二、滑輪
1、定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動的滑輪。
②實質:定滑輪的實質是:等臂槓桿
③特點:使用定滑輪不能省力,但是能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦)f=g
繩子自由端移動距離(或速度) = 重物移動的距離(或速度)
2、動滑輪:
①定義:和重物一起移動的滑輪。(可上下移動,
也可左右移動)
②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍
的省力槓桿。
③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
④理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)則: f=g只忽略輪軸間的摩擦則
拉力f= (g物+g動)繩子自由端移動距離(或)=2倍的重物移動的距離(或)
3、滑輪組
①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
②特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向
③理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力f=g 。只忽略輪軸間的摩擦,則拉力f= (g物+g動) 繩子自由端移動距離(或)=n倍的重物移動的距離(或)
④組裝滑輪組方法:首先根據公式n=(g物+g動) / f求出繩子的股數。然後根據「奇動偶定」的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。
例題分析
【例1】如圖1所示,是乙個動滑輪,請滑出力f1的力臂l1。
【例2】利用兩隻滑輪和一根繩子,組成滑輪組將一重物水平拉動,滑輪組的裝配有如下圖1所示甲、乙所示的兩種情況,則
a.甲種情況省力b.乙種情況省力
c.甲和乙省力情況一樣 d.條件不足,無法判斷
【例3】如圖3所示,滑輪組要吊起重500n 重物,已知繩子能承受的
最大拉力為200n,請畫出繞繩的方法。
【例4】如下圖所示四個滑輪組,如果滑輪的重力和一切摩擦及丙組的板重不計,重物g的重力為600 n。要將重物勻速提起,四種情況下拉力f分別為f甲
f乙f丙f丁
【例5】如圖5所示,通過滑輪組用200n的拉力在20s內將重為480n的物體勻速提高2m,(不計繩重和摩擦),
求:(1)動滑輪重;(2)繩自由端的移動速度為多大?(3)若重物再增加150n,要使重物勻速上公升,作用在繩自由端的拉力至少多大?
針對練習
1. 動滑輪下面掛乙個20千克的物體a(如圖1),掛物體的鉤子承
受_______牛的力,掛繩子的鉤承受_________牛的力(動滑輪重不計).
2. 如圖2,物體重10n,且處於靜止狀態。該滑輪是___滑輪,手
拉彈簧測力計在1位置時的示數為_______n。若手拉彈簧測力計在
1、2、3三個不同位置時的拉力分別是f1、f2、f3,則它們的大小關係
是f1_______f2_______f3。這證明使用定滑輪不能改變力的_______,只
能改變力的
3. 旗桿頂上的滑輪,其作用敘述正確的是
a.省力槓桿,可改變力作用方向 b.費力槓桿,可改變力作用方向
c.等臂槓桿,可改變力作用方向 d.以上說法都正確
4. 用如圖3所示的滑輪組提公升物體,以及已知物體重200牛,
物體勻速上公升1公尺,不計滑輪組重及摩擦,則:( )
a.拉力為80牛b.拉力為40牛
c.繩的自由端拉出4公尺d. 繩的自由端拉出1公尺
5. 用「一動、一定」組成的滑輪組來勻速提公升重物時,所需要的力與不使用滑輪組直接提公升重物時相比較,最多可省( )
a.1/3的力 b.1/2的力 c.2/3的力 d.3/4 的力
6.兩個滑輪完全相同,其重力均為20n.分別用圖4所示的兩種方式,將
重400n的物體以相同的速度勻速提公升,不計摩擦和繩重,則
下列判斷正確的是
a. f1大於fb. f1=f2
c. f1小於fd. f1和f2大小無法確定
7.如圖所示的裝置中,最省力的是( )
8.如上圖所示的滑輪組,掛上砝碼a、b後恰好平衡, 若不計動滑輪重和摩擦,在a、b下面再加掛乙個質量相等的小砝碼,將出現( )
a.a下降b.a上公升
c.仍保持平衡d.條件不足,不能判斷.
9.在滑輪組提公升物體,當繩子自由端被拉下2m時,物體公升高了0.5m,被提公升物體的質量是20kg。若不計動滑輪重力和摩擦阻力,則拉繩子的力應為( )
a.40n b.49n c.98n d.5n
10.如圖8-53所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平地面做勻速直線運動, 所用的拉力分別為f1, f2, f3, 那麼, 下列關係式中正確的是: ( )
a.f1>f2>f3 b.f1<f2<f3 c.f2>f1>f3 d.f2<f1<f3
11.如圖11所示, 在水平拉力f的作用下, 物體a勻速向右滑動時, 彈簧秤
示數為10n, 不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦, 則水平拉力f和物體a與水平
面之間的摩擦力f 的大小分別是:( )
a.f=20n,f=20nb.f=10n,f=20n
c.f=20n,f=10nd.f=10n,f=10n
12、如圖所示的滑輪組,不計拉線質量及滑輪轉動摩擦。重物g=100n,每乙個
滑輪重20n。當繩自由端拉力f豎直向上大小為30n時,重物g對地面的壓力為 n。拉力f為 n時,恰能讓重物g勻速上公升。
若重物g能以0.1m/s的速度勻速上公升,則繩自由端向上運動速度為m/s
13.如圖13所示,不計動滑輪的質量及轉動摩擦,當豎直向上的力f=10n時,恰
能使重物g勻速上公升,則重物g= n,繩固定端拉力為 n,重物上公升
10cm,力f向上移動 cm。
14、如圖14所示裝置,滑輪a重40n,滑輪b、c各重20n,重物g=200n。求:不計拉線質量及滑輪轉動摩擦影響,繩自由端在力f作用下,恰能以60mm/s向下運動,則力f的大小是多少?
重物g在1min內能上公升多少距離?(繩子足夠長)
三、課堂小結
1、了解動滑輪和定滑輪的受力和力臂情況;
2、會畫分析繩子拉力和物體重力的關係;
3、掌握繩子兩端的力相等知識。
四、布置作業
1、如圖1所示的是用乙個定滑輪和乙個動滑輪組成的滑輪組,用這個滑輪組提公升重為300牛的重物(忽略滑輪組和繩子重及摩擦)
(1)在圖甲上畫出當動力f=150牛時繩子繞法;
(2)在圖乙上畫出當動力f=100牛時繩子的繞法。
簡單機械知識點
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