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简单机械二 滑轮复习
知识点一：滑轮
滑轮：是一种周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。
根据滑轮轴的位置是否移动，将滑轮分成定滑轮、动滑轮两类。
用定滑轮、动滑轮又可以组装成不同的滑轮组。
知识点二：定滑轮
定滑轮——使用时，轴固定不变（固定不动）。
特点：不能省力，但能改变力的方向。
实质：相当于一个等臂杠杆。(支点为滑轮的轴心，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径)。
归纳总结：该滑轮工作时，滑轮的轴位置不随重物一起移动，把这种滑轮叫定滑轮。
定滑轮不省力（使用定滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝G）
不省距离（使用定滑轮提升重物时，若重物被提升h，则绳子自由端移动的距离s＝h）
能改变力的方向！
注：定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
例1 例2 例3
例1：用如图所示的简单机械移动物体A，当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列正确的是(　　)
A．F1＝F2＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F2＝F3
例2：如图所示，AB两个物体经绕过定滑轮的细绳连在一起，叠放在水平地面上。现在A上作用一水平力F，将它以0.1m/s的速度向左匀速拉动。已知AB之间的摩擦力为40N，B与地面之间的摩擦力为80N，则拉力F的功率为_________。
例3：如图所示，绳子通过光滑环(定滑轮)悬挂一个重50N的物体，一个小孩拉着绳端从环正下方出发，沿水平地面向右走过3m，已知开始时，绳端与圆环的距离为4m。在这一过程中，小孩的拉力____(选填“变大”“变小”或“不变”)，拉力所做的功为____J。
例4：残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。g=10N/kg。当运动员与吊椅一起匀速上升时，试求：
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）吊椅对运动员的支持力。
知识点三：动滑轮
定义：使用时轴随物体一起运动的滑轮。
特点：能省一半的力，但费距离，不能改变力的方向。
实质：相当于动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。（支点为滑轮与绳子相切的切点，动力臂等于滑轮的直径，阻力臂为滑轮的半径）。
归纳总结：该滑轮工作时，滑轮的轴随重物一起移动，把这种滑轮叫动滑轮。
动滑轮省力（使用动滑轮提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝1/2G）
费距离（使用动滑轮提升重物时，若重物被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s＝2h）
不能改变力的方向
注：当竖直向上用力时，动滑轮的动力臂为轮的直径，阻力臂为轮的半径，因此，动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
例1 例2 例3
例1：如图所示，动滑轮重1N，物体重7N，当AB=3OB时，为使轻质杠杆保持水平平衡，在A端所加的力应为______。
例2：如图所示，用l0N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80%，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为8J B．拉力F的功率为4W
C．A的重力为5N D．滑轮重力为4N
例3：如图所示，物体G在水平拉力F作用下向右匀速运动了0.3m，物体G受到的摩擦力为2N，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F的大小为____N，拉力F做的功为____J。
例4：如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦）。那么在此过程中（ ）
A.物体M与地面间的摩擦力为5牛 B.物体M与地面间的摩擦力为10N
C.水平拉力F做功的功率为20瓦 D.1秒内滑轮对物体M做功为10焦
例5：利用动滑轮将重物G沿斜面运动拉上去。已知斜面高为h，长为l=2h、拉力为F。若不计摩擦和滑轮自重，下面关系式中成立的是（ ）
A.F=G B.F= C.F= D.F=
例6：在如图所示的装置中，物体A的质量m＝10kg，在F的作用下，物体以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为10N。求：(不计滑轮重和绳重，不计滑轮轴上摩擦)
拉力F为多少牛？
物体受到水平面的阻力是多少牛？
在10s内拉力做功多少焦耳？
拉力的功率为多大？
知识点四、滑轮组
构成：实际应用时，常常将动滑轮和定滑轮组合而成滑轮组。
特点：使用滑轮组，可以省力，有的可以改变力的方向，但费距离。
使用时，动滑轮和物体的总重由几股绳子承担，那么拉起物体所用的力就是总重的几分之一。
例1 例2
例1：如图所示，物体A、B分别重20N、10N，滑轮和绳子的重忽略不计，滑轮摩擦不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则F的大小______。
例2：如图所示，物体A重120N，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s的向右做匀速直线运动，若将B以原速度匀速上升，需要对A施加100N水平向左的拉力，则（不计摩擦，绳重及滑轮重），则B的重力大小为_________，A向左运动时拉力功率为__________。
例3：用如图所示的滑轮组搬运物体A。已知物体A的重力为100牛。在拉力F作用下，物体A做匀速直线运动，5秒内运动了10米。物体A所受的阻力是重力的0.3倍，不计 滑轮的重和绳子摩擦。对此过程的分析，合理的是 （ ）
A．两个滑轮都是动滑轮，在计算效率时要考虑物体所受摩擦力
B．物体A在运动过程中所受的合力为0牛
C．拉力F在这个过程中所做的功为1000焦，功率为200瓦
D．因为物体匀速运动，拉力F为30牛
知识点五：滑轮机械效率
例1：如图所示是某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中进行的一个探究活动（每个滑轮等重，忽略绳重及各种摩擦力），测得数据如下表。
实验时应该_________拉动绳子使钩码上升。
乙滑轮组的机械效率为___________%；小强用丙装置也将钩码匀速提升了5cm，则丙滑轮组的机械效率为_________%。
例2：在做“滑轮组机械效率”的实验中，小张同学组装了如图所示甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。
对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上运动拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出滑轮组的机械效率η=_____________
比较甲、乙两滑轮组的机械效率大小：η甲________η乙
实验后小张猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。你认为他应采用的正确方法是什么？__________________________
例3：如图所示，工人通过滑轮组使重900N的箱子以0.4m/s的速度从地面升到12m高的五楼上。求：
工人拉绳子的速度是多少？
工人吊起箱子过程中做的有用功是多少？
若滑轮组的机械效率为80%，则工人做功的功率为多少？
参考答案
知识点二：
例1：D
例2:16W
例3：不变，50J
例4：（1）400N， 150N
知识点三：
例1： 2N
例2：A
例3：1N；0.6J
例4：C
例5：C
例6： （1）20N；（2）10N；（3）40J；（4）4W
知识点四：
例1：10N
例2：25N；20W
例3：B
知识点五：
例1：（1）沿竖直方向匀速；（2）73.5%；83.3%
例2：（1）G/3F×100%；（2）＞；（3）利用乙装置，分别将不同数量的钩码提升相同高度，测量其机械效率进行比较。
例3：（1）0.8m/s；（2）10800J；（3）450W

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