初中物理滑轮专题
2020-2021中考物理综合题专题复习【滑轮组的省力问题】专题解析附答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用一动滑轮将重物匀速提升2 m ,人对绳子的自由端所用力是40 N ,不计滑轮重和摩擦,则物重和提升重物所做的功分别是A .80N ,80JB .80N ,160JC .40N ,160JD .40N ,80J【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】动滑轮省一半力,多费一倍的距离,所以物体的重为:2240N 80N G F ==⨯=;由2m h =得222m 4m s h ==⨯=,提升重物所做的功:40N 4m 160J W Fs ==⨯=. 故选B .2.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N 的物体匀速提起。
已知他自身所受的重力为500 N ,双脚与地面的总接触面积为400 cm 2 ,动滑轮所受的重力为120 N ,若不计绳重和摩擦,小夏对地面的压强为_____Pa 。
【答案】7500 【解析】 【分析】 【详解】小夏对绳子的拉力为280N 120N 200N 11(22F G G =++⨯==动())小夏受到绳子的拉力F 拉、重力G 、地面的支持力F 支,因为小夏静止,小夏受到的重力等于拉力加上支持力,则地面的支持力500N 200N 300N F G F =-=-=人支拉由于力的作用是相互的,则小夏对地面的压力300N F F ==压支受力面积22400cm 0.04m S ==小夏对地面的压强2300N 7500Pa 0.04m F p S ===压3.如图所示为家用手摇晾衣架,它是我们生活中经常使用的简单机械,其中A 、B 两滑轮中属于动滑轮的是_____;若衣服和晾衣架的总重力为200N ,晾衣架上升的高度为1m ,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F =_____N ,绕进旋轮上的绳子长度是_____m 。
【答案】B 50 4 【解析】 【分析】 【详解】[1]使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,由图可知B 为动滑轮; [2]由图可知承重绳为4股,衣服和晾衣架的总重力为200N ,所以绳子的拉力200N50N n 4G F === [3]承重绳为4股,所以绕进旋轮上的绳子长度是S =4h =4×1m=4m 【点睛】4.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力 F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N , 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。
初中物理专题复习滑轮 原卷版

滑轮原卷版一.选择题(共10小题)1.(2020•宁波自主招生)在图中,分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A.若不考虑滑轮重和摩擦,则三个力的大小关系是()A.F1=F2=F3B.F1=F2>F3C.F1=F2<F3D.F1<F2<F3 2.(2019•锦江区校级自主招生)如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮总重力为50N,定滑轮总重力为40N,人的重力为600N,不计绳重与摩擦,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力()A.218N B.220N C.210N D.236N 3.(2018•襄城区自主招生)如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m(M>m)用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水中。
若滑轮与轮轴之间的摩擦及滑轮质量不计,则()A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)gB.绳子对物体A的拉力大小为(M﹣m)gC.绳子对天花板的拉力大小为mgD.物体A受到的浮力大小为(M﹣m)g4.(2018•兴仁县校级自主招生)如图所示,整个装置处于静止状态,重力和摩擦力不计,弹簧测力计A,B,C的示数分别为F A,F B,F C;其中F B=2N,以下有关弹簧测力计的示数的关系,正确的是()A.A 弹簧秤对墙壁的拉力大于A 弹簧秤的示数B.B 弹簧秤对墙壁的拉力为1NC.F A=2N F C=6ND.F A=1N F C=3N5.(2017•李沧区校级自主招生)如图所示的装置中,当人用力向右拉滑轮时,物体A恰能匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为3N,忽略滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦,则人的拉力F为()A.3N B.4N C.6N D.8N 6.(2017•乐清市校级自主招生)在图所示的装置中,A、B是动滑轮,C是定滑轮,D是轮轴,D的轮半径R=6厘米,轴半径r=2厘米,物重G=500牛顿,每个动滑轮重P=30牛顿。
如果不计绳重和摩擦。
各段绳的方向保持相平行。
