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簡(jiǎn)單機(jī)械二 滑輪復(fù)習(xí)
知識(shí)點(diǎn)一：滑輪
滑輪：是一種周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。
根據(jù)滑輪軸的位置是否移動(dòng)，將滑輪分成定滑輪、動(dòng)滑輪兩類(lèi)。
用定滑輪、動(dòng)滑輪又可以組裝成不同的滑輪組。
知識(shí)點(diǎn)二：定滑輪
定滑輪——使用時(shí)，軸固定不變（固定不動(dòng)）。
特點(diǎn)：不能省力，但能改變力的方向。
實(shí)質(zhì)：相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿。(支點(diǎn)為滑輪的軸心，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑)。
歸納總結(jié)：該滑輪工作時(shí)，滑輪的軸位置不隨重物一起移動(dòng)，把這種滑輪叫定滑輪。
定滑輪不省力（使用定滑輪提升重物G時(shí)，若不計(jì)繩重及摩擦，則繩子自由端所用的拉力F＝G）
不省距離（使用定滑輪提升重物時(shí)，若重物被提升h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s＝h）
能改變力的方向！
注：定滑輪在使用時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。
例1 例2 例3
例1：用如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械移動(dòng)物體A，當(dāng)沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動(dòng)物體時(shí)，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列正確的是(　　)
A．F1＝F2＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F2＝F3
例2：如圖所示，AB兩個(gè)物體經(jīng)繞過(guò)定滑輪的細(xì)繩連在一起，疊放在水平地面上。現(xiàn)在A上作用一水平力F，將它以0.1m/s的速度向左勻速拉動(dòng)。已知AB之間的摩擦力為40N，B與地面之間的摩擦力為80N，則拉力F的功率為_(kāi)________。
例3：如圖所示，繩子通過(guò)光滑環(huán)(定滑輪)懸掛一個(gè)重50N的物體，一個(gè)小孩拉著繩端從環(huán)正下方出發(fā)，沿水平地面向右走過(guò)3m，已知開(kāi)始時(shí)，繩端與圓環(huán)的距離為4m。在這一過(guò)程中，小孩的拉力____(選填“變大”“變小”或“不變”)，拉力所做的功為_(kāi)___J。
例4：殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化。一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦。g=10N/kg。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起勻速上升時(shí)，試求：
（1）運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；
（2）吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力。
知識(shí)點(diǎn)三：動(dòng)滑輪
定義：使用時(shí)軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪。
特點(diǎn)：能省一半的力，但費(fèi)距離，不能改變力的方向。
實(shí)質(zhì)：相當(dāng)于動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿。（支點(diǎn)為滑輪與繩子相切的切點(diǎn)，動(dòng)力臂等于滑輪的直徑，阻力臂為滑輪的半徑）。
歸納總結(jié)：該滑輪工作時(shí)，滑輪的軸隨重物一起移動(dòng)，把這種滑輪叫動(dòng)滑輪。
動(dòng)滑輪省力（使用動(dòng)滑輪提升重物G時(shí)，若不計(jì)繩重及摩擦，則繩子自由端所用的拉力F＝1/2G）
費(fèi)距離（使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，若重物被提升的高度為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s＝2h）
不能改變力的方向
注：當(dāng)豎直向上用力時(shí)，動(dòng)滑輪的動(dòng)力臂為輪的直徑，阻力臂為輪的半徑，因此，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
例1 例2 例3
例1：如圖所示，動(dòng)滑輪重1N，物體重7N，當(dāng)AB=3OB時(shí)，為使輕質(zhì)杠桿保持水平平衡，在A端所加的力應(yīng)為_(kāi)_____。
例2：如圖所示，用l0N的力F豎直向上拉動(dòng)滑輪，物體A以0.2m/s的速度勻速上升2m，滑輪的效率為80%，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．拉力做的有用功為8J B．拉力F的功率為4W
C．A的重力為5N D．滑輪重力為4N
例3：如圖所示，物體G在水平拉力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)了0.3m，物體G受到的摩擦力為2N，不計(jì)滑輪和繩子之間的摩擦，則拉力F的大小為_(kāi)___N，拉力F做的功為_(kāi)___J。
例4：如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知彈簧秤讀數(shù)為10N，物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1米/秒（若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦）。那么在此過(guò)程中（ ）
