初中物理滑輪專題

滑輪分動(dòng)滑輪和定滑輪,1、定滑輪：定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪.實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：相當(dāng)于等臂杠桿特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向.說(shuō)明：對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動(dòng)距離S(或速度vF) = 重物移動(dòng)的距離h(或速度vG)2、動(dòng)滑輪：定義：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫做動(dòng)滑輪.實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿.特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向.說(shuō)明：理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F= 1 / 2G ； s = 2h3、滑輪組定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組.特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F= 1/ n G ；s = nh只忽略輪軸間的摩擦,則拉力F= 1/n (G物+G動(dòng)) ；s = nh說(shuō)明：組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng)) / F求出繩子的股數(shù).然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則.結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪.單從動(dòng)，雙從定，從里向外繞，一個(gè)滑輪組只能繞一個(gè)鉤子，要么是動(dòng)滑輪上的鉤子，要么是定滑輪的鉤子。從鉤子上出來(lái)以后的繩子一定是從滑輪的槽里繞出來(lái)。若要改變力的方向，n段繩子需要用n個(gè)滑輪；只省力，不改變力的方向，n段繩子需要（n-1）滑輪；定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)最多相差1個(gè)；接線方法：奇數(shù)根繩子從動(dòng)滑輪開始接線，偶數(shù)根繩子從定滑輪開始接線。奇動(dòng)：指的是當(dāng)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為奇數(shù)時(shí),繩子的起始端在動(dòng)滑輪上偶定：指的是當(dāng)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為偶數(shù)時(shí),繩子的起始端在定滑輪上.首先根據(jù)題意確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，若n為偶數(shù)，那么繩子的起始端應(yīng)系在定滑輪上，即要從定滑輪繞起；若n為奇數(shù)，則繩子的起始端應(yīng)系在動(dòng)滑輪上，即要從動(dòng)滑輪繞起在計(jì)算承擔(dān)重物的繩子股數(shù)n時(shí)，也可以根據(jù)n(s是繩子自由端移動(dòng)的距離，h是重物升高的高度)進(jìn)行確定若繩子的固定端固定在動(dòng)滑輪框上，則n為奇數(shù)，并且有n=2動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)+1；若繩子的固定端固定在定滑輪框上，則n為偶數(shù)，并且有n=2動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)；從而可確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，若改變力的方向，則定滑輪和動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)相等；若不改變力的方向，則定滑輪比動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)少1當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，若改變力的方向，則定滑輪比動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多1；若不改變力的方向，則定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相等給滑輪組繞線時(shí)，每個(gè)滑輪上只能繞線一次，并且在動(dòng)滑輪和定滑輪之間依次繞過，所以動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)相差不會(huì)超過1W=FS，做的功不變，力越大，距離越小，時(shí)間一定，S=vt，則v越小如圖所示，用四個(gè)滑輪組分別提起重力為G的物體。如果不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪的重力，那么拉繩子的四個(gè)力F1、F2、F3、F4的大小分別是（ ） A. G/2、G/3、G/4、G/3 B. G/3、G/3、G/4、G/4 C. G/2、G/2、G/3、G/3 D. G/2、G/2、G/4、G/2 例1設(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組，人利用這個(gè)滑輪組站在地面上向下用力提起重1100N的物體，繩子能承受的最大拉力是250N，請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的滑輪組（不計(jì)摩擦和滑輪重）分析與解：由題目已知條件，可得承擔(dān)物重所需的繩子的股數(shù)（股），繩子的股數(shù)必須為整數(shù)，因此取n=5，所需動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為2.n為奇數(shù)，由組裝原則“奇動(dòng)偶定”可知，繩子的固定端應(yīng)系在動(dòng)滑輪的框上，所需定滑輪個(gè)數(shù)只能為2或3，由此可設(shè)計(jì)出如圖1甲、乙所示的滑輪組.圖1圖1甲中的拉力方向是向上的，不符合“人利用這個(gè)滑輪組站在地面上向下用力提起重物”的條件，所以是錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)的滑輪組如圖1乙所示例2重為500N的小軍，想設(shè)計(jì)一個(gè)使用滑輪個(gè)數(shù)最少的滑輪組，站在地面上將質(zhì)量為180kg的重物提升到3樓，使用的繩子能承受的最大拉力為650N（不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦，取g=10N/kg）請(qǐng)你幫小軍設(shè)計(jì)符合上述要求的滑輪組，只需畫出滑輪組及繞法即可分析與解：同學(xué)們易根據(jù)繩子能承受的最大拉力為F大=650 N來(lái)進(jìn)行判斷，n= ，作出如圖2所示的滑輪組裝置，此時(shí)忽略了小軍的體重只有500 N的條件當(dāng)繩子的股數(shù)n=3時(shí)，拉力F=N，大于小軍的體重，小軍所能施加的豎直向下的拉力最大為500 N，因此最大拉力F只能為500N那么n=，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則可知，小軍站在地面上向下拉，