滑輪與斜面全解

1、個(gè)性化輔導(dǎo)講義 個(gè)性化輔導(dǎo)講義 0飛馳教育Feiclii Edurntton課題滑輪與斜面教學(xué)目標(biāo)1、掌握滑輪的特點(diǎn)學(xué)會利用滑輪的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。2、掌握斜面的特點(diǎn)，學(xué)會利用其特點(diǎn)解決生活中的問題。1、滑輪的特點(diǎn)及其應(yīng)用。重點(diǎn)、難點(diǎn)2、斜面的特點(diǎn)及機(jī)械效率的計(jì)算。3、相關(guān)的證明推理題。考點(diǎn)及考試要求會運(yùn)滑輪、斜面的知識解決實(shí)際問題。教學(xué)內(nèi)容知識框架:1、滑輪 2、斜面知識點(diǎn)1:滑輪滑輪：周邊有槽、繞軸心轉(zhuǎn)動的圓輪叫做滑輪?；喌膶?shí)質(zhì)：滑輪實(shí)質(zhì)是變形的，可連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿1、定滑輪：定義：中間的軸固定不動的滑輪 。支點(diǎn) 是轉(zhuǎn)動軸。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿特點(diǎn)：使用定滑輪 不能省力但是能改變動力

2、的方向。對理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）:拉力：F = G;繩子自由端移動距離 Sf（或速度Vf）=重物移動的距離 Sg（或速度vg） 2、動滑輪： 定義：軸的位置隨被拉重物一起運(yùn)動的滑輪，支點(diǎn)是那段上端固定的繩子與動滑輪相切的點(diǎn)。實(shí)質(zhì)：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。特點(diǎn)：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動滑輪重力 ）則：拉力：F= 1/ 2G （若只忽略輪軸間的摩擦則拉力F= 1 /2 （G物+G動），繩子自由端移動距離 Sf（或Vf）=2倍的重物移動的距離 Sg（或vg）3、滑輪組：定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置?；喗M特點(diǎn)：. 一般可以既省力又改

3、變力的方向.若不計(jì)動滑輪重和摩擦，有幾股繩子承擔(dān)重物，所用的力就是物重的幾分之一F = G /n若動滑輪重要計(jì)，只忽略滑輪和軸之間的摩擦以及繩重，則重物和動滑輪由幾段繩子（G物+G輪）承擔(dān)，提起重物的力就等于總重量的幾分之一，即F=-。n4、滑輪組組裝的方法怎樣確定承擔(dān)重物繩子段數(shù) n：首先要分清楚哪個(gè)是定滑輪，哪個(gè)是動滑輪：在動滑輪和定滑輪之間畫出一條虛線，將它們隔離開來，只查繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)（包括掛鉤）組裝滑輪組：繩子起始端是綁在定滑輪掛鉤或綁在動滑輪掛鉤兩種，先試一種，段數(shù)不對換另一種5、滑輪組進(jìn)行計(jì)算分析根據(jù)物體的平衡條件，對每個(gè)滑輪和物體分別進(jìn)行受力分析,求解平衡方程就能得出

4、結(jié)論；分析滑輪受力時(shí)注意：同一根繩了各處拉力相等.滑輪組平衡時(shí)作用在軸上力為作用在輪邊匆:力的2倍。通過距離則相反，省力就一定要費(fèi)距離.典型例題:、作圖題1、將圖中各圖的滑輪按要求組成滑輪組（不計(jì)滑輪重），繩子自由端拉力分別為- .2、圖中要求5甲=6/3, 5乙=6/4,請畫出滑輪組的繞線（不計(jì)動滑輪重）。 二、滑輪的特點(diǎn)1、如圖16所示，在動滑輪的掛鉤上施加一個(gè)豎直向下的拉力A.拉力F大小只是G的一半F,使物體G勻速上升, .拉力F的大小等于G.卜列結(jié)論中正確的是C.動除向下移動押物體G向上移動必D.物體G向上移動h時(shí).動滑輪向下移動與滑輪上用細(xì)線掛著一個(gè)1 N的小球和一個(gè)2、如圖6所示，

5、彈簧秤下掛著一個(gè)重為 1 N的滑輪, 10 N重的物體，小球懸在空中，物體落在桌面上，整個(gè)裝置都是靜止的，這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)是（A、2 NB、3 NC、11 N3、利用定滑輪提起重物，沿著如圖所示方向的F1F2填“相等”或 4、如圖所示, i產(chǎn) F3（以上兩空選填“=”或）12 NF1、F2、F3來施力拉繩子時(shí)拉力大小的關(guān)系是）,這是因?yàn)镕1、F2、F3的力臂F各為多少？（滑輪重及摩擦不計(jì)）O A已知物重為G,則各圖中的拉力正確的是(A. Fi=100MC. F1=100M6、如圖，物體F1=30N、F2=60N、F3=15NF1=30N、F2=15N、F3=60N拉力F,物體B勻速上升，則下列

