1、第第 11 讲讲 滑轮滑轮 定滑 轮的 杠杆 原理 等臂杠杆: 12 FF, 即: FG 拉物 =s h; =vv 绳物 其中: s 为绳子端的移动距离, h 为物体移动距离. 动滑 轮的 杠杆 原理 省力杠杆: 12 1 2 FF, 即: 1 2 FGG 拉物轮 （） =2sh; =2vv 绳物 其中: s 为绳子端的移动距离, h 为物体移动距离. 知识互联网知识互联网 知识导航知识导航 反拉 滑轮 模型 受力分析: 1 2FFG 动 费力省距离: 1 2 sh; 1 = 2 vv 人物 其中: s 为绳子端的移动距离, h 为物体移 动距离. 水平 滑轮 问题 1 Ff 物; F ss
2、物; F vv 物 2 1 2 Ff 物; 2 F ss 物; 2 F vv 物 3 2Ff 物; 1 2 F ss 物; 1 2 F vv 物 滑轮组 特点: 1. 由几个滑轮组合起来使用的装置叫滑轮组; 2. 既可以改变用力的方向, 又可以省力. 受力分析: (将重物与动滑轮看做一个整体) 1 FGG n 拉物轮 （） ; F sns 物; F vnv 物 其中 n 为承重绳子的段数. 整体 法解 基本 滑轮 模型 FGF 人支拉 FGF 人支拉 多绳 缠绕 同一根绳子上的力相等. 注意: 若计滑轮重力, 受力分析时候勿忘动滑轮的重力. 滑轮与 杠杆的 结合 有滑轮有杠杆, 核心方程在杠杆
3、: 1. 先对左边滑轮组部分进行受力分析: 1 ( 3 A FGG 物动） 2. 再对人进行受力分析: B FGF 人支 3. 最后列杠杆平衡方程: AB FOAFOB 即: 1 ( 3 GGOAGFOB 人物动支 ）（） 【例1】 用如图所示滑轮组提起重物, 不计动滑轮自重和摩擦, 若拉力 F 为 50N, 则物重 G 为 N , 若绳子的自由端向上拉 0.6m , 则重物升高 m. 【答案】 150; 0.2 夯实基础夯实基础 模块一模块一: : 常规滑轮组的受力分析常规滑轮组的受力分析 【例2】 如图所示, 甲、 乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上, 用滑轮 组匀速提升重为 600N 的
4、物体时, 悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所 受的拉力分别为 F甲、F乙, 已知每个滑轮重 30N, 不计绳重及滑 轮轴间的摩擦, 则拉力 F甲、F乙的大小分别为( ) A. F甲630N F乙630N B. F甲900N F乙975N C. F甲870N F乙975N D. F甲975N F乙450N 【答案】 B 【例3】 如图所示, 工人利用滑轮组把货箱和自己匀速提升至高处. 已知工人 重为 800N, 货箱重为 2000N, 两个动滑轮的总重为 400N. 不计绳重及 滑轮轴摩擦, 货箱受到两个动滑轮的拉力大小为 N . 【答案】 2160 【例4】 如图所示, 物体 A 重20N, 动滑轮重
5、2N, 物体 B 重12N, 则弹簧测力计的 读数和 A 对地的力为 ( ) A. 12N 20N B. 26N 8 N C. 24N 20N D. 24N 8 N 【答案】 B 【例5】 如图所示, 体重为 600N 的人站在地上提升重物, 使重物以1.5m/ s的速度匀速上升. 已知动 滑轮重力为 50N, 被提升重物的重力为 300N. (不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) , 则人对绳 子的拉力为 N; 人对地的压力大小为 N; 人拉绳子的速度为 m / s. 【答案】 175; 425 ; 3 能力提升能力提升 B A 【例6】 在水平桌面上放一个 200N 的重物, 现用如图所示装置将
