資源簡介

11.2 滑輪
【學習目標】
　　1、理解定滑輪、動滑輪特點、實質及其作用；
2、理解滑輪組的作用及滑輪組的裝配圖；
3、會分析滑輪和滑輪組中距離、速度、力的關系；
【知識梳理】
1、滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉動軸的輪子叫滑輪，因為滑輪可以連續旋轉，因此可看作是能夠連續旋轉的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。
2、定滑輪: 如圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪實質是等臂杠桿，定滑輪的特點是它的轉軸（支點）不隨貨物上下移動。使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。
3、動滑輪：如圖乙所示，特點是它的轉動軸會隨物體上下移動，它實質是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，它的轉動軸是阻力作用點。使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。
4、滑輪組：把定滑輪和動滑輪組合在一起，構成滑輪組。滑輪組既可省力，又可以改變用力方向，但費距離。
（1）如右圖所示，其中：
n表示承擔物體的繩子的段數
s表示繩子自由端移動的距離
h表示物體移動的距離
v自表示繩子自由端移動的速度
v物表示物體移動的速度
F表示繩子自由端的拉力大小
G物表示所掛物體的重力
G動表示滑輪組中動滑輪的重力
（2）滑輪組中三個重要關系：
①自由端移動距離和物體段移動距離的關系：
②自由端移動速度和物體段移動速度的關系：
③不計繩重、摩擦時，自由端拉力和物體、動滑輪拉力的關系：
5、根據要求設計滑輪組
（1）根據要求確定動滑輪上繩的段數。
　 （2）根據繩的段數，確定動滑輪的個數：一個動滑輪可拉2段繩，還能改變用力方向；但也可以拉三段繩，但就不能改變用力方向了。
　　設想如果需要n段繩（n為偶數），那么就需要n/2個動滑輪和n/2個定滑輪穿繩組裝時，繩的固定端要固定在定滑輪下的掛鉤上（這叫做“偶定”），若不改變力的方向，還可少用一個定滑輪，即個定滑輪。
　　如果n為奇數，則需要個動滑輪和同樣數目的定滑輪，穿繩時，繩的固定端要拴在動滑輪上方的掛鉤上（這叫做“奇動”），這不能改變用力方向，如果還想改變用力方向，就應再加一個定滑輪，即個定滑輪。
　　上述方法叫“奇動偶定” ，如下圖所示。
滑輪 滑輪組練習
一．選擇題（共14小題）
1．下列關于簡單機械的理解中錯誤的是（　　）
A．木螺絲能輕松擰入木頭，螺絲的螺紋可看作是一個輪軸
B．汽車方向盤是一個輪軸，其本質是一個省力杠桿
C．將繩子把兩根光滑的木棍繞起來，可以看作是滑輪組
D．蠟燭蹺蹺板在兩端蠟燭都點燃時能上下擺動，因此可以看作是一個杠桿
2．如圖，用滑輪拉同一物體沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別為F1、F2、F3下列關系中正確的是（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
3．在圖中，分別用力F1、F2、F3勻速提起物體A．若不考慮滑輪重和摩擦，則三個力的大小關系是（　　）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＞F3 C．F1＝F2＜F3 D．F1＜F2＜F3
4．用定滑輪勻速提升重物，所用拉力的方向如圖所示，不計繩重和摩擦，則（　　）
A．F1＞F2＞F3
B．F1＝F2＝F3
C．F1＜F2＜F3
D．F2＞F3＞F1
5．A中的杠桿和物體處于靜止狀態，B、C、D中的物體被勻速吊起，所有物體重力均為G，不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦，則所用拉力F最小的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如圖所示，兩個物體A和B，質量分別為M和m（M＞m）用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止在水中。若滑輪與輪軸之間的摩擦及滑輪質量不計，則（　　）
A．天花板對滑輪的拉力大小為（M+m）g
B．繩子對物體A的拉力大小為（M﹣m）g
C．繩子對天花板的拉力大小為mg
D．物體A受到的浮力大小為（M﹣m）g
7．在圖所示的裝置中，每個滑輪重2N，物體G1重100N，物體G2重10N．此時G2恰能勻速下降。若在G1上加一水平向左的拉力，使G1勻速向左運動，則拉力F為（　　）
A．5N B．6N C．12N D．112N
8．用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關系是（　　）
A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
9．如圖所示，摩擦不計，滑輪重2N，物重10N．在拉力F的作用下，物體以0.4m/s的速度勻速上升，則（　　）
A．F=5N，F向上的速度是0.2m/s
B．F=7N，F向上的速度是0.2m/s
C．F=6N，F向上的速度是0.8m/s
D．F=22N，F向上的速度是0.2m/s
10．如圖所示，吊籃的重力為400N，動滑輪總重力為50N，定滑輪總重力為40N，人的重力為600N，不計繩重與摩擦，人在吊籃里拉著繩子不動時需用力（　　）
A．218N B．220N C．210N D．236N
11．如圖所示，G1＝20N，臺秤示數8N，不計滑輪重，物體G2重（　　）
A．2N B．18N C．28N D．20N
12．如圖所示，拉力F＝4N，則甲、乙兩彈簧測力計的示數分別為（　　）（忽略繩重及摩擦）
A．8 N、8N B．12 N、8N C．8 N、12 N D．12 N、12 N
二．填空題（共4小題）
13．在生產和生活中，人們常用的簡單機械除了杠桿、滑輪，還有斜面和輪軸。如圖所示，是用螺絲刀擰螺絲的情景。手柄 　 　（選填“粗”或“細”）一些的螺絲刀用起來更省力，這是運用了 　 　（填“斜面”或“輪軸”）；螺絲釘是一種簡單機械，螺絲釘上螺紋的展開長度相當于 　 　（填“斜面”或“輪軸”），螺紋密一些的螺絲釘擰起來更省力。
14．如圖所示，重為500N的某人站在重為350N的木板上，木板成水平狀態，整個裝置在空中保持靜止，每個滑輪自重為50N，不計摩擦和繩重，則人對繩子的拉力大小為　 　N。
15．圖中，兩個物體的重力均為200N．圖a中，不計繩和動滑輪的重力及摩擦，則勻速提起重物時拉力F1＝　 　N；圖b中，大小活塞的面積之比是5：1，不計摩擦及活塞的重力，則勻速舉起重物時壓力F2＝　 　N。
三．計算題
16．工人用如圖所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪與鋼繩間的摩擦力及繩重忽略不計。若某一次工人將重800N的建材勻速豎直向上提升了6m，所用的拉力為300N，求：
（1）動滑輪的重力；
（2）鋼繩自由端移動的距離；
（3）當所運送建材的重為1100N時，工人作用在繩子上的拉力。
17．如圖所示，是建筑工人用滑輪組提升長方體物塊的示意圖。當用這個滑輪組勻速提升物塊A時，物體上升的速度為v1，工人對繩子拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機械效率為η1；當用這個滑輪組勻速提升物塊B時，物體上升的速度為v2，工人對繩子拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機械效率為η2．已知：v1：v2＝5：4，P1：P2＝4：5，η1：η2＝25：28，GB﹣GA＝180N．不計繩重和摩擦，求：
（1）拉力F1與F2之比；
（2）物體A的重力GA；
（3）動滑輪的重力。

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