6、選項(xiàng)正確的是（）（不計(jì)摩擦、繩重及滑輪重)G=30NG=90Nf=180Nf =90N飛馳教育人E/f U、, F目加Education|性化輔寸講乂5、如圖6所示，滑輪重力和摩擦均不計(jì)，物體重均為100 N ,與水平面間的摩擦力都是30 N ,作用于各繩端的拉力分別為F1、F2、F3.,要使物體做勻速直線運(yùn)動，則下列說法中)F2=50M F3=200N B.F2=50M F3=50N D.A重120N,在重力為G的物體B的作用下在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，A與桌面之間的摩擦力為 f。如果在A上加一個(gè)水平向左大小為180N的P甲：p乙=2 ： 1,質(zhì)量比m甲：m&= 4 : 5。則下列說法正確

7、的是（）（不計(jì)繩重、輪重和摩擦）滑輪組靜止時(shí)，甲、乙物體受到的合力都為零.甲、乙兩物體的體積比為 8: 5.乙對水平地面的壓力和甲的重力之比為4:.乙對水平地面的壓力和乙的重力之比為3:8、質(zhì)量是6kg的物體A放在水平桌面上，利用圖勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計(jì)始終保持水平，其示數(shù)為43所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做圖2的摩擦，則（)(g 取 10N/kg)2N,不計(jì)繩子的伸長和滑輪組內(nèi)部A.B.C.D.作用在繩端的拉力 F為6N水平桌面對物體 A的摩擦力是2N在1s內(nèi)拉力F做功1.2J在1s內(nèi)拉力F的功率是0.4W9、如圖所示的裝置中，若拉力F=20N,則A彈簧秤的讀數(shù)為10、如圖所示，摩

8、擦不計(jì)，動滑輪重 子使吊籃勻速上升。則人拉繩子的力為三、滑輪的綜合應(yīng)用1、O1380J144W圖3,8彈簧秤的讀數(shù)為_30N,重500N的人站在重100N的吊籃內(nèi)拉繞過滑輪的繩,人對吊籃的壓力為用如圖所示滑輪組，將質(zhì)量為48kg的物體以0.3m/s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N;若用該滑輪組將重 570N的物體勻速提升 2m時(shí)，不計(jì)繩重、繩子的伸長和滑輪內(nèi)部的摩擦,（g=10N/kg）,則（）A.前、后兩次滑輪組的機(jī)械效率相同C.動滑輪受到的重力是 40NB.后一次繩端拉力做的功為D.前一次繩端拉力的功率是7、如圖2所示，圖中的甲、乙兩個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。甲、乙兩個(gè)物體的密度比2、

9、圖3所示，置于水平桌面上的物體A重980N,物體B重588N,當(dāng)物體B勻速下降了 80cm的過程中，拉動物體 A在水平桌面上勻速移動了一段距離；當(dāng)用一水平向左的力F拉動物體A在5s內(nèi)勻速移動1m,若不計(jì)動滑輪重、繩重以及滑輪輪 軸間摩擦，則（）A.拉力F為294N,拉力F的功率為 58.8W3B.拉力F為588N,拉力F的功率為117.6WC.物體A受到的滑動摩擦力為 294ND .繩子拉力對物體 B所做的功為294J飛馳教育Fei chi Echuzcitlori個(gè)性化輔導(dǎo)講義 個(gè)性化輔導(dǎo)講義 4.如圖所示的裝置處于平衡狀態(tài)（O為支點(diǎn)）。A、90N;B、120N;飛馳教育Feichi Ecl

10、ucutlon針對性練習(xí)：1、如圖1所示，滑輪重及滑輪摩擦不計(jì)，物體 A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列幾種說法中 正確的是（）。A.兩物體重力的大小關(guān)系是 G=2G.B . A物體受到的摩擦力的大小fA=2G.C. A物體所受的合力的方向是向右的.D . A物體受到三個(gè)力的作用，B物體受到兩個(gè)力的作用.大偉同學(xué)用一個(gè)距離手 3m高的定滑輪拉住重 100N的物體，從滑輪正下方沿水平方向 移動4m,如圖7所示，若不計(jì)繩重和摩擦，他至少做了多少功 A100JB200JC.300JD.400J.如圖是胖子和瘦子兩人用滑輪組鍛煉身體的簡易裝置（不考慮輪重和摩擦）。使用時(shí)：（1）瘦子固定不動，胖子用力FA拉繩使

