滑轮与斜面全解.doc

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1、课 题 滑轮与斜面教学目标1、 掌握滑轮的特点学会利用滑轮的特点进行计算。2、 掌握斜面的特点，学会利用其特点解决生活中的问题。重点、难点1、滑轮的特点及其应用。2、斜面的特点及机械效率的计算。3、相关的证明推理题。考点及考试要求会运滑轮、斜面的知识解决实际问题。教学内容知识框架：1、 滑轮2、斜面知识点1：滑轮l1l2F2F1 滑轮：周边有槽、绕轴心转动的圆轮叫做滑轮。滑轮的实质：滑轮实质是变形的，可连续转动的杠杆1、定滑轮：定义：中间的轴固定不动的滑轮。支点是转动轴。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）：拉力：F =

2、G；绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)F1l1F2l22、 动滑轮： 定义：轴的位置随被拉重物一起运动的滑轮，支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点。实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：拉力：F= 1/ 2G（若只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F= 1 /2 (G物+G动)，绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)3、 滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。滑轮组特点：1一般可以既省力又改变力的方向2若不计动滑轮重和摩擦，有几股绳子承

3、担重物，所用的力就是物重的几分之一F = G /n若动滑轮重要计，只忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子 承担，提起重物的力就等于总重量的几分之一，即F=。4、滑轮组组装的方法 怎样确定承担重物绳子段数n：首先要分清楚哪个是定滑轮，哪个是动滑轮：在动滑轮和定滑轮之间画出一条虚线，将它们隔离开来，只查绕在动滑轮上的绳子的段数(包括挂钩) 组装滑轮组：绳子起始端是绑在定滑轮挂钩或绑在动滑轮挂钩两种, 先试一种, 段数不对换另一种5、滑轮组进行计算分析根据物体的平衡条件，对每个滑轮和物体分别进行受力分析，求解平衡方程就能得出结论；分析滑轮受力时注意:同一根绳了各处拉力相等滑轮组平

4、衡时作用在轴上的力为作用在轮边缘上力的2倍。通过距离则相反, 省力就一定要费距离.典型例题：一、 作图题1、将图中各图的滑轮按要求组成滑轮组（不计滑轮重），绳子自由端拉力分别为( )（1） （2）（3） 2、图中要求F甲G/3，F乙G/4，请画出滑轮组的绕线（不计动滑轮重）。二、滑轮的特点1、如图16所示，在动滑轮的挂钩上施加一个竖直向下的拉力F，使物体G匀速上升，下列结论中正确的是 A拉力F大小只是G的一半 B拉力F的大小等于G2、如图6所示，弹簧秤下挂着一个重为1 N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1 N的小球和一个10 N重的物体，小球悬在空中，物体落在桌面上，整个装置都是静止的，这时弹簧秤

5、的读数是( )A、2 NB、3 NC、11 ND、12 N3、利用定滑轮提起重物，沿着如图所示方向的F1、F2、F3来施力拉绳子时拉力大小的关系是F1_ F2_ F3(以上两空选填“”或“”)，这是因为F1、F2、F3的力臂_(选填“相等”或“不等”)4、如图所示，已知物重为G，则各图中的拉力F各为多少？（滑轮重及摩擦不计）5、如图6所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重均为100 N，与水平面间的摩擦力都是30 N，作用于各绳端的拉力分别为F1、F2、F3.，要使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ）A. F1=100N、F2=50N、F3=200N B. F1=30N、F2=60N、F

6、3=15N C. F1=100N、F2=50N、F3=50N D. F1=30N、F2=15N、F3=60N AB6、如图，物体A重120N，在重力为GB的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动，A与桌面之间的摩擦力为f。如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F，物体B匀速上升，则下列选项正确的是（ ）（不计摩擦、绳重及滑轮重）A GB=30NBGB=90N Cf=180ND f=90N乙甲图27、如图2所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体的密度比甲：乙= 2：1，质量比m甲：m乙= 4：5。则下列说法正确的是（ ） （不计绳重、轮重和摩擦） A滑轮组静止时，甲、乙物

7、体受到的合力都为零 B甲、乙两物体的体积比为8：5 C乙对水平地面的压力和甲的重力之比为4：3 D乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3：48、质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图3所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（ ）（g取10N/kg）AF图3A作用在绳端的拉力F为6NB水平桌面对物体A的摩擦力是2NC在1s内拉力F做功1.2JD在1s内拉力F的功率是0.4W9、如图所示的装置中，若拉力F=20N，则A弹簧秤的读数为_，B弹簧秤的读数为_。10、如图所示，摩擦不计，动滑轮重30N，重500N的

