初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)和試題精講知識(shí)講解

1、初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)和試題精講精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除滑輪知識(shí)點(diǎn)總結(jié)對(duì)比學(xué)習(xí)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪 組的定義、實(shí)質(zhì)及作用，在此基礎(chǔ)上掌握組裝簡(jiǎn)單的 滑輪組的方法：若要改變力的方向，n 段繩子需要用 n 個(gè)滑輪；只省力，不改變力的方 向，n 段繩子需要(n-1)滑輪；定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)最多相差 1 個(gè)；接線方法：奇數(shù)根 繩子從動(dòng)滑輪開(kāi)始接線，偶數(shù)根繩子從定滑輪開(kāi)始接線。段數(shù)的確定可以采取在動(dòng)、定滑 輪間畫一條水平直線，數(shù)繩子和直線交點(diǎn)的方法，由于繞過(guò)定滑輪的繩子的自由端沒(méi)有連 接重物， 此段繩子不計(jì)在 n 數(shù)之內(nèi)。簡(jiǎn)單說(shuō)就是：定滑輪改變力的作用方向，而不省力，實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿

2、，動(dòng)滑輪省一半的力，實(shí)質(zhì)是 一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿。繞線方式：奇動(dòng)偶定(繩子段數(shù)為奇數(shù)時(shí)先繞動(dòng)滑輪，偶數(shù)時(shí)先繞定滑輪)，滑輪組省力但不省功，滑輪組的機(jī)械效率：G/nF G:重物重力，n:繩子段數(shù)，F(xiàn):自由端拉力滑輪有兩種：定滑輪和動(dòng)滑輪(1) 定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可改變作用力方向(2) 定滑輪的特點(diǎn)通過(guò)定滑輪來(lái)拉鉤碼并不省力。通過(guò)或不通過(guò)定滑輪，彈簧秤的讀數(shù)是一樣的。可見(jiàn)，使 用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會(huì)給工作帶來(lái)方便。定滑輪的原理定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力 L1、阻力 L2 臂都等于滑輪半徑。根據(jù)杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的

3、結(jié)論。精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除（2）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省 1/2 力多費(fèi) 1 倍距離.動(dòng)滑輪的特點(diǎn)使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離。這是因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段 繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于鉤碼升高的 距離，即費(fèi)了距離。動(dòng)滑輪的原理動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿?；喗M：由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成的滑輪組，既省力又可改變力的方向滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的幾分之一繩子的自由端繞過(guò)動(dòng)滑輪的算一段，而繞過(guò)定滑輪的就不算了 使用滑輪組雖然省了力，但費(fèi)了距離，動(dòng)力移動(dòng)

4、的距離大于重物移動(dòng)的距離滑輪組的用途為了既節(jié)省又能改變動(dòng)力的方向，可以把定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組。省力的大小使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一?；喗M的特點(diǎn)用滑輪組做實(shí)驗(yàn)，很容易看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費(fèi)了距離一一動(dòng)力移動(dòng)的距離大于貨物升高的距離精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除杠桿的平衡條件：F1L 仁 F2L2 （ F1 :動(dòng)力；L1 :動(dòng)力臂；F2 :阻力；L2 :阻力臂）定滑輪： F=G 物 S=h （F:繩子自由端受到的拉力； G 物：物體的重力；S:繩子自由端移動(dòng)的距離；h :物體升高的距離）動(dòng)滑輪： F= （G 物+G 輪

5、）/2 S=2 h （G 物：物體的重力； G 輪：動(dòng)滑輪的重力）滑輪組： F= （G 物+G 輪）S=n h （n：通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)）機(jī)械功： W （J） W=Fs （ F:力；s:在力的方向上移動(dòng)的距離）有用功： W 有=G 物 h總功：W 總 W 總=Fs 適用滑輪組豎直放置時(shí) 機(jī)械效率：n=W 有/W 總X100%功率:P (w) P= w/t (W :功；t :時(shí)間) 關(guān)于滑輪的綜合題一、（一模）如圖 25 所示是起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。用它 把質(zhì)量為 2X103kg，底面積為 1m2 的貨箱 G 勻速提起。（取 g= 10N/kg ）問(wèn)：（1） 當(dāng)貨箱靜止于水平地面時(shí)， 它對(duì)地面的

6、壓強(qiáng)是多 少？（2）若把貨箱勻速吊起 3m，起重機(jī)對(duì)貨箱做了多少功?（3）吊起貨箱時(shí)，為使起重機(jī)不傾倒，在它右邊加掛質(zhì)量為多大的鐵塊？已知：OA =10m，OB = 5m。（設(shè)起重機(jī)所受重力的作用線恰好通過(guò) O 點(diǎn)。）精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除圖 23二、（一模）磅秤上有一個(gè)重 1500N 的木箱，小明站在地上，想 用如圖 29 （甲）所示的滑輪組把這個(gè)木箱提升到樓上，可是他 竭盡全力也沒(méi)有提起，此時(shí)磅秤的示數(shù)為 40kg。于是他改變滑 輪組的繞繩方法如圖 29 （乙）所示，再去提這個(gè)木箱。當(dāng)木箱 勻速上升時(shí)，小明對(duì)地板的壓力為 100N，不計(jì)軸摩擦和繩重， 取 g= 10N

