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11.2滑轮
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【知识梳理】
一、定滑轮
①定义:中间的轴固定不动的滑轮;
②实质:等臂杠杆(如图所示);
③特点:不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)拉力等于物重,即:F=G;绳子自由端
移动距离(或速度)等于物体移动的距离(或速度),即:SF=SG或vF=vG。
二、动滑轮:
①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)
②实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆(如图所示),
③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。
④若不计轴间摩擦和动滑轮重力(理想的动滑轮),则:拉力F=G物/2;
若只忽略轮轴间的摩擦,则:拉力F=(G物+G动)/2;
⑤绳子自由端移动距离(或速度)是2倍重物移动的距离(或速度),即:SF=2SG或vF=2vG。
三、滑轮组
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:既可以省力又可以改变动力的方向,但是费距离。
③若不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力(理想的滑轮组),则:拉力F= G物/n。若只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G动)/n;连接在动滑轮上的绳子段数n越多,越省力。
④绳子自由端移动距离(或速度)是n倍重物移动的距离(或速度),即:SF=nSG或vF=nvG。
⑤组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动)/F或n=SF/SG求出绳子的股数,然后根据“奇动偶定”的原则,再结合题目的具体要求组装滑轮。
【典型例题】
1、如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,这样做 ( )
A.省力,不改变施力的方向 B.不省力,改变施力的方向
C.既省力,也改变施力的方向 D.既不省力,也不改变施力的方向
2、如图所示,在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速拉动时,拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮摩擦),正确的是 ( )
A.F甲=F丁 B.F乙=F丙 C.F丙<F丁 D.一样大
3、如图所示,在拉力F的作用下,总重60 N的物体被匀速竖直提升了10 cm,若不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力F及其向上移动的距离s分别为( )
A.F=60 N,s=0.2 m B.F=30 N,s=0.2 m C.F=60 N,s=0.1 m D.F=30 N,s=0.1 m
4、某同学用如图所示的装置探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在下表中.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 ( )
A.与同学分析可能的原因 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
5、如图所示,用滑轮组吊起摩托车,滑轮组所起的作用是( )
A.仅改变力的方向 B.仅能省力 C.仅能省距离 D.既省力又能改变力的方向
6、用滑轮组提升物体,当绳子自由端被拉下了2m时,发现物体升高了0.5m,物体质量是20kg,若不计动滑轮重力和摩擦阻力,则拉动绳子的力应为( )
A. 40N B. 49N C. 98N D. 5N
7、学校旗杆的顶部有一个滑轮,该滑轮是 滑轮,其作用是 。
8、如图示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 .若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3的方向匀速提起同一物体时,则F1、F2和F3的大小关系是 .
9、如图所示,把重20 N的物体匀速向上提起,弹簧测力计的示数为12 N.若不计绳重及摩擦,则拉力F的大小是 N,动滑轮重力的大小是 N;若重物上升的速度是0.1 m/s,则绳子自由端上升的速度为 m/s.
10、如图所示,小明利用滑轮组提升重为300 N的重物,该滑轮组绳子的段数n=_______.若不计滑轮重和摩擦,则拉力F=_______N时,可以使重物匀速上升;若不计摩擦,动滑轮的重力为30 N,则拉力F=_______N时,可以使重物匀速上升;若物体被提升的高度为9m,则绳子自由端上升的距离为_______m.
11、用如图所示的滑轮组匀速向左拉动重为100N的物体A,所用拉力F
为10N(不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦),则物体A受到地面
对它的摩擦力大小是_______N,方向向_______(左/右)。
12、物理实验要遵循实事求