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[组图]滑轮

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学习目标
　　1．知道使用滑轮的好处。
　　2.理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
　　3．会根据滑轮组的挂线判断滑轮组的省力情况。
　　4.会根据要求，正确组装滑轮组。

学习重点
　　定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。

学习难点
　　判断滑轮组的省力情况。

内容解析
　　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SF(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。
　　理想的动滑轮：（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G/2；
　　只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G物+G动)/2，绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(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SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
　　④滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。
　　注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不算此绳数。
　　4、 滑轮组的绕线方法
　　　　　　　　　
　　滑轮组使n不同的绕线方法有两种，一种是从动滑轮开始绕，一种是从定滑轮开始绕。

典型题目解析
　　1、定滑轮实质是个__________杠杆。使用定滑轮不省力，但是能改变__________。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂__________的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省__________力。

　　分析与解：
　　答案：等臂，力的方向，2倍，一半

　　2、使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提重物所用的力就是物重的__________。若一动滑轮和所挂的重物的总重是500N，则所用的拉力F大小是__________N。

　　分析与解：
　　答案：几分之一，250

　　3、为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来，试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。
　　　　　　　　　　　　
　　分析与解：
　　答案：n=3，如图：
　　　　　　　　　　　　

　　4、用图所示的装置先后匀速提升同一物体G，若不考虑滑轮重力及摩擦，则作用于绳子自由端的拉力F1、F2和F3的大小是
　　A. F1较大 　　　　B. F2较大　　　　 C. F3较大 　　　　D.
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　

　　分析与解：
　　根据题意，不考虑滑轮重力及摩擦，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，三个图，n分别为1、2、3。
　　答案：A

　　5、工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人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型钢管的截面），其中最省力的方案是
　　　　　　　　

　　分析与解：
　　A、F=f滑动
　　B、F=f滚动
　　C、把动滑轮和机器作为一个整体受力分析，左边有两段绳子拉着物体，因此整体受到向左的拉力为2F，由于机器向左运动，因此整体受到向右的滚动摩擦力，2F=f滚动，F=f滚动/2。
　　在无法直接看出拉力和阻力的关系时，通常采用这种整体法进行受力分析。
　　D、F=f滚动
　　答案：C

　　6、如图所示滑轮组，当绳子自由端移动2m，重物上升的高度（ ）
　　A、8m 　　　　　　　　　　B、6m
　　C、0.4m 　　　　　　　　　D、0.5m

　　分析与解：
　　绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)，本滑轮组中，拉着动滑轮和物体的绳子共有4段，n=4。
　　答案：D

　　7、在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，当物体移动2m时，水平拉力F自由端移动（ ）
　　A、8m
　　B、6m
　　C、0.4m
　　D、0.5m

　　分析与解：
　　水平方向的分析方法和竖直方向一样：绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)，本滑轮组中，拉着动滑轮和物体的绳子共有3段，n=3。
　　答案：B

　　8、如图所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、 F3，则这三个力大小关系是
　　A、F1最大
　　B、F2最大
　　C、F3最大
　　D、一样大

　　分析与解：
　　当沿着竖直向下方向拉动定滑轮时，动力臂等于阻力臂都等于半径，因此定滑轮的实质是等臂杠杆。当不再沿着竖直方向拉动动滑轮，由于拉力方向垂直于半径，因此作支点到动力作用线的距离----动力臂仍等于半径，故三者一样大。
　　注意：对于动滑轮，如果不沿竖直方向拉动，动力臂就会小于直径了。
　　答案：D

　　9、工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的力为600N，则动滑轮的重力是多少N？（不计摩擦）

　　分析与解：
　　F=(G物+G动)/n
　　600N=（G动+900N)/2
　　G动=300N

　　10、物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验并记录了数据。通过分析数据，她觉得与教科书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
　　　　　　　　　　　　
实验次数 物重
G／N		 使用定滑轮时测力计的示数 F1／N 使用动滑轮时测力计的示数F2／N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 1.15
　　该实验中出现这样结果的主要原因各是什么?__________________________________；

　　分析与解：
　　测定滑轮时，测力计的示数比物重小，是因为没有考虑弹簧测力计的重力对绳产生的拉力；测动滑轮时，测力计的示数比物重的一半大是因为没有考虑动滑轮的重力，因为在拉动物体上升的同时，动滑轮也在上升，因此物重应该再加上动滑轮的重力。

来源：中国哲士网

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