第二节：滑轮习题课(经典)..

1、第二节第二节滑轮及其应用滑轮及其应用 习题课习题课定滑轮定滑轮：（1）特点：能改变施力的方向，但不省力。）特点：能改变施力的方向，但不省力。（2）力的关系：）力的关系：F=GF=G动滑轮：动滑轮：（1）特点：能省力，省一半的力，但不能改变拉力的方向）特点：能省力，省一半的力，但不能改变拉力的方向（2）力的关系：）力的关系： F=G物/2 （不计轮重） F=（G物+G动）/2（不能忽略）（3）距离关系：）距离关系：s=hs=h（4）实质：等臂杠杆）实质：等臂杠杆（3 3）距离关系：）距离关系：s=2hs=2h（4 4）实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆）实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆FF一：

2、滑轮一：滑轮图图3图图4（1 1）定滑轮可以看出是一种变形的杠杆，定滑轮可以看出是一种变形的杠杆，由图由图3 3可知，定滑轮在使用时，相可知，定滑轮在使用时，相当于一个当于一个 杠杆，因此拉力和重力的关系是：杠杆，因此拉力和重力的关系是： ，即：使用定，即：使用定滑轮不省力。滑轮不省力。（2 2）动滑轮在使用时，同样可以当成杠杆。图）动滑轮在使用时，同样可以当成杠杆。图4 4中杠杆的支点在中杠杆的支点在哪里？，由图可知，动滑轮在使用时，相当于一个哪里？，由图可知，动滑轮在使用时，相当于一个 杠杠杆，因此拉力和重力的关系是：杆，因此拉力和重力的关系是： 。即：使用动滑。即：使用动滑轮轮 。等臂等

3、臂F = G省力省力F=1/2G省一半的力省一半的力h hS S =2h=2h（3 3）s s与与h h的关系的关系（4 4）几种特殊情况）几种特殊情况F1、提升物体。、提升物体。物动nhSGGnF)(1F物动物hSGGF212想一想：如果动滑轮重可以忽略，拉力与物重的关系？想一想：如果动滑轮重可以忽略，拉力与物重的关系？省力费距离省力费距离费力省距离费力省距离GnF1物GF2FF物nSSfnF12、平移物体、平移物体。（不计动滑轮重及摩擦）。（不计动滑轮重及摩擦）物拉SSfF212你知道拉力移动的速度与物体移动速度之间的关系吗？你知道拉力移动的速度与物体移动速度之间的关系吗？我的发现：我的发

4、现： 动力作用在槽上省力；作用在动力作用在槽上省力；作用在钩上费力。钩上费力。槽省钩费槽省钩费图图51.1.如图如图5 5所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩檫和滑轮重，则重力不计摩檫和滑轮重，则重力G G甲甲G G乙乙（“”、“=”=”、“”）。）。2. 2. 如图所示，物体如图所示，物体 A A 和和 B B 所受重力都为所受重力都为120120牛，滑轮重牛，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体力不计。当分别用力匀速提升物体A A和和B B时，时，F FA A为为 牛，牛， F FB B为为 牛。若物体提高的高度都为牛。若物体提

5、高的高度都为1m,1m,则则FAFA提高的提高的高度为高度为 ，F FB B提高的高度为提高的高度为 。 FF2 2FF3 3 B B F F2 2FF3 3FF1 1 C C F F2 2FF1 1FF3 3 D D F F3 3FF1 1FF2 2 D丙丙F3乙乙F2甲甲F17 7、如图、如图4 4所示，在竖直向上大小为所示，在竖直向上大小为10N10N的力的力F F的作用下，的作用下，重物重物A A沿竖直方向匀速上升沿竖直方向匀速上升. .已知重物已知重物A A上升速度为上升速度为0.2m/s0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体

