初三物理滑轮(精品)
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初中物理--滑轮(经典公式)滑轮是一种简单机械设备,用于改变力的方向和大小。
它是物理学中经典的研究对象之一,通过学习滑轮的原理和应用,我们可以更好地理解力学的基本概念和原理。
本文将详细介绍滑轮的定义、原理、公式、应用以及与其他机械设备的比较等内容。
一、滑轮的定义滑轮又称滑车,是由一个轮子和轮轴组成的简单机械装置。
当一个绳子或链条绕在滑轮上,可以通过拉扯绳子实现力的传递和方向的改变。
滑轮一般由金属、塑料等材料制成,有单轮、双轮、多轮等不同类型。
二、滑轮的原理滑轮基于势能转换的原理工作。
当一个物体受到力的作用时,它会具有一定的势能,这个势能可以通过滑轮传递给其他物体。
在滑轮中,绳子或链条绕在轮子上,并通过力的作用来改变物体的运动状态。
根据滑轮的结构和应用场景不同,可以实现不同的功能,比如增大力的大小、改变力的方向、改变物体的运动速度等。
三、滑轮的公式滑轮的经典公式可以通过简单的物理原理推导得出。
对于一种特定类型的滑轮,我们可以根据公式来计算力的大小和方向。
1. 单轮滑轮公式:F1 = F2其中,F1表示施加在滑轮上的力,F2表示作用在物体上的力。
2. 多轮滑轮公式:F1 = F2/n其中,F1和F2的含义同上,n表示滑轮的个数。
这些公式在物理学中被广泛应用,可以帮助我们计算滑轮系统中的力的大小和方向。
四、滑轮的应用滑轮广泛应用于生活和工业生产中。
以下是滑轮的几个典型应用:1. 起重机起重机是滑轮的重要应用之一。
通过多轮滑轮系统和适当的力学原理,起重机可以轻松地举起并悬挂重物。
滑轮系统可以将原本需要大量力气才能完成的工作变得容易。
2. 登山器材在登山过程中,滑轮广泛应用于各类器材,比如滑轮脱身器、滑轮降落器等。
这些滑轮器材能够通过改变力的方向和大小,实现登山者的安全和顺利爬行。
3. 电梯系统电梯是一种常见且实用的滑轮应用。
电梯通过滑轮系统将物体的重力转化成上升或下降的力,从而实现人们的垂直移动。
滑轮的运用使电梯的运行更加平稳和高效。
滑轮知识点总结比较学习定滑轮、动滑轮、滑轮组的定义、本质及作用,在此基础上掌握组装简单的滑轮组的方法:若要改变力的方向,n 段绳子需要用n 个滑轮;只省力,不改变力的方向,n 段绳子需要( n-1 )滑轮;定滑轮和动滑轮的个数最多相差 1 个;接线方法:奇数根绳子从动滑轮开始接线,偶数根绳子从定滑轮开始接线。
段数的确定可以采用在动、定滑轮间画一条水平直线,数绳子和直线交点的方法,由于绕过定滑轮的绳子的自由端没有连接重物,此段绳子不计在n 数之内。
简单说就是:定滑轮改变力的作用方向,而不省力,本质是一个等臂杠杆,动滑轮省一半的力,本质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
绕线方式:奇动偶定(绳子段数为奇数时先绕动滑轮,偶数时先绕定滑轮),滑轮组省力但不省功,滑轮组的机械效率:G/nF G :重物重力,n:绳子段数, F:自由端拉力滑轮有两种:定滑轮和动滑轮(1) 定滑轮本质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可改变作用力方向.(2)定滑轮的特点经过定滑轮来拉钩码其实不省力。
经过或不经过定滑轮,弹簧秤的读数是相同的。
可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
在很多情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理定滑轮本质是个等臂杠杆,动力 L1 、阻力 L2臂都等于滑轮半径。
依照杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
(2) 动滑轮本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2 力多费 1 倍距离 .动滑轮的特点使用动滑轮能省一半力,费距离。
这是由于使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只肩负钩码重的一半。
使用动滑轮诚然省了力,可是动力搬动的距离大于钩码高升的距离,即费了距离。
动滑轮的原理动滑轮本质是个动力臂(L1 )为阻力臂( L2 )二倍的杠杆。
滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向.滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一. 绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.使用滑轮组诚然省了力,但费了距离,动力搬动的距离大于重物搬动的距离.滑轮组的用途为了既节约又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