那么:为把重物提起,作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿()A.45B.75C.90D.135 7.(2017•武侯区校级自主招生)如图所示,重力G=700N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止。
初中物理滑轮试题及答案

初中物理滑轮试题及答案一、选择题1. 定滑轮的特点是什么?A. 可以省力B. 不能省力,但能改变力的方向C. 可以省力,但不能改变力的方向D. 既不能省力,也不能改变力的方向答案:B2. 使用动滑轮可以省力,但省力的倍数是:A. 1倍B. 2倍C. 3倍D. 4倍答案:B3. 以下哪种情况下,滑轮组不能省力?A. 滑轮组中只有一个滑轮B. 滑轮组中有两个滑轮,且都是定滑轮C. 滑轮组中有两个滑轮,且都是动滑轮D. 滑轮组中有两个滑轮,一个定滑轮,一个动滑轮答案:B二、填空题4. 滑轮组的省力倍数与承担动滑轮重的绳子段数有关,当有n段绳子承担动滑轮重时,省力倍数为____。
答案:n5. 一个滑轮组由3个滑轮组成,其中2个是动滑轮,1个是定滑轮,如果不考虑摩擦和滑轮重,使用该滑轮组提升重物时,理论上可以省力的倍数为____。
答案:3三、计算题6. 一个动滑轮的轮轴半径为5cm,绳子的拉力为50N,求绳子移动1m 时,物体移动的距离。
答案:物体移动的距离为0.5m。
7. 一个滑轮组由2个动滑轮和1个定滑轮组成,绳子的拉力为100N,求提升200N重物时,绳子移动的距离。
答案:绳子移动的距离为2m。
四、简答题8. 简述使用滑轮组提升重物时,为何有时需要考虑滑轮的重量?答案:在使用滑轮组提升重物时,滑轮的重量会影响滑轮组的省力效果。
如果滑轮的重量较大,那么在计算省力倍数时,需要将滑轮的重量考虑进去,因为实际提升的总重量包括了滑轮的重量。
这会导致实际省力效果与理论计算的省力倍数有所差异。
9. 在实际应用中,为什么滑轮组的省力效果往往不如理论计算的省力倍数?答案:在实际应用中,滑轮组的省力效果可能不如理论计算的省力倍数,主要原因包括:摩擦力的存在、滑轮的重量、绳子的弹性变形以及操作过程中的效率损失等。
这些因素都会消耗一部分力,从而使得实际省力效果低于理论计算值。
初中物理定滑轮和动滑轮练习题及详细解析

定滑轮和动滑轮练习题及详细解析【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,F A为_____N,F B为______N。
【答案】100 2002、(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<F3B.F1<F2<F3C.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。
初中物理-滑轮专题强化训练(解析版)

初中物理-滑轮专题强化训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是A.B.C.D.2.一些民间谚语常蕴含着丰富的物理知识,下面四句谚语中对应的物理知识正确的是()A.潭清疑水浅﹣﹣光的反射现象B.一个巴掌拍不响﹣﹣声音不能在固体中传播C.人多力量大﹣﹣杠杆原理D.磨刀不误砍柴工﹣﹣减小受力面积,增大压强3.如图所示,物体M重100N,滑轮重10N,若不计摩擦及绳重,当滑轮在恒力F作用下,以0.2m s的速度匀速上升,物体M的的速度及拉力F的大小分别为()A.0.1m s,110N B.0.2m,55NC.0.4m s,210N D.0.4m s,110N4.如图所示工具,在使用时费力的是()A.筷子B.托盘天平C.动滑轮D.钢丝钳5.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。
比较这两个装置,下列说法正确的是()A.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力B.甲安装的是动滑轮,能省力C.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力D.乙安装的是动滑轮,能省力6.下列所示的几种杠杆类工具中,哪一个杠杆与其它三个不属于同一类型()A.用鱼竿钓鱼B.用羊角锤拔钉子C.用筷子夹取食物D.用笤帚扫地7.以下现象解释正确的是()A.学校里升旗杆的顶端所安装的动滑轮是为了省力B.潜水艇是靠改变自重来实现上浮或下潜的C.用吸管喝饮料是靠嘴的吸力,与大气压强无关D.我们看到太阳东出西落,说明太阳绕地球旋转8.如图所示,用相同的滑轮组装成的滑轮,提升相同的重物,绳端的拉力F甲和F乙,则下列正确的是A.F甲=F乙B.F甲>F乙C.F甲<F乙D.条件不足,无法确定9.同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记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10.如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,则()A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)gB.绳子对物体A的拉力为(M-m)gC.地面对物体A的支持力为MgD.绳子对天花板的拉力为2mg二、多选题11.某品牌牙膏如图所示,根据你的观察和生活经验,你认为下列说法正确的是A.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦B.拧开牙膏盖子时,盖子相当于省力杠杆C.挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变D.密闭的牙膏带到高原地区会变瘪12.下列各图所描述的物理知识,正确的是()A.光的折射B.光的色散C.力和力臂D.通电螺线管的磁场13.如图所示,在拉力F的作用下,将重为G的物体从斜面的底端沿斜面匀速向上拉到顶端,斜面长为s、高为h,物体与斜面间的摩擦力为F摩。