A.物體M與地面間的摩擦力為5牛 B.物體M與地面間的摩擦力為10N
C.水平拉力F做功的功率為20瓦 D.1秒內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功為10焦
例5：利用動(dòng)滑輪將重物G沿斜面運(yùn)動(dòng)拉上去。已知斜面高為h，長(zhǎng)為l=2h、拉力為F。若不計(jì)摩擦和滑輪自重，下面關(guān)系式中成立的是（ ）
A.F=G B.F= C.F= D.F=
例6：在如圖所示的裝置中，物體A的質(zhì)量m＝10kg，在F的作用下，物體以0.4m/s的速度在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為10N。求：(不計(jì)滑輪重和繩重，不計(jì)滑輪軸上摩擦)
拉力F為多少牛？
物體受到水平面的阻力是多少牛？
在10s內(nèi)拉力做功多少焦耳？
拉力的功率為多大？
知識(shí)點(diǎn)四、滑輪組
構(gòu)成：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常常將動(dòng)滑輪和定滑輪組合而成滑輪組。
特點(diǎn)：使用滑輪組，可以省力，有的可以改變力的方向，但費(fèi)距離。
使用時(shí)，動(dòng)滑輪和物體的總重由幾股繩子承擔(dān)，那么拉起物體所用的力就是總重的幾分之一。
例1 例2
例1：如圖所示，物體A、B分別重20N、10N，滑輪和繩子的重忽略不計(jì)，滑輪摩擦不計(jì)，此時(shí)物體A在水平面上向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則F的大小______。
例2：如圖所示，物體A重120N，此時(shí)A恰能沿著水平桌面以0.2m/s的向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若將B以原速度勻速上升，需要對(duì)A施加100N水平向左的拉力，則（不計(jì)摩擦，繩重及滑輪重），則B的重力大小為_(kāi)________，A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力功率為_(kāi)_________。
例3：用如圖所示的滑輪組搬運(yùn)物體A。已知物體A的重力為100牛。在拉力F作用下，物體A做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，5秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)了10米。物體A所受的阻力是重力的0.3倍，不計(jì) 滑輪的重和繩子摩擦。對(duì)此過(guò)程的分析，合理的是 （ ）
A．兩個(gè)滑輪都是動(dòng)滑輪，在計(jì)算效率時(shí)要考慮物體所受摩擦力
B．物體A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的合力為0牛
C．拉力F在這個(gè)過(guò)程中所做的功為1000焦，功率為200瓦
D．因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F為30牛
知識(shí)點(diǎn)五：滑輪機(jī)械效率
例1：如圖所示是某小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行的一個(gè)探究活動(dòng)（每個(gè)滑輪等重，忽略繩重及各種摩擦力），測(cè)得數(shù)據(jù)如下表。
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該_________拉動(dòng)繩子使鉤碼上升。
乙滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)__________%；小強(qiáng)用丙裝置也將鉤碼勻速提升了5cm，則丙滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)________%。
例2：在做“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)組裝了如圖所示甲、乙兩個(gè)滑輪組（每只滑輪重都相同，不計(jì)摩擦和繩重）。
對(duì)于甲圖所示的滑輪組，如果沒(méi)有刻度尺，只要測(cè)出鉤碼重G，然后豎直向上運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)彈簧秤使鉤碼升高，從彈簧秤上讀出拉力值F，即可算出滑輪組的機(jī)械效率η=_____________
比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率大小：η甲________η乙
實(shí)驗(yàn)后小張猜想，對(duì)于同一滑輪組（例如圖乙），它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的。你認(rèn)為他應(yīng)采用的正確方法是什么？__________________________
例3：如圖所示，工人通過(guò)滑輪組使重900N的箱子以0.4m/s的速度從地面升到12m高的五樓上。求：
工人拉繩子的速度是多少？
工人吊起箱子過(guò)程中做的有用功是多少？
若滑輪組的機(jī)械效率為80%，則工人做功的功率為多少？
參考答案
知識(shí)點(diǎn)二：
例1：D
例2:16W
例3：不變，50J
例4：（1）400N， 150N
知識(shí)點(diǎn)三：
例1： 2N
例2：A
例3：1N；0.6J
例4：C
例5：C
例6： （1）20N；（2）10N；（3）40J；（4）4W
知識(shí)點(diǎn)四：
例1：10N
例2：25N；20W
例3：B
知識(shí)點(diǎn)五：
例1：（1）沿豎直方向勻速；（2）73.5%；83.3%
例2：（1）G/3F×100%；（2）＞；（3）利用乙裝置，分別將不同數(shù)量的鉤碼提升相同高度，測(cè)量其機(jī)械效率進(jìn)行比較。
例3：（1）0.8m/s；（2）10800J；（3）450W

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