[标签:标题]篇一:初中物理滑轮基础练习题及答案滑轮的基础练习题及详细答案一、是非题:1 ()2.滑轮是变形的杠杆,所以使用滑轮不一定省力。
()3.使用动滑轮可以省一半力,也能省一半距离。
()4.使用一个定滑轮、一个动滑轮组成的滑轮组,最多只能省一半力。
()5.又省力又省距离的滑轮是没有的。
()二、填充题:1.图1中A是____滑轮。
利用这样的装置把物体举高,用力的方向应向____(选填“上”、“下”)。
如果A重2牛,要提起50牛的物体,至少要用____牛的拉力。
若要使物体上升2米,应将绳的自由端拉动____米。
2.如图2所示,重物G重40牛,若不计摩擦,匀速提起重物所用拉力为22牛,则动滑轮的重力是____牛,钩子1受到绳子的拉力为____牛,钩子2受到重物G的拉力为____牛。
3.如图3所示,木块在桌面上匀速滑动,拉力F为2牛,木块所受摩擦力为____4.如图7所示,使用动滑轮提起重物G时,拉力F=____G(不计滑轮重和摩擦)。
若用斜向上的力拉绳子,所需拉力F'____F(选填“>”、“=”或“<”)。
5.如图8所示的滑轮组,不计滑轮重和摩擦,则F1=____G,F2=____G。
6. 下图中,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计及摩擦均不计,则当甲、乙两物体静止时,弹簧测力计的读数为__________N,物体乙所受的合力为__________N。
7.如图表示三种不同的滑轮组,用它们提起重为G的相同重物,在A端所用的拉力分别为F1=__________,F1=_________,F1=_________,不1F13.如图5所示甲、乙两个装置,已知A在地面上滑动时所受的摩擦力为40牛(不考虑绳与滑轮的摩擦)。
要使A向右匀速滑动,拉力F甲与F乙的大小分别为[ ]A.40牛,20牛B.20牛,40牛C.40牛,40牛D.20牛,20牛4.利用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重600牛的物体,最小的拉力是(不计动滑轮重力及摩擦)[ ] A.600牛B.300牛C.200牛D.100牛5.如图9所示,不计滑轮重与摩擦,物体A质量为2千克,物体B质量为5千克,体积为103厘米3。
人教版初三九年级物理《滑轮课件》优秀课件一、教学内容本课件依据人教版初三九年级物理教材第五章《简单机械》第二节《滑轮》进行设计。
详细内容涵盖滑轮的定义、分类、工作原理以及滑轮组的使用,特别是定滑轮和动滑轮的区分,以及滑轮在生活中的应用。
二、教学目标1. 知识与技能:使学生理解滑轮的概念,掌握定滑轮和动滑轮的工作原理,学会计算滑轮的机械优势。
2. 过程与方法:通过实践情景引入和例题讲解,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对物理学习的兴趣,认识物理知识在生活中的重要性。
三、教学难点与重点重点:定滑轮和动滑轮的工作原理,滑轮组的计算。
难点:滑轮在实际应用中的机械优势计算。
四、教具与学具准备1. 教具:滑轮模型,定滑轮和动滑轮各一个,测量工具(尺子、弹簧秤等)。
2. 学具:学生用滑轮模型,尺子,弹簧秤,计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示实际生活中的滑轮应用(如吊车、升国旗等),引发学生对滑轮的兴趣。
2. 知识讲解:a. 介绍滑轮的定义、分类及工作原理。
b. 通过滑轮模型,讲解定滑轮和动滑轮的区别及工作原理。
c. 讲解滑轮的机械优势计算,结合例题进行详细解析。
3. 随堂练习:让学生分组操作滑轮模型,进行实际测量并计算机械优势。
4. 知识巩固:针对学生练习中出现的问题进行解答,巩固所学知识。
六、板书设计1. 滑轮的定义、分类2. 定滑轮和动滑轮的工作原理3. 滑轮的机械优势计算公式4. 例题解析七、作业设计1. 作业题目:a. 解释定滑轮和动滑轮的工作原理。
b. 计算给定滑轮模型的机械优势。
c. 举例说明滑轮在生活中的应用。
2. 答案:a. 定滑轮:改变力的方向;动滑轮:减小所需力的大小。
b. 机械优势=力F1/力F2(F1为输入力,F2为输出力)。
c. 例子:吊车、升国旗等。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:通过本次教学,反思自己在教学方法、教学内容等方面的不足,针对学生掌握程度进行调整。
