初中物理滑輪知識點與試題精講

1、滑輪知識點總結(jié)對比學習定滑輪、動滑輪、滑輪組的定義、實質(zhì)及作用，在此基礎(chǔ)上掌握組裝簡單的滑輪組的方法：若要改變力的方向，n段繩子需要用n個滑輪；只省力，不改變力的方向，n段繩子需要（n-1 ）滑輪;定滑輪和動滑輪的個數(shù)最多相差1個；接線方法：奇數(shù)根繩子從動滑輪開始接線，偶數(shù)根繩子從定滑輪開始接線。段數(shù)的確定可以采取在動、定滑輪間畫一條水平直線，數(shù)繩子和直線交點的方法，由于繞過定滑輪的繩子的自由端沒有連接重物，此段繩子不計在n數(shù)之內(nèi)。簡單說就是：定滑輪改變力的作用方向，而不省力，實質(zhì)是一個等臂杠桿，動滑輪省一半的力，實質(zhì)是一個動力臂是 阻力臂二倍的杠桿。繞線方式：奇動偶定（繩子段數(shù)為奇數(shù)時先繞動

2、滑輪，偶數(shù)時先繞定滑輪），滑輪組省力但不省功，滑輪組的機械效率： G/nF G :重物重力，n:繩子段數(shù)，F(xiàn):自由端拉力滑輪有兩種：定滑輪和動滑輪（1）定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費力，但可改變作用力方向（2）定滑輪的特點通過定滑輪來拉鉤碼并不省力。通過或不通過定滑輪，彈簧秤的讀數(shù)是一樣的。可見，使用定滑輪不省 力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會給工作帶來方便。定滑輪的原理定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿，動力L1、阻力L2臂都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。（2）動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，省1/2力多費1倍距離.動滑輪的特點使用動滑輪能省一半力

3、，費距離。這是因為使用動滑輪時，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力，但是動力移動的距離大于鉤碼升高的距離，即費了距離。動滑輪的原理動滑輪實質(zhì)是個動力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿?；喗M：由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組，既省力又可改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.繩子的自由端繞過動滑輪的算一段，而繞過定滑輪的就不算了.使用滑輪組雖然省了力，但費了距離，動力移動的距離大于重物移動的距離滑輪組的用途為了既節(jié)省又能改變動力的方向，可以把定滑輪和動滑輪組合成滑輪組。1 / 7圖30省力的大小使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩吊著物

4、體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。滑輪組的特點用滑輪組做實驗，很容易看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費了距離一一動力移動的距離大 于貨物升高的距離。杠桿的平衡條件：F1L1= F2L2 （ F1 :動力；L1 :動力臂；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:繩子自由端移動的距離；h:物體升高的距離）動滑輪：F= （G物+G輪）/2S=2 h （G物：物體的重力；G輪：動滑輪的重力）滑輪組：F= （G物+G輪）S=n h （n：通過動滑輪繩子的段數(shù)）機械功：W （J） W=Fs （F:力；s：在力的方向上移動的距離）有用功

5、：W有二G物h總功：W總 亞總=5$ 適用滑輪組豎直放置時機械效率：Y =W有/W總X 100%功率:P （w） P= w/t （W :功；t:時間）關(guān)于滑輪的綜合題 一、（一模）如圖25所示是起重機的結(jié)構(gòu)示意圖。用它把質(zhì)量為2 x 103kg ,底面積為1m2的貨箱G勻速提起。（取g= 10N/kg ） 問：（1）當貨箱靜止于水平地面時，它對地面的壓強是多少？（2）若把貨箱勻速吊起3m ,起重機對貨箱做了多少功？（3）吊起貨箱時，為使起重機不傾倒， 在它右邊加掛質(zhì)量為多大的鐵塊？已知：OA = 10m , OB=5m。（設(shè)起重機所受重力的作用線恰好通過O點。）二、（一模）磅秤上有一個重150

6、0N的木箱，小明站在地上，想用如圖29（甲）所示的滑輪組把這個木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒有提起，此時磅秤的示數(shù)為40kg。于是他改變滑輪組的繞繩方法如圖29 （乙）所示，再去提這個木箱。當木箱勻速上升時，小明對地板的壓力為100N ,不計軸摩擦和繩重， 取g = 10N/kg。求小明的體重和提升木箱時滑輪組的 機械效率。三、（一模）如圖30所示，一正方體合金塊 M的邊長為20cm ,把它 掛在以O(shè)為支點的輕質(zhì)杠桿的 A點處，一個重為640N的人在杠桿 點通過定滑輪用力 F1使杠桿在水平位置平衡，此時M對水平地面0_. _ 一 斤 壓強為1.1 x 104Pa ,人對水平地面的壓強為1.