6、物体匀速拉动, 物体与桌面的摩擦 力是 48N, 不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦, 水平拉力 F 为_N . 若绳子自由端移动 速度为 0.6m/s , 则物体移动速度为 m/s. 【答案】 16; 0.2 【例7】 如图所示, 重 500N 的人站在重 2500N 的船上, 用滑轮组把船匀 速拉向岸边, 人和船相对静止. 船受到水的阻力为 900N. 不计绳重和滑轮轴摩擦, 人拉绳的 力为 ( ) A. 300N B. 450N C. 1100N D. 2700N 【答案】 A 【例8】 如图所示, 用动滑轮拉着一个物块在水平方向运动. 当拉力 F 为 10N 时, 物块恰在水平方向 做匀速
7、直线运动, 则物块所受的滑动摩擦力大小为 N; 当 F 增大到14N时, 物块受到 的合力大小为 N . (忽略滑轮摩擦以及动滑轮重和绳重) 【答案】 20; 8 【例9】 如图所示, 物体A重120N, 物体B重15N, 在物体B的作用下物体A在水平桌面上向右做 匀速直线运动. 如果在A上加一个水平向左大小为F的拉力, 使物体B以0.2m/s的速度匀 速上升(不计滑轮轴摩擦、绳重及滑轮重) , 则 ( ) A. 拉力的大小为30N 夯实基础夯实基础 能力提升能力提升 F 模块二模块二: : 水平水平滑轮滑轮组的组的受力受力分析分析问题问题 B. 拉力的大小为60N C. A 运动的速度0.4
8、m/s D. A 运动的速度0.2m/s 【答案】 B 【例10】 如图所示, 用 24N 的水平拉力 F 拉滑轮, 可以使重 20N 的物体 A 以 0.2m/s 的速度在水平地 面上匀速运动. 物体B重10N, 弹簧测力计的示数为5N且不变. 若不计轮重、 弹簧测力计重、 绳重和轴摩擦, 则地面受到的摩擦力为 N; 滑轮移动的速度为 m/s. 【答案】 7 ; 0.1 【例11】 如图所示的每个滑轮重 0.5N, 物体 A 重 6N, 托板重 1N. 在 2s 的 时间内, 拉力 F 的作用点沿竖直方向匀速升高了 1.2m, 这个过程 中, 不计滑轮轴摩擦和绳重, 则: (1) 拉力 F
9、的大小为 N. (2) 物体 A 上升的速度为 m/s. (3) 天花板对定滑轮拉力大小为 N. 【答案】 2; 0.15; 4.5 【例12】 已知如图所示重力为150N的物体 A 挂在滑轮组上, 整个装置处于平 衡 状态, 人的重力为600N, 每个滑轮重均为50N, 不计绳重和摩擦, 人 对 地面的压力为 , 测力计的示数为 . 【答案】 200N; 7 0 0 N 夯实基础夯实基础 能力提升能力提升 模块三模块三: : 定滑轮上定滑轮上的的受力受力分析分析问题问题 【例13】 体重为 550N 的小明同学站在地面上, 欲使用如图所示的滑轮组提升重力 为 800N 的重物. 已知每个滑轮
10、重力大小为 60N. 第一次人用 F1=150N 的力 向下拉绳子, 物体没有被提起, 则此时物体对水平地面的压力大小为多少? 第二次人用更大的力向下拉绳子, 使物块匀速上升, 则此时人对地的压力 大小为多少? 天花板对定滑轮的拉力大小为多少? (不计绳重及绳与轮之间 的摩擦) 【答案】 560N ; 120N; 1350N 【例14】 如图所示的装置中, 重 600N 的人用力拉绳, 使装置处于静止. 装置中 的滑轮 A 重 500N, 滑轮 B 重 200N, 底板 C 重 100N. 不计轴摩擦及绳重 , 人对底板 C 的压力为_N. 【答案】 475 【例15】 如图所示, 是一套简易
11、升降装置的示意图, 其上端固定在 楼顶, 工 人用力拉绳子, 装置可使人与工作台升至所需高度, 装置中滑轮A、 B、C 的重力分别为 100N、50N、40N, 人的重力为 600 N, 当人用 100N 的拉力向下拉绳子时, 地面对工作台的支持力为 450 N, 则工 作台的重力为_N. (不计绳重和轴摩擦) 【答案】 150 【例16】 如图所示, 一个体重为 510N 的人, 用滑轮组拉重 500N 的物体 A 沿水平方向以 0. 02m/s 的速度匀速运动. 运动中物体 A 受到地面的摩擦阻力为 200N, 动滑轮重为 20N. 不 计绳重和摩擦. 地面上的定滑轮与物体 A 相连的绳子