11、G勻速上升。（2）胖子固定不動，瘦子用力FB拉繩使G勻速上升。下列說法中正確的是FAFBC .FB= 2 G D .以上說法都不對已知物重 G= 180N。若不計(jì)杠桿和滑輪重，則 F應(yīng)為（）C 、 270N;D、 30N。4.如圖21所示，物重 G= 30N,繩的一端拴在地面，拉力F使滑輪勻速上升。（1 ）若滑輪重不計(jì)，滑輪向移動20cm,則拉力F=N ,物體上升cm 。（2）若滑輪重為2N,使物體上升20cm,則拉力F=N ,滑輪向上移動 cm 。.（提高）如圖所示，滑輪組在拉力F1的作用下，拉著重 300N的物體A以1.5m/s的速度在水平面上勻速移動，滑輪組的機(jī)械效率為80%,物體A勻速

12、運(yùn)動時(shí)受的阻力為 56N,拉力F1的功率為P1。若滑輪組在拉力F2的作用下，拉著物體A以0.5m/s的速度在此水平面上勻速移動，拉力F2的功率為P2。滑輪自重和繩重忽略不計(jì)，則下列正確的是F1=168NPi= 225WF2=210NP2= 35WFi= 3 F2Pi = P2Fi= F2P1 = 3 P2.（提高）如圖所示，花崗巖石塊甲、乙體積之比為13 ?2,將它們分別掛在輕質(zhì)硬棒AB的兩端，當(dāng)把鐵塊甲浸沒在水中時(shí)，硬棒恰能水平位置平衡。然后將甲石塊從水中取出，拭干后浸沒在液體丙中，調(diào)節(jié)石塊乙的位置到 C處時(shí)，硬棒在水平位置再次平衡，且OG2OA （已知花崗巖的密度 p =2.6 x 103

13、kg/m3）則下列說法正確的是：0cB這種起重機(jī)主要用于房屋建筑施工中物料的豎直或水平輸送。A . AO ?OB =1 ?5AO ?OB =1 ?4C .液體丙的密度 p液=1.6 x 103kg/m3D.液體丙的密度 p液=1.8 x 103kg/m 38.圖甲是建筑工地上常見的塔式起重機(jī)示意圖。（1）由杠桿的平衡條件可知，塔式起重機(jī)的起重量隨起吊幅度而變化，起吊幅度越大，起重量 。（2）某塔式起重機(jī)是通過電動機(jī)帶動如圖乙所示滑輪組豎直起吊物料的。已知起吊重為3X104N的物料時(shí)，電動機(jī)的輸出功率為 60k皿 物料勻速上升的速度為1.5m/s。試求：電動機(jī)作用在滑輪組上的水平拉力F;這次起吊

14、時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。知識點(diǎn)2:斜面和機(jī)械效率一、斜面的機(jī)械效率=x 100% = X 100%叫FL二、滑輪（組）的機(jī)械效率（一）提升重物問題根據(jù)拉力 F作用位置不同分為兩種情況71 = _X1OO%X100% WaF , nh見圖2節(jié)$匕田Gh尸、T = -55- x 100% =-x 100% 1 he上一n見圖3（二）水平拉動問題，也根據(jù)拉力 F作用位置不同分為兩種情況飛馳教育Fei chi EcIlmzuUo門為用fsFnS見圖4J；J上?耳5）圖5- X 100% = x 100% XL =_LLtx 100% F-n見圖5三、滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)摩擦）_W有用W有用W總W有用WM

15、額外 G物h+G輪h G物+G輪1G輪1 G物因此滑輪組的機(jī)械效率與物重與輪重有關(guān)：（1）滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低，可以理解為滑輪越重，做的額外功越多；（2）物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越低，可以理解為做的有用功多，機(jī)械效率越高 四、機(jī)械效率的測量：%用_勵w FS原理：，一 應(yīng)測物理量：鉤碼重力 G、鉤碼提升的高度 h、拉力F、繩的自由端移動的距離 So器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計(jì)。步驟：必須勻速拉動彈簧測力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測力計(jì)示數(shù)大小不變。結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：A、動滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對就多。B、提升重物越重，做的有用

16、功相對就多。C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。典型例題：（2013西湖一摸）如圖所示，將同一重物用甲、乙兩種機(jī)械舉高，甲的機(jī)械效率為刀甲，乙機(jī)械效率為 刀乙,且刀甲：刀乙=7 : 5,則分別使用這兩種機(jī)械時(shí)的拉力之比F ： F2=。若甲、丙兩滑輪完全相同，提升的重物也相同，則F1 F3 ,若丙的機(jī)械效率為 ”，則刀甲”。（選填“大于”、“等于”或“小于”）（2013西湖一摸）斜面上有一個(gè)重為 100 N的箱子A,通過定滑輪與重 60 N的重物B相連，在3 s內(nèi)物 體A沿斜面勻速向上滑動了 1.5