7、45 x 104Pa ;若把浸沒于水中（M與容器底不接觸），人用力F2仍使杠桿在水平位置平 衡，此時人對地面的壓強為1.15X104 Pa；已知人單獨站在水平面上，對地面的壓強為 1.6X104 Pa . （g取10N/kg ）求：(1)力F1的大小;(2)合金塊M的密度;M沉于容 器底，則M對容器底的壓強為多大.圖23(3)當M浸沒于水中時，若剪斷細繩，合金塊四、(一模)圖23是簡易電動門式起重機的結(jié) 構(gòu)示意圖。MN為質(zhì)量可以不計、長 4m的 橫梁，行走裝置可以把提起的重物在橫梁上 左右移動。提升電動機通過鋼絲繩和滑輪組 提起重物，滑輪組的結(jié)構(gòu)如圖。當提起的重 物質(zhì)量是0.5t ,鋼絲繩重和

8、輪、軸間摩擦不 計時，滑輪組的機械效率是80%。當以 0.2m/s的速度勻速豎直向上提起 1.125t重物 時，滑輪組的機械效率是多少？電動機拉動鋼絲繩的功率是多少？若行走裝置和提升電動機的總重是2.75 X 103N,提起重物質(zhì)量為2t,行走裝置使提起的重物沿橫梁從6X 103N , MB的距離是多少？ (g取10N/kg )中點A移到B點，以M點為軸，N點向上的支持力增加了五、(一模)圖25是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意 圖。A是動滑輪，B是定滑輪，C是卷揚機，D是油缸，E 是柱塞。作用在動滑輪上共三股鋼絲繩，卷揚機轉(zhuǎn)動使鋼絲繩帶動動滑輪上升提取重物，被打撈的重物體積V =0.5m3

9、。若在本次打撈前起重機對地面的壓強pl = 2.0 X107Pa ,當物體在水中勻速上升時起重機對地面的壓強p2=2.375 X 107Pa ,物體完全出水后起重機對地面的壓強p3 = 2.5 x 107Pa。假設(shè)起重時柱塞沿豎直方向，物體出水前、后柱塞對吊臂的支撐力分別為 N1和N2 , N1與N2之比 為19: 24。重物出水后上升的速度 v= 0.45m/s 。吊臂、定 滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。( g取10N/kg )求:(1)被打撈物體的重力；(2)被打撈的物體浸沒在水中上升時，滑輪組 AB的機械效率；(3)重物出水后，卷揚機牽引力的功率。六、(一模)某橋梁施工隊的工人用

10、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地面的壓力之比為15: 2,工件在水中時，滑輪組的機械效率為60%。若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg 。求：(1)工件浸沒在水中時所受的浮力F浮；(2)工件完全打撈出水面后，滑輪組的機械效率刀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3 / 7P2。1 答案2 103 kg 10N/kg1m2一 一4 一=2 10 Pa7 / 7(2) W=FS=2 X 103kg x10N/kg X 3m=6 X104J

11、(3) GXAO = G0 x OB2 x 103kg x gx 10m = m0g x 5mm0 = 4 x 103kg2 答案F拉=6人木箱和動滑輪受力G箱+ G輪=2F拉+ F支=2G人+ F支=2G人+ mg改變繞繩方式后，F(xiàn)拉 +F支 =G人，木箱和動滑輪受力 G箱+ G輪=3F拉 =3（G人F支）所以2G人+mg=3(G人F支) F支 =F壓=100NG 人=3F 支 +mg =3X 100N + 40kg X10N/kg = 700NF 拉 =仃人F 支 =700N - 100N =600N機械效率W有用W總G箱h G箱1500N=3 M 600N = 83.3%3 答案G人Pa

12、 = Sc G 人640 NS4p人1.6 10 Pa2 =0.04mPiG人一FiSG人-F2一 S=FiF1=G 人一p1S=640N 1.45 X 104Pa X 0.04m2=60N ,F2=G 人一p2s=640N 1.15 X 104Pa X 0.04m2=180N(2)杠桿在水平位置平衡時，有：OA(GM FM)=OBF1OA(GM F 浮)=OBF2Gm由可得,Gm - F浮FM=F 壓=PMSM=1.1 x104Pa X (0.2m)2=440NF 浮=P 水 gVM=1 x 103kg/m3 x 10N/kg x (0.2m)3=80N將FM=440N、F浮=80N 代入式

