滑輪及滑輪組教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載簡單機械滑輪一、學(xué)習(xí)內(nèi)容1、復(fù)習(xí)杠桿2、滑輪、滑輪組二、學(xué)習(xí)目標(biāo)了解杠桿的定義和五要素，能夠畫出杠桿的力臂，能利用杠桿平衡條件進(jìn)行計算，了解定滑輪和動滑輪的實質(zhì)和特點，會利用定滑輪和動滑輪的特點進(jìn)行有關(guān)的計算三、重點、難點杠桿力臂的畫法；滑輪組的有關(guān)計算（功和機械效率）一、易錯題講解例 1（鎮(zhèn)江市中考試題）如圖1（a）所示的杠桿重；不計， o為支點 ，ao 0.2m，當(dāng)在 a點懸吊一重 6n的物體，繩子的拉力f3n時，杠桿在水平位置平衡，在圖中畫出拉力礦的力臂l2，力臂 l2為_m 學(xué)習(xí)必備歡迎下載例 2如圖所示，作用在杠桿左端且始終垂直的力f，將杠桿由水平位置oa緩慢拉至 o

2、b ，則在這個過程中力f將（填“變大”“變小”或“不變”）例 4如圖 3（a），物體 a重 30n ，掛在水平橫桿 c端，橫桿可繞 a點轉(zhuǎn)動，繩子 bd作用于 ac ，使 ac處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平橫桿ac長 2m bc長 0.5m，若桿重不計，繩子 bd作用在橫桿上的拉力大小是_n 若考慮桿重為 20n ，拉力大小又是 _二、知識點梳理1、定滑輪：定義：中間的軸固定不動的滑輪。實質(zhì)：定滑輪的實質(zhì)是：等臂杠桿特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。對理想的定滑輪 (不計輪軸間摩擦） 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

3、：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）實質(zhì)：動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2 倍的省力杠桿。特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。f1l1f2l2l1l2f2f1學(xué)習(xí)必備歡迎下載理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：f= 1 2g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、滑輪組定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力f= 1 n g 。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力f= 1 n (g物

4、+g動) 繩子自由端移動距離sf(或 vf)=n 倍的重物移動的距離 sg(或 vg) 組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(g物+g動) / f求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。滑輪組的組裝方法：按照“奇動偶定”原則：當(dāng)承重繩數(shù)n 為奇數(shù)時，繩子固定端應(yīng)拴在動滑輪上（即“奇動”），若不改變力的方向，則需要的動滑輪數(shù)=定滑輪數(shù) =n-1/2 ，若要改變力的方向，則需要添加一個定滑輪；當(dāng)承重繩數(shù)n 為偶數(shù)時，繩子的固定端應(yīng)拴在定滑輪上（即“偶定”），如不改變力的方向則動滑輪數(shù)位n/2 個，定滑輪比動滑輪少一個，若要改變力的方向，則定滑輪數(shù)應(yīng)等于動滑輪數(shù)。三、經(jīng)典

5、例題例 1（長沙市中考試題）在圖4（a）中，畫出使用滑輪組提升重物時，繩子最省力的繞法（a）（b）圖 4 如圖 4（b），繩子的繞法為最省力。（1）使用滑輪組豎直提起重物學(xué)習(xí)必備歡迎下載第一種情況，在忽略動滑輪重和摩擦及繩重等額外阻力時，繩子自由端拉力：fng物如圖 4（b），n4，f4g第二種情況，不計摩擦和繩重，但考慮動滑輪重拉力：fngg動物如圖 4（b），若物體重 500n ，動滑輪重 100n ，則拉力： f4100500nn150n 第三種情況，又要考慮動滑輪重，又要計摩擦等額外阻力，則應(yīng)從機械效率去考慮求出拉力公式推導(dǎo)： 總有wwfsgh拉力： fsgh，如圖 4（b），若物體重

6、 500n ，滑輪組機械效率為70% ，s4h，則拉力：fsgh47.0500n178.6n （2）使用滑輪組平拉重物圖 5 如圖 5，用滑輪組勻速拉動物體 a，這時拉力 f 大小和重量無直接關(guān)系在不計滑輪重，滑輪摩擦等額外阻力時，拉力：fnfnf，其中 f 表示a與地面的摩力 n 表示與動滑輪連接的繩子根數(shù)設(shè)：a重 120n ，a與地面摩擦力為 30n ，則拉力： f330n10n 例 2（黃岡中考試題）如圖6 所示，物體 m放在水平桌面上，現(xiàn)通過一動滑輪（質(zhì)量和摩擦不計）拉著m向左勻速運動，此時彈簧測力計（質(zhì)量可忽略）示數(shù)為 10n 若在m上加放一物塊m可保持m向左勻速運動，需在繞過動滑輪

