初中物理滑轮知识点和试题
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专题29滑轮章节考点考试题型难易度简单机械定滑轮选择题、填空题★动滑轮选择题、填空题★★滑轮组选择题、填空题、计算题★★机械效率选择题、填空题、计算题★★★一、定滑轮:1.滑轮:(1)定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
(2)特点:因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
(3)分类:根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮:(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮;如下左图所示。
(2)实质:是个等臂杠杆;(如下中图所示)轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可知F=G,所以不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等:S=h。
(如上右图所示)【例题1】学校旗杆顶上的滑轮是一个,使用该滑轮的好处是。
【答案】定滑轮;改变力的方向;【解析】定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
解:旗杆顶部有一个滑轮,它的轴固定不动,叫定滑轮,用它升国旗的好处就是改变力的方向。
故答案为:定滑轮;改变力的方向;【变式1】学校升旗时,旗杆顶端装的滑轮是滑轮,它的作用是,当国旗缓缓上升10m,旗手向下拉动绳端移动的距离为m。
【答案】定;改变力的方向;10。
【解析】解:由图可知,旗杆顶部滑轮的轴是固定的,所以该滑轮为定滑轮;使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力也不费距离,则国旗缓缓上升10m,旗手向下的拉力移动的距离也为10m 。
故答案为:定;改变力的方向;10。
【例题2】如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F 1、F 2、F 3匀速拉起钩码。
忽略绳子与滑轮的摩擦,则F 1、F 2、F 3的大小关系是( ) A.F 1>F 2>F 3 B.F 1<F 2<F 3 C.F 1=F 2=F 3D.F 1、F 2、F 3的大小不能确定 【答案】C【解析】解:由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,忽略绳子与滑轮的摩擦,则F 1、F 2、F 3都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大; 故选:C 。
初中物理动滑轮定滑轮知识点
一、动滑轮
1、定义:
动滑轮是指从动滑轮旋转运动而成,由两个齿轮组成的装置,能将从动滑轮的转动能量转换到定滑轮上,也可以将定滑轮的动力变换到从动滑轮上。
2、特点:
(1)改变动力的方向;
(2)改变动力的比例;
(3)它具有良好的密封性;
(4)长时间可以稳定工作,且可以在极低速度下工作。
3、应用:
各种马达、汽车、仪表、机床、仪器设备和机器人等的控制系统都采用动滑轮,使得运动能量变换的简单且可靠。
二、定滑轮
1、定义:
定滑轮是指一种装置,它可以将从动滑轮的转动能量传给定滑轮,也可以将定滑轮的动力变换到从动滑轮上,它由一个较大的轮芯和一个较小的轮芯组成。
2、特点:
(1)改变动力的比例;
(2)高效稳定的运行;
(3)可以运行在高速度和低速度;
(4)可以调整动力的比例。
3、应用:
定滑轮在机床及其他机械设备中非常重要,它减少动力的损耗,减轻机械负荷,提高机械设备的稳定性和运转速度,使机械设备运行更顺畅、节省能源。
高效复习第11讲滑轮轮轴斜面学习概要滑轮滑轮是一种常有的简单机械。
滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮,如图11-1所示。
因为使用方法的不一样,能够把滑轮分为定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮工作时轴保持固定不动的滑轮称为定滑轮。
定滑轮的本质是一个等臂杠杆,所以正确使用它既不省力,也不省距离,但能够改变使劲方向。
2. 动滑轮工作时轴随物体一同挪动的滑轮称为动滑轮。
动滑轮的本质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,所以在不计算滑轮所受重力及轮与绳的消耗摩擦的状况下,也就是理想状况下,使用动滑轮能够省一半的力,但要多挪动一倍的距离,同时使用动滑轮不可以改变使劲的方向。
定滑轮与动滑轮的表示图以及它们与杠杆的等效图如图11-2所示。
滑轮组定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。
使用滑轮组,既能省力,又能改变使劲的方向,但要多挪动距离。
高效复习如图11-3(a)所示,在理想状态下,只用动滑轮时,拉力FA为重力GA的一半,省了一半的力,但没有改变使劲的方向。
如图11-3(b)所示,在理想状态下,拉力FB仍为物体重力GA的一半,省了一半的力,但力的方向改变了!在这一实例中,动滑轮起到省力的作用,而定滑轮起到能够改变力的方向的作用,把图11-3(b)加以规范雅观,就成为最常有、也是最简单的滑轮组,如图11-3(c)所示。
1.在由一根绳索绕制的滑轮组中,重物和所有动滑轮的总重力由几段绳索肩负,提起重物2.所用的力就是总重力的几分之一。
动力作用点挪动的距离就是物体挪动距离的几倍。
即3.F=1/nG总,此中n为经过动滑轮的绳索股数,假如物体上涨h,则动力作用点挪动的距离为4.s=nh.5.6.4. 滑轮应用的实例7.8.滑轮或滑轮组在本质生产和生活中有着宽泛的应用。