12、沿水平方向, 地面上的定滑轮与动滑轮 相连的绳子沿竖直方向, 人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上, 则 下列计算结果中, 错误的是 ( ) 夯实基础夯实基础 能力提升能力提升 模块四模块四: : 多绳缠绕的滑轮组问题多绳缠绕的滑轮组问题 A. 绳子自由端受到的拉力大小是 110N B. 人对地面的压力为 400N C. 人对地面的压力为 250N D. 绳子自由端运动速度是 0.02m/s 【答案】 C 【例17】 某工地工人在水平工作台上通过滑轮组匀速提升货物, 如图所示. 已知工人的质量为 70kg. 第一次提升质量为 50 kg 的货物时, 工人对绳子的拉力为 F1,
13、 对工作台的压力为 N1; 第二次 提升质量为 40 kg 的货物时, 工人对绳子的拉力为 F2, 对工作台的压力为 N2. 已知 N1与 N2 之比为 41: 40, g 取 10N/kg, 绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计. 则 F1与 F2之比为 . 【答案】 6:5 【例18】 如图所示是小明用滑轮组提升水中物体 A 的示意图. 当物体 A 完全在水面下被匀速提升的 过程中, 物体A所受浮力为80 N, 小明对绳子竖直向下的拉力为F1, 水平地面对小明的支持 力为 N1. 当物体 A 有 1/2 的体积露出水面且静止时, 小明对绳子竖直向下的拉力为 F2, 水平 地面对小明的支持力为 N2
14、. 已知动滑轮所受重力为 120 N, 小明所受重力为 600 N, N1N2 1312. 不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力, 则物体 A 所受重力为_N. 【答案】 640 夯实基础夯实基础 能力提升能力提升 模块五模块五: : 利用差量法快速计算利用差量法快速计算 【拓1】 如图所示, 体重为 600N 的人站在高台上提升重物, 使重物以1.5m/ s的速度匀速上升. 已知 动滑轮重力为 60N, 被提升重物的重力为 300N. (不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) 则: 则人对绳子的拉力为 N; 人对地的压力大小为 N; 人拉绳子的速度为 m/s. 【答案】 120; 720 ; 4.5
15、 (模块一: 常规滑轮组的受力分析) 【拓2】 如图所示, 用200N的拉力拉着物体 A 在水平面上匀速向左运动, A 与滑轮组相连的绳子所 受的拉力为 A 所受摩擦力的 3 倍, 若不计滑轮重、 绳重及滑轮装置的摩擦, 则 B 与地面间的 摩擦力为_N. 【答案】 75 【拓3】 如图甲所示, 重为 80的物体在大小为 30、水平向左的拉力 F1作用下, 在水平面上以 0.4m/s 的速度做匀速运动,滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计. 改用如图乙所示滑轮组 后, 该物体在水平向右的拉力F2作用下, 在相同的水平面上向右匀速运动0.6m, 则物体与地 面之间的摩擦力为 ; 拉力 F2的大小为
16、 , F2拉动的距离为 m. 【答案】 60; 90; 0.4 (模块二: 水平滑轮组的受力分析) 【拓4】 如图所示装置中, 站在地面上的人体重为600N, 绕过滑轮B的绳子的一端系在人的腰上, 用 手拉住绕过滑轮 A 的另一根绳子的一端, 要使人匀速上升, 则手拉绳子的力 F 多大？(A、B 滑轮的重、绳子重不计, 各处摩擦都不计) 甲 乙 思维拓展训练思维拓展训练 (选讲选讲) 【答案】 (模块三: 多绳缠绕的滑轮组问题) 在解决有关滑轮的习题中 ,首先要明确哪个是定滑轮 ,哪个是动滑轮 ,滑轮是杠杆类型的简 单机械 ,不但可以用有关滑轮的作用来解题 ,也可以用杠杆原理分析它的作用. 此
