专题02 简单机械和功2（滑轮、滑轮组与斜面）（解析版）.docxVIP

第十一章简单机械和功

二、滑轮、滑轮组与斜面

知识点一：定滑轮

1、定义：使用时，轴固定不动的滑轮称为定滑轮。

2、特点：使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向。

3、实质：等臂杠杆

知识点二：动滑轮

1、定义：使用时，轴随物体一起运动的滑轮称为动滑轮。

2、特点：使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。

3、实质：动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。

【注意点】

a.不计摩擦、绳和滑轮重，；

b.只考虑动滑轮重，；

c.费距离：绳子末端移动的距离S等于物体上升高度的2倍，即S＝2h。

知识点三：滑轮组

1、构成：用绳子将定滑轮和动滑轮串绕而成，既能改变力的方向又能省力。

2、滑轮组

a.若不计动滑轮的重和摩擦，滑轮组用n段绳子吊着重物，提起重物所用的力；

b.只考虑动滑轮的重，滑轮组用n段绳子吊着重物，提起重物所用的力；

c.费距离：若物体上升的高度为h，则绳子末端移动的距离S＝nh。

3、组装滑轮组

当承担物重的绳子的段数n为奇数时，绳子是系在动滑轮的钩子上；当承担物重的绳子的段数n为偶数时，绳子是系在定滑轮的钩子上；概括为“奇动偶定”。

【思考】如何给滑轮组绕线？

a.根据n的奇偶性，利用“奇动偶定”的规律，确定绳子起始端的位置；

b.根据要改变用力方向的要求，决定绳子自由端最后跨过定滑轮；反之，绳子末端跨过动滑轮。

【注意】滑轮组绕线应注意以下问题：

a.自内至外，按顺序依次绕线；

b.同一个滑轮只能绕一圈绳子。

知识点四：其他简单机械的综合应用

1、斜面：斜面是一种简单机械，不计摩擦，Fl＝Gh。利用斜面可以省力，同样高的斜面，斜面越长越省力，但要多移动距离。

2、轮轴：轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械；轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆。使用轮轴时，一般作用在轮上的力的作用线和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径。

【巩固训练】

例1：在生活和生产实践中，很多地方用到了简单机械，比如：汽车方向盘实际上是一个，盘山公路实际上就是一个。（填“杠杆”、“滑轮”、“轮轴”或“斜面”）

【解析】汽车方向盘由一个大轮和一个轴组成,轮和轴固定在一起，这种简单机械叫做轮轴；斜面是一种简单机械，盘山公路、物料运输机上的传送带等都是斜面的具体应用实例.

【答案】轮轴；斜面.

例2：如图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确的是（）

A.F甲＞F乙B.F乙＝F丙C.F丙＜F丁D.一样大

【解析】由图可知，第一个和第四个滑轮随物体一起运动，是动滑轮，当水平拉动时可以省一半的力，而第四个滑轮因为拉力方向不水平，所以力会稍大。第二个和第三个滑轮是定滑轮，使用该滑轮不能省力，但可以改变力的方向；所以F乙=F丙F丁F甲。

【答案】B

例3：如图所示，某人使用滑轮组提升重物，请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。

【解析】由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，如图所示：

【答案】

例4：图甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。请回答：

（1）滑轮组能改变动力的方向，而滑轮组不能改变动力的方向；

（2）甲滑轮组有段绳子承担物重，而乙滑轮组有段绳子承担物重，滑轮组更省力些；

（3）如果都使物体上升h高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动，乙滑轮组的绳端必须向上移动。

【解析】（1）若不使用滑轮组提升物体，拉力的方向是向上的，若使用滑轮组提升物体方向向下就是改变动力的方向。由图可知：甲滑轮组能改变动力的方向，而乙滑轮组不能改变动力的方向。

（2）由图可知：甲滑轮组有2段绳子承担物重，而乙滑轮组有3段绳子，乙滑轮组承担的绳子股数多，拉力就是越小越省力；

（3）根据绳端移动的距离就是重物上升高度的n倍可知：甲滑轮组的绳端必须向下移动2h，乙滑轮组的绳

端必须向上移动3h。

【答案】（1）甲；乙；（2）2；3；乙；（3）2h；3h。

例5：如下图所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到相同的高度，使用滑轮能够省力，使用滑轮能够改变力的方向。

【解析】由图可知，甲图中的滑轮为定滑轮，所以可以改变用力的方向；乙图中