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第二节 滑轮及其应用
第十一章 　简单机械
知1－讲
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知识点
定滑轮和动滑轮
1
1. 滑轮
(1)定义：一个周边有槽、能绕轴转动的轮子。
(2)分类(图 2) :
定滑轮：轴不随物体运动。 动滑轮：轴随物体一起运动。
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知识链接
由图可知，同一根绳子上的拉力相同。
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2. 探究滑轮的作用
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分类 探究定滑轮的作用 探究动滑轮的作用
实验 过程
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(续表)
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操作 步骤 ①如图甲所示，将一个钩码挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数 ( 钩码的重力 )； ②如图乙所示，通过定滑轮匀速竖直向下拉同样的钩码读出弹簧测力计的示数，记录钩码上拉力的作用点和绳子自由端拉力的作用点移动的方向和距离；③改变钩码个数，重复②步骤 ①如图丙所示，将一个钩码挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数 ( 钩码的重力 )；②如图丁所示，通过动滑轮匀速竖直向上拉同样的钩码，读出弹簧测力计的示数，记录钩码上拉力的作用点和绳子自由端拉力的作用点移动的方向和距离；③改变钩码个数，重复②步骤
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分析论证 结论 使用定滑轮 (1)不省力(2)不省距离 (3)可以改变施力的方向 使用动滑轮
(1)省力(2)费一倍距离(3)不能改变施力的方向
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深入思考
(1)若斜着拉定滑轮和动滑轮的绳子自由端，拉力如何变化？
(2)用力的平衡推出轻质滑轮自由端的拉力大小情况。
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深度理解
(1)拉力变化如下表格(不计滑轮重力)
(2)受力分析图如图所示：
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3. 滑轮的本质
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定滑轮 动滑轮
简化过程
杠杆示意图
结论 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 动滑轮实质上是一个 l1=2l2 的省力杠杆
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知识链接
动 滑 轮 和 定 滑 轮 的区别
名称 定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动的滑轮 轴和重物一起移动的滑轮
实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂 2倍的杠杆
能否省力 不能省力 能省力
能否省距离 不能 不能
改变力的方向 能 不能
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用同一定滑轮分别沿图 3 所示的方向将同一重物匀速提起，不计绳重与摩擦，三个力( )
A． F 1 最大
B． F 2 最大
C． F 3 最大
D．一样大
例1
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解 析： 使用定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，不计摩擦和绳重，施加的拉力等于重物的重力，所以 F 1=F 2=F 3，故ABC 错误， D 正确。
解题秘方：根据定滑轮的工作特点：既不省力又不费力，但可以改变力的方向来解答本题。
答案：D
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1.如图所示，工人站在地面上利用滑轮将建筑材料提升到楼上。下列说法正确的是( )
A． 此滑轮是定滑轮，可以省力
B． 此滑轮是定滑轮，不能省力
C． 此滑轮是动滑轮，可以省力
D． 此滑轮是动滑轮，不能省力
B
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[ 期末·厦门思明区 ] 如图 4 所示，在水平拉力 F 的作用下，重 100 N 的物体 A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计 B 的示数为 10 N，则物体 A 受到水平桌面对它的摩擦力大小为_____ N，拉力F 的大小为_______ N。（不计滑轮重力和绳子间的摩擦力）
例2
10
20
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解析 : 弹簧测力计 B 测出了动滑轮上的绳子的拉力为
10 N；则物体 A 受到拉力为 10 N；又因物体 A 做匀速直线运动，则物体 A 受到水平桌面对它的摩擦力与物体 A受到的拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是 10 N；拉力 F=f+FB=10 N+10 N=20 N。