17、题中 ,A 是定滑轮 ,实质是等臂杠杆 ,B 是动滑轮 ,实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆 ,把人作为研 究对象 ,用杠杆原理分析滑轮 A、 B 的作用 ,用平衡力分析人的重力情况 ,设手拉绳子的力为 F ,则 1 2 FFG , 22 600N400N 33 FG. 【拓5】 质量为 60kg 的小明站在水平地面上, 利用如图所示的装置提升物体 A. 物体A的质量mA为72kg, 底面积SA为 22 2 10m . 当小明施加竖 直向下的拉力为F1时, 物体A未被拉动, 此时物体A对地面的压强p 为 3 5 10 Pa, 小明对地面的压强为 p1; 当小明施加竖直向下的拉力为 F2时, 物体
18、A 恰好匀速上升, 小明对地面的压强为 p2, 且 12 :16:15pp . 已知 B、C、D、E 四个滑轮的质量相同, 不计绳重和 摩擦, g 取 10N/kg. 求: (1) 当小明施加竖直向下的拉力 F1时, 物体 A 对地面的压力 FN = N; (2) 每个滑轮所受的重力 G0= N; 【答案】 (1) 100 (2) 60 (模块五: 利用差量法快速计算) 【练1】 如图所示, 吊篮的重力为 200N, 动滑轮的总重力为 50N, 定滑轮重力为 40N, 人 的重力为 600N, 人在吊篮里拉着绳子不动时需用力 N. (不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) 【答案】 170 【练2】
19、如图所示, 滑轮组在拉力 F 为 40N 的作用下, 拉着重 300N 的物体 A 以 1m/s 的速度在水平 面上匀速移动, 物体A匀速运动时受的阻力为70N , 忽略滑轮摩擦和绳重, 10s内绳自由端移 动的距离_m , 动滑轮重为_ _N. 实战演练实战演练 【答案】 20 10 【练3】 在水平地面上放置一个重为360N的物体, 用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮 的摩擦) , 拉力 F 等于 40N , 则物体与地面间的摩擦力应为 N. 【答案】 80 【练4】 如图所示装置, 物体 B 放在水平桌面上, 物体 A 通过滑 轮组拉住物体 B, 此时物体 B 保持静止. 小明
20、用竖直向下 大小为2N的力F1拉重为1N物体A时, 物体B以0.06m/s 的速度水平匀速向右运动; 小明只用水平向左的拉力 F2 拉物体B时, 物体A以0.3m/s的速度匀速上升. 不计轮重、 绳重和轴摩擦, 则 (1) 物体 B 受到的滑动摩擦力大小为 N. (2) 水平向左拉物体 B 时, 拉力 F2的大小为 N. 【答案】 (1) 9 (2) 12 【练5】 如图所示装置, 当左端动滑轮 M 下不挂重物时, 物体 B 刚好在水中匀速下沉, 通过右端滑 轮组拉着重 200N 的物体 A 在水平面上做匀速直线运动. 当左端动滑轮 M 下挂着物体 C 时, 物体 B 在水中匀速上升( 物体
21、B 未露出水面) ; 当物体 B 完全露出水面后, 用另一个物体 D 替换物体 C, 可以使物体 B 匀速上升. 已知: B 的密度 B=5水, 物体 C 与物体 D 质量的比值 是 15:17, 每个滑轮的质量均为 3kg. 不计绳重、滑轮组装置的摩擦及物体在水中的阻力, g=10N/kg. 下列说法正确的是 ( ) A. 物体 B 浸没在水中受到的浮力是 6N B. 物体 B 受到的重力是 300N C. 物体 A 与水平面的摩擦力是 18N D. 物体 D 的质量是 51kg 【答案】 B 00 11 () 23 B fGGGF 浮 00 11 ()() 23 CB GGfGGF 浮 00 11 ()() 23 DB GGfGG B: 5:1GF 浮 :15:17 CD GG 联立, 得 f=75N GC=300N GB=300N GD=340N F浮=60N