初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)和試題精講2

1、滑輪學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)對(duì)比學(xué)習(xí)定滑輪、動(dòng)滑輪、 滑輪組的定義、 實(shí)質(zhì)及作用， 在此基礎(chǔ)上把握組裝簡(jiǎn)潔的滑輪組的方法： 如要轉(zhuǎn)變力的方向，n 段繩子需要用n 個(gè)滑輪；只省力，不轉(zhuǎn)變力的方向，n 段繩子需要（ n-1 ）滑輪；定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)最多相差1 個(gè)；接線方法：奇數(shù)根繩子從動(dòng)滑輪開(kāi)頭接線，偶數(shù)根繩子從定滑輪開(kāi)頭接線；段數(shù)的確定可以實(shí)行在動(dòng)、定滑輪間畫(huà)一條水平直線，數(shù)繩子和直線交點(diǎn)的方法，由于繞過(guò)定滑輪的繩子的自由端沒(méi)有連接重物，此段繩子不計(jì)在n 數(shù)之內(nèi)；簡(jiǎn)潔說(shuō)就是：定滑輪轉(zhuǎn)變力的作用方向，而不省力，實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，動(dòng)滑輪省一半的力，實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿；繞線方式：奇動(dòng)偶定（繩子

2、段數(shù)為奇數(shù)時(shí)先繞動(dòng)滑輪，偶數(shù)時(shí)先繞定滑輪），滑輪組省力但不省功，滑輪組的機(jī)械效率：g/nf g ：重物重力，n: 繩子段數(shù)， f：自由端拉力滑輪有兩種：定滑輪和動(dòng)滑輪1 定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)勁，但可轉(zhuǎn)變作用力方向.2 定滑輪的特點(diǎn)通過(guò)定滑輪來(lái)拉鉤碼并不省力；通過(guò)或不通過(guò)定滑輪，彈簧秤的讀數(shù)是一樣的；可見(jiàn)，使用定滑輪不省力但能轉(zhuǎn)變力的方向；在不少情形下，轉(zhuǎn)變力的方向會(huì)給工作帶來(lái)便利；定滑輪的原理定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力l1 、阻力l2臂都等于滑輪半徑；依據(jù)杠桿平穩(wěn)條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論；2 動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省1/2 力多費(fèi) 1 倍距離 .動(dòng)滑輪的

3、特點(diǎn)使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離；這是由于使用動(dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半；使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于鉤碼上升的距離，即費(fèi)了距離；動(dòng)滑輪的原理動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（l1 ）為阻力臂（l2 ）二倍的杠桿；滑輪組：由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成的滑輪組，既省力又可轉(zhuǎn)變力的方向.滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的幾分之一. 繩子的自由端繞過(guò)動(dòng)滑輪的算一段，而繞過(guò)定滑輪的就不算了.使用滑輪組雖然省了力，但費(fèi)了距離，動(dòng)力移動(dòng)的距離大于重物移動(dòng)的距離.滑輪組的用途為了既節(jié)約又能轉(zhuǎn)變動(dòng)力的方向，可以把定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組；省力的大小使用滑輪組時(shí)，滑

4、輪組用幾段繩吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一；滑輪組的特點(diǎn)用滑輪組做試驗(yàn)，很簡(jiǎn)潔看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費(fèi)了距離動(dòng)力移動(dòng)的距離大于貨物上升的距離；杠桿的平穩(wěn)條件：f1l1= f2l2（f1 ：動(dòng)力； l1 ：動(dòng)力臂； f2 ：阻力；l2：阻力臂）定滑輪：f=g物s=h（ f ：繩子自由端受到的拉力；g 物：物體的重力；s ：繩子自由端移動(dòng)的距離；h ：物體上升的距離）動(dòng)滑輪：f=（g 物 +g 輪 /2s=2 h（ g 物：物體的重力；g 輪：動(dòng)滑輪的重力）滑輪組：f=（g 物 +g 輪）s=n h（ n：通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)）機(jī)械功： w（ j ） w=fs（f ：力；s

5、 ：在力的方向上移動(dòng)的距離）有用功： w 有=g 物 h總 功 ： w 總 w 總=fs適用滑輪組豎直放置時(shí)機(jī)械效率 : =w 有 /w 總 × 100%功 率 :p （ w）p= w/t w ：功 ; t ：時(shí)間 關(guān)于滑輪的綜合題一、（一模）如圖25所示是起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；用它把質(zhì)量為2 × 103kg ，底面積為 1m2 的貨箱 g 勻速提起；（取 g 10n/kg ） 問(wèn)：（ 1 ）當(dāng)貨箱靜止于水平地面時(shí)，它對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（ 2 ）如把貨箱勻速吊起3m ，起重機(jī)對(duì)貨箱做了多少功？（ 3 ）吊起貨箱時(shí)， 為使起重機(jī)不傾倒，在它右邊加掛質(zhì)量為多大的鐵塊？已知： o

