滑轮及滑轮组(重点总结)

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滑轮及滑轮组
1.。

定义
种类
特点
实质
图例
作用
轴固定不动,
定滑轮
轮绕轴心转 等臂杠杆
能改变施力
的方向
周边有槽, 动
滑 可以绕着

装在框子
里的轴转
动的小轮
轮随物体一 动力臂为
动滑轮
阻力臂二 能省一半力
起移动
倍的杠杆
滑 动滑轮和 轮 定滑轮组 组 合在一起
既能省力,也
能改变施力 的方向
2. 使用滑轮组要注意几个问题
( 1)区分“最方便”和“最省力”的含义。

“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子,既省力又方便;而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。

( 2)滑轮组一般是省力的,省力的多少是由吊起(或承担)动滑轮的绳子股数决定的。

( 3) 设拉力移动距离为 s ,拉力移动的速度为 v ,重物上升的高度为 h ,重物上升的速度为 v 物,
则存在以下关系 s=nh,v=nv 物 , n 为动滑轮上绳子的股数。

(4)滑轮组绳子的绕法是各种各样的,其绕法也是本节的一个重点。

由关系式
F= 1
G ,当
n
n 为奇数时,绳子在动滑轮上打结开始绕;当 n 为偶数时,绳子在定滑轮上打结开始绕,也
就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。

( 如下图所示 )
通过动滑 通过动滑 轮有 4根
轮有 5根
曲型范例
例 1 图中给出两组滑轮组( a)、( b),若它们分别提起同一重物,请画出其中最省力
的一组滑轮组的绕绳方法 .( 不计滑轮重、绳重及摩擦 )
(a)(b)(c)
精析:“省力”就是在动滑轮个数相同时,尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方
法;或在动滑轮个数不同时选用动滑轮多的一组,因此,应选用(b)组滑轮组。

全解:如图( c)所示
点评:本题考查了两个知识点,一是滑轮组的省力多少是由绕过动滑轮的绳子的股
数决定的;二是装配滑轮组。

例 2.用如图所示滑轮组匀速拉动重 1000N 的物体 A,所用拉力 F=100N。

绳子自由端移动速度为 0.2m/s. 求物体与地面之间的摩擦力 f 和 2 秒内物体移动的距离。

(不计滑轮重和轮和轴之间的摩擦)
精析:绳子自由端移动的距离s 与物体移动的距离s′的关系为s=n s′,绳子自由端移动的速度v 也等于物体移动速度v′的 n 倍,即 v=nv ′。

全解:设n 是动滑轮上绳子的股数, f 为物体与水平平面之间的摩擦阻力。

1
本题中, n=2,由 F= f 得
f=nF=2 × 100N=200N 物体移动的速度v′ = v
=
0.2m / s
=0.1m/s n2
2s 内物体移动的距离
S′ =v ′t=0.1m/s × 2s=0.2m.
点评:绳子自由端移动的距离、速度与物体移动的距离、速度是同学们容易混淆的
问题,应特别注意。

3.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任
何机械都不省功。

【说明】①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。

4.机械效率
. 几个概念:
定义
公式
有用功
对人们有用的功
W 有用 = Gh
W 总-W 额
额外功 并非我们需要但又不得不做的功 W 额=W 总-W 有用 总功
有用功加额外功或动力所做的功 W 总=W 有用 + W 额 =Fs
机械
有用功和总功的比值
W 有用 效率
η=
×100%
W 总 【注意】 ( 1)有用功总是小于总功,所以机械效率总小于
1;( 2)机械效率是个没有单位
的物理量。

. 机械效率的公式:
机 械 公 式


W 有用 Gh
η=
=
FL ×100%
W 总
定滑轮
W 有用
Gh =
Gh = G
×100%
η=
= Fh F W 总
Fs
W 有用 Gh = Gh = G
×100% 动滑轮
η= =
W 总
Fs F2h 2F
W 有用 Gh Gh G
滑轮组
η=
=
Fs =
Fnh =nF ×100%
W 总
例 1:如图所示,物体重都是 100 N.当物体处于 平衡状态 时,拉力 F 1= _______N, F 2 = _______N, F 3= _______N, F 4= _______N .(不计滑轮重和摩擦)
如图所示, 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。

下图就可以用 “受力分析法 ”很好地解决:
:一根绳子,最多只能承受300 牛顿的力,想用它提起1000 牛顿的重物,绕成的滑轮组至
少要几股绳子承重?并画出滑轮组的示意图。

如图所示,滑轮本身重及摩擦均可忽略不计,若F1∶ F2=2∶ 3,则两重物的质量m1与m2之比是
A. 2∶3
B. 1∶1
C.4∶9
D. 3∶2
如图所示,不计滑轮重,不计绳与滑轮间的摩擦,不计轮与轴之间的摩擦,重为 30 N的物体在 5 N的拉力 F 的作用下沿水平方向匀速运动了 2 m,则弹簧测力计的示数和物体与地面间的摩擦力为
A. 30 C. 5
N, 30N
N,10 N
B. 30
D. 10
N,10 N
N,10 N
5. 使用如图所示的装置匀速提起重物G 所用的拉力中,力
A. F1最大
B. F2最大
C. F3最大
D. 一样大
如图所示,斜面长 6 m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力 F 使物体在5s内沿斜面移动了 2 m ,下列说法正确的是()
A.滑轮组的机械效率是40%
C.拉力F做的功是600J
用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、的高度。

若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(B.物体重300N
D.拉力 F 的功率是40W
乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同)
A.绳子受的拉力 F1和 F2大小相等,滑轮组的机械效率相同
B.绳子受的拉力 F1和 F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
如图所示,质量为60kg 的人,站在质量为30kg 的吊篮内,他至少用
住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。

(g= 10N/kg )
N 的拉力拉
如图所示,物体 A 的质量 m =12kg ,在拉力 F 的作用下,物体 A 以 0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。

求:
( 1)物体 A 与水平面间摩擦力 f 的大小;
(2)拉力 F 的大小;
(3)物体 A 运动 10s 的过程中,拉力 F 所做的功。

小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验,
组上的绳子的一端,10 秒钟绳子下端移动了 1.5m,重物上升70%( g 取 10N/kg )。

人以 600N 的力向下拉绕在滑轮0.5m,已知该滑轮组的效率为
(1)画出小华及其所在兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。

(2)人的拉力做功的功率是多少?
(3)被吊起重物的质量是多少?
某人用图 4 所示的滑轮组吊起一个重 1000N 的物体。

滑轮组的机械效率为 80%。

他在 1min 内使绳子自由端移动 8m。

求此人的总功率为多大?
F。