8、人站在重100N的吊篮内拉绕过滑轮的绳子使吊篮匀速上升。则人拉绳子的力为_，人对吊篮的压力为_。三、 滑轮的综合应用1、 用如图所示滑轮组，将质量为48kg的物体以0.3ms的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N；若用该滑轮组将重570N的物体匀速提升2m时，不计绳重、绳子的伸长和滑轮内部的摩擦，（g=10Nkg），则（ ）A. 前、后两次滑轮组的机械效率相同 B. 后一次绳端拉力做的功为1380J C. 动滑轮受到的重力是40N D. 前一次绳端拉力的功率是144W图32、图3所示，置于水平桌面上的物体A重980N，物体B重588N，当物体B匀速下降了80cm的过程中，拉动物体A在水平桌

9、面上匀速移动了一段距离；当用一水平向左的力F拉动物体A在5s内匀速移动1m，若不计动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，则（ ） A拉力F为294N，拉力F的功率为58.8W B拉力F为588N，拉力F的功率为117.6WC物体A受到的滑动摩擦力为294N D绳子拉力对物体B所做的功为294J 4、如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40秒内物体移动了8米，拉力F做的功为1280焦。求：拉力F的大小及拉力的功率若动滑轮的重为12牛（不计绳重及摩擦）计算滑轮组的机械效率。 5、用如图所示的滑轮提升重4.5103N的货物A，使A在2s内匀速升高2m。如果拉力F的功率P5kW，

10、忽略绳重和轴摩擦。求：拉力F在2s内做的功和滑轮的机械效率h。若用此滑轮匀速提升物体B时的机械效率h 80%，求物体B受到的重力GB。6世界最长的跨海大桥杭州湾跨海大桥是由我国自行设计、自行投资、自行建造、自行管理的特大型交通设施。在施工期间为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用质量为2吨、每个车轮与水平地面的接触面积为200cm2的四轮小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持2ms不变的速度牵引，如图（a）所示。在打捞的过程中，小型牵引车的牵引功率P随打捞时间t的变化如图（b）所示。已知动滑轮重为200N，不计绳子与滑轮间的摩

11、擦，g取10Nkg，试计算：（1）在打捞的过程，小型牵引车对水 平地面施加的压强是多少？（2）在圆柱体工件没有露出水面前， 所受到的浮力是多少？（3）当圆柱体工件被拉出水面后在空 中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少?图1针对性练习：1、如图1所示，滑轮重及滑轮摩擦不计，物体A和B都处于静止状态。下列几种说法中正确的是（ ）。A两物体重力的大小关系是G12G2 BA物体受到的摩擦力的大小fA=2G2CA物体所受的合力的方向是向右的 DA物体受到三个力的作用，B物体受到两个力的作用2大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图7所示,若不计绳

12、重和摩擦,他至少做了多少功A100J B200J C.300J D.400J3如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。使用时: （1）瘦子固定不动，胖子用力拉绳使匀速上升。（2）胖子固定不动，瘦子用力拉绳使匀速上升。下列说法中正确的是 A B C = 2 D 以上说法都不对 4.如图所示的装置处于平衡状态(O为支点)。已知物重G180N。若不计杠杆和滑轮重，则F应为( ) A、90N； B、120N； C、270N； D、30N。5如图21所示，物重G30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（l）若滑轮重不计，滑轮向移动20cm，则拉力F= N，物体上升 c

13、m。（2）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F N，滑轮向上移动 cm。6（提高）如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80% ，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1 。若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动 ，拉力F2的功率为P2 。滑轮自重和绳重忽略不计，则下列正确的是 AF1=168N P1= 225W BF2=210N P2= 35W CF1= 3F2 P1 = P2 DF1= F2 P1 = 3P2 7（提高） 如图所示，花岗岩石块甲、乙体积

14、之比为13 2，将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端，当把铁块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且OC=2OA。（已知花岗岩的密度=2.6103kg/m3）则下列说法正确的是： AAO OB =1 5 BAO OB =1 4 C液体丙的密度液=1.6103kg/m3 D液体丙的密度液=1.8103kg/m38图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图。这种起重机主要用于房屋建筑施工中物料的竖直或水平输送。（1）由杠杆的平衡条件可知，塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化，起吊幅度越大，起重量 。（2）某塔式

15、起重机是通过电动机带动如图乙所示滑轮组竖直起吊物料的。已知起吊重为3104N的物料时，电动机的输出功率为60kW，物料匀速上升的速度为1.5m/s。试求：电动机作用在滑轮组上的水平拉力F；这次起吊时滑轮组的机械效率。知识点2:斜面和机械效率一、斜面的机械效率二、滑轮（组）的机械效率（一）提升重物问题根据拉力F作用位置不同分为两种情况（二）水平拉动问题，也根据拉力F作用位置不同分为两种情况三、滑轮组的机械效率（不计摩擦）因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关：（1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多；（2）物体越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为做的有用功多，机械

