通过受力分析理解滑轮及省力情况.docVIP

通过受力分析理解滑轮的省力情况 同学们在遇到滑轮或滑轮组问题时，对滑轮及滑轮组的动力或阻力大小判断有时不知从何下手，本文就此问题希望能指点迷津，帮助同学们正确理解滑轮。 一根绳子力相等 无论是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，只要在同一根绳子上，不管绳子有多长，也不管绳子绕过多少滑轮，绳子上的力总是相等的。 如图1，用定滑轮沿不同的方向提升重物，判断、、的大小关系。 分析 要提起物体，绳子必须对重物施加向上的大小为的拉力，绕过滑轮，不论方向如何，拉力的力臂都是轮的半径，所以，拉力大小都等于被提起的物体的重力。所以 二、滑轮两边力平衡 滑轮静止或做匀速直线运动时，滑轮受到相反方向上的合力相互平衡。 如图2用动滑轮匀速竖直提升重物，拉力与物体重的关系。 分析 不计滑轮重，动滑轮处于平衡状态，如图2甲，则 即 若动滑轮的重量为，如图2乙，则 即 下面就利用上面的结论解决有关滑轮的一些问题。 例1 如图3所示的装置处于平衡状态，若滑轮重、绳重以及摩擦均忽略不计，则与之比为（ ） A．11 B．21 C．12 D．13 分析 依据一个绳子力相等，每段绳子上受到的拉力都是，动滑轮处于平衡状态，所以，即∶=2∶1故选B。 例2、如图4用用滑轮组允速拉动水平面上的物体，若所用的拉力F为10N，物体受到的摩擦力是多大？ 分析 根据一根绳子力相等，动滑轮对物体产生3F的拉力， 物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与3F平衡，所以 。 例3 如图所示的装置中，当人用力向右拉滑轮时，物体A恰能匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3N，忽略滑轮、绳与测力计重及滑轮与轴间的摩擦，则人的拉力F为（ ） A．3N B．4N C．6N D．8N 弹簧测力计。 例4 用如图6所示的装置匀速拉起重为G的物体（不计摩擦、滑轮重及绳重），求拉力F与G的关系。 分析 依据一根绳子力相等，滑轮两边力平衡，在图中标出各绳子所受8，有 ，所以，。 例5 如图7，动滑轮重5N，物体G的重量为15N，用力F使物体匀速上升，求所用力F的大小（不计摩擦）。 分析 如图，根据同一根绳子受力相等，标出各绳子所受力，以滑轮为研究对象，再依据滑轮所受力平衡，有 。 例6　如图8所示，在忽略滑轮自重和摩擦的情况下，当滑轮平衡时，拉力???????? 。 分析 根据每个滑轮上绳子所承受力的特点，在图上标出每一股绳子所承受力的大小。物体受到的总的拉力是，物体处于平衡状态，所以，即。 由上面的例题可以看出，在判断滑轮或滑轮组的省力或费力情况时，先从动力端入手，依据滑轮两边力相等，逐个分析滑轮的受力情况，最后根据力的平衡，得出结论。 一、巩固练习 1. 使用定滑轮_______省力．但是__________改变力的力向(填 “能”或“不能”)。定滑轮实质上是一个_________杠杆， 请在图甲中标出支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂。 2．使用动滑轮可以省_______的力，但是_______(填“能”或 “不能”)改变力的力向。动滑轮实质上是一个_______杠杆， 请在图乙中标出支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂。 3. 小叶利用如图所示的滑轮组.用200 N的拉力在20S内将重力为 480N的物体匀速提高2m , 若不计摩擦与绳重.求: (1) 动滑轮重; (2)绳子自由端的速度; (3)若再增加150 N 重物,要使物体匀速上升, 作用在绳子自由端的拉力是多大? 4. 如右图所示，分别利用定滑轮、动滑轮和滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力都为20N．则： (1)不计滑轮、绳子的重量及摩擦时, 被提升的物体重量分别是: G甲=________N G乙=_________N G丙=_________N G丁=_________N (2)当物体被提升2m时, 绳子自由端移动的距离分别是: s甲=________m s乙=_________m s丙=_________m s丁=_________m 5.如图甲、乙两个物体均重10N在F=4N的水平拉力作用下均做匀速直线运动.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:f甲=___ _N、f乙=_ _N 6.汽车提起矿井中矿石, 若汽车以6m/s的速度做匀速直线运动,矿石被提升的速度是______. 7.用一个滑轮组提升一个重物时.当绳子的自由瑞被拉下4m时, 重物升高了1m .绳子自由端的拉力为200 N, 不计摩擦与滑轮重量,则物体的重量是__________N. 8.用如右图甲、乙、