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第2節 滑輪
第十一章 機械與功
知識點
知1－講
1
定滑輪
1. 滑輪 周邊有槽，并可以繞軸轉動的輪子叫滑輪。滑輪分為定滑輪和動滑輪。
知1－講
2. 定滑輪
(1)定義：使用時，滑輪的位置固定不變的叫定滑輪，如圖1 所示。
(2)實質：定滑輪可以看成一個支點在中心，
動力臂和阻力臂都等于輪半徑的等臂
杠桿，如圖1 所示。
(3)特點：不能省力，但能改變力的方向。不省距離，重物升高的高度等于繩子末端移動的距離。
知1－講
知識鏈接:
◆使用滑輪時，要保證滑輪軸間良好的潤滑。
◆安裝定滑輪時，繩子要放在槽內，以免繩子脫落或使擦力變大。
知1－練
[中考· 內江]如圖2 所示，用同一定滑輪沿三個不同方向，以不同速度勻速提升同一重物G，所用的拉力分別為F1、F2、F3，重物G 上升速度分別是0.1 m/s、
0.2 m/s、0.3 m/s，則這三個力的大小關系
是( )
A. F1＞ F2＞ F3 B.F1＜ F2＜F3
C. F1=F2=F3 D. 以上都有可能
例 1
知1－練
解題秘方：根據定滑輪實質是等臂杠桿分析解答。
解析：因定滑輪實質是等臂杠桿，不省力也不費力，但可以改變作用力方向，故同一定滑輪沿三個不同方向、不同速度勻速提升同一重物G，用的拉力大小相等，即F1=F2=F3。
答案：C
知1－練
1. [中考·臺州] 使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。如圖所示，旗桿的頂端安裝著一個______滑輪，用來改變拉力的方向。
定
知識點
動滑輪
知2－講
2
1. 定義 滑輪的位置跟被拉動的物體一起運動的叫動滑輪，如圖3 所示。
2. 實質 動滑輪可以看成一個
支點在一端，動力臂(等于
輪直徑)是阻力臂(等于輪
的半徑)兩倍的杠桿，如圖3 所示。
知2－講
3. 特點
(1)不能改變力的方向。
(2)不計摩擦、繩的重力和動滑輪的重力，動滑輪能省一半力，即F= [繩子自由端移動的距離s 與重物升高高度h之間的關系為s=2h(理想情況)。
(3)不計摩擦和繩重時，有F= (半理想情況)。
知2－講
知識鏈接：
“動滑輪省一半的力”是指繩上的拉力等于軸上的拉力的一半。“費一倍的距離”是指繩子自由端移動的距離是動滑輪移動距離的2 倍。
知2－練
[期中·東莞]如圖4 所示，動滑輪是變形杠桿，其支點是_______，如果物體重100 N，動滑輪重20 N，不計繩重和摩擦，物體G勻速上升時，拉力F= _______ N。如果繩子的自由端移動距離是4 m，則物體上升的距離是_______ m。
例2
A
60
2
知2－練
解題秘方：使用動滑輪時，若不計繩重和摩擦，先得出物體由幾根繩子承擔，則繩子移動的距離是物體移動的距離的幾倍，拉力就是物體與動滑輪總重力的幾分之一。
知2－練
解析：圖中動滑輪的支點是A 點，由2 根繩子承擔物重，不計摩擦和繩重，繩子自由端的拉力F=(G+G動)=×(100 N+20 N)=60 N。當繩子自由端向上移動的距離s=4 m 時，物體上升的距離h===2 m。
知2－練
2. 如圖所示，用同一滑輪勻速提升同一重物(不計繩重和摩擦)，圖中F1、F2、F3、F4 之間的大小關系正確的是( )
A. F1=F2 B. F3=F4
C. F1=F3 D. F2=F4
B
知識點
滑輪組
知3－講
3
1. 組成 用繩子將定滑輪和動滑輪串繞而成。
2. 特點 既可以省力，又可以改變力的方向。
知3－講
3. 用滑輪組提起重物時，承擔物重的繩子的段數n：
(1)n 等于與動滑輪相連的繩子的段數，可以利用隔離法判斷n 的數值 如圖5 所示，在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，將兩者隔離開，數出與動滑輪相連的繩子
的段數就可以得到n 的大小。
知3－講
(2)n 和動滑輪個數的關系：當從定滑輪上開始繞線時，n 為動滑輪個數的2 倍。當從動滑輪上開始繞線時，n 為動滑輪個數的2 倍加1。這個規律叫奇動偶定。
知3－講
4. 省力情況 使用滑輪組時，物體由n 段繩子吊著：
(1)不計摩擦、繩重和動滑輪重 提起物體所用的力就是物重的n 分之一，即F= 。
(2) 不計摩擦和繩重 提起物體所用的力就是物重和動滑輪重的n 分之一，即F= 。
5. 費距離情況 使用滑輪組時，若物體由n 段繩子吊著，則繩子自由端移動的距離s 就是物體上升高度h 的n 倍，即s=nh。
繩子自由端移動的速度v和物體移動速度v物之間的關系為v=nv物。
知3－講
特別提示:
如圖6 所示，將滑輪組平放，不計繩重、滑輪重、繩與滑輪間的摩擦，此時克服的阻力是物體受到的摩擦力f， 則有F=、s 拉力=ns 物。
知3－練
[一模·慶陽]工人為了把較重的貨物裝入運輸車，設計了如圖7 所示提升貨物的裝置。若貨
物重400 N，每個滑輪重40 N，10 s
內把貨物勻速提升2 m，則他所用的
拉力為_______ N，繩子自由端移動
的速度為_______m/s。(不計繩重及摩擦)
220
例 3
0.4
知3－練
解題秘方：本題考查了使用滑輪組時拉力、繩子自由端移動距離的計算，確定使用滑輪組時承擔物重的繩子股數是關鍵。
解析：由圖知，n=2，不計繩重和摩擦，拉力F=(G+G動)=×(400 N+40 N)=220 N；繩子自由端移動的距離s=nh=2×2 m=4 m，繩子自由端移動的速度v===0.4 m/s。
知3－練
3. [中考·淮安] 畫出圖中使用滑輪組提升物體最省力的繩子繞法。
解：如圖所示。
滑輪
滑輪
動滑輪
實質
定滑輪
實質
特點
特點
滑輪組
特點
組裝
規律

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