滑轮讲义-2024-2025学年浙教版九年级上册科学.docx

滑轮

定义

实质

特点

定滑轮

轴固定不

动的滑轮

______

杠杆

使用定滑轮______力，但可以改变动力的______

动滑轮

轴可以随

物体一起

运动的滑

轮

动力臂

为阻力

臂____

的杠杆

使用动滑轮省______力，但费一倍距离，且动滑轮不能改变力的方向

滑轮组

滑轮组是

由定滑轮

和动滑轮

组合而成

①在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之一；

②可以既省力又改变力的作用方向

[说明]滑轮组中拉力F应为所承担重物总重的eq\f(1,n)，例如在考虑动滑轮重，不计摩擦时， 则拉力F＝eq\f(G物＋G轮,n)(n为承担重物绳子的段数)。

另外，无论是否考虑轮重与摩擦，以下两点均成立：

(1)绳子自由端(即：拉力作用点)移动距离s与重物被提升距离h的关系：s＝nh

(n为承担重物绳子的段数)。

(2)绳子自由端(即：拉力作用点)移动速度vF与重物被提升速度vG的关系：vF＝nvG

(n为承担重物绳子的段数)。

知识点3机械效率

1．有用功，额外功和总功

定义

公式

应用

有用功

对人们有用的功

W有用＝Gh(提升重物)＝W总－W额＝ηW总

斜面、杠杆、滑

轮及滑轮组：

W有用＝Gh

额外功

并非我们需要但又不得不做的功

W额＝W总－W有用＝G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)

斜面、杠杆、滑轮及滑轮组：

W额＝fL或fs

总功

有用功加额外功或动力所做的功

W总＝W有用＋W额＝Fs＝eq\f(W有用,η)

杠杆、滑轮及滑轮组：

W总＝fL＋Gh＝FL

[注意]判断有用功与额外功的根本依据是做功的目的，例如：当我们用水桶从井中提水时，则对水做的功为有用功，对水桶做的功为额外功；当水桶掉到井里打捞时，则对水桶做的功为有用功，而对水桶里的水做的功为额外功。

水平拉动物体：W有用＝F拉物×S物；提升物体：W有用＝G×h。

知识归纳：三种简单机械做功的比较

机械

功

杠杆

滑轮组（提重物）

斜面

有用功

额外功

克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功

克服动滑轮重、绳重、摩擦力所做的功

（1）

（2）若不计绳重、摩擦力，

克服摩擦力所做的功

（1）

（2）（L为斜面的长）

总功

三种简单机械机械效率的计算

杠杆

滑轮或滑轮组

斜面

竖直提升重物

水平拉物体

其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离

(1)

(2)不计绳重、摩擦

其中G为物重，h为重物上升高度，s为绳自由端移动距离，n为承担重物的绳子数

进一步化简

所以适当增大物重可提高机械效率

其中f为物体与水平地面间的摩擦力，F为拉力，为物体移动的距离，为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数

（1）

(2)

其中G为物重，h为斜面高度，L为斜面长度，F为拉力，f为摩擦力

常见例题讲解

类型一常规题型

例1.用如图所示的滑轮组来提水，已知每个滑轮重5N，空桶重5N，桶中装5kg水，先将这桶水在20s内匀速提升5m，（不计绳重和摩擦）求：

（1）拉力F的大小；

（2）拉力F的功率；

（3）计算滑轮组的机械效率；

（4）若滑轮组的机械效率是90％，滑轮的重不变，则桶中的水的质量变化了多少

例2.用如右图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率为80％。

(1)求此时绳子的拉力，。

(2)若绳子最大能承受200N的拉力，此滑轮组的机械效率最大是多少?

图7

图7

例3.用图7所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F＝3N，物体A的速度v＝0.2m/s，忽略滑轮重、绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是

A．物体A受到合力不为零B．物体A受到的拉力为9N

C．竖直墙受到的拉力为9ND．拉力F每秒钟做功为1.8J

例4.如图8所示装置中，长木板甲重20N，物体乙重10N。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，当水平方向的拉力F的大小为6N时，长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s，向左做匀速直线运动。不计滑轮处摩擦，绳子拉物体乙的功率是W。

变式训练

1.如图5所示装置中，物体甲重20N，乙重10N。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，沿着水平方向的拉力F的大小为5N时，物体甲恰能在光滑的水平桌面上向左做匀速直线运动。不计滑轮处摩擦，下列说法中正确的是

A．物体甲受到的运动阻力为5N

B．物体乙受到的运动阻力为5N

C．竖直墙面对滑轮沿水平方向的拉力为5N

D．甲乙两物体的物重不同，受到摩擦力的大小也不同

2.如图12所示装置，物体B所受重力为GB，物体A在物体B的作用