《初中物理《滑轮》课件

设计与改良
通过合理的滑轮设计与改良,可以使滑轮获得 更加高效、节能、环保、低噪音的工作方式。
滑轮的应用
物流运输
滑轮被广泛应用于物流运输场景中,如吊装重物等。
科学实验
滑轮经常被使用在科学实验中,如机械能守恒定律、牛顿第二定律等。
建筑施工
在施工场景中,滑轮经常被用于提升建筑材我们可以减小 力的大小,从而减轻工作强度。
力的方向
滑轮可以改变力的方向,为我们 提供方便的工作手段。
初中物理《滑轮》PPT课 件
欢迎大家来到本次《滑轮》PPT课件。本课件将介绍滑轮的基本概念、原理、 应用、优势、缺陷、设计与改良,并且通过案例分析滑轮在现实中的应用。 让我们一起来学习滑轮的神奇世界吧!
引言
提升重物
滑轮是一种能够减小力的大小, 增大效率的简单机械。
游乐项目
滑轮可以运用在各种有趣的游乐 项目中,如滑索、飞檐等。
帆船索具
帆船运用滑轮设计的复杂索具, 让帆船更加灵活高效。
健身器材
健身器材中常用滑轮设计,如滑 轮组、健腹轮等。
滑轮的原理与分类
1
基本原理
滑轮是通过改变力的方向和大小,来完成力的传递与变换。
2
固定滑轮
固定滑轮一般用于改变力的方向,力大小不变。
3
移动滑轮
移动滑轮一般用于减小力的大小,但是需要投入更多的能量。
滑轮结构
运用特定的结构,如球轴承、滚珠轴承,为滑轮提 供更加高效的工作方式。
案例分析
建筑场景
在建筑施工过程中,滑轮经常被 用于提升建筑材料、重型机器和 设备。
游乐项目
初中物理滑轮知识点总结
初中物理滑轮知识点总结1.滑轮组知识点定滑轮特点:(轴固定不动)不省力,但能改变动力的方向.(实质是个等臂杠杆)动滑轮特点:省一半力(忽略摩擦和动滑轮重),但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)..滑轮组:1、使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一.即F=G(G物+G动)/n(G为总重,n为承担重物绳子断数)2、S=nh(n同上,h为重物被提升的高度).3、绕法:n奇一一起始端在动滑轮、n偶——起始端在定滑轮.轮轴:由一个轴和一个大轮组成能绕共同轴线旋转的简单机械;动力作用在轮上省力,作用在轴上费力.斜面:(为了省力)斜面粗糙程度一定坡度越小,越省力.应用:盘山公路、螺旋千斤顶等.。
2.初中物理滑轮知识点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。
2、动滑轮:①定义:和重物一起移动的滑轮。
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
Word文档1③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
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.初三物理滑轮组的主要内容和知识点例如滑轮组一个定滑轮和一个动滑轮,使用滑轮组的目地是为了省力,因为单用定滑轮不能达到省力的效果。
所以一切的问题就在动滑轮上了,可以不用管定滑轮了,简单一点的如果就用一个动滑轮那么它的拉力是物体1/2,但要注意的是绳头方向是向上的,这时动滑轮两侧共有两扎绳子,照此类推,只要数动滑轮上有几扎绳就行了四扎拉力就是1/4,需要注意的是如果绳子固定端Word文档在动滑轮上那么就要多算一扎了。
公式就是,拉方(重力/绳子扎数)+摩擦力,绳头下降或升高的长度二物体上升高度,乘以,绳子扎数。
物理是理科中最难学的,学习的重要方法就是理解它,每个事物存在都是有道理可循的,都是客观存在的这就是物理。
初中物理简单机械--滑轮专题讲义
学科教师辅导讲义年 级:初二 学员姓名: 辅导科目:物理 学科教师:老师授课类型复习学习内容简单机械--滑轮教学内容一、基本知识点滑轮:周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫做滑轮。
滑轮的实质:滑轮实质是变形的,可连续转动的杠杆 (1)、定滑轮:①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
支点是转动轴。
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,给工作带来方便。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦):拉力: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:轴的位置随被拉重物一起运动的滑轮,支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点。
②实质: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,要多移动距离。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:拉力:F= 1/ 2G (若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 )二、往年上海考题精选 (一)、选择题1.如右图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是 ( ) A .甲是动滑轮,使用时不能省力 B .乙是动滑轮,使用时可以省力 C .甲是定滑轮,使用时可以省力 D .乙是定滑轮,使用时不能省力2.生活中利用杠杆原理的情况极为常见,如图1所示的杠杆中不能省力的是 ( )。
