滑轮组知识点总结及课后练习

滑轮组知识点总结及课后练习

、滑轮

1定滑轮

① 定义：中间的轴固定不动的滑轮。

② 实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

③ 特点：使用定滑轮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）F=G

绳子自由端移动距离 $（或速度VF）=重物移动 的距离SG（或速度VG）

2、 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：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂 2倍的省力杠杆。

③ 特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

（a ）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

（b） 如果忽略轮轴间摩檫和滑轮重， 则F=G/ 2,若只忽略轮轴间的摩擦则

物+G动）/2;

（c） 绳子自由端移动距离是 2倍重物移动的距离 S（或VF）=2 h（或VG）

3、 滑轮组

① 定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

② 特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③ 理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 F= G/ n。只忽略轮轴间的

摩擦，则拉力 F= （G物+G动）/n绳子自由端移动距离是 n倍的重物移动的距离 SF（或

VF）=nh q 或

VG） 首先根据公式n=（G 物+G动）/ F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”

的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

、功

1力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通

过的距离。

2、 不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

【巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因

是足球靠惯性飞出）o]

3、 力学里规定：功等于 力跟物体在力的方向上通过的位移 的乘积。当力的方向与位移方向 相同时，有公式：W=FS

4、 功的单位：焦耳，1J= 1N • m。 把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是 0.5 J 。

5、 应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时 F就是这个力；②公式中 S 一定 是在力的方向上通过的距离，强调对应。③ 功的单位“焦”（牛•米=焦），不要和力和力 臂的乘积（牛•米，不能写成"焦”）单位搞混。

三、机械效率

1、有用功的定义：对人们有用的功。 拉力F= (G 公式：W^ = Gh （提升重物）=W总一Wfe =n W总

2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功

公式： W = W总一W有=6动h (忽略轮轴摩擦)

3、 总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功

公式：W总=W有用+ W额=FS= W有用/n

4、 机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：

W 有用

•1 W总

定滑轮： Gh Gh G

n FS Fh F

动滑轮： = Gh Gh G

n 一 —=

FS F2h 2F

滑轮组

_ Gh n = ---------- = Gh = G

FS Fnh nF

③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。通常用 百分数表示。某滑轮

机械效率为60%表示有用功占总功的 60%。

④ 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

［例题讲解］

1在图1中，画出滑轮组的绕线，使人站在地面上能把物体提到高处。画好后再回答:

(1) _______________ 该滑轮组有 段绳子承担物重；

(2)如果拉动绳端向下移动 Lm则物体能上升的高度 h= _________

1 t 1

图8 图1 图2

2 •用如图2的滑轮匀速提升重物：

(1) 如果G= 200N,滑轮重不计，则挂钩承受的拉力是 N ，拉绳的力F为 N ;

(2) 如果G= 200N,滑轮重为10N,则挂钩承受的拉力是 —匚，拉绳的力F为 N 。

3•如图3所示，某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该人的 体重为800N、手臂所能发挥的最大拉力为 1000N,滑轮重和摩擦均忽略不计， 贝以图

甲方式最多可提升重为 —」的物体；而以图乙方式最多可提升重为 —匚 的物体。

7.如图1所示，用一滑轮组拉着重为冃弋'「5的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的 阻力为车重的0.03倍，此时要在绳端加以 F=1000N的水平拉力，试求：①滑轮组的机 械效率为多少？②若汽车移动的速度为 0.2m/s , 1min内拉力F做了多少J的功？（滑

轮和绳的自重不计，绳足够长）。

【随堂训练】

1. ______________________ (南充20XX年)使用 滑轮不省力，但能改变动力的方向，这种滑轮相当于一个 4•在图4虚线框内画一个用于竖直提起重物的滑轮组。要求该滑轮组有这样的特点:

有4段绳子承担总重，所用滑轮个数为最少。

5 •用某滑轮组提升重物，已知重物和动滑轮的总重由 动滑轮共重20N。若在匀速提升重物时，绳端的拉力是

A. 400N. B • 480N. C • 500N. 5段绳子承担，绳重和摩擦不计，

100N,则被提升的重力为（

）

6 •画出用动滑轮提升重物的示意图，并证明使用动滑轮可以省一半力。

注意：当滑轮组沿水平方向拉物体时，忽略对动滑轮的重力做功

利用滑轮组沿水平方向拉物体时，总功为 二艮，有用功为冈身二％ L ,若物体沿

F — F — fiT

水平方向匀速直线运动，则物体受平衡力作用，应有： 枚—' ，这时滑

轮组的机械效率为

—xlOO% nF 图3 图4 杠杆。使用 _____ 滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，这种滑轮相当于一个