6、的重力大小和滑轮上升的速、度分别为物体的重力大小和滑轮上升的速、度分别为( )( )A A20N 0.4m/s B20N 0.4m/s B20N 0.1m/s20N 0.1m/s C C5N 0.4m/s D5N 0.4m/s D5N 0.1m/s5N 0.1m/s8 8、工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所、工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面）。其中最省力的方案是（面）。其中最省力的方案是（ ）D DC C9. 9. 如下图中所使用的滑轮为如下图中所

7、使用的滑轮为 滑轮。滑轮。若物重若物重G = 400NG = 400N，不计滑轮、绳子的重量及摩擦，不计滑轮、绳子的重量及摩擦，匀速提起重物所需的拉力匀速提起重物所需的拉力F =F = N N。1010下图中甲、乙两个物体均重下图中甲、乙两个物体均重10N10N，在，在F=4NF=4N的水平拉力的水平拉力作用下均做匀速直线运动作用下均做匀速直线运动. .不计动滑轮、绳子的重量，则甲、不计动滑轮、绳子的重量，则甲、乙两物体运动过程中受到地面的摩擦力分别为乙两物体运动过程中受到地面的摩擦力分别为:f:f甲甲= = N N、f f乙乙= = N N动滑轮动滑轮2002004 42 2一：滑轮组一：滑

8、轮组1 1、定义：动滑轮和定滑轮组合在一起，叫滑轮组。、定义：动滑轮和定滑轮组合在一起，叫滑轮组。2 2、特点：既省力又能改变力的方向。、特点：既省力又能改变力的方向。3 3、滑轮组的特点。、滑轮组的特点。F F：作用在绳子自由端的拉力作用在绳子自由端的拉力 G G：被提升的物体的重力：被提升的物体的重力 G G动动：动滑轮自身的重力：动滑轮自身的重力FGG G动动4 4、分析受力情况。、分析受力情况。F FG GF F向上向上= =G G3F3FF F向下向下= =因为动滑轮处于平因为动滑轮处于平衡状态，所以受到衡状态，所以受到的是的是 力。力。 所以所以 F F向上向上= = F F向下向

9、下即即 3F = G3F = G1 1即即 F= GF= G3 3不计动滑轮重不计动滑轮重平衡平衡（1 1）不计轮重及摩擦。）不计轮重及摩擦。FGF F向上向上= =G+ GG+ G动动3F3FF F向下向下= =因为动滑轮处于平因为动滑轮处于平衡状态，所以受到衡状态，所以受到的是的是平衡力。平衡力。所以所以F F向上向上= =F F向下向下即即3F=3F=G G + + G G动动所以所以F= F= （G G + + G G动动）1 13 3考虑动滑轮重考虑动滑轮重G动动FFG（2 2）动滑轮重不能忽略。）动滑轮重不能忽略。 实验表明，使用滑轮组实验表明，使用滑轮组水平拉动物体水平拉动物体时

10、，若动滑时，若动滑轮重和摩擦不计，轮重和摩擦不计，重物重物被几股绳子拉住，被几股绳子拉住，拉力拉力就是物就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即体与接触面摩擦力的几分之一。即1FfnF.fNGT5 5、水平移动物体。、水平移动物体。2、水平移动物体、水平移动物体（不计轮重）（不计轮重）1、竖直提升物体。、竖直提升物体。fnF1 GnF1nfF )(1动动物物GGnF F不考虑动滑轮重力时不考虑动滑轮重力时考虑动滑轮重力时考虑动滑轮重力时FG总总 结结 （1 1）如图所示：船和人总重）如图所示：船和人总重15001500，当船上，当船上的人用力的人用力3030的拉力拉绳时，船作匀速直线的拉力拉绳时，