2024年中考物理一轮复习专项训练:滑轮知识点回顾1.定滑轮:(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮;(2)实质:杠杆;(3)特点:改变拉力的方向,不能省力;(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F G物;(6)绳子自由端移动速度等于重物移动的速度:v F=v G。
2.动滑轮:(1)定义:和重物一起移动的滑轮(可以上下移动,也可以左右移动);(2)实质:动力臂为阻力臂的2倍的杠杆;(3)特点:不改变拉力方向,省一半力;(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(5)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;(6)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;(7)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:v F=2v G。
3.滑轮组:(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组;(2)特点:既省力又可以改变力的方向;(3)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(4)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;(6)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:v F=nv G。
(n表示直接连接动滑轮的绳子股数)4.滑轮组的机械效率:(1)概念:η=W有W总×100%(2)计算:η=GhFs ×100%=GnF×100%(3)提高滑轮组机械效率的方法:①增加物重(增加有用功占比)②减轻动滑轮重③减少摩擦(4)特殊滑轮的机械效率:η=fnF×100%专题练习一、选择题1.如图所示,沿三种不同的方向拉绳使物体上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则()A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大2.现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》,书中将滑轮称为“绳制”。
如图所示,现分别用甲、乙两种滑轮提升同一重物,不计绳重及摩擦,若将重物提升相同的高度,下列说法正确的是()A.使用甲滑轮更加省力B.使用乙滑轮更加省距离C.甲滑轮的机械效率更高D.拉力F1和F2做的功一样多3.如图,用60N的拉力将80N的重物匀速提升2m,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是()A.绳子自由端移动的距离是6m B.有用功是80JC.拉力做的总功是180J D.动滑轮的重力是40N4.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,不计绳重和摩擦,在物体匀速上升的过程中拉力F1、F2,两个滑轮组的机械效率η1、η2的大小关系正确的是()A.F1<F2,η1=η2B.F1>F2,η1<η2C.F1<F2,η1>η2D.F1>F2,η1=η25.如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏,图乙是该游戏装置的示意图。
初三物理滑轮组滑轮组是初中物理中的一个重要知识点,它是研究力的传递和转化的实验工具。
滑轮组由一个或多个滑轮组成,可用于改变力的方向、大小和作用地点,使力的传递更加方便和高效。
本文将详细介绍滑轮组的原理、应用以及相关实验,帮助初三物理学习者更好地理解和掌握这一知识点。
1. 滑轮组的原理滑轮组由一个或多个滑轮组成,每个滑轮上有一根绳子经过,绳子的两端分别挂上物体。
当一个物体受到力作用,通过滑轮组传递到另一个物体上。
滑轮组的作用可以分为以下几个方面:1.1 改变力的方向:在滑轮组中,拉力和重力可以通过滑轮的改变方向。
比如,当有一个滑轮组只有一个滑轮时,当我们向下拉绳子,绳子上的物体向上受力,力的方向发生了改变。
1.2 增大或减小力的作用地点:在滑轮组中,可以通过改变滑轮组的布置方式来改变力的作用地点。
比如,当多个滑轮组成一组时,我们可以通过调整滑轮的位置,使得受力物体的方向改变或力的作用点变化,从而起到增大或减小力的作用地点的效果。
1.3 增大或减小力的大小:通过滑轮组可以改变力的大小。
