内容正文:
专题25 滑轮及其工作特点
【核心考点精讲】
1、定滑轮、动滑轮及其特点
(1)定滑轮
①定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变。
②定滑轮的特点:不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
③定滑轮的原理:定滑轮实质是个等臂杠杆,动力臂、阻力臂等于滑轮半径,根杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力的结论。
(2) 动滑轮
①动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动。
②动滑轮的特点:使用动滑轮能省一半力,费距离。
③动滑轮的原理:动滑轮实质是个动力臂()为阻力臂()二倍的省力杠杆,使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半,使用动滑轮虽然省了力,但动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费距离。
2、滑轮组及其特点
(1)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
(2)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,即动力F=,
若忽略滑轮重,则有F=,其中n为承担物重的绳子的段数。
(3)用滑轮组提升物体时,虽然省力,但是费距离,滑轮组有几段绳子吊着物体,绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍。设物体升高的距离为h,则绳子自由端移动的距离为s=n h(n表示承担物重的绳子的段数)。
3、机械效率的计算
(1)用W总表示总功,用W有用表示有用功,用η表示机械效率,即η=。
(2)由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因此机械效率总小于1。
(3)计算方法:
杠杆
滑轮或滑轮组
斜面
提升重物
水平匀速拉动物体
η==
其中G为提升重物重力;h为重物上升高度;F为动力;s为动力作用点移动距离。
①η===
②不计绳重及摩擦
η==
其中G为物重;G动为动滑轮的重力;h为重物上升高度;s为绳自由端移动距离;n为承担物重的绳子段数。
η===
其中F摩为物体与水平面的摩擦力;
F为拉力;s物为物体移动的距离;
S绳为绳子自由端移动的距离;
n为承担摩擦力的绳子的段数。
①η==
②η=
其中G为物重;h为斜面高度;L为斜面长度;F为拉力;F摩为摩擦力
【必刷题型精练】
1.(2022•湘西州中考)湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以( )
A.省力 B.省距离 C.省时间 D.省能量
2.(2022•宜宾中考)2021.7.1是庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行,伴随着嘹亮的国歌声,五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,如图,该滑轮的作用是( )
A.增大绳子自由端移动的距离
B.减小拉力
C.改变拉力的方向
D.减少拉力做功
3.(2022•广东中考)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
A. B. C. D.
4.(2022•柳州中考)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
A.仅将绳在两木棍上多绕1圈
B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
C.仅增加绳的总长
D.仅减小绳的总长
5.(2022•菏泽中考)如图所示,在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升,忽略摩擦及绳重,该过程中滑轮组的机械效率为80%,则( )
A.工人所用的拉力为200N
B.动滑轮的重力为100N
C.拉力的功率为150W
D.提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不变
6.(2022•兰州中考)如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力,将重100N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.利用此装置既可以省力,也可以省功
B.物体受到的摩擦力为50N
C.对物体所做的有用功为500J
D.该斜面的机械效率为80%
7.(2022•眉山中考)小廖同学家里正在修建楼房,他通过调查了解到工人利用如图的装置,将重力为900N的物体匀速提升了6m,工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是( )
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体,则该滑轮组的机械效率为95%
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
8.(2022•陕西中考)如图,这是一种塔式起重机。已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时,