11、船作匀速直线运动，则船受到水的阻力为（运动，则船受到水的阻力为（ ） 3030 6060 9090 500500C C5 5、特殊情况。、特殊情况。点拨：根据物体间力的作用是相互的；使用滑轮或滑轮点拨：根据物体间力的作用是相互的；使用滑轮或滑轮组拉动重物时，如果施力者是重物的一部分，则拉力作组拉动重物时，如果施力者是重物的一部分，则拉力作用的绳算一股。用的绳算一股。（2 2）一个体重为）一个体重为600N600N的工人站在集装箱的工人站在集装箱上，要将重上，要将重1000N1000N的物体拉起，问该工人的物体拉起，问该工人作用在绳子自由端的拉力应为多大？作用在绳子自由端的拉力应为多大？1600

12、N1600N 此题中人作为物体的一部分，人拉绳子，绳子也拉人，此题中人作为物体的一部分，人拉绳子，绳子也拉人，所以人拉的那段绳子也承担着物体的重力，故为四段而不所以人拉的那段绳子也承担着物体的重力，故为四段而不是三段。是三段。F=F=4 4=400N=400N分析：分析： 本题甲图中有两根绳子本题甲图中有两根绳子绕成滑轮组，应从绳子自由绕成滑轮组，应从绳子自由端入手分析。设绳子自由端端入手分析。设绳子自由端拉力为拉力为F甲甲，则，则4F甲甲=G，F甲甲=1/4G；乙图中以动滑轮为研究对象，乙图中以动滑轮为研究对象，F乙乙=2G。（3 3）如图所示，物体重力均为）如图所示，物体重力均为400N4

13、00N，作用在绳子自由端的拉，作用在绳子自由端的拉力力F F甲甲和和F F乙乙分别是多少分别是多少N N？（不计滑轮重和摩擦）？（不计滑轮重和摩擦）GGF甲甲F乙乙答案：答案：F F甲甲=100N=100N， F F乙乙=800N=800N1.1.用滑轮组提起用滑轮组提起2000N2000N的重物，绳子最多只能承受的重物，绳子最多只能承受600N600N的力。的力。（1 1）设计一个向下拉动绳子的最简单的滑轮组，并画出示意图）设计一个向下拉动绳子的最简单的滑轮组，并画出示意图（2 2）据此设计要匀速提起物体所用的拉力是多大？）据此设计要匀速提起物体所用的拉力是多大？（不计滑轮重和摩擦不计滑轮重

14、和摩擦）（3 3）若在此问题中，将物体匀速提高）若在此问题中，将物体匀速提高3m3m，应把绳子拉下几米？，应把绳子拉下几米？解：（解：（1 1）由）由n=G/F=2000N/600N=3.33n=G/F=2000N/600N=3.33；要取；要取4 4，如图。如图。（2 2）F F/ /=G/n=2000N/4=500N=G/n=2000N/4=500N（3 3）s=nhs=nh=4=43m=12m3m=12m2. 2. 小叶利用如右图所示的滑轮组小叶利用如右图所示的滑轮组, ,用用200 N200 N的拉力在的拉力在20S20S内将重力为内将重力为480480N N的物体匀速提高的物体匀速提

15、高2m , 2m , 若不计摩若不计摩擦与绳重擦与绳重. .求求: : (1) (1) 动滑轮重动滑轮重; ; (2)(2)绳子自由端的速度绳子自由端的速度; ;(3)(3)若再增加若再增加150 N 150 N 重物重物, ,要使物体匀速上升要使物体匀速上升, , 作用作用在绳子自由端的拉力是多大在绳子自由端的拉力是多大? ?3 3、如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动，、如图所示，用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动，已知所用拉力已知所用拉力F=100NF=100N，滑轮本身的重及摩擦不计，则，滑轮本身的重及摩擦不计，则（1 1）重物与地面间的摩擦力是多少牛顿？）重物与地面间的摩擦力是多少牛顿？（2 2）当物体移动）当物体移动1.5m1.5m时，绳子自由端拉过的距离是多少？时，绳子自由端拉过的距离是多少？Ff = 3F =3 f = 3F =3 100N = 300N 100N = 300N S= 3S S= 3S物物 = 3 =