6、a 10m ，ob 5m ；（設(shè)起重機(jī)所受重力的作用線恰好通過(guò)o 點(diǎn)；）二、 一模 磅秤上有一個(gè)重1500n的木箱，小明站在地上，想用如圖29（甲）所示的滑輪組把這個(gè)木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒(méi)有提起，此時(shí)磅秤的示數(shù)為40kg ；于是他轉(zhuǎn)變滑輪組的繞繩方法如圖29 （乙）所示，再去提這個(gè)木箱；當(dāng)木箱勻速上升時(shí)，小明對(duì)地板的壓力為100n ，不計(jì)軸摩擦和繩重，取 g 10n/kg ；求小明的體重和提升木箱時(shí)滑輪組的 機(jī)械效率；三、（一模）如圖 30 所示，一正方體合金塊m 的邊長(zhǎng)為 20cm ，把它掛在以 o 為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿的a 點(diǎn)處，一個(gè)重為 640n 的人在杠桿的 b點(diǎn)通過(guò)定滑輪用力

7、f1 使杠桿在水平位置平穩(wěn)，此時(shí)m 對(duì)水平地面oab的壓強(qiáng)為 1.1 × 104pa ，人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.45 × 104pa ；如把 m浸沒(méi)于水中 m 與容器底不接觸，人用力f2 仍使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.15 ×104 pa ；已知人單獨(dú)站在水平地面m上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6 × 104 pa （g 取10n/kg ）求：（ 1 ）力 f1 的大??；（ 2 ）合金塊m 的密度；圖 30（ 3 ）當(dāng)m 浸沒(méi)于水中時(shí)，如剪斷細(xì)繩，合金塊m 沉 于容器底，就m 對(duì)容器底的壓強(qiáng)為多大四、（一模） 圖23 是簡(jiǎn)易電動(dòng)門(mén)式起重機(jī)的結(jié)m

8、n構(gòu)示意圖； mn 為質(zhì)量可以不計(jì)、長(zhǎng)4m 的 橫梁，行走裝置可以把提起的重物在橫梁上左右移動(dòng)；提升電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提起重物，滑輪組的結(jié)構(gòu)如圖；當(dāng)提起的重物質(zhì)量是 0.5t ，鋼絲繩重和輪、軸間摩擦不計(jì)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是80% ；當(dāng)以 0.2m/s的速度勻速豎直向上提起1.125t重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多少？電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲 繩的功率是多少？提升電動(dòng)機(jī)重物行走裝置滑輪組圖 23如行走裝置和提升電動(dòng)機(jī)的總重是2.75 × 103n ，提起重物質(zhì)量為2t，行走裝置使提起的重物沿橫梁從中點(diǎn) a 移到 b 點(diǎn)，以 m 點(diǎn)為軸， n 點(diǎn)向上的支持力增加了6 × 103n

9、 ，mb 的距離是多少？（g 取 10n/kg ）五、（一模）圖 25 是液壓汽車(chē)起重機(jī)從水中打撈重物的示意b圖； a 是動(dòng)滑輪， b 是定滑輪， c 是卷?yè)P(yáng)機(jī)， d 是油缸， eo是柱塞；作用在動(dòng)滑輪上共三股鋼絲繩，卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲f繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升提取重物，被打撈的重物體積v ea cd0.5m3 ；如在本次打撈前起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)p1 2.0 ×107pa ，當(dāng)物體在水中勻速上升時(shí)起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)p2 2.375 × 107pa ，物體完全出水后起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)p3 2.5 × 107pa ；假設(shè)起重時(shí)柱塞沿豎直方向，物體出水前、后柱塞對(duì)吊臂的支撐力分別

10、為n1 和 n2 ， n1 與 n2 之比為19 ： 24 ；重物出水后上升的速度 v0.45m/s ；吊臂、定滑圖輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計(jì)； （ g 取10n/kg ）求：（ 1 ）被打撈物體的重力；（ 2 ）被打撈的物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組ab 的機(jī)械效率；（ 3 ）重物出水后，卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率；六、一模 某橋梁施工隊(duì)的工人用如圖 24所示的滑輪組勻速打撈沉在水中的工件；已知工件的質(zhì)量為 100kg 工人的質(zhì)量為 70kg ；工件打撈出水面前與工件完全被打撈出水后工人對(duì)地面的壓力之比為 15 ： 2 ，工件在水中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60% ；如不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，

11、g 取10n/kg ；求：（ 1 ）工件浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力浮 ；（ 2 ）工件完全打撈出水面后，滑輪組的機(jī)械效率 2 ；（ 3 ）工件完全打撈出水面后，以0.2m/s的速度被勻速提升，工人拉繩的功率p2 ；fp1答案（ 1 ）s210kg10n21m/ kg43210 pa（ 2 ）w=fs=2 ×103kg × 10n/kg × 3m=6 ×104j（ 3 ） g ×ao = g0 × ob2 × 103kg × g× 10m = m0g ×5mm0 = 4 × 103kg2答案