A .用撬棒撬箱盖B .用滑轮提取重物C .用手推车运送重物D .用扳手开启瓶盖 3.在图所示中,用轻质滑轮匀速提升同一重物G ,所用拉力F 最小的是图 ( )l 1l 2F 2F 1F 1l 1F 2 l 2A. B. C. D.4.在下列轻质的简单机械中,用10N 的拉力能将重15N 的物体竖直提起的可能是 ( )。
①一个定滑轮 ②一个动滑轮 ③杠杆 A ①和②。
初中物理:滑轮组专题知识点及同步练习(含答案)
滑轮专题一、定滑轮和动滑轮 1.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮。
(2)实质:等臂杠杆(3)特点: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:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
(3)特点: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):F =2G,只忽略轮轴间的摩擦则拉力F =2动G G ,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 )。
二、滑轮组1.定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用。
2.特点:使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但要多移动距离。
3.滑轮组的计算:有几股绳子吊在动滑轮上,拉力就是物体重(包括动滑轮重)的几分之一(不计绳重和摩擦)。
4.公式:F =nG(G =G 物+G 动),绳子自由端移动距离:s =nh 。
注意:组装滑轮组时,吊在动滑轮上绳子股数为n ,若n 为奇数时,则绳子的固定端挂在动滑轮上,若n 为偶数时,绳子的固定端挂在定滑轮上。
三、机械效率1.有用功:对人们有用的功,等于直接用手对重物所做的功(Gh )。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总。
2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。
3.总功:有用功加额外功或动力所做的功。
公式:W总=W有用+W额=Fs=W有用/η。
4.机械效率和功率的区别功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功功率越大,做功越快;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功,机械效率越大,有用功跟总功的比值越大。
有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
初中物理定滑轮和动滑轮练习题及详细解析
定滑轮和动滑轮练习题及详细解析【典型例题】类型一、定滑轮和动滑轮1、关于如图中的两类滑轮甲和乙,下列说法正确的是()A.甲能改变拉力的方向B.甲是等臂杠杆C.甲比乙省力D.甲比乙省距离【答案】C【解析】乙滑轮的轴是固定的,所以是定滑轮,定滑轮是等臂杠杆,使用乙滑轮不能够省力,但可以改变力的方向;甲滑轮的轴随物体一起运动,是动滑轮,使用甲滑轮可以省力但费距离,故C符合题意。
【总结升华】解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮的特点进行分析解答。
举一反三:【变式】如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是()A.甲是动滑轮,使用时不能省力B.乙是动滑轮,使用时可以省力C.甲是定滑轮,使用时可以省力D.乙是定滑轮,使用时不能省力【答案】B2、(2014•龙岩中考)如图所示,不计绳重和摩擦,沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则()A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.三个力一样大【答案】D【解析】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,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等。
【总结升华】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握。
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、如图用一个动滑轮提升重为20N的物体,当匀速向上拉动时,弹簧秤的示数为12N,若不计摩擦,拉力F和动滑轮的重力的大小是()A.拉力F为12N,动滑轮重4NB.拉力F为20N,动滑轮重2NC.拉力F为20N,动滑轮重4ND.拉力F为12N,动滑轮重2N【思路点拨】在不计摩擦的情况下,绳子的绕线决定滑轮组的使用效果,有几段绳子承担动滑轮和物体的重力,拉力就是动滑轮和物体总重的几分之一。
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滑轮分动滑轮和定滑轮,
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:相当于等臂杠杆
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.
