内容正文:
固定不动
方向
等臂
=
>
可以随被吊物体一起运动
省力
方向
力臂是阻力臂两倍的省力
省力
方向
D
向上
0.5
10
150
4
C
C
C
B
定
50
100
0.4
0.2
0.4
0.2
3
1
30
A
200
二、滑 轮
重难点解读
1.定滑轮相当于等臂杠杆,它的支点是滑轮的圆心,力臂是滑轮的半径,所以无论朝哪个方向用力,力臂的长度都不会改变,力的大小也不变。
2.对于动滑轮来说:(1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;(2)动滑轮省一半力的条件:①动滑轮与重物一起匀速移动;②动力F的方向与并排的绳子平行;③不计动滑轮重、绳重和摩擦;④动力F要作用在轮上,不能作用在轴上。
3.用滑轮组提升重物时,虽然省了力,但是费了距离。滑轮组有几段绳子吊着物体,动力移动的距离s就是重物升高距离h的几倍,即s=nh。
4.设计滑轮组,首先根据要求确定承担物重的绳子股数,依据n=eq \f(G,F)或n=eq \f(s,h);其次依据拉力方向和重物移动方向,确定定滑轮和动滑轮的个数;最后遵照绕绳口诀“奇拴动,偶拴定”,先固定绳子的一端,然后由内向外绕绳,否则容易出错。
易错易混
1.对于同一个滑轮来说,不论是定滑轮还是动滑轮,与它相连的每一根绳子,各处受到的拉力处处相等。
2.使用滑轮时,不能死记滑轮的省力规律,而应画出动滑轮受力示意图,再分析动力与阻力之间的关系。
1.定滑轮
(1)定义:轴固定不动 的滑轮叫作定滑轮。
(2)特点:使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向 。
(3)实质:定滑轮实质是一个等臂 杠杆。
(4)力的关系:使用定滑轮提升重物,若不计绳重与摩擦,则F= G;若考虑绳重、绳子与滑轮间的摩擦,则F> G。
2.动滑轮
(1)定义:轴可以随被吊物体一起运动 的滑轮叫作动滑轮。
(2)特点:使用动滑轮能省力 ,但不能改变动力的方向 ,且多费一倍距离。
(3)实质:动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂两倍的省力 杠杆。
3.滑轮组
(1)定义:把定滑轮与动滑轮组合在一起,构成滑轮组。
(2)特点:即可以省力 ,又可以改变力的方向 。
知识点1:定滑轮与动滑轮
1.学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。对于这个滑轮的说法,正确的是 ( )
A.这是一个动滑轮,可以省力
B.这是一个动滑轮,可以改变力的方向
C.这是一个定滑轮,可以省力
D.这是一个定滑轮,可以改变力的方向
2.如图所示,定滑轮与细绳间的摩擦忽略不计,沿着绳斜向下匀速拉动,质量为50 g的钩码将向上 (选填“向上”或“向下”)运动,弹簧测力计的示数是0.5 N,若钩码上升10 cm时,弹簧测力计斜向下移动10 cm。(g取10 N/kg)
3.用图中滑轮把重300 N的物体匀速提起2 m时,人对绳子的拉力F为15 0N,绳子自由端移动的距离为4 m。(不计绳重、摩擦和滑轮重)
知识点2:滑轮组
4.小柯用图中装置提升重为400 N的物体,不计绳重、摩擦和滑轮自重,下列说法正确的是 ( )
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1 m,物体也上升1 m
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200 N
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
5.如图所示,分别拉同一个物体沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3,它们的大小关系是(不计绳和滑轮间的摩擦及滑轮重) ( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3
C.F2<F1<F3 D.F2>F1>F3
6.如图所示,G=80 N,在力F的作用下,滑轮以0.4 m/s的速度匀速上升,不计绳重、摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是
( )
A.0.5 m/s,160 N
B.0.5 m/s,40 N
C.0.8 m/s,160 N
D.0.2 m/s,40 N
7.如图所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N,绳重、滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则 ( )
A.F=20 N
B.F=10 N
C.F=5 N
D.F=30 N
8.如图所示,分别使用A、B两种滑轮匀速提起物体,其中B是定 (选填“定”或“动”)滑轮。若物体所受重力G为100 N,不计绳重、滑轮重和摩擦,则拉力FA=50 N,FB=10 0N。若物体均上升0.2 m,用时1 s,则FA移动0.4 m,FB移动0. 2m;FA移动的速度为0.4 m/s,FB移动的速度为0.2 m/s。
9.如图所示,重为50 N的物体在20 N的拉力F的作用下2 s内匀速上升2 m,不计绳重和摩擦,拉力F移动的速度为3 m/s,物体上升的速度为1 m/s,若物体的重力变为80 N,则拉力F为30 N。
10.在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。
题图
答图
11.如图所示,通过滑轮组用200 N的拉力在20 s内将重为
480 N的物体匀速提高2 m(不计绳重和摩擦)。求:
(1)动滑轮重;
(2)绳自由端的移动速度;
(3)若重物再增加150 N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力。
解:(1)由图可知,n=3,
由F=eq \f(1,n)(G+G动)得,动滑轮的重力:
G动=3F-G=3×200 N-480 N=120 N;
(2)绳自由端的移动速度:
v=eq \f(s,t)=eq \f(3×2 m,20 s)=0.3 m/s;
(3)绳自由端的拉力:
F′=eq \f(1,3)(G′+G动)=eq \f(1,3)(480 N+150 N+120 N)=250 N。
12.如图所示,滑轮A、B组成滑轮组,滑轮__A__ 可以看作等臂杠杆,重为500 N的人站在重为300 N的吊篮内,他至少用__200__ N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。(不计滑轮重、绳重和摩擦)
$$