16、效率越高四、机械效率的测量：原理：应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。 C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。典型例题：1(2013西湖一摸)如图所示，将同一重物用甲、乙两种机械举高，甲的机械效率为甲，乙机械效率为

17、乙，且甲乙=75，则分别使用这两种机械时的拉力之比F1F2= 。若甲、丙两滑轮完全相同，提升的重物也相同，则F1 F3 ，若丙的机械效率为丙，则甲 丙。（选填“大于”、“等于”或“小于”）2(2013西湖一摸)） 斜面上有一个重为100 N的箱子A，通过定滑轮与重60 N的重物B相连，在3 s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5 m，此重物B落地，箱子A又经过0.2 s向前滑动了20 cm停下来。若斜面长5米，高2米，则箱子与斜面间的滑动摩擦力是 牛；在箱子滑动过程中重物B共对箱子做了 焦的功；重物B对箱子A做功的功率是 瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)3.在一个高为h、长为L的斜面上，用沿斜面向

18、上的力F把重为G的木块匀速向上拉的过程中，如果斜面的机械效率为，则木块和斜面间的摩擦力表达式错误的是（）4.如图，斜面长为L、高为h，物体重为G，用一个水平推力F将物体匀速推上斜面的顶端则下列说法正确的是（）针对性练习：1、工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上，如图2所示，汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦F为 N；若实际拉力F=1200N，则该斜面的机械效率为 。 2斜面高为H，长为3H，今将重为G 的物体沿斜面以速度V匀速推上去，已知斜面对重物的摩擦力为物体重的1/5，则推力为_，推力的功率_，斜面的机械效率

19、_。图33、底面积为的大木箱原放在水平地面上。如图3所示，现某人用小车将它从斜面底端匀速推上斜面顶端，整个过程历时。已知木箱质量为40千克，人体重，人对车的推力，斜面长，斜面高，求：（g=10牛/千克）木箱对水平地面的压强；木箱沿斜面向上的速度；对木箱所做的有用功；这种情况下的机械效率。4如图所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，求：（1）所需拉力F是多少？ （2）机械的总功率是多少？课后练习：1、如图7所示，每个滑轮均重12N，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内物体移动了8m，拉

20、力F做的功为1280J（不计绳重及机械内部摩擦），下列说法正确的是（ ）A拉力F的大小60N B滑轮组对物体A所做的有用功为1184J甲 乙F1G1F2G22C拉力F的功率32WD. 滑轮组的机械效率为72.5%2、如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G1=G2的重物至相同的高度h，若所用拉力F1=F2，已知甲的机械效率50，则（不计绳重及摩擦） A乙的机械效率75 B乙的机械效率80C拉力F1做的功与拉力F2做的功之比3:2 D甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3:1F甲GF乙甲图3G乙3、如图3所示，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G，用它们分别将物重相同的甲、乙两物体匀速提升相

21、同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为甲、乙则下列关系正确的是A F甲F乙 BF甲F乙 C甲乙 D甲 =乙4、 如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有AB受到的摩擦力为3N，方向水平向左B滑轮移动的速度为0.2m/sC绳子拉物体A的功率为2WD在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N5、小程要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N

22、，小程想站在地上向下拉绳，他最好选择图中_滑轮组来提起重物(选填“a”、“b” 或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果小程的实际拉力是280N，则所选滑轮组的机械效率为_。6、如图所示的装置提升重物，物体重250N，动滑轮重10N，斜面长5m、高3m，人在右侧用F=100N的力拉绳子，使物体匀速地由底部上升到顶端，不计绳子的质量及轮和轴的摩擦，则装置的机械效率为_，斜面对物体的摩擦力为_。7、用滑轮组匀速提升重2000牛的物体，作用在绳子自由端的拉力大小是625牛，拉力做功的功率是1250瓦，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦，求（1）重物上升的速度。（2）如果使用这个滑轮组匀速提

23、升重3500牛的物体，则每段绳子承担的力是多少？8、如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9 103 kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：（1）作用于绳端的拉力F是多少？（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（g=10Nkg）9、在研究斜面特点的探究活动中，小红找来一块木板做了一个斜面，测得斜面高为10cm，长为30cm此后用弹簧测力计测得一木块重2N，小红想，要把木块直接提到10cm高的斜面上，需用力为2N，如果沿斜面拉上去，根据前面议论过的“力”与“距离”的关系，这个拉力大约是直接提上去所用力的1/3通过实验：小红发现这两个力相差不大，根本不是1/3的关系帮小红画出这个实验的草图帮小红评估一下，实验结果与分析不一致，是实验误差还是分析错误，还是别的什么原因？最好能提出改进实验的合理化建议