内容正文:
专题12.2 滑轮
1.定滑轮和动滑轮
物理量
滑 轮
定 义
实 质
特 点
____
滑轮可以和重物一起动
动力臂是阻力臂二倍的杠杆
不能改变力的方向但能省力
____
滑轮固定不动
等臂杠杆
不能省力但能改变力的方向
2.滑轮组
(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫________。
(2)特点:既能省力又能改变力的方向,但是要费_________。
(3)省力特点:使用滑轮组时,有几段(股)绳子吊着物体,提起重物所用的力就是物重的几分之一,数学表达式,即____ ____,其中F为提起重物所用的力,G为物重,n为承受物重的绳子段(股)数,即绕在动滑轮上的绳子段(股)数。
知识点1:定滑轮
(1) 实质:是一个等臂杠杆。支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点:不能省力,但可以 改变力的方向。
【例题1】如图所示是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F1=F2=F3 D.F2>F1>F3
知识点2:动滑轮
(1) 实质:是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点:能省一半的力,但不能改变动力的方向,且多费一倍的距离。
【例题2】(2019海南省)如图,小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有_______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受300N拉力,则小谦对绳子的拉力至少为_______N。
知识点3:滑轮组
(1)连接:两种方式,绳子可以先从定滑轮绕起,也可以先从动滑轮绕起。
(2)作用:既可以改变力的大小又可以改变力的方向,但是费距离。
(3)省力情况:F=(G+G动)/n;绳子自由端移动的距离s=nh,其中n是绳子的段数,h是物体移动的高度。
【例题3】一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳
子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法。
知识点4:轮轴和斜面
(1)轮轴:实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力杠杆。轮和轴的中心是支点,作用在轴上的力是阻力F2,作用在轮上的力是动力F1,轴半径r,轮半径R,则有F1R=F2r,因为R>r,所以F1<F2。
(2)斜面:是一种省力机械。斜面的坡度越大,省力越多。
【例题4】(2019山东省东营)如图所示,下列简单机械中,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,最省力的是( )
A.B.
C.D.
一、选择题
1.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500N,则米袋对地面的压力为( )
A.500N B.250N C.300N D.800N
2.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数
物重G/N
拉力F/N
1
1.0
0.65
2
1.5
0.90
3
2.0
1.15
A.与同学分析可能原因
B.实验失败,停止实验
C.改进实验条件,重新实验
D.查阅资料,了解结论的适用条件
3.(2019湖南郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为( )
A.70N
B.100N
C.105N
D.110N
二、填空题
4.如图所示,小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升,如不计摩擦和滑轮重,则重力G甲_____G乙(“<”“=”、“>”)。
5.用如图装置,在20s内将80N的水桶提升3m,拉力为50N,则拉力的功率为 W.若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为 N。
6. 某工人用如图所示的装置,将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m,此装置是 滑轮(选填“定”或“动”),该工人拉力的功率为 W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)
7.如图,工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上,则他所用的拉力为 N,绳子自由端向下移动的距离为 m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
三、作图题
8.如图所示,通过滑轮组向下用力提升重物,请用笔画线组装滑轮组.
四、实验题
9.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题