当我们使用滑轮组时,可以通过改变滑轮的数量和排列方式来改变力的大小。
当滑轮的数量增加时,力的大小会减小,但可以同时改变力的作用地点。
2. 滑轮组的应用滑轮组广泛应用于机械工程、起重运输等领域。
以下是滑轮组的几个具体应用:2.1 起重装置:滑轮组能够很好地应用于起重装置中,如起重机、吊车等。
通过合理布置滑轮组,能够起到起重和传递力的作用,使得物体的起重和运输工作更加便捷和高效。
2.2 降低力的大小:通过滑轮组的应用,可以降低需要施加的力的大小。
比如,我们常常使用绳索和滑轮组来固定和拉升物体,这样可以减小人力的消耗,提高工作效率。
2.3 方向改变:滑轮组也可以应用于力的方向改变。
比如,在汽车发动机的正时皮带、刹车系统等机械装置中,通过滑轮组可以改变力的方向,使得机械装置正常运转。
3. 相关实验为了更好地理解滑轮组的原理和应用,学生可以进行以下相关实验:3.1 实验一:滑轮组减小力的大小材料:一个滑轮,一根绳子,一个挂在绳子上的物体。
滑轮
关于滑轮,可以考查的知识点有拉力(F)、机械效率(η)、速度(v)、功率(P)等,综合性较强。
(一)基本方法
对于滑轮或滑轮组的拉力(F)或机械效率(),一般分为三种状态:
a. 理想状态:即不计滑轮的重(G动)、绳重()、摩擦力(),此时,拉力,机械效率。
b. 半理想状态:只计,不计,此时拉力,机械效率。
c. 实际状态:只计G动、G绳、G f,,此时拉力,机械效率。
(二)滑轮组打捞问题
利用滑轮组打捞物体是生活中常见的现象,与其相关的问题解答也频频地出现在近年的中考题中。
由于它涉及浮力、二力平衡、机械效率、功、功率等多方面的知识,可谓点多面广,同时,题目的难度较大,逻辑性强,又常常以压轴题的方式出现,因此,对学生学习提出更高要求。
下面举例说明这类问题的处理技巧和启示。
1. 明确几点
如图所示,设动滑轮对重物的拉力为T,绳子自由端的拉力为F,(半理想)则
(1)物体在水中,有
(2)出水前有(n为动滑轮上绳子的股数)
出水后,有
(3)物体在水中拉力做的有用功
(4)机械效率:(其中是绳自由端移动的距离,h 为物
体上升的高度)
(三)“倒下”的滑轮
滑轮的使用常有竖直放置和水平放置两种形式。
同学们接触较多的是竖直放置形式,而对水平放置的滑轮感到陌生,其实,它们的本质是相同的。
1. 使用动滑轮,要搞清谁是动力,谁是阻力。
当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时,设物体与地面间的摩擦力为f ,若拉力作用在绳的自由端,有,则可省力一半,如图(a )所示;若拉力作用动
滑轮轴上,有,如图(b ),这时反而费力。
可见,对水平使用动滑轮是否省力,一定要注意动力作用在
何处。
2. 绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为:,其中分别指绳的自由端移
动的距离、速度,分别指动滑轮或物体移动的距离、速度,是指动滑轮上绳子的股数。
3. 当滑轮沿水平方向拉物体时,可忽略动滑轮重。
4. 求机械效率时,有用功一般指克服摩擦阻力做的功,即。
5.在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。
(四) 根据要求设计滑轮组
(1)根据要求确定动滑轮上绳的段数。
(2)根据绳的段数,确定动滑轮的个数:一个动滑轮可拉2段绳,还能改变用力方向;但也可以拉三段绳,但就不能改变用力方向了。
设想如果需要n 段绳(n 为偶数)那么就需要n 2个动滑轮和n
2
个定滑轮。
穿绳组装时,绳的固定端要固定在滑轮下的挂钩上(这叫做“偶定”),若不改变力的方向,还可少用一个定滑轮,即()n -1
2
个定滑轮。
如果n 为奇数,则需要n -1
2
个动滑轮和同样数目的定滑轮,穿绳时,绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩
上(这叫做“奇动”),这不能改变用力方向,如果还想改变用力方向,就应再加一个定滑轮,即n -1
2
个定滑轮。
上述方法叫“奇动偶定”。
【典型例题】
例1. 如图1所示,若,当
,求此时拉力
,拉力功率
,
机械效率。
图1
分析:根据题意,,可知,其属于半理想状态。
此时,求是关键,依,有,所以当时,
例2. 用一只重为的滑轮按图2中甲、乙、丙三种方式分别匀速提升重为G的物体(,不计摩擦),所用拉力分别为F1、F2、F3装置的机械效率分别为,则拉力从大到小的顺序是_________,机械效率从高到低的顺序是_________。
图2
分析:根据题意可知,三只滑轮中,甲处于理想状态(为一定滑轮),乙、丙处于半理想状态,则有:
故
例3. 如图3所示,在水平动力F的作用下,使物体m沿水平地面匀速直线运动,若滑轮与绳子质量及摩擦不计,已知物体m与地面间的摩擦力为10N,物体m运动的速度为2m/s。
