中考物理滑轮专题复习

学科培训师辅导讲义讲义编号 学员编号年 级九年级课时数2学员姓名 辅 导 科 目物理学科培训师学科组长签字 教务长签字课 题中考专题复习-滑轮备课时间：2014-04-10授课时间： 2014-04-16教学目标了解滑轮组的组成和作用重点、难点滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算考点及考试要求滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算教学内容滑轮专题复习滑轮：定滑轮和动滑轮1滑轮：周边有槽，能绕轴转动的小轮。（滑轮的实质是变形的杠杆）2定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。3动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。4定滑轮与动滑轮的特点：（1）定滑轮可以改变力的方向，但不省力；（2）动滑轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动）种类图示表达式定滑轮F=GF=f，f为物体A所受的摩擦力动滑轮F=G+G轮2，S绳=2S物，v绳=2v物F=f2，S绳=2S物，v绳=2v物F=2G+G轮，S轮=S物2，v轮=v物2F=2f，S轮=S物2，v轮=v物2滑轮组1滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。2滑轮组省力情况的确定方法：在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。如图所示。【例】如图所示的滑轮或滑轮组将同意重物G均匀提高h高度，最省力的是（ ）滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算滑轮组绳子的穿绕方式很多，现以串联式滑轮为例，介绍几种滑轮组绳子的穿绕方式。1一个定滑轮和一个动滑轮（图1477）。2一个定滑轮和二个动滑轮（图1478）。3二个定滑轮和一个动滑轮（图479甲）。4二个定滑轮和二个动滑轮（图1479乙）。巧记“口诀”，组装滑轮组根据不同的要求，设计与组装滑轮组的方法很多。利用口诀：“奇动偶定；一动配一定；偶数减一定；变向加一定。”去解决这一问题，可以使学生准确记忆和掌握组装滑轮组的要领。1、根据题意确定由多少段绳子（n）承担动滑轮重力和物体重力。2、确定动滑轮个数。（1）当n为偶数时，动滑轮的个数是：n/2（2）当n为奇数时，动滑轮的个数是：n-1/23、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。”（1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。（2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。（1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。（2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。（3）当动滑轮和定滑轮个数不相等时,只有一种绕法,固定端一定在个数较少的滑轮上。绳子段数n23456动滑轮个数11223定滑轮个数不变向01122变 向12233示意图组装滑轮组实例解析例1某物重为5100N，现有一绳最大只能承担1200N，站在地面把重物向上提升。请设计一个滑轮组，并画出组装示意图。例2某物重为5100N，现有一绳最大只能承担1200N，站在楼上把重物向上提升。请设计一个滑轮组，并画出组装示意图。例3不计轮重，绳子及摩擦力，不改变施力方向，把物体从地面向上提升，要求拉力是物重的。请设计一个滑轮组，并作出组装示意图。例4不计轮重，绳子及摩擦力，站在地面把物体从地面向上提升，要求拉力是物重的。请设计一个滑轮组，并作出组装示意图。滑轮例题解析1、（2009包头）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%分析：（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，工作特点是：可以达到既省力又改变力的作用方向动滑轮由几段绳子承担，绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍（2）结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率，然后和所提供的计算结果比较，得出正确的判断解答：解：A、用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功所做的有用功W用=Gh=10N0.1m=1J该选项中，所做的有用功为1J，计算结果正确B、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一，则：动滑轮的重力G动=2FG物=26N10N=2N动滑轮自重0.2N，计算结果不正确C、用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率P总=Fst=F2ht=6N20.1m2s=0.6w拉力F做功的功率为0.3W，计算结果不正确D、该滑轮组的机械效率=G物Fn100%=10N6N2100%=83.3%该滑轮组的机械效率为83.3%，计算结果正确本题计算结果正确的有两个：A和D故选A、D2、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效率高B、两次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多D、两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大分析：从题中知：重物的质量相同，两次拉绳的速度相等，重物上升的高度相同，滑轮相同先根据W=Fs求出小明的拉力所做的功W甲与W乙；再由=W有W总求出机械效率；最后根据P=Fv比较功率的大小解答：解：（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，所以两次做功相等；（2）由W=Gh知，两次所做的有用功相等，所以机械效率相等；（3）因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F甲=13（G物+G轮）；乙图中有2段绳子拉着动滑轮，所以F乙=12（G物+G轮）；F甲F乙，V甲=V乙，根据P=Fv得P甲P乙故选D3、（2010泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800N的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800J，则该滑轮组的机械效率是（）A、67%B、73%C、83%D、100%分析：由装置可知承担物重的绳子股数n=2，重物上升h，则拉力端移动的距离s=2h，知道物重G和拉力大小F可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率解答：解：由图可知，n=2，s=2h=25m=10m，当提升G=800N的重物时，W有用=Gh=800N5m=4000J，W总=4800J，滑轮组的机械效率：=W有用W总100%=4000J4800J100%=83%故选C4、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则（）A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高C、F2做功的功率大D、F1、F2做功的功率一样大分析：滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