北师大版初二物理（下）第九章杠杆滑轮综合应用讲义（教师版+学生版）

杠杆滑轮综合应用 __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 1.知识与能力: （1）知道使用滑轮的好处，理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。 （2）会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组。 2. 过程与方法: （1）学习从物理现象和实验中找出问题发生的原因。 （2）.培养学生初步的观察能力和应用物理知识解决简单问题的能力。 3.情感态度与价值观: 培养学生热爱科学,探索真理,实事求是的科学态度和严谨的思维习惯。 一、斜面的机械效率 二、滑轮（组）的机械效率 （一）提升重物问题根据拉力F作用位置不同分为两种情况 （三）水平拉动问题，也根据拉力F作用位置不同分为两种情况 题型一：杠杆平衡 例1：【山东省德州市2015中考物理试题】胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水分挤出后便可清理地板。请在图乙的示意中画出：(1)动力F1的力臂l1；(2)作用在B点的阻为F2。 [来源:学科网][来源:学_科_网Z_X_X_K] 题型二：求滑轮组机械效率 例 ( 图 30 A )2．在起重机吊臂前端装有滑轮组，滑轮组的连接方式如图30所示。已知重物A的底面积为2m2，质量是2.4t。当与滑轮相连的每段绳子上的拉力为3×103N时，静止在水平地面的重物A对地面的压强比它没有受到拉力时减小了4×103Pa。不计绳重及滑轮轮与轴间的摩擦，g取10N/kg，求： （1）动滑轮所受重力G动 ； （2）当重物A匀速上升时，滑轮组的机械效率η。 例3．工人用如图30所示的滑轮组将石板A吊起并放在货车上。当工人用F1的力竖直向下拉绳子时，石板A未被拉起，此时石板A对水平地面的压力为N1，工人对水平地面的压强为p1；当工人用F2的力竖直向下拉绳子时，石板A匀速竖直上升，此时工人对水平地面的压强为p2。已知：石板A的质量为100kg，工人质量为70kg，F1：F2=1：2，p1：p2=5：3，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）动滑轮的重力； （2）当工人用F1的力竖直向下拉绳子时石板A对水 平地面的压力N1； （3）如果用该滑轮组匀速提升另一石板B时，滑轮 ( A 图 30 )组的机械效率为90%，则拉绳子的工人的质量 不能小于多少千克（结果保留一位小数）。 例4．（15.海淀区二模）图25甲所示是一幅小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过放置在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端是为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重。起重机吊起重物时主要结构可简化成如图25乙所示。已知AB、CD、DE水平且长度都为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方。起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点。起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，g取10N/kg。 （1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m； （2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v1=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW。求此时滑轮组的机械效率η； ( E D C B A F 甲 乙 图 25 )（3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v1=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2。 [来源:学§科§网Z§X§X§K] 题型三：滑轮与浮力相联系 例5.化环境造福人民，朝阳区在治理北小河时修建一座桥，使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件如图22甲所示，在整个投放过程中，混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像。当t＝0s时吊车开始投放混凝土构件到100s时结束，此时构建竖立在河中。（已知混凝土的密度为2.8×103kg/m3，钢铁的密度为7.9×103kg/m3，g取10N/kg，水的阻力可以忽略不计）求： （1）混凝土构件完全浸没在水中时所受的浮力； （2）混凝土构件的体积； （3）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强； （4）通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。 ( 图 22 ) 例6：用如图20甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全