内容正文:
12.2滑轮
一、定滑轮
1.定滑轮:使用滑轮时,轴固定不动的滑轮。
2.特点
(1)力的关系:绳子自由端的拉力等于物体的重力,即。不省力,但能改变对物体拉力的方向。
(2)绳端移动距离S与物体上升高度h的关系:,也不省距离。
3.定滑轮的实质:
定滑轮的实质是等臂杠杆:支点在轴心处,拉力是动力,重物的拉力是阻力;两个力臂、都等于轮半径。
二、动滑轮
1.动滑轮:使用滑轮时,物体和滑轮一起被提高。
2.特点
(1)使用动滑轮能省一半的力:(不计绳重、动滑轮重及摩擦),若要考虑动滑轮重则。但不能改变力的方向。
(2)绳端移动距离。
能省一半的力,但要多移动一倍的距离,且不能改变动力的方向。
3.动滑轮时实质:
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆:
支点在绳和轮相切的处,拉力是动力,重物的拉力是阻力;动力臂是轮直径、阻力臂是轮半径。
三、滑轮组
1.滑轮组:将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
2.滑轮的组合(为承担重的绳子段数,为绳子末端移动的距离)
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:
使用滑轮组省了力,但是费距离。
3.使用滑轮组的特点:
(1)拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦:
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:
(2)绳子自由端移动距离是物体上升高度的倍,即:。
(3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系:
4.滑轮组的组装
(1)确定绳子的段数
(2)滑轮组的绕绳方法:
①动滑轮和定滑轮个数相同时
当承重绳子的段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;
当承重绳子的段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;
概括为“奇动偶定”。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时,最省力的绕线方法:从个数少的滑轮为起点。
四、轮轴和斜面
1.轮轴
(1)轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为轮,小的称为轴。
(2)轮轴的实质:轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
如图所示:轮轴作为杠杆的支点在轴心,轮半径是动力臂,轴半径阻力臂.
(3)轮轴的原理:根据杠杆的平衡条件得:
因为:所以:
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
2.斜面
(1)斜面:是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
(2)使用斜面可以省力。
(3)斜面的原理
如图所示:把重为的物体,沿着长为,高为的斜面,用大小为的力推上去的过程中:
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦:
如果不计摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉力就是物体重力的几分之一。斜面是一种省力的机械。
1.一辆汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮A、B,均可将汽车从泥潭中拉出。由图可知,滑轮 是定滑轮; 种方式较省力。
2.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物,其中乙为 滑轮,使用时相当于 杠杆;不计滑轮重力及摩擦,若拉力F1=F2,则GA GB(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
3.如图所示,物体A和物体B的重力都是100N,若不计滑轮重、绳重和摩擦,当用力分别匀速提升物体A和物体B时,F1= N,F2= N;若物体被提升的高度为1m,则图甲中绳自由端移动的距离为 m。
4.如图所示,小明用拉力F1和F2通过滑轮A和B在5秒内将重10牛的物体提升2米,若不计滑轮重和摩擦,则拉力F1做功为 焦,F2做功的功率为 瓦;若将重物重力减轻一半,此时F1和F2的减小量分别为和,则 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
5.如图所示,是某工地施工时用于提升重物的滑轮组,工人用大小为160N的拉力,在10s内将重为400N的重物在竖直方向上匀速提升2m。若不计绳重及摩擦,则下列判断错误的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6m
B.动滑轮的重力为80N
C.该滑轮组没有改变拉力的方向
D.物体上升的速度为0.6m/s
6.由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块(重为G)被匀速拉升的高度为h(不考虑滑轮自重,绳重及摩擦)。下列说法中正确的是( )
A.M是动滑轮
B.拉力F=2G
C.拉力F做的功为2Fh
D.拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
1.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图所示是剪高处树枝的剪刀,将其套在竹竿上,拉动绳子一端就可以剪下高处的树枝。这个剪刀上的滑轮是 (选填“定滑轮”或“动滑轮”),它起到