简单机械-滑轮组

一、复习

定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明：①杠杆可直可曲，形状任意。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。

五要素——组成杠杆示意图。

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。（就找固定不变的点） ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F 1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F 2 表示。

说明 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l 1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l 2表示。 画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 ⑴ 找支点O ；

⑵ 画力的作用线（虚线）；

⑶ 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； ⑷ 标力臂（大括号）。

F

① ② ③ ④

F 二、本节重点内容：

（一）滑轮

1、 定滑轮：

① 定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ② 实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

③ 特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④ 对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G

绳子自由端移动距离S F (或速度v F ) = 重物移动的距离S G (或速度v G )

2、 动滑轮：

① 定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ② 实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③ 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④ 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1

2G

只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F=

1 2(G

物

+G 动)

绳子自由端移动距离S F (或v F )=2倍的重物移动的距离S G (或v G )。

3、 滑轮组

① 定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

② 特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③ 理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1

n G 。 只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1

n (G 物+G 动)

绳子自由端移动距离物物或自由端移动的速度v nh s n v `==

④ 组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

注：画滑轮时，动滑轮上的绳子数遵循“奇动偶定”的原则 偶数 起绕 定滑轮

奇数 起绕 动滑轮

经典考查

[例1]、在图中加在绳子末端的力F 与滑轮所提重物的重力G 间的关系是(不计滑轮与绳子的重)

(1) F = G; (2) F = G; (3) F = G; (4) F = G

[例2]、如图所示，用一个跟杠杆始终保持垂直的力F ，使杠杆由竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中( )

A.杠杆始终是省力的

B.杠杆始终是费力的

C .先是省力的，后是费力的 D.先是费力的，后是省力的

1

F F 1

[例3]、如图所示，当杠杆平衡时，弹簧秤的示数为5牛顿，则物体的重力G （ ）

A.等于5牛顿

B.大于5牛顿

C.小于5牛顿

D.无法判断

[例4]、如图所示杠杆，可以绕固定点O 自由转动，B 端挂一重物， 要使杠杆平衡，在A 端加的四个力中，最小

的力是（ ）

A 、F1；

B 、F2；

C 、F3；

D 、

F4

[例5]、一根长为L ，重为G 的均匀木条，支在中间刚好平衡，如果在起左端锯下全长的1/4，叠放在左端剩余部

分的上面，如图，则杠杆（ ）

A 、仍然平衡；

B 、左端下降；

C 、右端下降；

D 、无法判断

[例6]、（1）如图所示，用滑轮组将重物提起，画出所用拉力最小的绕绳方法

[例7]、如图所示，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是600 N ，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F 甲

为______N ；F 乙为______N.若将重物提高1 m ，则甲滑轮绳子的自由端移动的距离为______ m ；乙滑轮绳子的自由端移动的距离为_______ m. KEY: 200 300 3 2

[例8]、如下图所示装置，用两个滑轮分别拉同一个物体在水平面上做匀速直线运动，物体重为60 N ，水平面与物

体间的摩擦力为20 N ，不考虑其他摩擦，则F 1=_______N ，F 2=________N. KEY:20 10

[例9]、如图所示，物体 A 和 B 所受重力都为120牛，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体A 和B 时，F A

为 牛，F B 为 牛。 KEY ：60 120

1、滑轮的轴心位置在工作时不变，这种滑轮叫 ，能够改变 ，但不能 ，它实质是 的杠杆。滑轮的轴心位置在工作时改变，这种滑轮叫 ，不能 ，但能 ，它实质是 。

2、使用一个定滑轮将重物提升2m ，则绳子自由端移动的 m ，如果改用动滑轮提升重物，且提升同样的高度，则绳子自由端移动的距离是 m 。

3、（多选）下列简单机械中能够省力的是（ ）

A 动滑轮

B 定滑轮

C 滑轮组

D 杠杆

4、（多选）用滑轮提升重为100N 的物体，不计滑轮重及摩擦，拉力的情况可能是（ ）

A 、大小为50N ，方向向上

B 、大小为50N ，方向向下

C 、大小为100N ，方向向上

D 、大小为100N ，方向向下

5、用如图所示的定滑轮不提升重物，分别用F1、F2、F3，则（ ） A 、F1最小 B 、F2最小

C 、F3最小

D 、三个拉力大小一样

6、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图1所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。其中最省力的方案是（

