内容正文:
【飞哥初高物理】
不要问自己会不会,多问自己做不做!
第12讲 滑轮和滑轮组
知识点一、定滑轮和动滑轮
滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮;因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
1.定滑轮:使用滑轮时,其轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。
定滑轮的作用:不能省力,但可以改变力的方向;
2.动滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
动滑轮的作用:能省力,但要多移动距离
知识点二、滑轮组
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。
(1)特点:既可省力,又可以改变用力方向。但费距离。
(2)结论:在使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是总重的几分之一。
如果考虑动滑轮的重力,则有。
(3)段数n、绳子自由端移动距离S、重物移动距离h间的关系:S=nh;即省力费距离。
题型一:滑轮组的组装和设计
【例1】用滑轮组提升物体,请画出正确的绕法
[变式1]如图,用滑轮组将物块A向左边拉过去,请画出最省力的绕线方法。
[变式2]要用最小的力将汽车拉动,试完成绳子的绕法。
[变式3]画出提升重物时最省力的绕绳方法。
题型二:辨析定滑轮与动滑轮的区别
【例2】如图所示,滑轮_____可以看作省力杠杆(选填“A”或“B”);若拉力F1、F2的大小均为20牛,拉动物体匀速上升,不计摩擦和滑轮重力,则物体重力GA为_____牛,GB为_____牛。若拉力F1、F2上升高度为2米,则重物GA上升_____米,重物GB上升_____米 。
[变式]如图示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2=F3 C.F2>F1>F3 D.F1=F2>F3
题型三:竖直面内的滑轮组问题
【例3】同一个物体分别用图中甲、乙两个滑轮组吊着。若物体重300N,动滑轮重30N,把物体提升1m,则甲绳自由端移动距离s甲=______m,拉力F乙=______N(不计绳重和摩擦)。
[变式1]如图所示,物重G为30N,动滑轮重6N,不计摩擦、绳重,拉力F的大小为 _______N;如果绳子自由端3s内下降了6m,则物体上升 _____m,物体上升的速度为 _____m/s。
[变式2]用如图甲的滑轮组提升重250N的物体,已知拉力F为100N,不计绳重和摩擦,则动滑轮重为______N。如果物体上升1m,那么绳子自由端移动______m。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是______(选填“A”或“B”)。
[变式3]如图所示,如果绳重和摩擦不计,动滑轮重不计,物重G=300N,则图中的拉力F=___________N;如果不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为30N,物重G=300N,拉力F′=___________N。若绳子自由端向上移动了6m,则物体被提高了___________m。
题型四:水平面内的滑轮组问题
【例4】如图所示,将重为100N的物体水平匀速拉动,物体与地面之间的摩擦力为30N,不考虑滑轮重、绳重、绳与滑轮间摩擦,则水平拉力F为______N。若物体移动了1m,则绳子自由端移动了______m。
[变式1]如图所示,物体A重100N,物体B重10N,此时A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动(不计摩擦、绳重及滑轮重),那么物体B匀速下降的速度是___________m/s,物体A与水平面间的摩擦力是___________N。
[变式2]如图所示,物体重为600N,拉绳所需的力为60N,物体匀速向右移动了10m,若不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,则物体与地面间的滑动摩擦力______N,拉绳的力做功是______J。
[变式3]如图所示,物体A重90N,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A与地面间摩擦力f=30N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳子端的拉力F是 ___________N,当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动 ___________m。如果增大拉力F使物体加速运动,则物体A与地面间摩擦力 ___________(变大、变小、不变)。
题型五:较复杂的滑轮组问题
【例5】如图所示,质量为60kg的人,站在质量为30kg的吊篮内,其中每个滑轮重100N,不计绳重和摩擦。他至少用 ______N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止状态,此时吊篮底面对他的支持力为 ______N。
[变式1]如图所示,两个完全相同的物体A、B通过理想滑轮连接并放在木板C上,系统保持平衡,已知A、B、C质量均为6kg,则A对C的压力为 _____N。
[变式2]如图所示的装置中,A重