如升旗时向下使劲,红旗却向上冉9.冉升起;向下拉动窗帘的引线,能够使窗帘闭合或翻开等,这些都是利用定滑轮改变力的方10.素来实现的。
依据使用滑轮组能够省力和改变使劲的方向这一特色,人们设计了一些“用小11.力换鼎力”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,都是滑轮组的详细应用。
12.2 滑轮(解析版)考点1 滑轮及其工作特点(1)滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析;(2)滑轮分类:定滑轮和动滑轮;定滑轮工作特点:(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)定滑轮的特点:通过定滑轮来拉钩码并不省力,通过或不通过定滑轮,弹簧测力计的读数是一样的,可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便;(3)定滑轮的原理:定滑轮实质是个等臂杠杆,动力臂L 1、阻力臂L 2都等于滑轮半径,根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
动滑轮工作特点:(1)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省12力,多费1倍距离;典例分析+变式训练考点直击(2)动滑轮的特点:使用动滑轮能省一半力,费距离;这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。
使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费了距离;(3)动滑轮的原理:动滑轮实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆。
【典例1】(•阿荣旗二模)用定滑轮拉物体,不计摩擦,当沿不同方向将物体拉起时,拉力分别为F1、F2、F3,如图所示,则这三个力之间的大小关系正确的是( )A.F1<F2<F3B.F1>F2>F3C.F1=F2=F3D.无法判断【答案】C。
【分析】要解答本题需掌握:定滑轮实质上是一等臂杠杆,只改变力的方向,而不省力。
【解答】解:因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故在不计摩擦的情况下,定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故A、B、D错误。
故选:C。
【典例2】(春•兴庆区期末)如图所示,通过动滑轮匀速提起重物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【答案】C。
滑轮知识点总结比较学习定滑轮、动滑轮、滑轮组的定义、本质及作用,在此基础上掌握组装简单的滑轮组的方法:若要改变力的方向,n 段绳子需要用n 个滑轮;只省力,不改变力的方向,n 段绳子需要( n-1 )滑轮;定滑轮和动滑轮的个数最多相差 1 个;接线方法:奇数根绳子从动滑轮开始接线,偶数根绳子从定滑轮开始接线。
段数的确定可以采用在动、定滑轮间画一条水平直线,数绳子和直线交点的方法,由于绕过定滑轮的绳子的自由端没有连接重物,此段绳子不计在n 数之内。
简单说就是:定滑轮改变力的作用方向,而不省力,本质是一个等臂杠杆,动滑轮省一半的力,本质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
绕线方式:奇动偶定(绳子段数为奇数时先绕动滑轮,偶数时先绕定滑轮),滑轮组省力但不省功,滑轮组的机械效率:G/nF G :重物重力,n:绳子段数, F:自由端拉力滑轮有两种:定滑轮和动滑轮(1) 定滑轮本质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可改变作用力方向.(2)定滑轮的特点经过定滑轮来拉钩码其实不省力。
经过或不经过定滑轮,弹簧秤的读数是相同的。
可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
在很多情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理定滑轮本质是个等臂杠杆,动力 L1 、阻力 L2臂都等于滑轮半径。
依照杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
(2) 动滑轮本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2 力多费 1 倍距离 .动滑轮的特点使用动滑轮能省一半力,费距离。
这是由于使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只肩负钩码重的一半。
使用动滑轮诚然省了力,可是动力搬动的距离大于钩码高升的距离,即费了距离。
动滑轮的原理动滑轮本质是个动力臂(L1 )为阻力臂( L2 )二倍的杠杆。
滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向.滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一. 绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.使用滑轮组诚然省了力,但费了距离,动力搬动的距离大于重物搬动的距离.滑轮组的用途为了既节约又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