）

7、如图M 重49N ，滑轮重为1N ，弹簧测力计示数是11N ，由物体M 的重力是（ ）

A 、10N

B 、20N

C 、5N

D 、5.5N

8、弹簧秤A 和B 及滑轮组均处于静止状态，F=10N ，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A 和B 的示数分别为：（ ） A.30N 和30N; B.30N 和20N; C.20N 和20N; D.20N 和

30N.

9、装置处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下，G 1∶G 2为：

A 、1∶2 ;

B 、1∶1 ;

C 、2∶1 ;

D 、3∶1.

11、学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。 比较（a ）、（b ）两图可知： 。 比较（b ）、（c ）、（d ）三图可知：

12、所示，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是600 N ，不计动滑轮重及摩擦，绳 力F 甲为________N ；F 乙为________N.若将重物提高1 m ，则甲滑轮绳子的自由端移动的距离为________ m ；乙滑轮绳子的自由端移动的距离为

________ m.

13、认真分析下列各图，物体的重力都是20 N ，(不考虑摩 擦和动滑轮的重力)当物体处于平衡状态时，拉力F 的大小分别是F A =________N ，F B =________N ，F C =________N.

14、如下图所示装置，用两个滑轮分别拉同一个物体在水平面上做匀速直线运动，物体重为60

N ，水平面与物体间的摩擦力为20 N ，不考虑其他摩擦，则

F 1=_______N ，F 2

=________N.

15、如图所示，物体 A 和 B 所受重力都为120牛，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体A 和B 时，F A 为 牛，F B 为 牛。

16、图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F ，将杠杆缓慢地由位置A 拉至位置B ，在这个过程中动力

F( ) A 、变大； B 、变小； C 、不变； D 、先变大后变小。

17、图所示的装置处于平衡状态(O 为支点)。已知物重G ＝180N 。若不计杠杆和滑轮重，则F 应为( ) A 、90N ； B 、120N ； C 、270N ； D 、30N 。

18、下图有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来.

19、同一物体沿相同水平地面被匀速移动，拉力分别为F 甲、F 乙、F 丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）

A ．F 甲＜F 乙＜F 丙

B ．F 甲＞F 乙＞F 丙

C ．F 甲＞F 乙=F 丙

D ．F 甲=F 乙＞F 丙

20、用滑轮组提升重物，F ＝G /3的绳子的绕法. 2．画出图2中最省力的绕绳方法。

21、要求人用力往下拉绳使重物升起．4．若拉力F 将绳子的自由端移动1．5m 时，重物升高0．5m ，请你在图中

画出绳子绕法。

例题：如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×103kg ，底面积为1m 2的货物G 匀速提起。（取g ＝10N /kg ）

问：

（1）当货物静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？

（2）若把货物匀速吊起16m ，用了40s ，则货物上升的速度是多少？ （3）起重机对货物做了多少功？

（4）吊起货物时，为使起重机不翻倒，其右边至少要配一个质量为多大的物体？ 解：已知：OA ＝10m ，OB ＝5m 。（起重机本身重力不计）

（1）F ＝G ＝mg ＝4×103kg ×10N /kg ＝4×106N （

Pa m

N

S F P 42

41041104?=?== （2）s m s

m

t s v /4.04016===

（3）W ＝FS ＝Gh ＝4×104N ×16m ＝6.4×105J （4）根据杠杆平衡的条件F 1L 1＝F 2L 2

即G ·OA ＝m 0g ·OE

代入数据得：4×104N ×10m ＝m 0×10N /kg ×5m

m 0＝8×103kg