初中物理滑轮专题

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'初中物理滑轮专题'
滑轮分动滑轮和定滑轮,  1、定滑轮:    ①定义:中间的轴固定不动的滑轮.    ②实质:定滑轮的实质是:相当于等臂杠杆    ③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.    ④说明:对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G        绳子自由端移动距离S(或速度vF) = 重物移动的距离h(或速度vG)2、动滑轮:    ①定义:轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮.    ②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.    ③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.     说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1 / 2G ; s = 2h3、滑轮组    ①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.    ②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向    ③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1/ n G ;s = nh     只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F= 1/n (G物+G动) ;s = nh    说明:组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数.然后根据“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮.单从动,双从定,从里向外绕,一个滑轮组只能绕一个钩子,要么是动滑轮上的钩子,要么是定滑轮的钩子。从钩子上出来以后的绳子一定是从滑轮的槽里绕出来。若要改变力的方向,n段绳子需要用n个滑轮;只省力,不改变力的方向,n段绳子需要(n-1)滑轮;定滑轮和动滑轮的个数最多相差1个;接线方法:奇数根绳子从动滑轮开始接线,偶数根绳子从定滑轮开始接线。奇动:指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时,绳子的起始端在动滑轮上偶定:指的是当动滑轮上的绳子段数为偶数时,绳子的起始端在定滑轮上.首先根据题意确定承担物重的绳子股数n,若n为偶数,那么绳子的起始端应系在定滑轮上,即要从定滑轮绕起;若n为奇数,则绳子的起始端应系在动滑轮上,即要从动滑轮绕起.在计算承担重物的绳子股数n时,也可以根据n(s是绳子自由端移动的距离,h是重物升高的高度)进行确定.若绳子的固定端固定在动滑轮框上,则n为奇数,并且有n=2×动滑轮个数+1;若绳子的固定端固定在定滑轮框上,则n为偶数,并且有n=2×动滑轮个数;从而可确定动滑轮个数.当n为偶数时,若改变力的方向,则定滑轮和动滑轮个数相等;若不改变力的方向,则定滑轮比动滑轮个数少1.当n为奇数时,若改变力的方向,则定滑轮比动滑轮个数多1;若不改变力的方向,则定滑轮和动滑轮的个数相等.给滑轮组绕线时,每个滑轮上只能绕线一次,并且在动滑轮和定滑轮之间依次绕过,所以动滑轮和定滑轮的个数相差不会超过1.W=FS,做的功不变,力越大,距离越小,时间一定,S=vt,则v越小如图所示,用四个滑轮组分别提起重力为G的物体。如果不计摩擦和动滑轮的重力,那么拉绳子的四个力F1、F2、F3、F4的大小分别是(    )          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.设计一个滑轮组,人利用这个滑轮组站在地面上向下用力提起重1100N的物体,绳子能承受的最大拉力是250N,请画出你设计的滑轮组(不计摩擦和滑轮重).分析与解:由题目已知条件,可得承担物重所需的绳子的股数(股),绳子的股数必须为整数,因此取n=5,所需动滑轮个数为2.n为奇数,由组装原则“奇动偶定”可知,绳子的固定端应系在动滑轮的框上,所需定滑轮个数只能为2或3,由此可设计出如图1甲、乙所示的滑轮组.图1图1甲中的拉力方向是向上的,不符合“人利用这个滑轮组站在地面上向下用力提起重物”的条件,所以是错误的.设计的滑轮组如图1乙所示.例2.重为500N的小军,想设计一个使用滑轮个数最少的滑轮组,站在地面上将质量为180kg的重物提升到3楼,使用的绳子能承受的最大拉力为650N(不计滑轮重、绳重及摩擦,取g=10N/kg).请你帮小军设计符合上述要求的滑轮组,只需画出滑轮组及绕法即可.分析与解:同学们易根据绳子能承受的最大拉力为F大=650 N来进行判断,n= ,作出如图2所示的滑轮组装置,此时忽略了小军的体重只有500 N的条件.当绳子的股数n=3时,拉力F=N,大于小军的体重,小军所能施加的竖直向下的拉力最大为500 N,因此最大拉力F只能为500N.那么n=,根据“奇动偶定”的原则可知,小军站在地面上向下拉,应采用两个定滑轮和两个动滑轮绕制成的滑轮组(如图3所示).图2 图3 图4
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