中考物理总复习《滑轮》专项训练题(附有答案)学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________知识点回顾1.定滑轮:(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮;(2)实质:杠杆;(3)特点:改变拉力的方向,不能省力;(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F G物;(6)绳子自由端移动速度等于重物移动的速度:v F=v G。
2.动滑轮:(1)定义:和重物一起移动的滑轮(可以上下移动,也可以左右移动);(2)实质:动力臂为阻力臂的2倍的杠杆;(3)特点:不改变拉力方向,省一半力;(4)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(5)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;(6)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;(7)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:v F=2v G。
3.滑轮组:(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组;(2)特点:既省力又可以改变力的方向;(3)F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系:s h;(4)F与G大小的关系(不计绳重、动滑轮重及摩擦):F G物;(5)F与G大小的关系(不计绳重及摩擦):F= ;(6)绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度:v F=nv G。
(n表示直接连接动滑轮的绳子股数)4.滑轮组的机械效率:(1)概念:η=W有W总×100%(2)计算:η=GhFs ×100%=GnF×100%(3)提高滑轮组机械效率的方法:①增加物重(增加有用功占比)②减轻动滑轮重③减少摩擦(4)特殊滑轮的机械效率:η=fnF×100%专题练习一、选择题1.如图所示,沿三种不同的方向拉绳使物体上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则()A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大2.现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》,书中将滑轮称为“绳制”。
图11-6 F 1F 2 F 3滑轮基础知识和例题2.1 滑轮:周边有槽,能绕轴心转动的圆轮叫做滑轮,滑轮是一种简单机械. 滑轮是“变形的杠杆”。
2.2 滑轮的分类:1.定滑轮 滑轮在使用时,轴的位置不移动的叫定滑轮。
使用定滑轮既不省力也不费力,但是能改变力的方向。
2.动滑轮 滑轮在使用时,轴的位置随着被拉物体一起移动的叫动滑轮。
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的变形杠杆,使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向。
2.3 滑轮组:由动滑轮和定滑轮组合在一起成滑轮组。
因为 动滑轮省力,定滑轮可改变用力方向,组合成滑轮组可达到即省力,又能改变方向的目的。
2.4 滑轮组的受力分析:使用滑轮组时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子吊起,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
F=(G 物+G 轮)/n2.5 定滑轮物体端与自由端的关系: 定滑轮物体上升多高,自由端就移动多少,h=s2.6 动滑轮端与自由端的关系:s=nh.(s 指自由端移动的距离,h 指动滑轮端移动的距离。
自由端移动的距离长)2.7 无论动滑轮还是定滑轮绳上各点的拉力始终相等,每段绳两端的拉力大小相等;同一段绳两端的拉力大小相等,方向相反。
2.8 滑轮组中,对绳端的拉力的大小与滑轮的移动速度无关、与移动距离无关;只要是匀速移动,拉力的大小就不变。
2.9(选读内容)斜面:与水平面成一定角度的面叫做斜面,也是一种简单机械,但不是杠杆。
为了把重物搬到汽车上去,搭一块木板,沿着木板把重物推上去,这样的木板就是斜面。
使用斜面的目的是为了省力。
公式表示,斜面长是斜面高的几倍,所用推力(或拉力)就是物重的几分之一。
物体升高相同的高度,斜面越长越省力。
一.滑轮基础1.旗杆顶上的滑轮,其作用叙述正确的是 ( )A .省力杠杆,可改变力作用方向B .费力杠杆,可改变力作用方向C .等臂杠杆,可改变力作用方向D .以上说法都正 2.使用如下图所示的装置来提升物体时,既能省力又能改变力的方向的装置是( )3.在图11—6所示各个图中,物G 重都为12N ,当物体静止时,拉力F 各是多少?(不计摩擦和机械自重)F1= N F2= N F3= N注:分析受力情况,关键看有几根绳作用在物体上。
滑轮专题一、定滑轮和动滑轮 1.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮。
(2)实质:等臂杠杆(3)特点: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s F (或速度v F )=重物移动的距离s G (或速度v G )。
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:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
(3)特点:省一半的力,但不能改变动力的方向。