7、/kg。求小明的體重和提升木箱時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。三、（一模）如圖 30 所示，一正方體合金塊 M 的邊長(zhǎng)為 20cm，把它掛在以 O 為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿的 A 點(diǎn)處，一個(gè) 為 640N 的人在杠桿的 B 點(diǎn)通過(guò)定滑輪用力 F1 使杠桿在水 位置平衡，此時(shí) M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為 1.1xi04Pa，人對(duì) 平地面的壓強(qiáng)為 1.45Xl04Pa ;若把 M 浸沒(méi)于水中（M 與容底不接觸），人用力 F2 仍使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.15X104 Pa ;已知人單獨(dú)站在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為 1.6X104 Pa .（ g 取 10N/kg ）求:（1 ）力 F1 的大??；（2）

8、 合金塊 M 的密度；（3） 當(dāng) M 浸沒(méi)于水中時(shí)，若剪斷細(xì)繩，合金塊 M 沉于容 器底，則 M 對(duì)容器底的壓強(qiáng)為 多大.四、（一模）圖 23 是簡(jiǎn)易電動(dòng)門式起MN重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。MN 為質(zhì)量可以提升電動(dòng)機(jī)!行走裝置不計(jì)、長(zhǎng) 4m 的橫梁，仃走裝置可以把!滑輪組重平水器精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除提起的重物在橫梁上左右移動(dòng)。提升重物 f 精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提起重物，滑輪組的結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)提起的重物質(zhì)量是0.5t，鋼絲繩重和輪、軸間摩擦不計(jì)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是 80%。當(dāng)以 0.2m/s 的速度勻速豎直向 上提起 1.125t

9、重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多 少？電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的功率是多少？ 若行走裝置和提升電動(dòng)機(jī)的總重是 2.75X103N，提起重物質(zhì)量為 2t，行走裝置使提起的重 物沿橫梁從中點(diǎn) A移到 B 點(diǎn)， 以M點(diǎn)為軸， N 點(diǎn)向上的支持力增加了 6X103N， MB 的距 離是多少？（ g 取 10N/kg ）五、（一模）圖 25 是液壓汽車起重機(jī)從水中打撈重 物的示意圖。A 是動(dòng)滑輪，B 是定滑輪，C 是卷?yè)P(yáng) 機(jī)，D 是油缸，E 是柱塞。作用在動(dòng)滑輪上共三股 鋼絲繩，卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升提取 重物，被打撈的重物體積 V = 0.5m3。若在本次打 撈前起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)pl = 2.0Xl0

10、7Pa，當(dāng)物體在水中勻速上升時(shí)起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng) p2 = 2.375Xl07Pa，物體完全出水后起重機(jī)對(duì)地 面的壓強(qiáng) p3 = 2.5xi07Pa。假設(shè)起重時(shí)柱塞沿豎直方向，物體出水前、后柱塞對(duì)吊臂的支 撐力分別為 N1 和 N2，N1 與 N2 之比為 19: 24。重物出水后上升的速度v= 0.45m/s。吊 臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計(jì)。（g 取 10N/kg ）求：（1）被打撈物體的重力；（2）被打撈的物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組 AB 的機(jī)械效率；（3）重物出水后，卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率。六、（一模）某橋梁施工隊(duì)的工人用如圖 24 所示的滑輪組勻速打撈沉在水 中的工件。已

11、知工件的質(zhì)量為 100kg 工人的質(zhì)量為 70kg。工件打撈出水面前與工件完全被打撈出水后工人對(duì)地面的壓力之比為15: 2，工件在水精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為 60%。若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g 取 10N/kg。求：(1 )工件浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力F浮 ；(2 )工件完全打撈出水面后，滑輪組的機(jī)械效率n2 ；(3)工件完全打撈出水面后，以 0.2m/s 的速度被勻速提升，工人拉繩的功 率 P2。3pF 2 10 kg 10N /kgP =2(1)S1m(2)W=FS=2X103kgX10N/kgX3m=6X104J(3)GXAO = G0XOB

12、2X103kgXgX10m = m0g X5mm0 = 4X103kg2v答案F 拉=G 人木箱和動(dòng)滑輪受力G 箱+ G 輪=2F 拉+ F 支=2G 人+ F 支=2G 人+ mg改變繞繩方式后，F(xiàn) 拉+ F 支=G 人，木箱和動(dòng)滑輪受力 G 箱+ G 輪二 3F 拉 =3(G 人F 支)所以 2G 人+ mg = 3(G 人F 支)F 支 =F 壓=100NG 人=3F 支 + mg = 3X100N + 40kgX10N/kg = 700NF 拉 =G 人F 支 =700N 100N = 600N42 10 Pa1 答案精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除W有用G箱h機(jī)械效率W