解题秘方： 理解作用在动滑轮的轮上或轴上的动力与物体在水平方向上受到的摩擦力之间的关系是解题的关键。
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2. [二模· 青岛 ] 如图 所示，动 滑 轮重 为 2 N，拉力F为6 N，整 个 装 置 处于 静止状态，则 重 物 G 和弹 簧 测 力 计的示数分别为（不计绳重和摩擦） ( )
A． 4 N、 5 N B． 9 N、 10 N
C． 10 N、 6 N D． 9 N、 5 N
C
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知识点
滑轮组
2
1. 滑轮组竖直提升物体时，力和距离的关系
滑轮组 (1)由定滑轮和动滑轮组成 (2)既能省力又能改变力的方向 滑轮组几个名词 n 为吊着动滑轮的绳子的段数
s 为动力作用点移动的距离
h 为物体被提升的距离
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(续表)
滑轮组公式 (1)滑轮组自由端拉力 F 计算公式理想滑轮组：
若不计摩擦和动滑轮自重及绳重， F=
半理想滑轮组：只计动滑轮自重， F=
实际滑轮组：考虑摩擦和动滑轮重， F=
(2)滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍即 s=nh
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理论推导 用力的平衡条件分析自由端拉力和物重之间的关系（不计滑轮自重，不计摩擦和绳重）
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深入思考
绳子自由端速度 v 自和物体上升速度 v 物有什么关系？
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深度理解
绳子自由端速度v自和物体上升速度v物 ：v自=nv物。
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2. 滑轮组的绳子段数和绕法关系
n 为奇数，绳端始于动滑轮； n 为偶数，绳端始于定滑轮；即“奇动偶定”。
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知识拓展
滑轮组水平拉物体时力的关系（不计滑轮自重和绳子间的摩擦力）
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3. 生活中的滑轮和滑轮组
旗杆 电梯 晾衣架 塔吊
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归纳总结
由滑轮组绳子段数求力、距离、速度（不计绳重，滑轮重和摩擦）
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[ 期末·常州 ] 如图 6 所示，每个滑轮自重相等，不计绳重和摩擦，分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物 G1、 G 2 时，甲、乙滑轮组绳端的拉力 F 恰好相等。已知 G1=60 N、 G 2=38 N，则每个滑轮的重力为（　　）
A．3 N B．6 N
C．11 N D．22 N
例3
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解题秘方：判断与动滑轮相连的绳子段数：用虚线将滑轮组隔开，看动滑轮和重物由几根绳子拉着，绳子段数如图 7 所示。
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解析： 由图 7 可知， n 甲=3， n 乙=2；不计绳重和摩擦，且每个滑轮自重相等，则 F 甲= （G1+G 动） = ×（60 N+G 动）， F 乙= （G2+G 动） = ×（38 N+G 动），因甲、乙滑轮组绳端的拉力F 恰好相等，即 F 甲=F 乙， ×（60 N+G 动） = ×（38 N+G 动），解得： G 动=6 N，故 B 正确。
答案： B
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3.[ 期中·南昌 ] 利用两个滑轮和一根 绳子，组成滑轮组，将一重物沿水平方向拉动，滑轮组的绕线有图甲、乙所示的两种情况，不计滑轮重力和绳子间的摩擦力则( )
A．甲种情况省力
B．乙种情况省力
C．甲和乙省力情况一样
D．条件不足，无法判断
B
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[ 模拟·深圳宝安区 ] 如图 8，小明站在地面上，用图中滑轮组提起重物，画出最省力的绕绳方法。
例4
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解题秘法： 滑轮组绕绳时，如何确定绳子的固定端：①动滑轮和定滑轮个数相等时，“偶定奇动”，即 n 为偶数时，固定端在定滑轮上，n 为奇数时，固定端在动滑轮上。②动滑轮和定滑轮个数不相等时，只有一种绕法 ，固定端一定在个数较少的滑轮上。
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解析： 要使滑轮组最省力，需要动滑轮承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮。
解： 如图 9 所示。
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4.[ 期末·南京 ] 用如图所示的滑轮组使重物升高 1 m 时，自由端可移动 2 m 的距离。画出该滑轮组的绕绳方式。
解：如图所示。
滑轮及其
应用
改变力的方向
定滑轮
滑轮组
滑轮
动滑轮
省力

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