④说明: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(或速度vF) = 重物移动的距离h(或速度vG)
2、动滑轮:
①定义:轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮.
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.
说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 / 2G ;s = 2h
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 ;s = nh
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G物+G动) ;s = nh
说明: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.单从动,双从定,从里向外绕,一个滑轮组只能绕一个钩子,要么是动滑轮上的钩子,要么是定滑轮的钩子。
从钩子上出来以后的绳子一定是从滑轮的槽里绕出来。
若要改变力的方向,n段绳子需要用n个滑轮;只省力,不改变力的方向,n段绳子需要(n-1)滑轮;定滑轮和动滑轮的个数最多相差1个;接线方法:奇数根绳子从动滑轮开始接线,偶数根绳子从定滑轮开始接线。
奇动:指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时,绳子的起始端在动滑轮上
偶定:指的是当动滑轮上的绳子段数为偶数时,绳子的起始端在定滑轮上.
首先根据题意确定承担物重的绳子股数n,若n为偶数,那么绳子的起始端应系在定滑轮上,即要从定滑轮绕起;若n为奇数,则绳子的起始端应系在动滑轮上,即要从动滑轮绕起.在计算承担重物的绳子股数n时,也可以根据n(s是绳子自由端移动的距离,h是重物升高的高度)进行确定.
若绳子的固定端固定在动滑轮框上,则n为奇数,并且有n=2×动滑轮个数+1;若绳子的固定端固定在定滑轮框上,则n为偶数,并且有n=2×动滑轮个数;从而可确定动滑轮个数.当n为偶数时,若改变力的方向,则定滑轮和动滑轮个数相等;若不改变力的方向,则定滑轮比动滑轮个数少1.当n为奇数时,若改变力的方向,则定滑轮比动滑轮个数多1;若不改变力的方向,则定滑轮和动滑轮的个数相等.
给滑轮组绕线时,每个滑轮上只能绕线一次,并且在动滑轮和定滑轮之间依次绕过,所以动滑轮和定滑轮的个数相差不会超过1.
W=FS,做的功不变,力越大,距离越小,时间一定,S=vt,则v越小
如图所示,用四个滑轮组分别提起重力为G的物体。
如果不计摩擦和动滑轮的重力,那么拉绳子的四个力F1、F2、F3、F4的大小分别是()
A.. G/2、G/3、G/4、G/3
B. G/3、G/3、G/4、G/4
C. G/2、G/2、G/3、G/3
D. G/2、G/2、G/4、G/2
例1.设计一个滑轮组,人利用这个滑轮组站在地面上向下用力提起重1100N的物体,绳子能承受的最大拉力是250N,请画出你设计的滑轮组(不计摩擦和滑轮重).
分析与解:由题目已知条件,可得承担物重所需的绳子的股数
(股),绳子的股数必须为整数,因此取n=5,所需动滑轮个数为2.n为奇数,由组装原则“奇动偶定”可知,绳子的固定端应系在动滑轮的框上,所需定滑轮个数只能为2或3,由此可设计出如图1甲、乙所示的滑轮组.
图1
图1甲中的拉力方向是向上的,不符合“人利用这个滑轮组站在地面上向下用力提起重物”的条件,所以是错误的.设计的滑轮组如图1乙所示.
例2.重为500N的小军,想设计一个使用滑轮个数最少的滑轮组,站在地面上将质量为180kg的重物提升到3楼,使用的绳子能承受的最大拉力为650N(不计滑轮重、绳重及摩擦,取g=10N/kg).请你帮小军设计符合上述要求的滑轮组,只需画出滑轮组及绕法即可.
分析与解:同学们易根据绳子能承受的最大拉力为F大=650 N来进行判断,n=
,作出如图2所示的滑轮组装置,此时忽略了
小军的体重只有500 N的条件.当绳子的股数n=3时,拉力F=N,大于小军的体重,小军所能施加的竖直向下的拉力最大为500 N,因此最大拉力F只
能为500N.那么n=,根据“奇动偶定”的原则可知,小军站在地面上向下拉,应采用两个定滑轮和两个动滑轮绕制成的滑轮组(如图3所示).
图2 图3 图4
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