10.2 滑轮及其应用（解析版）.docxVIP

沪科版八年级

第十章《机械与人》

10.2滑轮及其应用

【知识梳理】

一、定滑轮：

1．定义：如右图所示那样，在使用时轴固定不动的滑轮。

因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

2．实质：是一个等臂的杠杆，支点是滑轮的轴，力臂就是滑轮的半径。在如图中动力臂l1和阻力臂l2都是滑轮的半径，即为等臂杠杆。

3．特点：不能省力，但可以改变力的方向，给工作带来方便。既不省距离也不费距离。

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。

4.动力移动的距离与重物移动的距离相等。

对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）

二、动滑轮：

1．定义：如图所示，和重物一起移动的滑轮。

2.实质：动力臂l1为阻力臂l2二倍的杠杆．支点O在滑轮的边缘上.随着动滑轮位置的变化，支点O的位置也在变化。如右图，O为支点，动力臂为l1为直径，阻力臂l2为半径。

3.特点：可以省一半的力．但不能改变力的方向．省了力但要费距离。动力移动的距离为物体上升距离的2倍。

注意：对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。

三、滑轮组：

1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

2.特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。

注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。

滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，使用滑轮组，综合了动滑轮能省力和定滑轮能改变用力方向的优点，所以使用很广，使用滑轮组虽然能省力，但很费距离。

3.动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。

注意：判断滑轮组用几根绳子吊着物体的方法——切割分离法。假想讲所有绳子从中间切割开来，沿着割点向下数，凡是与动滑轮接触的段数之和即为几段绳子吊着物体（即为n）。

4.绳子端的速度与物体上升的速度关系：。

【易错点】

当竖直拉动动滑轮时，动力臂是滑轮的直径，阻力臂等于滑轮的半径，故动滑轮实质上相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，所以在不计摩擦和滑轮重的情况下，由杠杆平衡条件可得拉力F和物重G的关系是F=1/2G，即使用动滑轮可以省一半力。

如图，当力的方向与竖直方向的夹角变大时，力臂变小，根据杠杆平衡原理，力的大小将变小。且当力的方向与竖直方向的夹角越大，力的大小越大；

【规律总结】

滑轮组的相关计算总结如下表：

滑轮组的有关计算主要公式表

所求物理量

滑轮组竖直提升重物

滑轮组水平拖动重物

S与h的关系

S=nh（n-绳子的股数；S-拉力移动的距离；h-物体上升的距离）

S拉=nS物（S拉-拉力移动的距离；S物-物体移动的距离）

F与G物的关系

F=(忽略绳重及摩擦)（G物-重物的重力；G轮-动滑轮重力）

F=（f-物体与水平面之间的摩擦力）

V物与v拉的关系

V拉=nV物（V拉——拉力的移动速度；V物——物体移动的速度）

注意：

在确定承担重物的绳子段数n时，首先分清哪个是定滑轮，哪个是动滑轮；其次在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离出来，数一数绕在动滑轮上绳子的段数即为承担物重的绳子段数n，则拉力。

【典例分析】

1．（2021辽宁中考）如图所示，物体A重150N，物体B重15N，此时物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦），物体B匀速下降的速度是_______m/s，物体A与水平桌面间的摩擦力是_______N。

【答案】????0.4????30????60

【解析】

[1]由图可知绳子的段数n为2，已知物体A的速度，则物体B下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s

[2]物体B施加在绳端的拉力F=GB=15N

不计摩擦、绳重及滑轮重，物体A、B均做匀速直线运动，物体A受到的拉力与摩擦力是一对大小相等的平衡力，则

所以物体A受到的水平向左的摩擦力f=2F=2×15N=30N

【思路小结】

物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的n倍。

【真题操练】

一、单选题

1．（2021江苏海州九年级）关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（）

A．定滑轮实质是个等臂杠杆

B．使用定