那么关于拉力F的大小和拉力的功率P 的大小,下列说法中正确的是()
图3
A. 拉力F的大小为20N
B. 拉力F的大小为5N
C. 拉力的功率P的大小为20W
D. 拉力的功率P的大小为10W
分析:用隔离法将物体与动滑轮分开,物体m在水平方向上受力情况如图4所示,由于物体m做匀速直线运动,则,再对动滑轮受力分析,如图5所示,此时,有,所以。
图4 图5
因动滑轮上有2股绳子,绳子自由端移动的速度
拉力的功率
选B、C。
例4. 如图6所示,滑轮自身重力和摩擦不计,请按题中所给的F与G的关系要求,在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好。
图6
分析:口诀是“奇动偶定”,意思是说拉力是总重的奇数分之一,穿绳时绳的固定端应拴在动滑轮上方的钩子上,向上先绕过定滑轮,如果拉力是总重的偶数分之一,绳的固定端应拴在定滑轮下方的钩子上,向下先绕过动滑轮。
绕绳装配图如图7所示。
图7
例5.如图8所示,某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水下提起,已知圆柱体的密度为,水的密度为,滑轮组的机械效率是70%。
(g取10N/kg,滑轮和绳子的重力忽略不计)求:
(1)圆柱体在水中所受的浮力。
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起,到刚露出水面时,绳子自由端拉力F所做的功。
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时,绳子恰好被拉断?
图8 图9
分析与解:(1)圆柱体浸没在水中时
所以
(2)物体重力为
圆柱体在水里被匀速提起时,动滑轮拉物体的力为T,圆柱体的受力情况如图9,由力的平衡条件得:
所以
因为
所以拉力F所做的功
(3)设绳刚被拉断时,物体受到的拉力为,此时绳子的拉力,由
得:
绳断时,物体浸入水中深度为h',受到的浮力为,由力的平衡条件得:
所以
所以物体露出水面的高度为△h
【模拟试题】(答题时间:25分钟)
1. 如图1所示的两个滑轮中:
图1
A是_________滑轮,B是__________滑轮,它们组合在一起构成一个__________,使用它可以_________,还可以__________________________。
若图中的每个滑轮重均为2N,在绳的自由端用20N的力F可以将重_________N的物体匀速提起(不计摩擦)
2. 如图2(甲)所示的滑轮中的__________相当于杠杆的动力臂,若F=25N,不计动滑轮重及摩擦,G=
________N。
如图(乙)所示的滑轮中的_________相当于杠杆的动力臂;若物体重力G=25N,则F=_________N (不计摩擦)
图2
3. 是非题:
(1)使用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组只能省一半力。
()
(2)使用由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,若竖直向下用力提起重物,则所用的拉力只能是物体和动滑轮总重的四分之一。
(不计摩擦)()
4. 如图3所示的滑轮是________滑轮,若弹簧秤示数为150N,滑轮重30N,则物体重_________N。
图3
5. 用如图4所示的滑轮组提起重物,若不计摩擦和滑轮重,所用的拉力是物重的_________。
如果把重物提高1m,绳子的自由端向上移动的距离是_________。
图4
6. 用图5中所示的滑轮组拉动物体A时,怎样绕线最省力?画出绕线图。
图5
7. 如图6所示,重50N的物体A在拉力F作用下,沿水平向右方向做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,试求拉力F的大小及物体A受到的摩擦力的大小。
图6
8. 一个工人用动滑轮提起货物,它对绳端的力是120牛,如果物体升高5米,这个工人做功是多少?
9. 用弹簧测力计沿斜面拉着重为20牛的物体匀速向上移动3米,上升的高度是1米,测力计的示数是10牛,求:(1)有用功、总功、额外功各是多少?(2)斜面的机械效率是多少?
【试题答案】
1. 动,定,滑轮组,省力,改变作用力的方向,38
F
G G
G F G N =
+
=-=物动
物动
,∴
2
238
2. AC,50,BC,25,
3. (1)×(2)√
4. 动,270(提示∵F=,∴G=2F-G动=2×150N-30N=270N)
5. 1/3,3m
6.
7. 10N 5N
8. 1200焦
9. (1)20焦30焦10焦(2)66.7%。