12、f 拉 g 人木箱和動(dòng)滑輪受力g 箱 g 輪 2f 拉 f 支 2g 人 f 支 2g 人 mg轉(zhuǎn)變繞繩方式后，f 拉 f 支 g 人，木箱和動(dòng)滑輪受力g 箱 g 輪 3f 拉 3g 人 f 支 所以 2g 人 mg 3g 人 f 支f 支 f 壓 100n g 人 3f 支 mg 3× 100n 40kg ×10n/kg 700n f 拉 g 人 f 支700n 100n 600nw有用g箱 hg箱1500n機(jī)械效率 w 總 f 拉 s 3f 拉 3600n 83.3%g人p人3答案（ 1 ）sg人640 nsp1.6104 pa0.04m 2g人f1p1s人，p2f1=

13、g 人 p1s=640n 1.45 × 104pa × 0.04m2=60n，g人f 2sf2=g人 p2s=640n 1.15 × 104pa × 0.04m2=180n（ 2 ） 杠 桿 在 水 平 位 置 平 衡 時(shí) ， 有 ： oagm fm=obf1oagm f 浮=obf2gmfm由可得，gmf浮f11f23fm=f壓=pmsm=1.1 × 104pa ×0.2m2=440nf 浮 =水 gvm=1 × 103kg/m3 ×10n/kg × 0.2m3=80n將 fm=440n 、 f 浮=8

14、0n代入式，解得：gm=620ngm620 nm37.7510kg / m3gv m10n / kg0.2 m （ 3 ）當(dāng) m 浸沒(méi)于水中時(shí)，剪斷細(xì)繩，合金塊m 沉于容器底，/gmf浮4pm620 n80n21.3510 pasm0.2 m 4 答案提起重物質(zhì)量分別為0.5t 和2t ，重物重分別為gmg 0.5t × 10n/kg 5× 103n ， g/ m/g 2t× 10n/kg 20 × 103n由滑輪組機(jī)械效率w 有用 /w 總 g 物/（ g 物 g 動(dòng)），代入數(shù)據(jù)：80%5 × 103n/ （ 5× 103n g 動(dòng)

15、），解出g 動(dòng)=1.25 × 103n / g 物/ （ g 物/ g 動(dòng)） 20 × 103n/ （ 20 ×103n 1.25 ×103n ） 94%鋼絲繩拉力f= （g 物/g 動(dòng)） /3 = （ 20× 103n 1.25 × 103n ）/3 7.1 × 103n勻速拉動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的功率p fv 7.1 × 103n ×3 × 0.2m/s=4.26× 103w或 p（ g 物/ g 動(dòng)） v 物（ 20 × 103n 1.25 ×103n ）&

16、#215; 0.2m/s=4.25× 103w 把橫梁 mn 看成杠桿，以m 點(diǎn)為軸，重物在a 點(diǎn)和 b 點(diǎn)時(shí)，依據(jù)杠桿平穩(wěn)條件：（ g 物 g 行 g 動(dòng)）· ma fa· mn（ g 物 g 行 g 動(dòng)）· mb fb · mn兩式相減得：（ g 物 g 行 g 動(dòng)）·（ ma mb ） （ fa fb ）· mn當(dāng) fa fb 6× 103n 0，代入數(shù)據(jù)：（ 20× 103n 1.25 × 103n 2.75 × 103n ）（ 2m mb ） 6 ×103n 

17、15; 4m解出：mb 1m當(dāng) fa fb 6× 103n 0 ，代入數(shù)據(jù)：（ 20× 103n 1.25 × 103n 2.75 × 103n ）（ 2m mb ） 6× 103n ×4m解出： mb/ 3m5 答案（ 1）設(shè)起重機(jī)重為g，被打撈物體重力為g 物；打撈物體前，g=p0s在水中勻速提升物體時(shí)：f 拉=g 物 f 浮起重機(jī)對(duì)地面的壓力：g+f 拉 =p1sf 浮=水 gv 排=0.5 × 104n物體出水后：g+g 物=p2s ， f 拉=（p1- p0 ） s； g 物=（ p2- p0 ）sf 拉g物f 浮

18、g物g物p1p03p2p04可得物體重力為g 物=2.0 × 104n ；（ 2 ）設(shè)鋼絲繩上的力在出水前后分別為f1、f2 ，柱塞對(duì)吊臂力的力臂為l1，鋼絲繩對(duì)吊臂力的力臂為 l2 ；依據(jù)杠桿平穩(wěn)條件可知：f1 n1l1=3f1l2；n2l1=3f2l2， f2n1= n 21， f1=3 （ g 物 f 浮+ g 動(dòng)）1f1g物f浮g動(dòng)19f2=3 （ g 物+ g 動(dòng)），f2 =g物g動(dòng)= 24將數(shù)據(jù)代入得：g 動(dòng)=0.4 × 104n物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組ab 的機(jī)械效率：w 有（ g 物f 浮 ） hg 物f 浮w 總g 物f 浮g 動(dòng)hg 物f 浮g 動(dòng)210 4 n-0.510 4 n210 4 n-0.510 4 n0.410 4 n78.9 0 0（ 3 ）出水后鋼絲繩上的力：f2= g 物+g 動(dòng)/3=0.8 ×104n物體上升的速度v ，鋼絲繩的速度v =3v=30.45m/ s =1.35m/ sp=