滑轮及滑轮组重点总结

滑轮及滑轮组重点总结 RUSER redacted on the night of December 17,2020

滑轮及滑轮组

滑轮

定义

种类特点实质图例作用

周边有槽，可以

绕着装在框子里的轴转动的小轮

定滑轮轴固定不

动，轮绕轴

心转动

等臂杠杆

能改变施力的方向

动滑轮

轮随物体一

起移动动力臂为阻力臂二倍的杠杆

能省一半力

滑轮组动滑轮和定滑轮组合在一起

既能省力，也能改变施力的方向

2．使用滑轮组要注意几个问题

（1）区分“最方便”和“最省力”的含义。“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。

（2）滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。

（3）设拉力移动距离为s ，拉力移动的速度为v ，重物上升的高度为h ，重物

上升的速度为v 物，则存在以下关系s=nh,v=nv 物，n 为动滑轮上绳子的股数。

（4）滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是本节的一个重点。由关系式F=n

G ，当n 为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当n 为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。(如下图所示)

通过动滑轮有4根

通过动滑

轮有5根

曲型范例

例1图中给出两组滑轮组（a ）、（b ），若它们分别提起同一重物，请画

)

精析：“省力”就是在动滑轮个数相同时，尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方法；或在动滑轮个数不同时选用动滑轮多的一组，因此，应选用（b ）组滑轮组。

全解：如图（c ）所示

点评：本题考查了两个知识点，一是滑轮组的省力多少是由绕过动滑轮的绳子的股数决定的；二是装配滑轮组。

例2．用如图所示滑轮组匀速拉动重1000N 的物体A ，所用拉力F=100N 。绳子自由端移动速度为s.求物体与地面之间的摩擦力f 和2秒内物体移动的距离。（不计滑轮重和轮和轴之间的摩擦）

精析：绳子自由端移动的距离s 与物体移动的距离s ′的关系为s=n s ′，绳子自由端移动的速度v 也等于物体移动速度v ′的n 倍，即v=nv ′。

全解：设n 是动滑轮上绳子的股数，f 为物体与水平平面之间的摩擦阻力。

本题中，n=2，由F=n

f 得

f=nF=2×100N=200N

物体移动的速度v ′=n v =2

/2.0s

m =s

2s 内物体移动的距离 S ′=v ′t=s ×2s=.

点评：绳子自由端移动的距离、速度与物体移动的距离、速度是同学们容易混淆的问题，应特别注意。

3. 功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

【说明】①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

(a) (b) （c

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

4.机械效率

定义公式

有用功对人们有用的功W

有用

＝Gh

总

－W

额

额外功并非我们需要但又不得不做的

功

额

= W

总

－W

有用

总功有用功加额外功或动力所做的

功

总

有用

＋W

额

=Fs

机械效率有用功和总功的比值η=

有用

总

×100%

是个没有单位的物理量。

机械公式

斜面η=W

有用

总

×100%

定滑轮η=W

有用

总

×100%

动滑轮η=W

有用

总

F2h

×100%

滑轮组η=W

有用

总

Fnh

×100%

例1：如图所示，物体重都是100 Ｎ.当物体处于平衡状态时，拉力F1＝

_______Ｎ，F2＝_______Ｎ，F3＝_______Ｎ，F4＝_______Ｎ.（不计滑轮重和摩擦）

如图所示，重物G重40牛，若不计摩擦，匀速提起重物所用拉力为22牛，则动滑轮的重力是____牛，钩子1受到绳子的拉力为____牛，钩子2受到重物G的拉力为____牛。

下图就可以用“受力分析法”很好地解决：

：一根绳子，最多只能承受300牛顿的力，想用它提起1000牛顿的重物，绕成的滑轮组至少要几股绳子承重并画出滑轮组的示意图。

如图所示，滑轮本身重及摩擦均可忽略不计，若F1∶F2＝2∶3，则两重物的质量m1与m2之比是

A. 2∶3

B. 1∶1

C. 4∶9

D. 3∶2

如图所示，不计滑轮重，不计绳与滑轮间的摩擦，不计轮与轴之间的摩擦，重为30 Ｎ的物体在5 Ｎ的拉力F的作用下沿水平方向匀速运动了2 m，则弹簧测力计的示数和物体与地面间的摩擦力为

A. 30 Ｎ，30Ｎ

B. 30 Ｎ，10 Ｎ

C. 5 Ｎ，10 Ｎ

D. 10 Ｎ,10 Ｎ

5. 使用如图所示的装置匀速提起重物G所用的拉力中，力

A. F

1最大 B. F

最大

C. F

最大 D. 一样大

如图所示，斜面长6 m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2 m，下列说法正确的是（）

A. 滑轮组的机械效率是40%

B. 物体重300N

C. 拉力F做的功是600J

D. 拉力F的功率是40W

用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A. 绳子受的拉力F

1和F

大小相等，滑轮组的机械效率相同

B. 绳子受的拉力F

1和F

大小不相等，滑轮组的机械效率不同

C. 绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等

D. 绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等

如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用

N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g＝10N/kg）

如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。求：

（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；

（2）拉力F的大小；

（3）物体A运动10s 的过程中，拉力F所做的功。

小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了，重物上升，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。

（1）画出小华及其所在兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。