滑轮组、轮轴和斜面

滑轮组、轮轴和斜面
学习目标
1.知道滑轮组的特点，并能识别生活中的滑轮组。

2.能根据要求组装简单的滑轮组。

3.能识别生活中轮轴，并用杠杆平衡条件分析轮轴。

4.能识别生活中的斜面，知道使用斜面的原因。

知识梳理
1.滑轮组
定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组．
使用滑轮组可以省力，可以省距离，可以改变施力的方向，但不可以同时既省力、又省距离．
滑轮组的省力情况，通常采用隔离法和整体法结合起来分析．即先将动滑轮和重物从整个系统中隔离出来作为一个整体，再全面分析该整体的受力情况，然后据力的平衡条件即可得出动力和阻力大小之间的关系．
2．轮轴
由轮和轴组成、能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴．
轮轴实质是可以连续旋转的杠杆．
i．当动力作用在轮上，阻力作用在轴上时，使用轮轴省力，但要多移动距离．常见的有：辘轳、手摇卷扬机、汽车驾驶盘、自行车的龙头、拧螺丝的板手、拧螺丝钉的螺丝刀、自行车上的龙头和前叉、脚踏板和大齿轮组成的轮轴等．
ii．当动力作用在轴上，阻力作用在轮上时，使用轮轴费力，但可少移动距离．如自行车上的飞轮和后轮组成的轮轴等．
在现代工农业生产中，很多机械和机器是由多种简单机械组合起来的，如差动滑轮就是由轮轴和动滑轮组合起来的，起重机就是由杠杆和滑轮组组合起来的．
3.斜面：同水平面成一向上倾斜角度的平面。

斜面推力公式：FL=Gh,其中F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。

根据FL=Gh 知斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。

典例分析
1. 如图13—12—1所示，用甲、乙两滑轮匀速向上提升重物，物重都是900 N，一个动滑轮重90N，不考虑摩擦拉力则，拉力F1为________N；F2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。

思考：除了运用书上的规律来计算外，还有其它的方法计算吗？
图13—12—1 图13—12—2
甲乙
2.如图13—12—2所示，重为200牛顿的物体沿水平匀速前进，不计滑轮的摩擦和质量，物体A受到摩擦力为重力的十分之一，则拉力的大小为__________N。

物体A向前运动了1米，动力F所走的距离是______m。

3.上图中弹簧测力计的示数是___________N。

小结：滑轮在竖直方向使用时和水平方向使用时拉力计算有何区别
4.如图13—12—3所示，重100N的物体在水平拉力F的作用下沿水平地面向左做匀速直线运动，已知物体对地面的摩擦力是50N，不计滑轮与绳子间的摩擦，则拉力F的大小为___________N，若物体A沿水平面移动2米，则拉力F所移动的距离为_________m。

5.如图13—12—4所示，重100N的物体在水平拉力F的作用下沿水平地面向左做匀速直线运动，已知物体对地面的摩擦力是50N，不计滑轮与绳子间的摩擦，则拉力F的大小为______________N，若物体A沿水平面移动2米，则拉力F所移动的距离为_________m。

思考：为什么都是动滑轮，作用在滑轮上的拉力的大小却不一样？
6. 小明用图（缺少图片）所示装置探究滑轮组的省力情况（均不计绳重和摩擦），用同一滑轮组进行了两次实验，部分实验数据如下表所示。

根据小明的实验数据在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。

思考：根据实验数据画滑轮组的结构，主要根据什么来判断。

课堂练习
1.如图所示装置，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30 N，不考虑其他摩擦，则F1=________N，F2=________N，F3=________N
2.如图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。

编
号
钩码重
G/N
钩码上升
的高度h/cm
弹簧测力
计的示数F/N
弹簧测力
计移动的距离
s/cm
1 3 5
2 15
2 6 5 15
图13—12—3 图13—12—4
3.如图是"一动、一定"滑轮组。

a 、b为两个弹簧秤，不计滑轮质量及摩擦。

当匀速提升的重物G=300牛时，a 、b两弹簧秤上示数应为( )
A.300牛、100牛
B. 200牛、100牛
C.300牛、150牛
D. 100牛、100牛
4.如图,物体匀速运动,拉力F=60牛,则物体受到的摩擦力是( )
A.60牛
B.120牛
C.20牛
D.180牛
5．小明用图所示装置探究滑轮组的省力情况（均不计绳重和摩擦），用同一滑轮组进行了两次实验，部分实验数据如下表所示。

（1）根据小明的实验数据在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。

（2）此滑轮组动滑轮的重为多少？
（3）请将表格空格处的“弹簧测力计的示数F”数据补充完整。

6.图1中A是____滑轮。

利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向____（选填“上”、“下”）。

如果A重2N，要提起50N的物体，至少要用____N的拉力。

若要使物体上升2m，应将绳的自由端拉动____m。

7．如图2所示，重物G重40N，若不计摩擦匀速提起重物所用拉力为22N，则动滑轮的重力
编
号
钩码重
G/N
钩码上升
的高度h/cm
弹簧测力
计的示数F/N
弹簧测力
计移动的距离
s/cm
1 3 5
2 15
2 6 5 15
是____N，钩子1受到绳子的拉力为____N，钩子2受到重物G的拉力为____N。

8．如图3所示，木块在桌面上匀速滑动，拉力F为2N，木块所受摩擦力为__ __
9．如图7所示，使用动滑轮提起重物G
时，拉力
F=____G（不计滑轮重和摩擦）。

若用斜向上的力拉绳子，所需拉力F＇____F（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

19．如图8所示的滑轮组，不计滑轮重和摩擦，则F1＝____G， F2=____G。

20. 下图中,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计及摩擦均不计, 则当甲、乙两物体静止时，弹簧测力计的读数为__________N，物体乙所受的合力为__________N。

10.如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（）
A、F1＞F2＞F3
B、F1＜F2＜F3
C、F2＞F1＞F3
D、F2＜F1＜F3
11．如图表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1=__________，F1=_________，F1=_________，不计滑轮本身的重和摩擦。

12.使用一滑轮组把100N的重物吊起lm，绳子自由端被拉上5m，请画出该滑轮组的装配图．求所用拉力的大小．(滑轮组、绳重和摩擦均不计)
F1
F2 F
3
F1
F2
F3
13．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提升重力为G的物体（滑轮重力和摩擦力不计），在图6中分别根据对绳子拉力F的要求，画出绳子的绕法。

14.如图所示，装置处于静止状态，不计滑轮和绳的重力，如果物体的重力为G l和G2，那么G1与G2的关系是( )
A．G1=G2 B．G1=2G2
C．G1=G2 D．无法判断
15.如图所示装置中，若拉力F=4N，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )
A．8N，8N B.12N，8N C．8N，12N D．12N，12N。