11.2 滑轮【知识梳理+易错】复习讲义 -2022-2023学年苏科版物理九年级上册

苏科版九年级上册 第十一章《简单机械和功》 11.2滑轮 【知识梳理】 一、定滑轮、动滑轮 周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮， 在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。 1.定滑轮 （1）定义：轴固定不动的滑轮，如下图甲所示。 实质：一个等臂杠杆。如下图乙所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆， （2）特点： ①不省力也不费力：即。 ②不省距离也不费距离：如下图丙所示，,绳子自由端移动的速度等于物体移动的速度,绳子自由端移动的距离等于物体移动的距离，即。 ③能改变力的方向：不用定滑轮时向上施力拉物体，用了定滑轮后向下施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，无论拉力是竖直向下，还是斜向下，还是水平，拉力的力臂长度均等于滑轮半径，保持不变，故拉力大小不变 甲 乙 丙 丁 2.动滑轮 （1）定义：轴可以随物体一起运动的滑轮。，如下图甲所示 实质：动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。如下图乙所示，它的转动轴是绳与动滑轮的切点， （2）特点： ①省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有； 仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 ②费距离：如下图丙所示， 如下图丙所示，绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍，即。 ③不能改变力的方向：不用动滑轮时向上施力拉物体，用了动滑轮后仍然向上施力拉物体。 ④拉力方向对拉力大小的影响：如下图丁所示，竖直向上施力时，拉力的力臂长度等于滑轮直径，斜向上施力时，拉力的力臂长度小于滑轮直径，故竖直向上施力最省力，斜向上施力，拉力会变大。 甲 乙 丙 丁 二、滑轮组 1.定义：由动滑轮和定滑轮组合成的装置 2.特点： 既省力，又能改变力的方向，但是费距离。 （1）省力：在忽略动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦时，有（n为承担物重及滑轮重的绳子段数，下同）； 仅忽略绳与滑轮间的摩擦但不忽略动滑轮重时，有。 （2）费距离：绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的n倍，绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的n倍，即。 （3）n的判断方法 如上图中画圈的5段绳子承担了物体和动滑轮的重力（示意图见右图），则 三、轮轴 1.定义：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。 2.实质：轮轴实质是一个可以连续转动的杠杆。 3.特点：动力作用在轮上时，使用轮轴省力，但是费距离；动力作用在轴上时，使用轮轴费力，但是省距离。轮半径是轴半径的几倍,加在轮上的力就是加在轴上的力的几分之一，其平衡条件为 4.应用：汽车的方向盘、扳手、螺丝刀、自行车把、圆形的门把手、旋转的水龙头等。 【易错点】 动滑轮及滑轮组拉动物体时，注意区分绳子端移动距离和物体移动距离，不可混淆。 【规律总结】 1.动滑轮几种常见情况的等量关系（均忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦） （1）竖直使用定滑轮 （2）水平使用定滑轮 ，， ，， （3）竖直使用动滑轮 ，，，， （4）水平使用动滑轮 ，，，， 2.常见的滑轮组的n值情况 n=2 n=3 n=3 n=4 n=4 n=5 3.绕线方法： ①已知滑轮和承担物重的绳子段数n，画绕线：若n是奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上；若n是偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上（“奇动偶定”）。连线时由内向外依次缠绕滑轮。 ②已知滑轮组，画最小拉力：使绳子承担物重的段数为最大即可。若滑轮组中动滑轮和定滑轮数目不等，那么答案很明显；若滑轮组中动滑轮和定滑轮的数目相等，那么n是奇数。 【典例分析】 1．（2021·江苏金坛·九年级月考）如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用三个滑轮匀速提起同样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是（ ） A． B． C． D． 2．（2021·吉林四平·九年级期末）如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ） A．30N B．35N C．40N D．45N 3．（2021·四川广元·九年级月考）如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止．则