(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力):F =2G,只忽略轮轴间的摩擦则拉力F =2动G G ,绳子自由端移动距离s F (或v F )=2倍的重物移动的距离s G (或v G )。
二、滑轮组1.定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用。
2.特点:使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但要多移动距离。
3.滑轮组的计算:有几股绳子吊在动滑轮上,拉力就是物体重(包括动滑轮重)的几分之一(不计绳重和摩擦)。
4.公式:F =nG(G =G 物+G 动),绳子自由端移动距离:s =nh 。
注意:组装滑轮组时,吊在动滑轮上绳子股数为n ,若n 为奇数时,则绳子的固定端挂在动滑轮上,若n 为偶数时,绳子的固定端挂在定滑轮上。
三、机械效率1.有用功:对人们有用的功,等于直接用手对重物所做的功(Gh )。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总。
2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。
3.总功:有用功加额外功或动力所做的功。
公式:W总=W有用+W额=Fs=W有用/η。
4.机械效率和功率的区别功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功功率越大,做功越快;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功,机械效率越大,有用功跟总功的比值越大。
有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
中考滑轮知识点及题目总结一、滑轮的概念滑轮是一种简单机械,用来改变力的方向和大小。
它由一个固定在支撑物上的固定轴和能够在轴上转动的滑轮组成。
当施加一个力作用在滑轮上时,滑轮会转动,力会被传递给另一边的物体。
滑轮可以用来增大或减小力的大小,也可以改变力的方向。
二、滑轮的种类1. 固定滑轮:固定在支撑物上,不能移动。
2. 活动滑轮:安装在一个移动的支架上,可以改变位置。
3. 复合滑轮:由两个或两个以上的滑轮组成,能够实现同时改变力的大小和方向。
三、滑轮的运用1. 用来提升物体:通过组合不同数目的固定滑轮,可以建立起不同的力线构形,实现对物体的提升和下降。
2. 用来拉动物体:滑轮可以改变力的方向,使得人们可以通过拉动一个方向的绳索来移动另一个方向的物体。
四、滑轮的原理在给定的力线构形中,滑轮可以改变力的传递方向,但不能改变力的大小。
无论是提升物体,还是拉动物体,物体的运动方向和速率是由力线构形和施加的力决定的。
五、滑轮的相关公式1. 力的平衡公式:F1 × d1 = F2 × d2其中,F1和F2分别表示作用在滑轮上的两个力的大小,d1和d2表示力的移动距离。
在滑轮的作用下,可以通过改变力的传递方向来平衡力。
2. 力的比较公式:F2 = F1 × n其中,F1和F2分别表示施加在滑轮上的力的大小,n表示滑轮的固定滑轮的数量。
通过这个公式,可以计算出滑轮对力的增大或减小。
六、滑轮的相关题目1. 简答题(1)什么是滑轮?它有什么作用?(2)什么是固定滑轮?什么是活动滑轮?它们有什么区别?(3)想要提升一个重物,应该如何使用滑轮?(4)如果要移动一个重物,应该如何使用滑轮?(5)通过什么公式可以计算力的平衡和比较?2. 计算题(1)一个重物质量为500N,在没有滑轮的情况下,需要多大的力才能将它提升1m?如果使用了3个固定滑轮来提升,需要多大的力?(2)一个物体的重力为500N,使用了2个固定滑轮,拉绳子的力为多大时,能够使得物体移动?七、滑轮的相关实验可以设计一些简单的实验来验证滑轮的原理和公式,例如通过改变滑轮数量和施加的力大小来观察力的变化,或者通过改变力的方向来观察物体的移动情况。
初中物理滑轮组知识点一、知识概述《滑轮组知识点》①基本定义:滑轮组呢,就是把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。
定滑轮就是那种固定在一个地方,轴不随物体移动的滑轮,它能改变力的方向。
动滑轮呢,是轴会随着物体一起移动的滑轮,它能省力。
滑轮组结合了两者的优点。
②重要程度:在初中物理里这可是相当重要的。
很多关于力和机械做功的题都离不开它,这是学习简单机械知识非常关键的部分。
③前置知识:得先知道力的基本概念,比如重力、拉力这些,还得明白定滑轮和动滑轮各自的特性,这样才能明白滑轮组是咋回事。
④应用价值:像工地上吊运建筑材料,起重机上的滑轮组就起了大作用。
还有在船上拉帆之类的,实际生活中的很多地方都用到滑轮组,能省力又能改变力的方向,方便得很。
二、知识体系①知识图谱:它属于简单机械这一块知识。
在整个初中物理的力学体系里,和力的合成、功等知识都有联系。
②关联知识:和力的平衡、摩擦力知识也相关。
比如说动滑轮在提升物体时,就存在着摩擦力,滑轮组受力平衡才能静止或者匀速运动。
③重难点分析:- 掌握难度:对于初学者来说有点难。
容易弄混定滑轮和动滑轮在滑轮组里分别起的作用。
- 关键点:要清楚绳子段数和省力的关系。
④考点分析:- 在考试中的重要性:非常重要。
几乎每次力学考试都会涉及。
- 考查方式:有计算滑轮组的省力情况,让你根据给定的拉力计算物体重力;或者根据物体的运动状态,分析滑轮组的受力情况。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:滑轮组就是把定滑轮和动滑轮按一定方式组合起来。
比如说,两个定滑轮和一个动滑轮组合就是一种滑轮组。
②特征分析:主要特点就是既可以省力,也能改变力的方向。
