资源预览内容
第1页 / 共9页
亲,该文档总共9页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
滑轮关于滑轮,可以考查的知识点有拉力(F)、机械效率()、速度(v)、功率(P)等,综合性较强。(一)基本方法对于滑轮或滑轮组的拉力(F)或机械效率(),一般分为三种状态:a. 理想状态:即不计滑轮的重(G动)、绳重()、摩擦力(),此时,拉力,机械效率。b. 半理想状态:只计,不计,此时拉力,机械效率。c. 实际状态:只计G动、G绳、Gf,此时拉力,机械效率。(二)滑轮组打捞问题 利用滑轮组打捞物体是生活中常见的现象,与其相关的问题解答也频频地出现在近年的中考题中。由于它涉及浮力、二力平衡、机械效率、功、功率等多方面的知识,可谓点多面广,同时,题目的难度较大,逻辑性强,又常常以压轴题的方式出现,因此,对学生学更高要求。下面举例说明这类问题的处理技巧和启示。1. 明确几点如图所示,设动滑轮对重物的拉力为T,绳子自由端的拉力为F,(半理想)则(1)物体在水中,有(2)出水前有(n为动滑轮上绳子的股数)出水后,有(3)物体在水中拉力做的有用功(4)机械效率:(其中是绳自由端移动的距离,h为物体上升的高度)(三)“倒下”的滑轮滑轮的使用常有竖直放置和水平放置两种形式。同学们接触较多的是竖直放置形式,而对水平放置的滑轮感到陌生,其实,它们的本质是相同的。1. 使用动滑轮,要搞清谁是动力,谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时,设物体与地面间的摩擦力为f,若拉力作用在绳的自由端,有,则可省力一半,如图(a)所示;若拉力作用动滑轮轴上,有,如图(b),这时反而费力。可见,对水平使用动滑轮是否省力,一定要注意动力作用在何处。2. 绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为:,其中分别指绳的自由端移动的距离、速度,分别指动滑轮或物体移动的距离、速度,是指动滑轮上绳子的股数。3. 当滑轮沿水平方向拉物体时,可忽略动滑轮重。4. 求机械效率时,有用功一般指克服摩擦阻力做的功,即。5在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。(四) 根据要求设计滑轮组(1)根据要求确定动滑轮上绳的段数。(2)根据绳的段数,确定动滑轮的个数:一个动滑轮可拉2段绳,还能改变用力方向;但也可以拉三段绳,但就不能改变用力方向了。设想如果需要n段绳(n为偶数)那么就需要个动滑轮和个定滑轮。穿绳组装时,绳的固定端要固定在滑轮下的挂钩上(这叫做“偶定”),若不改变力的方向,还可少用一个定滑轮,即个定滑轮。如果n为奇数,则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮,穿绳时,绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上(这叫做“奇动”),这不能改变用力方向,如果还想改变用力方向,就应再加一个定滑轮,即个定滑轮。上述方法叫“奇动偶定”。【典型例题】例1. 如图1所示,若,当,求此时拉力,拉力功率,机械效率。图1分析:根据题意,可知,其属于半理想状态。此时,求是关键,依,有,所以当时,例2. 用一只重为的滑轮按图2中甲、乙、丙三种方式分别匀速提升重为G的物体(,不计摩擦),所用拉力分别为F1、F2、F3装置的机械效率分别为,则拉力从大到小的顺序是_,机械效率从高到低的顺序是_。图2分析:根据题意可知,三只滑轮中,甲处于理想状态(为一定滑轮),乙、丙处于半理想状态,则有:故例3. 如图3所示,在水平动力F的作用下,使物体m沿水平地面匀速直线运动,若滑轮与绳子质量及摩擦不计,已知物体m与地面间的摩擦力为10N,物体m运动的速度为2m/s。那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小,下列说法中正确的是( )图3A. 拉力F的大小为20NB. 拉力F的大小为5NC. 拉力的功率P的大小为20WD. 拉力的功率P的大小为10W分析:用隔离法将物体与动滑轮分开,物体m在水平方向上受力情况如图4所示,由于物体m做匀速直线运动,则,再对动滑轮受力分析,如图5所示,此时,有,所以。图4 图5因动滑轮上有2股绳子,绳子自由端移动的速度拉力的功率选B、C。例4. 如图6所示,滑轮自身重力和摩擦不计,请按题中所给的F与G的关系要求,在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好。图6分析:口诀是“奇动偶定”,意思是说拉力是总重的奇数分之一,穿绳时绳的固定端应拴在动滑轮上方的钩子上,向上先绕过定滑轮,如果拉力是总重的偶数分之一,绳的固定端应拴在定滑轮下方的钩子上,向下先绕过动滑轮。绕绳装配图如图7所示。图7例5.如图8所示,某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水下提起,已知圆柱体的密度为,水的密度为,滑轮组的机械效率是70%。(g取10N/kg,滑轮和绳子的重力忽略不计)求:(1)圆柱体在水中所受的浮力。(2)若圆柱体从H16m深处被缓慢地匀速提起,到刚露出水面时,绳子自由端拉力F所做的功。(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时,绳子恰好被拉断?图8图9分析与解:(1)圆柱体浸没在水中时所以(2)物体重力为圆柱体在水里被匀速提起时,动滑轮拉物体的力为T,圆柱体的受力情况如图9,由力的平衡条件得:所以因为所以拉力F所做的功(3)设绳刚被拉断时,物体受到的拉力为,此时绳子的拉力,由得:绳断时,物体浸入水中深度为h,受到的浮力为,由力的平衡条件得:所以所以物体露出水面的高度为h【模拟试题】(答题时间:25分钟)1. 如图1所示的两个滑轮中:图1A是_滑轮,B是_滑轮,它们组合在一起构成一个_,使用它可以_,还可以_。若图中的每个滑轮重均为2N,在绳的自由端用20N的力F可以将重_N的物体匀速提起(不计摩擦) 2. 如图2(甲)所示的滑轮中的_相当于杠杆的动力臂,若F25N,不计动滑轮重及摩擦,G_N。如图(乙)所示的滑轮中的_相当于杠杆的动力臂;若物体重力G25N,则F_N(不计摩擦)图23. 是非题:(1)使用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组只能省一半力。()(2)使用由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,若竖直向下用力提起重物,则所用的拉力只能是物体和动滑轮总重的四分之一。(不计摩擦)()4. 如图3所示的滑轮是_滑轮,若弹簧秤示数为150N,滑轮重30N,则物体重_N。图35. 用如图4所示的滑轮组提起重物,若不计摩擦和滑轮重,所用的拉力是物重的_。如果把重物提高1m,绳子的自由端向上移动的距离是_。图46. 用图5中所示的滑轮组拉动物体A时,怎样绕线最省力?画出绕线图。图57. 如图6所示,重50N的物体A在拉力F作用下,沿水平向右方向做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,试求拉力F的大小及物体A受到的摩擦力的大小。图68. 一个工人用动滑轮提起货物,它对绳端的力是120牛,如果物体升高5米,这个工人做功是多少? 9. 用弹簧测力计沿斜面拉着重为20牛的物体匀速向上移动3米,上升的高度是1米,测力计的示数是10牛,求:(1)有用功、总功、额外功各是多少?(2)斜面的机械效率是多少?【试题答案】1. 动,定,滑轮组,省力,改变作用力的方向, 382. AC,50, BC,25,3. (1) (2)4. 动,270(提示F,G2FG动2150N30N270N)5. 1/3,3m6. 7. 10N 5N 8. 1200焦9. (1)20焦 30焦 10焦 (2)66.7%9
收藏 下载该资源
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号