13、F拉SG箱3F拉1500N=33V答案(1)G人640NS - -4p人1.6 104Pa0.04m2PiG人F1SG人F2P2-F1=G 人一 p1S=640N 1.45X104PaX0.04m2=60N，SF2=G 人一 p2S=640N 1.15XiO4Pa X).04m2=180N(2)杠桿在水平位置平衡時(shí),有:OA(GM FM)=0BF1OA(GM F 浮)=0BF2GMFMF1由可得，GMF浮F2FM=F 壓=PMSM=1.1XiO4Pa x(0.2m)2=440NF 浮=p水 gVM=1X103kg/m3xi0N/kg x(0.2m)3=80N將 FM=440N、F 浮=80N

14、代入式，解得： GM=620N620NGM62UN3,gVM10N /kg (0.2m)3 7.75 10曲(3 )當(dāng)M 浸沒(méi)于水中時(shí)，剪斷細(xì)繩，合金塊 M 沉于容器底,精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除GMF浮620N滬1.35 104PaSM(0.2 m)/pM精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除重物重分別為 G = mg = 0.5txiON/kg = 5X103N , G/ = m/g = 2txiON/kg = 20X103N由滑輪組機(jī)械效率n=W 有用/W 總二 G 物/ (G 物+ G 動(dòng))，代入數(shù)據(jù)：80% = 5X103N/ (5X103N + G 動(dòng))，解

15、出G 動(dòng)=1.25X103NG 物/(G 物/+ G 動(dòng))=20X103N/ (20X103N + 1.25X103N ) 94%鋼絲繩拉力 F= ( G 物/ + G 動(dòng))/3 = (20X103N + 1.25X103N ) /3 7.1X103N勻速拉動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的功率P=Fv=7.1X103NX3X0.2m/s=4.26X103W或 P =( G 物/+ G 動(dòng))v 物=(20X103N + 1.25X103N)X0.2m/s=4.25X103W以 M 點(diǎn)為軸，重物在 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件:兩式相減得:當(dāng) FA FB = 6X103N 0,代入數(shù)據(jù):(20X1

16、03N+1.25X103N+2.75X103N) (2mMB)=6X103NX4m解出：MB = 1m把橫梁 MN 看成杠桿,(G 物+ G 行+ G 動(dòng))MA = FA MN(G 物+ G 行+ G 動(dòng))MB = FB MN(G 物+ G 行+ G 動(dòng))-MA MB)=( FA FB) MN精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除當(dāng) FA FB = 6X103Nv0，代入數(shù)據(jù):精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除(20X103N+1.25X103N+2.75X103N) (2mMB )=6X103NX4m解出：MB/ = 3m5V答案(1)設(shè)起重機(jī)重為 G,被打撈物體重力為 G

17、物;打撈物體前，G=p0S 在水中勻速提升物體時(shí)：F 拉=G 物一 F 浮起重機(jī)對(duì)地面的壓力：G+F 拉=p1SF 浮=p*gV 排=0.5X104N物體出水后：G+G 物=p2S , F 拉=(p1- p0 ) S; G 物=(p2- p0 ) SF拉6物F浮Ptp03G物G物p2p04可得物體重力為G 物=2.0X104N。(2)設(shè)鋼絲繩上的力在出水前后分別為F1、F2，柱塞對(duì)吊臂力的力臂為 L1，鋼絲繩對(duì)吊臂力的力臂為 L2。根據(jù)杠桿平衡條件可知：FiNi1N1L1=3F1L2 ; N2L1=3F2L2 ,F2二 2 , F1=3(G 物F 浮 + G 動(dòng))將數(shù)據(jù)代入得：G 動(dòng)=0.4X

18、104N物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組 AB 的機(jī)械效率:(G物F浮)hG物F浮G動(dòng)h2104N-0.5104NF1F2=3(G 物 + G 動(dòng))，F(xiàn)2=19=2478.900精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除2104N-0.5104N 0.4104N精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除（3）出水后鋼絲繩上的力：F2= （G 物+G 動(dòng)）/3=0.8X104N物體上升的速度 v,鋼絲繩的速度v / =3v=3 0.45m/ s =1.35m/ sP=F2 v/=0.8X104NXl.35m/ s =1.08X104W。6v答案 （1）以人為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖（3 ）甲、乙所示： G 人=F 1+N1二 N1=G 人-Ff1G 人=F2+N2N2=G 人-F2工人受到地面的支持力與工人對(duì)地面的壓力大小相等；繩對(duì)人的拉力與人對(duì)繩的拉力大小相等。N1/N2=N1/N2=（G人-F 1）/（G 人-F2）=15/2又tn仁 W 有 /W 總=（G 物-F ?。﹉ / F1S = （G 物-F 浮）/2F1=60%F1= （ G 物+G 動(dòng)-F ?。?2F2= （ G 物+G 動(dòng)）/2將、式代入、式，并且將 G 人=m 人 g=70kgx10N/kg=70