三:
【变式】(高清课堂《滑轮》392030 例2)如图所示,用滑轮组匀速提升重物,若绳子自由端的拉力为
F,不计滑轮重、绳重和轴摩擦,求物体的重力是多少?
       
   
  
【答案】8F   6F    7F    8F
7、家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组.假设衣服和晾衣架的总
重为100N,则静止时绳子自由端的拉力为(不计动滑轮重及摩擦)(  )
   
A.100N     B.50N     C.25N     D.20N
【答案】C
【解析】由图可知,承担物重的绳子股数n=4,
∵不计动滑轮重及摩擦,
∴拉力
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                                   让更多的孩子得到更好的教育
【总结升华】本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数n 的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),
二是不计摩擦和动滑轮重时,
。
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