13、，解得： GM=620NGmgVM620N10N/kg (0.2m)3= 7.75 1 03 kg/m(3)當M浸沒于水中時，剪斷細繩，合金塊M沉于容器底,/PmSM620N -80N(0.2 m)2-= 1.35 104 Pa4答案提起重物質(zhì)量分別為0.5t和2t,重物重分別為 G = mg =0.5tx10N/kg =5X103N, G/=m/g =2tx10N/kg =20 X 103N由滑輪組機械效率 刀=W有用/W總=G物/ (G物+ G動)，代入數(shù)據(jù)：80% =5X103N/ (5X103N + G 動)，解出G 動=1.25 X 103N刀 /= G 物(G 物/+G 動)=20

14、 X 103N/ (20 X 103N + 1.25 X 103N )= 94%鋼絲繩拉力 F= (G 物/+G 動)/3 = (20X 103N +1.25 X 103N ) /3 = 7.1 X 103N勻速拉動時，電動機拉動鋼絲繩的功率P =Fv = 7.1 X 103N X3X0.2m/s=4.26 X 103W或P= ( G物/+G動)把橫梁MN看成杠桿,丫物=(20 X 103N + 1.25 X 103N ) X 0.2m/s=4.25 X 103WM點為軸，重物在 A點和B點時，根據(jù)杠桿平衡條件:(G物+ G行+G動)MA = FA MN(G物+ G行+G動)MB =FB MN

15、兩式相減得:(G物+ G行+G動)(MA MB) = ( FAFB)- MN當 FA-FB= 6X 103N>0,代入數(shù)據(jù):=6X103N X4m=6X 103N X4m(20X 103N + 1.25 X 103N +2.75 X 103N ) (2m MB)解出： MB = 1m當 FA-FB = - 6X 103N <0,代入數(shù)據(jù):(20X 103N + 1.25 X 103N +2.75 X 103N ) (2m MB)解出：MB/ = 3m 5 答案 （1）設(shè)起重機重為 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：F拉二G物F浮起重機對地面的壓

16、力：G+F拉=p1SF 浮=P 水 gV 排=0.5 X 104N物體出水后： G+G物=p2S, F 拉=（p1- p0 ） S; 6物=（p2- p0 ） SF拉G物一F浮p po3G 物 G物P2 -Po4可得物體重力為G物=2.0 X 104N。（2）設(shè)鋼絲繩上的力在出水前后分別為F1、F2,柱塞對吊臂力的力臂為L1 ,鋼絲繩對吊臂力的力臂為L2。根據(jù)杠桿平衡條件可知：Fi Ni1N1L1=3F1L2;N2L1=3F2L2 , F2 = N2 , F1= 3（G 物F 浮+ G 動）1 且 G物-F浮+G動19F2= 3 （G 物 + G 動），F(xiàn)2 =G物 +G動 =24將數(shù)據(jù)代入得

17、：G動=0.4 X 104N物體浸沒在水中上升時，滑輪組 AB的機械效率:W有 （G物-F?。﹉G物一F浮W總（G物_F浮+G動h G物_F浮+G動2 10 4 N-0.5104 N” 八 n78.9 oo2 104N-0.5104 N 0.410 4N（3）出水后鋼絲繩上的力：F2= （G物+G動）/3=0.8 X104N物體上升的速度 v,鋼絲繩的速度v' =3v=3 0.45m/ s =1.35m/ sP=F2 V;0.8X104N X 1.35m/ s =1.08 X 104W。6答案（1）以人為研究對象，進行受力分析如圖（3）甲、乙所示：. G 人=5 ' 1+N1.1. N1=G 人-F' 1G 人=5 ' 2+N2N2=G 人-F ' 2工人受到地面的支持力與工人對地面的壓力大小相等；繩對人的拉力與人對繩的拉力大小相等。.N' 1/N' 2 = N1/N2= （G 人-F' 1） /（G 人-F ' 2） =15/2又二刀1=亞有/亞總=（G物-F?。﹉ / F1S = （G 物-F?。?2F1=60%F1= （G 物+G 動-F ?。?2F2= （G 物+G 動）/2將、式代入、式，并且將 G人=