第2讲滑轮
【板块一】滑轮和滑轮组
题型一定滑轮、动滑轮和滑轮组
方法技巧
(1)对于同一个滑轮来说,不论是定滑轮还是动滑轮,与它相连的每一段绳子,受到的拉力处处相等。
(2)组装滑轮组时,吊在动滑轮上绳子段数为n,若n为奇数时,则绳子的固定端挂在动滑轮上,若n为偶数时,绳子的固定端挂在定滑轮上。口诀:奇动偶定。
(3)用滑轮组提升重物时,虽然省了力,但是费了距离。动滑轮上有几段绳子吊着物体,动力移动的距离s就是重物升高距离h的几倍,即s=nh,U绳=nU物。
【例1】小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后按如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。
(1)两根木棍和绳子组成的机械相当于。
(2)若小华所用的拉力为20N,则小明和小杰受到的拉力分别为N、N(摩擦忽略不计)。
【例2】如图所示,不计动滑轮与绳的重力以及之间的摩擦,在水平拉力F的作用下,物体M以0.5m/s的速度向左匀速直线运动,弹簧测力计的示数为20N,则下列说法中错误的是()
A.M受到地面的摩擦力为20N
B.动滑轮移动的速度是1m/s
C.拉力F的功率为10W
D.M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
题型二滑轮组绕线
方法技巧
(1)滑轮组绳子的绕法:①确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件,如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G?,计算出承担物重所需绳子段数n=G
【例3】如图所示,在建筑工地上,两位师傅利用一根绳子和两个滑轮运送建筑材料。请在甲图中画出最安全的滑轮组绕绳法;在乙图中画出最省力的滑轮组绕绳法。
针对练习
1.如图所示装置,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉住物体B,此时物体B保持静止。小明用竖直向下大小为2N的力F?拉重为1N的物体A时,物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动;撤去F?小明只用水平向左的拉力F?拉物体B时,物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计轮重、绳重和滑轮与摩擦,则下列判断正确的是()
A.物体B向右运动时受到的滑动摩擦力大小为6N
B.用力F?竖直向下拉物体A时,物体A重力的功率为0.02W
C.水平向左拉物体B时,拉力F?功率为1.2W
D.水平向左拉物体B时,B的速度为0.1m/s,拉力F?的大小为3N
2.如图所示,物体A和B所受重力均为30N,滑轮重为10N,绳重和摩擦不计。当用力F?和F?分别匀速提升A和B时,力F?的大小为N,力F?的大小为N。
3.工人通过如图所示的装置将物体A匀速从水中提起,已知物体A重为140N,工人自重600N,此时他对地面的压力是550N。不计水对物体的阻力、绳与滑轮之间的摩擦,以及滑轮和绳子的重力,则物体A所受水的浮力为N。
4.王师傅装修房子时,用如图所示的滑轮组装置往楼上运送空心砖。已知装物箱重250N,每个滑轮重50N,每块空心砖重20N(不计钢丝绳的重力和摩擦)。若王师傅拉钢丝绳的力是600N,则一次能匀速提升块砖。若某次提升中,钢丝绳受到的拉力是500N,拉力的功率是250W,则将空心砖匀速提升10m,需要的时间是min。
5.一小车A陷在泥地里。现在通过如图所示的滑轮组将小车匀速拉出,F=1000N。小车受到的拉力是,树受到的拉力是。(不计滑轮、绳重和摩擦)
6.如图,体重500N的人,要将G=700N的吊篮匀速吊起,不计滑轮、绳重及摩擦。
(1)如图甲,人站在地面上,至少要用N的力拉绳。
(2)如图乙,人站在吊篮中至少要用N的力拉绳。
7.利用如图所示的滑轮组拉着重为100N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出:滑轮组最省力的绕线情况。
【板块二】斜面和轮轴
题型一斜面
方法技巧
螺丝钉和盘山公路是简单斜面的变形。
【例1】如图所示,已知固定斜面长5m、倾角为30°,木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱,使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中,下列描述正确的是()
A.斜面是省力机械B.木箱受到斜面的摩擦力大小为100N
C.使用斜面提升物体省的功为125JD.斜面的支持力对物体做了功
【例2】如图所示,是小明通过光滑的斜面用推力F沿斜面匀速将重为50N的重物推至斜面顶端的过程,推力F