初三物理滑轮.docx

..... . ... . ..wd.. .. wd .. 滑轮 关于滑轮，可以考查的知识点有拉力（F）、机械效率（η）、速度（v）、功率（P）等，综合性较强。 （一）基本方法 对于滑轮或滑轮组的拉力（F）或机械效率（ ），一般分为三种状态： 理想状态：即不计滑轮的重（G ）、绳重（ ）、摩擦力（ ），此时，拉力 ，机械效率 。 动 半理想状态：只计 ，不计 ，此时拉力 ，机械效率 。 f实际状态：只计G 、G 、G ，，此时拉力 ，机械效率 。 f 动 绳 （二）滑轮组打捞问题 利用滑轮组打捞物体是生活中常见的现象，与其相关的问题解答也频频地出现在近年的中考题中。由于它涉 及浮力、二力平衡、机械效率、功、功率等多方面的知识，可谓点多面广，同时，题目的难度较大，逻辑性强， 又常常以压轴题的方式出现，因此，对学生学习提出更高要求。下面举例说明这类问题的处理技巧和启示。 明确几点 如图所示，设动滑轮对重物的拉力为T，绳子自由端的拉力为F，（半理想）则 物体在水中，有 出水前有 （n 为动滑轮上绳子的股数） 出水后，有 物体在水中拉力做的有用功 机械效率： （其中 是绳自由端移动的距离，h 为物体上升的高度） （三）“倒下”的滑轮 滑轮的使用常有竖直放置和水平放置两种形式。同学们接触较多的是竖直放置形式，而对水平放置的滑轮感 到陌生，其实，它们的本质是相同的。 使用动滑轮，要搞清谁是动力，谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时，设物体与 地面间的摩擦力为f，若拉力作用在绳的自由端，有 ，则可省力一半，如图（a）所示；若拉力作用动 滑轮轴上，有何处。 ，如图（b），这时反而费力。可见，对水平使用动滑轮是否省力，一定要注意动力作用在 绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为： ，其中 分别指绳的自由端移动的距离、速度， 分别指动滑轮或物体移动的距离、速度， 是指动滑轮上绳子的股数。 当滑轮沿水平方向拉物体时，可忽略动滑轮重。 求机械效率时，有用功一般指克服摩擦阻力做的功，即 。 在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。 （四） 根据要求设计滑轮组 根据要求确定动滑轮上绳的段数。 根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2 段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳， 但就不能改变用力方向了。 n n 设想如果需要n 段绳（n 为偶数）那么就需要2 个动滑轮和 2 个定滑轮。穿绳组装时，绳的固定端要固定在 滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即( n ? 1) 个定滑轮。 2 如果 n 为奇数，则需要 n ? 1 2  个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩 n ? 1 上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即 2 上述方法叫“奇动偶定”。 【典型例题】 个定滑轮。 例 1. 如图 1 所示，若机械效率 。 ，当 ，求此时拉力 ，拉力功率 ， 分析： 根据题意， ，有 图 1 ， 可知， 其属于半理想状态。此时， 求 ，所以当 时，  是关键， 依 例 2. 用一只重为 的滑轮按图 2 中甲、乙、丙三种方式分别匀速提升重为G 的物体（ ，不计摩擦），所用拉力分别为 F1 、F2 、F3 装置的机械效率分别为 ，则拉力 从大到小的顺序是 ，机械效率 从高到低的顺序是 。 图 2 分析：根据题意可知，三只滑轮中，甲处于理想状态（为一定滑轮），乙、丙处于半理想状态，则有： 故 例 3. 如图 3 所示，在水平动力F 的作用下，使物体m 沿水平地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体m 与地面间的摩擦力为 10N，物体m 运动的速度为 2m/s。那么关于拉力F 的大小和拉力的功率P 的大小，下列说法中正确的是（ ） 图 3 A. 拉力F 的大小为 20N B. 拉力F 的大小为 5N C. 拉力的功率P 的大小为 20W D. 拉力的功率P 的大小为 10W 分析：用隔离法将物体与动滑轮分开，物体m 在水平方向上受力情况如图 4 所示，由于物体m 做匀速直线运动，则 ，再对动滑轮受力分析，如图 5 所示，此时，有 ，所以 。 图 4 图 5 因动滑轮上有 2 股绳子，绳子自由端移动的速度拉力的功率 选 B、C。 例 4. 如图6 所示，滑轮自身重力和摩擦不计，请按题中所给的F 与G 的关系要求，在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好。 图 6 分析：口诀是“奇动偶定”，意思是说拉力是总重的奇数分之一，穿绳时绳的固定端应拴在动滑轮上方的钩子上，向上先绕过定滑轮，如果拉力是总重的偶数分之一，绳的固定端应拴在定滑轮下方的钩子上，向下先绕过 动滑轮。绕