7、的繩子的自由端施加一拉力，則f（）學(xué)習(xí)必備歡迎下載圖 6 am運動時受到向左的摩擦力b加放 m前，m受到 10n的摩擦力c 加放 m前，m受到 20n的摩擦力d 加放 m后，力 f，保持 10n不變精析此題考查學(xué)生對平拉滑輪組的受力分析，并考查學(xué)生對滑動摩擦力隨壓力增大而增大的知識點未加 m之前，拉力 f 與彈簧測力計的示數(shù)相同，也為10 n用動滑輪勻速拉重物， f2f，f 2f20n f 方向向右 c選項是正確的加放 m后，f2f，由于 m對地面壓力增大，所以摩擦力增大，f也增大， f10n 答案c 例 3 下表是小明測一滑輪組機械效率時收集的有關(guān)數(shù)據(jù)。動滑輪重g動n 物重g n 鉤碼上升高

8、度 hm 動力fn 動力作用點移距離 sm 滑輪組的機械效率1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 3 0.5 4 0.1 2 0.3 (1) 請在圖 15 中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法。學(xué)習(xí)必備歡迎下載(2) 將表格中的數(shù)據(jù)補充完整。(3) 用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，提升的物重增加時，除克服動滑輪重所做的額外功外，其它額外功將_ ( 選填“變大”、“變小”或“不變” )。進(jìn)一步分析可知，在動滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機械效率與 _和_有關(guān)。(4) 第一次實驗中，鉤碼上升0.1m所用的時間為 1.5s ，則動力的

9、功率為_w 。例 4如圖 8，滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦不計，物體a重 g1，木板重 g2，要使木板處于平衡狀態(tài)，求：（1）繩子對 a的拉力多大？（2）a對木板壓力多大 ? 精析分析繩子上的拉力（且同根繩子上的拉力，大小不變），然后以某物為研究對象，列出受力平衡式解（1）研究繩子 1、2、3、4 上拉力，如圖 8，設(shè)與 a相連的繩子 2 的拉力為 f，則繩子 3 的拉力也為 f，繩子 4 的拉力為 2 和 3 的拉力之和為 2f，繩子 1 的拉力也為 2f圖 8 以物體 a和板為研究對象：向下受重力為： glg2學(xué)習(xí)必備歡迎下載向上受繩子 1、2、3 的拉力，大小為： 4fa和木板處于靜止?fàn)顟B(tài)：

10、4fg1g2 f=421gg（2）以 a為研究對象：a受重力 g1，拉力 f421gg和持力 n a靜止時， glfnng1fg141g141g243g141g2根據(jù)相互作用力大小相等，a對木板的壓力：n43g141g2答案（1）421gg（2）43g141g2例 5（福州市中考試題）如圖9，物體a重 50n ，物體b重 30n ，物體a在物體 b的作用下向右做勻速直線運動如果在物體a上加一個水平向左的力f2拉動物體 a，使物體 b以 0.1m/s 的速度勻速上升， 2s 內(nèi)拉力 f2所做的功是_j（滑輪和繩子的重以及繩子與滑輪之間的摩擦均不計）圖 9 精析拉力的功wfs，要正確求出功，必須求

11、出拉力和拉力移動的距離，這就和滑輪組的受力分析綜合起來了已知：ga50n ，gb30n ，vb0.1 m/s ，t2s學(xué)習(xí)必備歡迎下載求：w解a向右運動，受向右拉力f1和向左的摩擦力f ，a勻速運動： f fl與 b相連的滑輪上方共有3 根繩子承擔(dān)物重 gbf131gb313010 f f110n 當(dāng) a向左運動時， a受向左的拉力 f2和向右的摩擦力 f 及向右的繩子拉力f1f2f f1（f1=31gb10n ），f 大小不變f210n 10n 20n 在 2s 內(nèi)，物體上升距離hvbt 0.1m/s 2s0.2m 拉力移動距離 s3h30.2m0.6m 拉力做的功 w f2s20n 0.6

12、m12j 答案12j 四、課堂練習(xí)1、一人利用如圖 4 所示的滑輪組勻速提升重為450n的物體，若每個滑輪重50n ，人重 600n ，則人對地面的壓力是 _n （不計摩擦力）學(xué)習(xí)必備歡迎下載2、如圖 6 所示，不考慮滑輪重及摩擦力，物b重 20n ，a為一動滑輪，繩的一端固定在地面上，當(dāng)滑輪在力f 的作用下勻速上升時1m時，則所用拉力 f 大小和物 b上升高度分別為（）a 15n、1m b 40n、2m c 30n、2m d 60n、1m 圖 4 圖 5 圖 6 3、某人用如圖所示的定滑輪將重為g的重物勻速提起，若作用在繩的自由端的力分別為 f1、f2、f3，則（）a. f1f2f3 b.