的杠杆。

2. _______________________________________________________ (20XX年资中)由定滑轮和动滑轮组合起来的装置叫 ________________________________________ ，它既可以省力又能改

变动力的方向。

图2

3•将两个滑轮装配成图 2的样子，用力F拉动绳端时，物体

会向 ______ 移动。其中A是 ____ 滑轮，B是 ______ 滑轮。

4. 用一个动滑轮来提升重物，若动滑轮重为 10N,物重为40N。

摩擦不计，则当物体匀速上升时，作用在绳端的动力 F是

N ;若动力移动20cm,则物体上升 _________

5. 用一个动滑轮竖直向上匀速提升重物。已知物重 G= 180N,摩擦不计，绳端的拉力是

F= 100No动滑轮重为 N 。

甲 乙

6. 如上图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，

但是它们有不同点。请回答：

(1) _____ _________________________________ 滑轮组能改变动力的方向，而 滑轮组不改

变动力的方向；

(2) _______________ 甲滑轮组有 _______________________ 段绳子承担物重，乙滑轮组有

________________________ 段

绳子承担物重， _______ 滑轮组更省力些； （3）如果都使物体上升h高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下 移动 ，乙滑轮组的绳端必须向上移动 _______ 。

7. 仍然看上图甲和乙.如果摩擦不计，动滑轮重不计， G= 300N,则图甲中的拉力

E = _丄，图乙中的拉力 尸乙= N ;如果摩擦不计，动滑轮重是 30N, G= 300N,

则F甲 = N ,尸乙=N 。

&下列几种说法中正确的是（ ）。

A. 任何一个滑轮组都具备既省力又改变动力方向的优点

B. 滑轮组的省力情况决定于动滑轮的个数

C. 滑轮组的省力情况决定于承担物重的绳子段数

D. 任何滑轮组都具有既省力又省距离的优点

9.如图5所示，不计摩擦及滑轮重，重为 G、G的两个物体现在处于静止，则（ ）。

A. G=2G B . G=G C . 2G=G D . G=3G 。

11 . 一个体重为500N的人，经测定他的手臂最大可发挥 700N的拉力。若这个人用一个定 滑轮来提升重物，他所能提起的最大物重为（ ）。

A. 1200N B . 700N C . 500N D . 200N 10•如图6所示，沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是

A. Fi最大. B . F＞最大. C . F3最大. D .三个力一样大. Fi、F2、冃，则（ 12. 要用滑轮组匀速提起重为 1250N的重物，而串绕滑轮组的绳子最多只能承受 250N的

拉力。若不计摩擦和滑轮重，则该滑轮组中至少有( )。

A. —只定滑轮和两只动滑轮. B •两只定滑轮和三只动滑轮.

C.两只定滑轮和两只动滑轮. D •三只定滑轮和两只动滑轮.

13. 对于简单机械，提升重物时，克服 ______________ 所做的功为有用功,实际拉力做的功为

________ 。那么机械效率的计算公式可写作n = ______________ 。

14. 在力学中，功包含两个必要的因素分别是 ________________ 和 ___________ ，计算功的公

式

W= ______________ 。克服重力做功的公式为 W= ____________________ ，克服阻力做功

的公式为

W= ______________ 。功率的计算公式 P= _______________ 。

15. 计算机械效率的公式是 _____________________ 。

16. 如图6所示，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计。 已知物重为100N,使物体匀速运动时物体与水平地面的 摩擦力是40N。则物体在匀速运动过程中受的合力是

N ，作用在绳端的拉力是 N 。 图6

17. 在图7中，画出滑轮组的串绕方法，要求是：绳端往上提，重物往上升。 并回答下列问题：

(I )这个滑轮组有 ______ 段绳子承担物重，若绳端的拉力向上移动l.5m ,

则物体上升 m 。

(2) 若物重G= 30N,摩擦及动滑轮重均不计，使重物匀速上升时， 绳端的拉力F=

_N。

(3) 若物重G= 30N,摩擦不计，动滑轮重为 G动=6N,使重物匀速

上升时，绳端的拉力F= _匚。 图7

18. 如图8甲和乙中，都各有两个定滑轮和两个动滑轮。请按下列 要求画图并回答问题： (I )在图甲中画绕线，使得绳端往下拉时，重物往上升。

它将有 _____ 段绳子承担物重。

(2 )在图乙中画绕线，使得绳端向上拉时，重物往上升。

它将有 __________ 段绳子承担物重。