使用滑轮组求拉力f的几个有关问题 microsoft word 文档 (2)

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1、使用滑轮组时如何求拉力F的大小在使用滑轮组求拉力F时，很多学生对什么时候用F=、F=、F=、F=、F=等公式不清楚，造成这些问题的原因主要是因为对这些公式的适用条件不清楚，或知道适用条件，但却不知道在这样条件下为什么会是这样的公式，而只好死记硬背，当条件稍有些变化时却不知道如何运用公式求解了。下面就这些公式的来龙去脉，以及当条件发生变化时如何去求解做一些探讨。滑轮组的使用，大致可以分为在竖直方向使用和水平方向使用两种情况。首先，我们来看看在竖直方向使用滑轮组时的情况，通常有“不计绳重、滑轮重和摩擦”，“不计绳重和摩擦”，“机械效率已知”等

2、三种情况。下面分别把这三种情况下适用的公式推导出来，以便帮助同学们对公式及适用条件的理解和应用。1、使用滑轮组，当“不计滑轮重和摩擦”时，此时是理想情况，没有额外功，即=1，W总=w有用，Fs=Gh。动滑轮由n段绳子吊着，物体被提升距离为h，绳子自由端移动的距离s=nh，所以有Fnh=Gh，即nF=G，所以F=。2、使用滑轮组，当“不计绳重和摩擦”时，额外功是提升动滑轮的重所做的功，有用功是提升重物所做的功，拉力F所做的功是总功，此时有W总=w有用+W额，即Fnh=G物h+G动h，所以,F=。3、使用滑轮组，当“机械效率已知”时，根据计算

3、有用功和总功的方法有，所以，F=，此式只适用机械效率已知的情况。但使用同一滑轮组提起不同重物的时候，随被提升重物的重力的变大而升高，当被提升的重物变化时，而认为没变，还使用F=进行计算，是常见的错误。其次，是在水平方向上使用，一般有“不计滑轮重和摩擦”，“机械效率已知”两种情况。下面分别把这两种情况下的使用的公式推导出来。1、使用滑轮组，当“不计滑轮重和摩擦”时，此时是理想情况，没有额外功，即=1，W总=w有用。物体在水平方向上做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，拉力F,=f，拉力F,做的功为有用功，w有用=F,s=fs,绳子

4、自由端受到的拉力F做的功为总功，W总=Fns,所以Fns=fs，可得。2、在水平方向上使用滑轮组，当“机械效率已知”时，有用功与总功的表达式和上面第一种的一模一样，，所以有F=。图1以上是对公式的推导过程，下面举例说明这些公式在具体条件下的使用情况。例1(08云南昆明)如图1所示，用滑轮组把重为80N的物体匀速提起。在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，拉力F的大小是______N；分析：此滑轮组是在竖直方向上使用，在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，应使用F=公式进行计算。解：因为不计绳重、动滑轮重和摩擦，所以F===40N。例2(08山

5、东济宁)用相同的滑轮和绳子分别组成如图2所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力乙所用的拉力（填“大于”、“等于”或“小于”）。图2分析：此滑轮组是在竖直方向上使用，在不计绳重和摩擦的情况下，应使用公式F=进行计算。所以，。解：因为不计绳重和摩擦，所以，，所以F甲>F乙。图3例3如图3所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%。已知物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg，且不计绳重和摩擦。求：提升物体A和物体B的拉力、各用多

6、少牛？分析：此滑轮组是在竖直方向上使用，在不计绳重和摩擦的情况下可以使用F=公式，但动滑轮的重未知，拉力F求不出。机械效率和已知，可以用F=求出拉力；求拉力时，由于物重变化，机械效率也随之变化，但未知，所以不能用F=来求解。在和已知时，可以用F=求出，然后再用此公式求出。解：，所以===600N。由于不计绳重和摩擦，=，即600N=，解得=300N。由于不计绳重和摩擦，===400N。例4（08江苏连云港）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机

7、械效率为75％。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：（1）人做的有用功为多大？（2）人的拉力为多大？分析：在水平方向上使用滑轮组，W有用=F,s=fs，F=。解：（1）w有用=F,=f=fvt=0.1mgvt=0.1*600kg*10N/kg**0.5m/s*100s=15000J（2），所以有F===400N。从以上四例可知，应根据具体的已知条件，分析和选择合适的公式进行计算，当条件发生变化时，应根据变化了的条件进行分析，选择合适的公式进行计算，切忌机械地硬套公式。