滑轮及滑轮组(重点总结).doc

滑轮及滑轮组

1．。
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=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5根绳子
通过动滑轮有4根绳子

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，请画出其中最省力的一组滑轮组的绕绳方法.(不计滑轮重、绳重及摩擦)
(a)
(b)
（c）

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0.2m/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=f得
f=nF=2×100N=200N
物体移动的速度v′===0.1m/s
2s内物体移动的距离
S′=v′t=0.1m/s×2s=0.2m.
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。
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
. 几个概念：

定义
公式
有用功
对人们有用的功
W有用＝Gh
W总－W额
额外功
并非我们需要但又不得不做的功
W额= W总－W有用
总功
有用功加额外功或动力所做的功
W总=W有用＋W额=Fs
机械
效率
有用功和总功的比值
η=×100%
【注意】（1）有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1；（2）机械效率是个没有单位的物理量。
. 机械效率的公式：
机 械
公 式
斜 面
η== ×100%
定滑轮
η====×100%
动滑轮
η====×100%
滑轮组
η====×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. F1最大 B. F2最大
C. F3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F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同
B. 绳子受的拉力F1和F2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0.1m/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1.5m，重物上升0.5m，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。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？
某人用图4所示的滑轮组吊起一个重1000N的物体。滑轮组的机械效率为80%。他在1min内使绳子自由端移动8m。求此人的总功率为多大？