不过省力的同时,就得拉动更长的距离,就像用一个小好处去换另一个大好处一样。
③分类说明:根据绳子的绕法可以分为不同类型。
简单说就是绳子起始端是挂在定滑轮还是动滑轮上有区别。
④应用范围:凡是需要省力或者改变力的方向的地方都能用,但是如果是超大型重力的物体,滑轮组也得考虑自身能承受的强度等局限性。
新人教版八年级下册初中物理重难点突破知识点梳理及重点题型巩固练习滑轮(基础)【学习目标】1、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用;2、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。
【要点梳理】要点一、定滑轮和动滑轮(《滑轮》392030定滑轮和动滑轮)周边有槽,中心有一转动轴的轮子叫滑轮,因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
在工作过程中,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮;在工作过程中,轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。
要点诠释:1、定滑轮:如下图甲所示,我们可把一条直径看成杠杆,圆心就是杠杆的支点,因此,定滑轮实质是等臂杠杆。
定滑轮的特点是它的转轴(支点)不随货物上下移动。
2、动滑轮,如下图乙所示,特点是它的转动轴会随物体上下移动,它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,它的转动轴是阻力作用点。
3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力,但可以改变用力方向,给工作带来方便。
使用动滑轮可以省力,但要多移动距离。
要点二、滑轮组把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组。
要点诠释:1、特点:既可省力,又可以改变用力方向。
但费距离。
2、结论:在使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是总重的几分之一。
如果考虑动滑轮的重力,则有n 动物GG F +=。
要点三、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n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时,绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上(这叫做“偶定”),若不改变力的方向,还可少用一个定滑轮,即12-n 个定滑轮。
如果n 为奇数,则需要21-n 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21+n 个定滑轮。
滑轮及做功滑轮、滑轮组滑轮定义种类特点实质图例作用周边有槽,可以绕着装在框子里的轴转动的小轮定滑轮轴固定不动,轮绕轴心转动等臂杠杆能改变施力的方向动滑轮轮随物体一起移动动力臂为阻力臂二倍的杠杆能省一半力滑轮组动滑轮和定滑轮组合在一起既能省力,也能改变施力的方向机械功1. 功条件(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离。
不做功(1)有力无距离;(2)有距离无力;(3)力和距离垂直。
公式W=Fs单位焦耳,1J= 1N·m【说明】对功的单位的认识:把两个鸡蛋举高1m,做的功大约是1J;一个中学生爬高2m,对自己做的功大约是1000J。
【注意】应用功的公式时注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力。
②公式中的s一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
③功的单位“焦”(牛·米= 焦),不要与力及力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
【易错点】物体有三种情况不做功:即物体受力但没有移动(搬物未搬动);物体未受力而凭惯性运动(足球被踢在空中飞行的过程中);力与距离的方向垂直(水平匀速行驶的汽车对车上的人没有做功)。
2. 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。
(六)机械效率1. 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 效率有用功和总功的比值η=W 有用 W 总×100% 【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。
物理滑轮试题及答案
一、选择题
1. 一个定滑轮实质上是一个等臂杠杆,其特点是()。
A. 省力
B. 不省力也不省距离
C. 省距离
D. 省力但费距离
答案:B
2. 使用动滑轮可以省力,但需要()。
A. 省距离
B. 多费距离
C. 不省距离
D. 多费距离且省力
答案:B
3. 以下关于滑轮组的说法,正确的是()。
A. 滑轮组可以省力,但不能改变力的方向
B. 滑轮组可以改变力的方向,但不能省力
C. 滑轮组既能省力,又能改变力的方向
D. 滑轮组既不能省力,也不能改变力的方向
答案:C
二、填空题
1. 一个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,使用该滑轮组提升重
物时,若绳子的自由端移动了2米,则物体上升的高度是________米。
答案:1
2. 一个动滑轮的机械效率是80%,若不计绳重和摩擦,提升重物所做
的额外功是100J,则有用功是________J。
答案:125
三、计算题