13、f1f2f3 c. f1f2f3 d. f1f3f2學(xué)習(xí)必備歡迎下載4、如圖所示，滑輪自身重力和摩擦不計，請按題中所給的f 與 g的關(guān)系要求，在圖中用筆畫線代替繩子將滑輪組繞好。5、（多選）如圖所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離所用拉力分別是f1、f2、f3，這三個力的作用點移動距離分別是s1、s2、s3，移動速度分別為v1、v2、v3，不計滑輪摩擦，則（） a f1：f2：f3=2：1：4 s1：s2：s3=2：1：4 b f1：f2：f3=2：1：4 s1：s2：s3=2：4：1 c f1：f2：f3=2：4：1 v1：v2：v3=

14、2：1：4 d f1：f2：f3=2：1：4 v1：v2：v3=2：4：1 6、如圖所示的裝置，滑輪自重20n ，其下端掛重 280n的物體 g ，杠桿可繞水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動，繩和杠桿都是輕質(zhì)的，杠桿上標(biāo)度的間距相等要在圖示水平位置平衡，在杠桿的a點所加的豎直向上的力f 應(yīng)是 （）a150n b200n c300n d400n 7、如圖 7，金屬塊 m靜止置于水平地面上時，對地面的壓強為5.4 105pa，輕質(zhì)杠桿 ab的支點為 o ，oa ob 53，在杠桿的 b端，用輕繩將金屬塊吊起，學(xué)習(xí)必備歡迎下載若在杠桿的a端懸掛質(zhì)量為m4kg 的物體時，杠桿在水平位置平衡，此時金屬塊對地面的壓強為1

15、.8 105pa若要使金屬塊離開地面，那么杠桿a端所掛物體的質(zhì)量應(yīng)為多少 ? 8、用如圖所示滑輪組勻速拉動重1000n的物體 a，所用拉力 f=100n 繩子自由端移動速度為 0.2m/s 求物體與地面之間的摩擦力f 和 2 秒內(nèi)物體移動的距離（不計滑輪重和輪和軸之間的摩擦）五、課后作業(yè)1. 如圖7所示，體重為 510n的人，用滑輪組拉重 500n的物體 a沿水平方向以0.02m/s 的速度勻速運動。運動中物體a受到地面的摩擦阻力為 200n 。動滑輪重為20n （不計繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體a相連的繩子沿水平方向，學(xué)習(xí)必備歡迎下載地面上的定滑輪與動滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的

16、拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，）。則下列計算結(jié)果中正確的是（）a繩子自由端受到的拉力大小是100n b人對地面的壓力為 400n c人對地面的壓力為 250n d繩子自由端運動速度是 0.04m/s 2. 如圖，繩及滑輪重不計，繩與滑輪的摩擦不計. 若已知用 f=30n的拉力可使物體沿水平地面勻速運動，那么，下列所求物理量正確的是（）a可求物體重為 60n b可求物體重為 90n c可求物體受的摩擦力為 60n d可求物體受的摩擦力為 90n 3、. 彈簧秤 a和 b及滑輪組均處于靜止?fàn)顟B(tài)，f=10n ，若不考慮秤重，滑輪重及摩擦，彈簧秤 a 和 b的示數(shù)分別為：a.30n和3

17、0n; b.30n和20n; c.20n和20n; d.20n和30n. 學(xué)習(xí)必備歡迎下載4、如圖 23. 裝置處于平衡狀態(tài)，在不計滑輪重及繩子摩擦的情況下，g1g2為：a、12 ; b、11 ; c、21 ; d、31. 5、如右圖所示，滑輪a是_滑輪，它的作用是 _ _ _ ；b是_滑輪，若地面對物體的阻力是200n ，不計滑輪重量和摩擦，則作用在繩子自由端的拉力f_n ，可使物體勻速移動。6、如圖所示的四個滑輪組中，圖可以省一半力，圖最費力，圖和圖用力大小一樣。7、作圖題，用滑輪組將陷在泥中汽車?yán)鰜?，試在下右圖中畫出最省力的繞繩方法。學(xué)習(xí)必備歡迎下載8. 某同學(xué)在安裝滑輪組時，發(fā)現(xiàn)實驗

18、桌上只有兩種滑輪，一種是輪框中只有一個滑輪，另一個種輪框中只有兩個滑輪，而且每種只有一個?，F(xiàn)在想設(shè)計一個最省力的繞繩的方法。請你在右圖4中的甲、乙中只選一個裝置，進(jìn)行繞繩；使得繞完繩后是由這兩種滑輪組裝后最省力的繞法。9、如圖所示，勻速向上拉動彈簧秤乙，當(dāng)彈簧秤甲的示數(shù)為5n時，彈簧秤乙的示數(shù)為_ n，從而可知被提重物所受重力是_ n （不計滑輪重），這個滑輪屬于_ 滑輪10、如圖所示，物體 b重 30n ，a為一動滑輪，繩的一端固定在地面上，不考慮滑輪重及摩擦力，當(dāng)滑輪在力f 的作用下勻速上升 0.5m 時，所用拉力 f 為_ n ，物體上升的距離為_ m 11、如圖所示，在用杠桿撬石頭的過程中，該杠桿屬于_ 杠桿（選填“省力”、“費力”或“既不省力也不費力”）在用力方向不變的情況下學(xué)習(xí)必備歡迎下載