值，要正确地解决此题，关键是搞清有用功与总功的计算，还要分清每个滑轮组由几段绳子承担物重功率是表示物体做功快慢的物理量，一定要注意题目中比较哪个功的功率解答：解：甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以S1=3h1则1=G1h1F1s1=G1h1F13h1=G13F1乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以S2=2h2则2=G2h2F2s2=G2h2F22h2=G22F2又因为G1=G2，F1=F2，所以乙滑轮组的效率高两物体上升速度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度根据P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大故选B点评：此题主要考查了滑轮组机械效率的计算，以及功率的计算同时还用到了绳端移动距离与物体上升高度的关系5、用完全相同的A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为G1和G2的两物体，若G1G2，它们的机械效率分别为A和B，则（）A、ABB、ABC、A=BD、无法判断分析：知道绳重及摩擦忽略不计，利用滑轮组做的额外功就是提升动滑轮做的功，因为用的是完全相同的滑轮组，所以将重物提升高度相同时做的额外功相同；提升的物重不同，当提升高度相同时，有用功不同，利用机械效率的公式=W有W总=W有W有+W额分析机械效率的大小变化情况解答：解：设将两个物体提升高度均为h，使用滑轮组时，绳重及摩擦忽略不计，W额=G轮h，当提升的物重变化时，额外功大小不变；=W有用W总=W有用W有用+W额，1=W有用+W额W有用=1+W额W有用，G1G2，W有用=Gh，做的有用功：W1W2，由综合分析：AB故选A点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，利用好“当绳重及摩擦忽略不计时，W额=G轮h”是本题的关键课后作业1、两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（）A、6：7B、7：6C、5：6D、5：72、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关；（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（）A、（1）B、（2）C、（3）D、（4）3、（2007恩施州）下列关于简单机械的理解，正确的是（）A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时，筷子是个省力杠杆C、使用杠杆，就是为了省力D、使用定滑轮不省力，但可以省距离4、（2006大连）如图所示，工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G物，动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为，不计绳重和摩擦则工人所用的拉力为（）A、G物+G动2B、G物2C、G物+G动D、G动2（1）5、（2011包头）如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（）A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W6、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，则上述两种情况中不正确的是（）A、滑轮组的机械效率不相等B、人做的额外功相等C、人做的总功相等D、绳子自由端移动的距离相等7、从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情用物理知识分析下列说法，其中错误的是（）A、用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功C、吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功8、下列关于机械效率的说法中，正确的是（）A、做功多的机械，机械效率一定高B、越省力的机械，机械效率越高C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机械，它的机械效率都小于19、（2007无锡）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2若不计绳重与摩擦，则（）A、W1=W2，1=2B、W1=W2，12C、W1W2，12D、W1W2，1210、（2011烟台）在不计摩擦和绳子质量的情况下，分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组（两个定滑轮和两个动滑轮）匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为定、动、组，则下列选项正确的是（）A、组动定B、定动组C、动定组D、定组动11、（2010广西）用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m关于这个滑轮组工作的下列说法中，正确的是（）A、总功是800JB、额外功是100JC、有用功是400JD、机械效率是62.5%12、通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（）A、增加动滑轮，减小拉力B、改用质量小的动滑轮C、减少提升高度，减少做功D、增加提升重物重力，增大有用功二、填空题（共12小题）13、一座高达40米的大桥，总长为8350米，其中正桥只有850米，而两侧引桥却长达7500米一座大桥为什么要有这么长的引桥呢？小明很奇怪，请教老师后他明白了引桥相当于一个斜面（1）小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到 （“省力“或“省功“）的作用（ 2 ）一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥（长3750米），需要的时间为 秒，所做的有用功为 焦14、（2008黄冈）建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图）绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6103N，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊 N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了1m，起重机的功率是 W，机械效率为 若吊起的建筑材料 重力减小，机械效率将 （“增大”、“减小”或“不变”）15、（2010攀枝花）如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力对木箱做的功是 J，斜面的机械效率是 16、（2010黄冈）如图是某商场的自动扶梯扶梯的部分几何尺寸如图所示，质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行则扶梯对他做的功是 J，对他做功的功率是 W如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的效率将 （填“变大”、“变小”或“不变”）若小华为较快上楼，在扶梯以上述速度上行的同时，他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行，则他从一楼到达二楼所需的时间为 s