17、 m,此重物B落地，箱子A又經(jīng)過0.2 s向前滑動了 20 cm停下來。若斜面長5米，高2米，則箱子與斜面間的滑動摩擦力是 牛：在箱子滑動過程中重物B共對箱子做了 焦飛馳教育Feichi EchMzciUori個(gè)性化輔導(dǎo)講義 飛馳教育Feichi門個(gè)性化輔導(dǎo)講義 飛馳教育Felchi EcliMzuiJo門個(gè)性化輔導(dǎo)講義 的功；重物B對箱子A做功的功率是 瓦。（忽略繩重及滑輪的摩擦力）3.在一個(gè)高為h、長為L的斜面上，用沿斜面向上的力F把重為G的木塊勻速向上拉的過程中，如果斜面的機(jī)械效率為Y,則木塊和斜面間的摩擦 TOC o 1-5 h z 力表達(dá)式錯誤的是（）A. F （1-1 ）B, F4

18、GC.史上GLn4.如圖，斜面長為L、高為h,物體重為G用一個(gè)水平推力 F將物體勻速推上斜面的頂端.則下列說法正確 的是（）斜面的效軍為呼= FLGh 蚪面的效率為Th 廠.一 r尸* 工.斜面對物體的摩擦力為f二（FL-Gh） /L 卜力F對物體所做的功，等于物體機(jī)械能的增加值 針對性練習(xí)：1、工人師傅通常得用斜面把重物搬運(yùn)到汽車上，如圖 2所示，汽車車 廂底板高度 h=1.5m,斜面長度 s=3m,現(xiàn)用力 F沿著斜面把重力G=1800N的重物勻速拉到車上， 若不計(jì)摩擦F為 N;若實(shí)際拉力F =1200N ,則該斜面的機(jī)械效率為 。2.斜面高為H,長為3H,今將重為G的物體沿斜面以速度 V勻

19、速推上去，已知斜面對重物的摩擦力為物 體重的1/5,則推力為 ,推力的功率 ,斜面的機(jī)械效率 。3、底面積為S= 0.4m2的大木箱原放在水平地面上。如圖 3所示，現(xiàn)某人用小車將它從斜面底端勻速推上斜面頂端，整個(gè)過程歷時(shí)10s。已知木箱質(zhì)量為 40千克，人體重G人=600N ,人對車的推力 F = 75N,斜面長l =4m,斜面高h(yuǎn)=0.5m,求：（g=l0牛/千克）木箱對水平地面的壓強(qiáng)；木箱沿斜面向上的速度；對木箱所做的有用功；這種情況下的機(jī)械效率。4.如圖所示，物重 G為2000N,斜面長5m,高3m,斜面和滑輪組裝置的總機(jī)械效率為80%若將重物?由斜面以 0.2m/s的速度拉上來，求：（

20、1）所需拉力F是多少？（2）機(jī)械的總功率是多少？課后練習(xí):1、如圖7所示，每個(gè)滑輪均重12N,用滑輪組拉著重 600N的物體A沿水平方向勻 速移動，在40s內(nèi)物體移動了 8m,拉力F做的功為1280J.（不計(jì)繩重及機(jī)械內(nèi)部 摩擦），下列說法正確的是（）A.拉力F的大小60NB.滑輪組對物體 A所做的有用功為1184JC.拉力F的功率32W D.滑輪組的機(jī)械效率為 72.5%2、如圖所示，分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組提起重力G=G的重物至相同的高度拉力Fi=F2,已知甲的機(jī)械效率 50%,則（不計(jì)繩重及摩擦）A.乙的機(jī)械效率 75%B.乙的機(jī)械效率 80%C.拉力F1做的功與拉力F2做的功之比3:2D

21、.甲、乙兩個(gè)滑輪組中白動滑輪重力之比3:1甲乙3、如圖3所示，不計(jì)繩重與摩擦， 且動滑輪重G動小于物重G,用它們分別將物重相 的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機(jī)械效率分別為 刀甲、刀乙.則下列關(guān)系正確的是a. F甲F乙 B. F甲5乙 C.刀甲刀乙D.刀甲二刀乙4、如圖所示，用 10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體 A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N。若不計(jì)滑輪重、彈簧測力計(jì)重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的有A. B受到的摩擦力為3N,方向水平向左B.滑輪移動的速度為 0.2m/sC.繩子拉物體A的功率為2WD.在運(yùn)動過程中若將拉力F增大到12N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)仍為3N5、小程要提起重 800N的物體，但是他的最大拉力只有 300N.于是，他找來了一些滑 輪，想利用滑輪組提起這個(gè)重物。已知每個(gè)滑輪重20N,小程想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖中