初三物理滑轮的分析及应用.doc

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1、滑轮分析与讲解一.教学内容：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（）、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、Gf，，此时拉力，机械效率。【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、

2、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（二）“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

3、，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。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

4、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3A.拉力F的大小为20NB.拉力F的大小为5NC.拉力的功率P的大小为20WD.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。（三）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

5、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）那么就需要个动滑轮和个定滑轮。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，即个定滑轮。如果n为奇数，则需要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，即个定滑轮。上述方法叫“奇动偶定”。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”

6、，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练习：　1．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是　　A．拉力做的有用功是100J　　B．拉力做的总功是260J　　C．滑轮组的机械效率是65%　　D．物体上升过程中动能转化为势能　　2．下列说法正确的是　　A．机械做功越快，机械效率就越高　B．做功时间越长，机械功率越大　　C．功率大的机械比功率小的做功

7、快　D．所有机械的机械效率都小于1　　3．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。则滑轮组的机械效率η=________。若物体上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加”“减小”“不变”)　　4．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比　　A．有用功减少，总功减少　　　B．有用功增加，总功增加　　C．有用功不变，总功不变　　　D．有用功不变，总功减少　　5．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，

8、分别用力把