定滑轮 动滑轮 滑轮组
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定滑轮和动滑轮的原理定滑轮和动滑轮是物理学中常见的两种简单机械,它们的原理都是基于力的平衡和能量守恒定律。
在生活中,我们经常可以看到它们的应用,比如吊车、绳索等。
定滑轮的原理定滑轮是一种不可移动的滑轮,它的作用是改变力的方向。
当一个力作用在定滑轮上时,它会改变方向,但大小不变。
这是因为定滑轮不会改变力的大小,只是改变了力的方向,使得力更容易施加在物体上。
定滑轮的应用非常广泛,比如吊车、绳索等。
在吊车中,定滑轮被用来改变重物的方向,使得吊车可以将重物从一个地方移动到另一个地方。
在绳索中,定滑轮被用来改变绳索的方向,使得绳索更容易拉动。
动滑轮的原理动滑轮是一种可移动的滑轮,它的作用是改变力的大小和方向。
当一个力作用在动滑轮上时,它会改变方向,并且大小也会改变。
这是因为动滑轮不仅改变了力的方向,还改变了力的作用点,使得力更容易施加在物体上。
动滑轮的应用也非常广泛,比如绳索、滑轮组等。
在绳索中,动滑轮被用来改变绳索的方向和力的大小,使得绳索更容易拉动。
在滑轮组中,动滑轮被用来改变力的大小和方向,使得滑轮组可以将力传递到其他物体上。
定滑轮和动滑轮的比较定滑轮和动滑轮虽然都是滑轮,但它们的作用不同。
定滑轮只改变力的方向,而动滑轮不仅改变力的方向,还改变了力的大小和作用点。
因此,动滑轮比定滑轮更加灵活,可以用来完成更多的任务。
定滑轮和动滑轮的力学原理也不同。
定滑轮的原理是基于力的平衡定律,而动滑轮的原理是基于能量守恒定律。
因此,在使用定滑轮和动滑轮时,需要根据具体情况选择合适的滑轮。
总结定滑轮和动滑轮是物理学中常见的两种简单机械,它们的原理都是基于力的平衡和能量守恒定律。
在生活中,我们经常可以看到它们的应用,比如吊车、绳索等。
定滑轮只改变力的方向,而动滑轮不仅改变力的方向,还改变了力的大小和作用点。
因此,在使用定滑轮和动滑轮时,需要根据具体情况选择合适的滑轮。
定滑轮动滑轮受力分析一、定滑轮受力分析定滑轮是固定在某一位置,不随物体运动的滑轮。
当物体通过定滑轮提升时,定滑轮只起到改变力的方向的作用,不改变力的大小。
因此,定滑轮的受力分析相对简单。
(1)物体对定滑轮的作用力:物体通过绳子与定滑轮连接,物体对定滑轮的作用力等于物体的重力。
(2)绳子对定滑轮的作用力:绳子对定滑轮的作用力等于物体的重力,方向与物体对定滑轮的作用力相反。
(3)定滑轮对绳子作用力:定滑轮对绳子作用力等于物体的重力,方向与绳子对定滑轮的作用力相反。
2. 定滑轮受力分析的计算方法:(1)确定物体对定滑轮的作用力,即物体的重力。
(2)根据牛顿第三定律,确定绳子对定滑轮的作用力,即物体的重力。
(3)确定定滑轮对绳子作用力,即物体的重力。
二、动滑轮受力分析动滑轮是随物体运动的滑轮。
当物体通过动滑轮提升时,动滑轮不仅改变力的方向,还能改变力的大小。
因此,动滑轮的受力分析相对复杂。
(1)物体对动滑轮的作用力:物体通过绳子与动滑轮连接,物体对动滑轮的作用力等于物体的重力。
(2)绳子对动滑轮的作用力:绳子对动滑轮的作用力等于物体的重力,方向与物体对动滑轮的作用力相反。
(3)动滑轮对绳子作用力:动滑轮对绳子作用力等于物体的重力,方向与绳子对动滑轮的作用力相反。
2. 动滑轮受力分析的计算方法:(1)确定物体对动滑轮的作用力,即物体的重力。
(2)根据牛顿第三定律,确定绳子对动滑轮的作用力,即物体的重力。
(3)确定动滑轮对绳子作用力,即物体的重力。
3. 动滑轮受力分析的特殊情况:(1)当绳子与动滑轮的连接点位于动滑轮的轴心时,动滑轮的受力分析可以简化为定滑轮的受力分析。
(2)当绳子与动滑轮的连接点偏离动滑轮的轴心时,动滑轮的受力分析需要考虑绳子的张力、绳子的弯曲半径等因素。
三、定滑轮与动滑轮的受力分析对比1. 受力方向:定滑轮和动滑轮的受力方向相同,均为垂直于绳子的方向。
2. 受力大小:定滑轮和动滑轮的受力大小相同,均为物体的重力。
1.用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。
小杰和小华各选取一种方法做实验。
(1)小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。
他通过滑轮组用3N 的拉力F 将重4.8N 的物体匀速提升了0.1m 的距离,此滑轮组的机械效率为 。
(2)小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组,请帮助小华在图22乙中画出滑轮组的绕线。
2.图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。
实验时,他用弹簧测力计拉动绳子自由端,将总重为6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置,同时弹簧测力计从图中的A '位置匀速竖直上升到B '位置,在 这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F ,弹簧测力计的示数如图15 乙所示。
则:(1)钩码上升的高度是 cm ; (2)拉力F 做的功是 J ; (3)滑轮组机械效率是 %。
(结果保留一位小数)3.小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图23所示。
(1)表中第1次实验数据有错误,改正后计算出其机械效率为 。
(2)根据另一组正确的数据计算出的机械效率为 ;比较两次的机械效率可图23乙甲 甲 图15 乙0 1 N2 3(3)实验中拉动弹簧测力计时要注意 。
(4)小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象,引起这种现象的原因是 造成的。
为改变这种现 象,小刚让弹簧测力计静止下来读数,这样他测得的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,滑 轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.图19甲是小刚测动滑轮的机械效率的示 意图。
他用弹簧测力计拉动绳子自由端, 将重为6N 钩码从A 位置匀速提升到B 位 置,同时弹簧测力计从图中的A ' 位置匀 速竖直上升到B ' 位置, 在这个过程中, 弹簧测力计对绳的拉力为F ,弹簧测力计的示数如图18乙所示。
则: (1) 弹簧测力计的示数是 N ; (2) 弹簧测力计移动的距离为 cm ; (3) 滑轮组做的有用功是 J 。
定滑轮动滑轮和滑轮组的知识点滑轮是一种简单机械装置,由一个或多个带有凹槽的轮子组成,通常用来改变力的方向和大小。
滑轮主要有两种类型:定滑轮和活滑轮。
定滑轮是指安装在固定位置的滑轮,通常被用来改变力的方向。
当一个绳或链经过定滑轮时,可以改变力的作用方向。
定滑轮的主要作用是提供一个固定的支撑点,使绳或链可以顺利地穿过。
例如,我们常见的吊车就是通过使用定滑轮来改变力的方向,使得人们可以轻松地将重物吊起。
活滑轮是指可以移动的滑轮,通常与定滑轮结合在一起形成滑轮组。
滑轮组由多个滑轮组成,这些滑轮可以在同一平面上旋转。
滑轮组的作用是改变力的大小。
当一个绳或链经过活滑轮时,可以改变力的大小。
活滑轮可以通过改变滑轮的数量和排列方式来改变力的大小。
例如,如果两个活滑轮在滑轮组中排列,那么力的大小将减小一半。
滑轮和滑轮组的知识点包括以下内容:1. 滑轮的作用:滑轮可以改变力的方向和大小。
通过改变绳或链的方向,滑轮可以使力在不同方向上产生作用。
通过改变滑轮的数量和排列方式,滑轮组可以改变力的大小。
2. 定滑轮的特点:定滑轮是固定在一个位置的滑轮,主要用来改变力的方向。
它提供了一个稳定的支撑点,使绳或链可以顺利地穿过。
3. 活滑轮的特点:活滑轮是可以移动的滑轮,通常与定滑轮结合在一起形成滑轮组。
它可以通过改变滑轮的数量和排列方式来改变力的大小。
4. 滑轮组的作用:滑轮组由多个滑轮组成,可以改变力的大小。
通过改变滑轮的数量和排列方式,滑轮组可以使力的大小增大或减小。
5. 滑轮组的优势:滑轮组可以通过改变滑轮的数量和排列方式来改变力的大小,使得人们可以更轻松地完成一些需要较大力气的工作。
它可以减轻人们的劳动强度,提高工作效率。
6. 滑轮的应用:滑轮广泛应用于各个领域。
在建筑工地上,滑轮常常被用来吊装重物;在舞台上,滑轮常常被用来升降道具;在运输领域,滑轮常常被用来提升货物等。
7. 滑轮的原理:滑轮的原理是利用绳或链的摩擦力来改变力的方向和大小。
第十二章第三讲滑轮组、机械效率基础过关一、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= 1/ n G 。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/ n (G物+G动) 绳子自由端移动距离S F(或v F)=n倍的重物移动的距离S G(或v G)4.组装滑轮组方法: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。
例1.如图所示,用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈,一小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了.这幅漫画说明了.例2.用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应该( )A.小于200N B.等于200NC.大于200N D.大于300N例3.如图所示,每个钩码的质量是50g,滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动,那么滑块A受到的摩擦力是 ( )A.2.94 N B.1.96 N C.0.98 N D.0.49 N二、机械效率:1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功公式:W额= W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)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/η4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式: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4.两个完全相同的滑轮,其重力均为10牛。
分别用如图所示的两种方式,将重40牛的物体匀速提升0.5米。
则下列判断正确的是(不汁绳与滑轮的摩擦) ( ) A 、力F 1和F 2大小相等 B 、两机械做的有用功相等C 、两绳子自由端移动的距离相等D 、两装置的机械效率相等例5.计算题工人利用图所示的滑轮组将重400N 的物体向上匀速提起2m ,。
滑轮一、知识要点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S F(或速度v F)=重物移动的距离S G(或速度v G)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。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F1=F2⑤只忽略轮轴间的摩擦则:拉力F1=2(G物+G动),绳子自由端移动距离S F(或v F)=2倍的重物移动的距离S G(或v G)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F1=nG。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F1=n(G物+G动)绳子自由端移动距离S F(或v F)=n倍的重物移动的距离S G(或v G)④组装滑轮组方法: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。
二、基础知识检测1.动滑轮实质是_________________的杠杆,用动滑轮可以_______力,但_______改变力的方向。
2.定滑轮实质是_________杠杆,使用定滑轮可以改变________,但它不能_______。
3.如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体.不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是()A.20N B.25N C.30N D.35N4.如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮本身的重力及摩擦,则()A.F<F2<F3<F4B.F1>F2>F3>F4C.F1=F2=F3<F4D.F1=F2=F3>F45.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面).其中最省力的方案是()6.用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度,甲、乙两图的动滑轮重力相同,不计绳重及机械摩擦,图甲中人的拉力F1________图乙中人的拉力F2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率(知识点+例题)一、滑轮:1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
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。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮:(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
如下左图所示。
(2)实质:是个等臂杠杆。
(如下中图所示)轴心O 点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ,根据杠杆的平衡条件,可知,因为重物匀速上升可知,则,不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中F 1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G 上升的力)。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等,S=h 。
(如上右图所示)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G 。
(不计绳重和摩擦)【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ,匀速提起物体A ,不计摩擦,A 的重力为 N 。
定滑轮实质是 杠杆。
若在拉力F 的作用下,物体A 上升了2m ,则拉力F 做的功为 J 。
【答案】20;等臂;40。
【解析】拉力F 是20N ,匀速提起物体A ;F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮,所以G=F=20N,定滑轮实质是等臂杠杆。
动滑轮中,拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m;所以W=FS=20N×2m=40J。
【变式练习1】如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧秤重力及摩擦均不计。
则当甲、乙两物体静止时,弹簧秤的读数为 N。
【答案】6【解析】当图中的装置静止时,它们受到的都是平衡力的作用。
甲的重力为6N,它对弹簧秤的拉力就是6N,两侧拉力平衡,因此,乙端对弹簧秤的拉力也是6N,即弹簧测力计的示数为6N。
滑轮及其滑轮组1、定滑轮:①定义:轴线固定,只有轮绕轴线转动,其轴不随物体一起移动。
②实质:是一个等臂杠杆的变形。
③特点:不省力也不费距离,但可以改变力的方向。
④拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系:S=h。
⑤使用定滑轮时,不论向哪个方向拉弹簧秤的示数都不变。
2、动滑轮:①定义:轮绕轴线转动,轴线也同时随物体一起移动。
②实质:是动力臂为阻力臂两倍的杠杆的变形。
③特点:能省一半力,但不改变力的方向且多费距离。
④省力情况:F=1/2G物(不考虑动滑轮重和摩擦)F=1/2(G物+G动)(不考虑摩擦)⑤拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系:S绳=2h 。
⑥使用动滑轮时,如果跨过滑轮的两段绳子不平行,它们间的夹角越大,弹簧秤的示数越大。
3、滑轮组:①定义:由动滑轮和定滑轮组成的装置。
②特点:既能省力又改变力的方向。
③省力情况:(其中n为跨在动滑轮上的绳子股数)(1)竖直提物:Ⅰ不考虑动滑轮重和摩擦:F=1/n×G 物Ⅱ不考虑摩擦,但计动滑轮重F=1/n(G物+G 动滑轮)Ⅲ拉力绳子自由端伸长的距离S与物体上升的距离h的关系:S=nh;Ⅳ物体移动的速度V物与绳子自由端绳子伸长的速度V 绳的关系:V绳=nV 物;典型例题如图所示,弹簧测力计A、B分别系在两个墙面上,中间滑轮组绳端的拉力为F,则弹簧测力计B的示数是。
解析:以右侧滑轮为研究对象分析受力,如下图所示,根据力的平衡知识可知:F B=2FFF F B答案:2F针对练习1小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,装置图如下图所示.(1)在探究定滑轮时,照图乙操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会___________ (“变大”、“变小”或“不变”),其理由是______________________________。
(2)在探究动滑轮时,照图丙操作,记录数据如下表,分析数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是__________________________.请给出一条减小此差异的建议________________________________________。
定滑轮、动滑轮及滑轮组
知识点1——定滑轮和动滑轮(重、难点) (1)定滑轮和动滑轮
①滑轮是一个周边有槽,能绕轴转动的轮子。
滑轮是一种变形的杠杆,因为滑轮可以连续旋转,因此可看成是能够连续旋转的杠杆。
定滑轮
动滑轮
图 示
定义 滑轮的轴固定不动
滑轮的轴随物体一起运动
实质 滑轮可以连续旋转,因此可看成是能够连续旋转的杠杆。
②定滑轮的特点和作用
由课本P82,“实验”中,甲、乙两图可知,“甲”的拉力方向是(
),而“乙”的拉力方向是( ),其拉力大小均( )。
说明:使用定滑轮,虽( )力,但可以改变( ),不省距离。
若不考虑摩擦,作用在绳子端的力应等于物体受到的重力。
定滑轮的实质
定滑轮可以看做是一个变形的杠杆,如图所示,滑轮的轴相当于支点,动力臂和阻力臂等于滑轮的半径,根据杠杆的平衡条件可知,F=G ,所以不省力,因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
【问题】在上面的实验中,拉绳子是竖直拉的,如果斜着拉,上述实验中的结论还能成立吗?
拉力大小会变化吗?
③动滑轮的特点和作用
由课本P82,“实验”中,甲、丙两图可知,“甲”的拉力方向是(),“丙”的拉力方向是(),“丙”中拉力是“甲”中拉力的()。
说明:使用动滑轮,可以()力,但不可以改变(),而且()。
动滑轮的实质
动滑轮也可以看做是一个变形的杠杆,如图所示,
支点O在滑轮的边上,动力臂l1为阻力臂l2的
两倍,故动力F1是阻力的F2的二分之一,即动滑
轮能够省一半的力。
因此,动滑轮的实质是动力
臂为阻力臂两倍的省力杠杆。
知识点2——动滑轮与定滑轮的比较滑轮
定滑轮动滑轮图样
钩码重G G
拉力
大小F=()F=()
方向与钩码上升方向相()与钩码上升方向相()钩码移动距离h h
拉力移动距离s=()s=()省力情况不省力省一半的力
改变用力的方向情况()改变用力的方向()改变用力的方向实质相当于一个()杠杆
相当于一个()杠杆,动
力臂是阻力臂的()倍。
实例
升旗起重机
④使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部均速运动)
种类图示表达式
定滑轮
F=G
F=f,f为物体A所受的摩擦力
动滑轮
=s v=v
2
G G
F
+
=轮
绳绳
物物
,s2,2
f
=s v=v
2
F=
绳绳
物物
,s2,2
s v
2G+G=v=
22
F=物物
轮轮轮
,s,
s v
2f=v=
22
F=物物
轮轮
,s,
知识点3——滑轮组(重点)
(1)滑轮组是由若干
..个定滑轮
...和动滑轮
...组装而成的,可以达到既省力又改变力的方
.........
向.的作用效果,但同时要多移动距离
......。
使用中,省力
..取决于承担物重的绳子的股数
..........。
使用滑轮组时,有n
股绳子吊着物体,提起物
体所用的力就是物重的n
分之一,即
1
F G
n
=。
(2)确定承担物重的绳子
的股数n的方法。
如右图,在动滑轮与定滑
轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕在动滑轮上的绳子股数
...........。
(3)利用滑轮组提起物体时,动力
..F.通过的距离
.....s.与物体被提高的
.......
高度
..h.的关系是
....s=nh
....(n.表示承担物重的绳子股数
...........)
(4)省力情况的确定方法
在不考虑摩擦力和动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑
轮用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一
...........................。