1. 一个滑轮组由3个动滑轮和1个定滑轮组成,若不计绳重和摩擦,
用此滑轮组提升重物,绳子自由端的拉力为200N,求提升的重物重力。
答案:提升的重物重力为600N。
2. 一个动滑轮的机械效率为75%,若提升重物所做的有用功为900J,
求额外功。
答案:额外功为300J。
滑 轮定滑轮及其工作特点(1)定义:在使用过程中,轴固定不动的滑轮。
(2)实质:等臂杠杆。
(3)特点:既不省力,也不省距离,但可以改变力的方向。
动滑轮及其工作特点(1)定义:在使用过程中,轴随物体一起运动的滑轮。
(2)实质:动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
(3)特点:省力费距离,不可以改变力的方向。
竖直方向的滑轮组(1)定义:由定滑轮和动滑轮组装起来的,既可以省力又可以改变力的方向。
(2)特点:既可以省力又可以改变力的方向,但费距离。
(3)省力:动物=+nF G G 。
(忽略绳重和轴摩擦;动滑轮上有几股绳子承担物重,提起物体的力就是物重的几分之一,图中n =3) (4)费距离:s =nh 。
(重物提升高度h 与绳子自由端通过的距离s )1.用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计摩擦,比较拉力F 1、F 2、F 3的大小( )A .>>F F F 123B .==F F F 123C .<<F F F 123D .>>F F F 2312.如图所示,小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中,滑轮第一次受到F 1的作用,第二次受到竖直向上F 2的作用,物体都被匀速向上提起。
已知物体重力为物G 。
若不计摩擦和绳重,则下列说法正确的是( )A .该实验中,需要测量的物理量只有物重物G 和测力计示数FB .物=F G 212C .F 1的力臂为OAD .<F F 123.(多选)下列关于滑轮和滑轮组的说法中,正确的是( ) A .使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向 B .使用滑轮组一定比使用动滑轮省力C .组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等D .滑轮实质上是变形的杠杆4.下图所示的滑轮或滑轮组,匀速提高同一物体,最省力的是(滑轮重和摩擦不计)()A.B.C.D.5.工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是()A.运送过程中拉力的大小是桶和砂石重力的一半B.装置中的定滑轮相当于一个省力杠杆C.绳子自由端下拉1m,桶上升2mD.质量为65kg的工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石6.如图用滑轮组提升重35N的物体,绳子能够承受的最大拉力为15N,假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计,在图中画出滑轮组绳子的绕法。
第11讲滑轮轮轴斜面11.1 学习提要11.1.1 滑轮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臂为阻力臂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。
3. 滑轮组定滑轮和动滑轮的组合叫滑轮组。
使用滑轮组,既能省力,又能改变用力的方向,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F A为重力G A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F B仍为物体重力G A的一半,省了一半的力,但力的方向改变了!在这一实例中,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,就成为最常见、也是最简单的滑轮组,如图11-3(c)所示。
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由几段绳子承担,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=1/nG总,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=nh.4. 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,红旗却向上冉冉升起;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。
滑轮知识点总结
对比学习定滑轮、动滑轮、滑轮组的定义、实质及作用,在此基础上掌握组装简单的滑轮组的方法:若要改变力的方向,n段绳子需要用n个滑轮;只省力,不改变力的方向,n段绳子需要(n-1)滑轮;定滑轮和动滑轮的个数最多相差1个;接线方法:奇数根绳子从动滑轮开始接线,偶数根绳子从定滑轮开始接线。
段数的确定可以采取在动、定滑轮间画一条水平直线,数绳子和直线交点的方法,由于绕过定滑轮的绳子的自由端没有连接重物,此段绳子不计在n数之内。
简单说就是:
定滑轮改变力的作用方向,而不省力,实质是一个等臂杠杆,动滑轮省一半的力,实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
绕线方式:
奇动偶定(绳子段数为奇数时先绕动滑轮,偶数时先绕定滑轮),滑轮组省力但不省功,
滑轮组的机械效率:G/nF G:重物重力,n:绳子段数,F:自由端拉力
滑轮有两种:定滑轮和动滑轮
(1)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可改变作用力方向.
