内容正文:
第十二讲 滑轮
一、知识点梳理
1.定滑轮:
(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮;
(2)实质: 杠杆;
(3)特点:改变拉力的方向,不能省力;
(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F G物;
(6)绳子自由端移动速度等于重物移动的速度:。
2.动滑轮:
(1)定义:和重物一起移动的滑轮(可以上下移动,也可以左右移动);
(2)实质:动力臂为阻力臂的2倍的 杠杆;
(3)特点:不改变拉力方向,省一半力;
(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(5)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;
(6)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;
(7)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:。
3.滑轮组:
(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组;
(2)特点:既省力又可以改变力的方向;
(3)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;
(4)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;
(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;
(6)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:。(n表示直接连接动滑轮的绳子股数)
4.滑轮组的绕线方式:
(1)从轮子数量少的开始;
(2)定动交替;
(3)就近原则;
(4)奇动偶定。
5.滑轮组的受力分析:
6.滑轮组的机械效率:
(1)概念:
(2)计算:
(3)提高滑轮组机械效率的方法:
①增加物重(增加有用功占比)
②减轻动滑轮重
③减少摩擦
(4) 特殊滑轮的机械效率:
2、 真题练习
选择题
1.如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高机械效率的是(忽略绳重和摩擦)( )
A.改变绕绳方式
B.减小动滑轮的质量
C.减小提升重物的高度
D.减小被提升物的质量
2.如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力的功率为50W
B.滑轮组中动滑轮重10N
C.该滑轮组的机械效率为90%
D.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
3.如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率为87.5%,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A.物块的边长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
填空题
4.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 (选填“定”或“动”)滑轮。该工人拉力的功率为 W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)。
5.如图所示,体重为500N的小强站在水平地面上,竖直向下拉动绳子,使600N的物体匀速上升2m,绳端向下移动的距离为 m;若不计绳重,滑轮重及摩擦,小强对地面的压力是 N。
6.如图所示,用动滑轮把重为100N的物体匀速提升3m,拉力F=80N,则拉力F所做的额外功为 J。若改用质量更小的动滑轮来提升此重物,则动滑轮的机械效率将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.如图所示,把重为200N的物体匀速提升2m,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,所用拉力F为 N,拉力所做的功为 J。
8.如图所示,工人用滑轮组将重为600N的建筑材料以0.3m/s的速度匀速竖直提升,人对绳子自由端的拉力F=375N,滑轮组的机械效率为 ,拉力F的功率为 W。
9.如图所示,很多山区都把上山的公路修成盘山公路,盘山公路修得弯弯曲曲,宛如盘龙。从物理模型角度看,盘山公路可看作是 ,车辆沿盘山公路向上行驶时可以省 ,但不能省 。
计算题
10.用如图所示的装置将浸没在水中,质量为0.85kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升0.2m。弹簧测力计的示数为3N,不计绳子和滑轮的重及摩擦。假设物体始终未露出水面。(,g取10N/kg)求:
(1) 物体受到的浮力;
(2) 物体的密度;
(3) 拉力的功率。
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