中考物理基础篇第11讲滑轮轮轴斜面附强化训练题

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1、第11讲滑轮轮轴斜面11.1学习提要滑轮是一种常见的简单机械。滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮，如图11-1所示。由于使用方法的不同，可以把滑轮分为定滑轮和动滑轮两类。1.定滑轮工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮的实质是一个等臂杠杆，所以正确使用它既不省力，也不省距离，但可以改变用力方向。2.动滑轮工作时轴随物体一起移动的滑轮称为动滑轮。动滑轮的实质是动力借为阻力借2倍的省力杠杆，所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的耗损摩擦的情况下，也就是理想情况下，使用动滑轮可以省一半的力，但要多移动一倍的距离，同时使用动滑

2、轮不能改变用力的方向。定滑轮与动滑轮的示意图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。(b)动滑轮(a)定滑轮3.滑轮组定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组o使用滑轮组，既能省力，乂能改变用力的方向，但要多移动距离。如图11-3(a)所示，在理想状态下，只用动滑轮时，拉力Fa为重力G*的一半，省了一半的力，但没有改变用力的方向。如图11-3(b)所示，在理想状态下，拉力Fb仍为物体重力的一半，省了一半的力,但力的方向改变了！在这一实例屮，动滑轮起到省力的作用，而定滑轮起到可以改变力的方向的作用，把图11-3(b)加以规范美观，就成为

3、最常见、也是最简单的滑轮组，如图11-3(c)所示。(c)图11-3在由一根绳子绕制的滑轮组中，重物和全部动滑轮的总重力rti几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重力的几分之一。动力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。即F=l/nG恵，其中n为经过动滑轮的绳子股数，如果物体上升h,则动力作用点移动的距离为s二nh・1.滑轮应用的实例滑轮或滑轮组在实际生产和生活中有着广泛的应用。如升旗时向下用力，红旗却向上冉山升起；向下拉动窗帘的引线，可以使窗帘闭合或打开等，这些都是利用定滑轮改变力的方向来实现的。根据使用滑轮组可以省力

4、和改变用力的方向这一特点，人们设计了一些“用小力换大力”的工作方案，如吊车上的滑轮组、工厂或建筑工地上常用的举吊重物的装置等，都是滑轮组的具体应用。11.1.2轮轴1.轮轴由轮和轴组成，且轮和轴能绕共同轴线转动，这种简单机械叫做轮轴。请注意观察图11-4所示的辘轴，在工作时，摇把转一周，辘轴的轴也转一周，其摇把相当于轮，而绕着绳子的部分即为轴。轮和轴是连在一起的整体，轮和轴两部分能绕共同轴线旋转，轮转一周，轴也转一周。轮轴实质为一种能绕固泄点连续旋转的杠杆。其示意图如图11-5所示。根据杠杆的平衡条件可知，如果轮半径是轴半

5、径的儿倍，那么作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的儿分之一，同时作用在轮上的力要移动儿倍的距离。设动力为冉，则动力臂为大圆半径R;阻力为F2,这阻力臂为小圆半径门若使轮轴正常工作，应则符合“动力X动力臂二阻力X阻力臂”,即F】R二F2讥由图11-5可知,动力F】使轮转一周时,阻力F2在轴上转动一周。可知动力通过的距离为Sf2hR,阻力通过的距离S2二2jiR。由上式可得Si/S2=R/r,则S手=(R/r)S物。由此可知,只有动力加在轮上才能省力。与滑轮等工具相似，有时轮轴也可以反过来使用，将动力作用在轴上，而阻力作用在

6、轮上，这时轮轴作用不但不省力，反而费力，但可以少移动距离。2.轮轴应用的实例轮轴的本质是一个可以连续转动的不等臂的杠杆。因此轮轴的几何外形可以是圆形的，也可以是其他形状的。如螺丝刀的横截面是圆形，拧螺母的扳手的外形是一个长棍型，水龙头的扭柄是一个“T”字形，绞肉机的摇把是一个折线形等，但它们在转动时都同吋具有轮和轴。因此在判断一个物体是否属于轮轴吋，不能只看表面形状，而要抓住它在工作过程屮是否具有轮轴的“轮”秋'轴”一起绕共同的轮轴转动这一木质特征。让我们看看自行车都有哪些部位属于轮轴呢？不难看出，车把是一个轮轴，刹车用的

7、把柄也是一个轮轴，如图11-6所示。脚踏板与轮盘构成一个轮轴，后轮与飞轮也构成了一个轮轴，用车钥匙开启车锁时钥匙本身就是一个轮轴等。生活中的螺丝刀、水龙头、门把手、汽车的摇把、方向盘等都属于轮轴，如图11-7所示。图11-711.1.3斜面1.斜面当要把一个物体从地面移动到高处时，比如将货物从码头搬运到轮船上，可以采取前面所学过的杠杆机械，也可以使用前面所学过的滑轮机械、轮轴机械等。但是如图11-8所示的机械也是常见的搬运方式，这种机械叫做斜面，其示意图如图11-9所示。与杠杆、滑轮等简单机械相同，斜面也是通过增加动力的移

8、动距离來达到省力的目的。根据功的原理，G卅二FL,则F二（h/L）G图11-82.斜血应用的实例要使同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。如图11-10所示，等高的几个斜面中,在其他条件都相同的情况下，用最右边的（也是最长的）一个斜而最省力，但需要通过的距离也最长。日常生活中的楼梯、大型场所的残疾人轮