(2)定滑轮的特点
通过定滑轮来拉钩码并不省力。
通过或不通过定滑轮,弹簧秤的读数是一样的。
可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理
定滑轮实质是个等臂杠杆,动力L1、阻力L2臂都等于滑轮半径。
根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
(3)动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2力多费1倍距离.
动滑轮的特点
使用动滑轮能省一半力,费距离。
这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。
使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费了距离。
动滑轮的原理
动滑轮实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆。
滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向.
滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.
使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离.
滑轮组的用途
为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
省力的大小
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组的特点
用滑轮组做实验,很容易看出,使用滑轮组虽然省了力,但是费了距离——动力移动的距离大于货物升高的距离。
杠杆的平衡条件:F1L1= F2L2 (F1:动力;L1:动力臂;F2:阻力;L2:阻力臂)
定滑轮:F=G物S=h (F:绳子自由端受到的拉力;G物:物体的重力;S:绳子自由端移动的距离;h:物体升高的距离)
动滑轮:F= (G物+G轮)/2 S=2 h (G物:物体的重力;G轮:动滑轮的重力)
滑轮组:F= (G物+G轮)S=n h (n:通过动滑轮绳子的段数)
机械功:W (J)W=Fs (F:力;s:在力的方向上移动的距离)
有用功:W有=G物h
总功:W总W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时
机械效率: η=W有/W总×100%
功率:P (w)P= w/t (W:功; t:时间)
关于滑轮的综合题
一、(一模)如图25所示是起重机的结构示意图。
用它把质量为
2×103kg,底面积为1m2的货箱G匀速提起。
(取g=10N/kg)
问:
(1)当货箱静止于水平地面时,它对地面的压强是多少?
(2)若把货箱匀速吊起3m,起重机对货箱做了多少功?
(3)吊起货箱时,为使起重机不倾倒,在它右边加挂质量为多大的铁块?已知:OA=10m,OB=5m。
(设起重机所受重力的作用线恰好通过O点。
)
二、(一模)磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图29
(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,
此时磅秤的示数为40kg。
于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29(乙)所
示,再去提这个木箱。
当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg。
求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。
三、(一模)如图30所示,一正方体合金块M的边长为20cm,把它挂在以O为支点
的轻质杠杆的A点处,一个重为640N的人在杠杆的B点通过定滑轮用力F1使杠杆
在水平位置平衡,此时M对水平地面的压强为1.1×104Pa,人对水平地面的压强为
1.45×104Pa;若把M浸没于水中(M与容器底不接触),人用力F2仍使杠杆在水平
位置平衡,此时人对地面的压强为1.15×104 Pa;已知人单独站在水平地面上,对
地面的压强为1.6×104 Pa.(g取10N/kg)求:
(1)力F1的大小;
(2)合金块M的密度;
(3)当M浸没于水中时,若剪断细绳,合金块M沉于容器底,则M对容器底的压强为多大.
四、(一模)图23是简易电动门式起重机的结
构示意图。
MN为质量可以不计、长4m的横
梁,行走装置可以把提起的重物在横梁上左
右移动。
提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提
起重物,滑轮组的结构如图。
当提起的重物
质量是0.5t,钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计
时,滑轮组的机械效率是80%。
当以0.2m/s
的速度匀速竖直向上提起1.125t重物时,滑
轮组的机械效率是多少?电动机拉动钢丝
绳的功率是多少?
若行走装置和提升电动机的总重是2.75×103N,提起重物质量为2t,行走装置使提起的重物沿横梁从中点A移到B点,以M点为轴,N点向上的支持力增加了6×103N,MB的距离是多少?(g取10N/kg)
五、(一模)图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意
图。
A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E
是柱塞。
作用在动滑轮上共三股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝
绳带动动滑轮上升提取重物,被打捞的重物体积V=0.5m3。
若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375×107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5
A
B
D
C
E
O
F
图
图30
M
O A B 滑轮组
重物行走装置
提升电动机
M N
图23
×107Pa。
假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24。
重物出水后上升的速度v=0.45m/s。
吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。
(g取10N/kg)求:
(1)被打捞物体的重力;
(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;
(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
六、(一模)某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件
的质量为100kg工人的质量为70kg。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地
面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60% 。
若不计摩擦、绳重及
水的阻力,g取10N/kg 。
求:
(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮;
(2)工件完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率η2 ;
(3)工件完全打捞出水面后,以0.2m/s的速度被匀速提升,工人拉绳的功率P2。
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