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1、学生姓名 学科 物理 教师姓名 程小可 课时 第次课 授课日期 2012.03.知识框架：动滑轮：和重物一起移动的滑轮 定滑轮：中间的轴固定不动的滑轮滑轮的实质是杠杆的变形。定滑轮实质上是等臂杠杆；动滑轮实质上是动力臂为阻力臂2倍的杠杆。滑轮组：动滑轮和定滑轮的综合运用，它既能省力，在需要的时候还可以改变用力的方思路汇总：题型体系:题型一、正确判断滑轮组的省力情况例1如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1=；F2=；F3=。不计滑轮本身的重和摩擦判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体，即有几段绳子承担物体的重，不能根据
2、动滑轮的个数来判断省力的大小，也不能根据滑轮的总数来判断省力的大小 ，题型二、水平面上的滑轮组问题例1如图所示，用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进，在绳的端点A的作用力 F=300N，重物与地面间的摩擦力f为多大？将重物移动的距离为 S=1m，绳端A移动的距离为多少？不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦？由图中可见对于滑轮组，右侧为定滑轮，左侧直接拉物体的是动滑轮，与此动滑轮连接的绳子段数有三段，每段绳子的拉力是F，所以动滑轮拉物体力F1=3F对被拉物体再进行受力分析可知，重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力，又由于重物沿水平面匀速运动，因此摩擦力与拉力大小相等所以，滑轮对重物
3、的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力f=F1=3F将重物移动1m，与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1 m，所以绳端A移动的距离应为3 m动滑轮拉物体的力F1=3F，由二力平衡条件可知：f=F1=3F=900N绳端A移动的距离： S1=3S=3mF=900N、 S1=3m题型三、能按要求组装滑轮组例1一条绳子最多能承受1000的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图（动滑轮重及摩擦不计）在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数n，即注意n取整数，若计算出n是小数，都采用“入”的办法绳子的股数，则n应取4，不能按四舍五入去处理然后，根据n的数
4、值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法如果不要求改变用力方向，则只需要用一个定滑轮，绕线如图（甲）；如果要改变用力方向，则需要两个定滑轮，绕线如图乙）题型四、与压力有关的滑轮问题例1如图所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是_N,水平地面受到物体G的压力是_N(不计摩擦)滑轮在竖直方向上受到竖直向下的重力G1N,两股绳竖直向下的拉力,其中每股绳上的拉力F都是2N;滑轮受到弹簧测力计竖直向上的拉力F,由于滑轮处于平衡状态,受到的是平衡力,如图12-52所示,所以: FGFF1N2N2N5N 即弹簧测力计的示数是5N物体G
5、放置在水平地面上,受到竖直向下的重力G100N,绳子竖直向上的拉力F2 N,还受到水平地面竖直向上的支持力N,由于物体静止不动,它受到的是平衡力.即:NGF100N2N98N.水平地面对物体的支持力是98N,由于物体对水平地面的压力和水平地面对物体支持力是大小相等,所以物体G对水平地面的压力就等于98N.题型五、滑轮组绕线问题（第一类：自由端绳子拉力方向已知类）对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问题，一般采用从自由端绳子处入手，逆着拉力方向由外向里的绕线方法。例1如图所示，要求滑轮自由端的绳拉力方向向上，请在图中用笔画线，设计出符合要求的滑轮组绕线。题中已明确要求滑轮自由端的绳拉力方向向上
6、，则自由端的绳一定是从动滑轮处出来的。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照图2中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在动滑轮的挂钩上，从而设计出符合要求的滑轮组绕线，如图2所示。例2住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图3所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。请你帮瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。滑轮自由端的绳头一定是从定滑轮处出来，人站在地上向下拉绳。于是可以从自由端绳子处入手，逆着此拉力方向，按照图4中的、的顺序，由外向里绕线，最后将绳子固定在定滑轮的挂钩上，从而设计出图4所示的滑轮组绕线方式。题型六
7、、滑轮组绕线问题（第二类：自由端绳子拉力方向未知类）对于自由端绳子拉力方向未知的问题，通常采用由里向外的绕线方法。此类问题又可细分为两小类：1、承担物重的绳子段数可确定类已知被提起重物的重G及自由端的绳拉力F，或者已知自由端的绳移动距离S及重物被提升的高度h时，可先根据题目的具体条件，运用n=G/ F或n=S / h确定出承担物重的绳子段数n，然后依据“奇动偶定”（当绳子的段数为奇数时，绳子的固定端系在动滑轮的挂钩上；当绳子的段数为偶数时，绳子的固定端系在定滑轮的挂钩上）的规律确定出绳固定端的位置，然后从绳固定端开始，由里向外进行绕线。例1用图所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求拉力为物
8、重的二分之一（忽略摩擦以及绳和滑轮的重力），请在图中画出绳子的绕法。由n=G/ F可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为2，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在定滑轮的挂钩上。于是从定滑轮的挂钩处开始，按照图6中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法。例2用图所示的两个滑轮组成一个滑轮组提升重物，要求绳子的自由端拉过3 m时，重物升高1m，请在图中画出绳子的绕法。由n=S / h可知，所要求的滑轮组承担物重的绳子段数为3，依据“偶定奇动”规律，绳子的固定端应系在动滑轮的挂钩上。于是从动滑轮的挂钩处开始，按照图7中的、的顺序由里向外绕线，便得到符合要求的绳子绕法，如图所示。2.承
9、担物重的绳子段数不可确定类自由端绳子拉力方向未知，且根据题意不容易确定绳固定端位置时，由于绳的固定端不外乎在动滑轮的挂钩上或在定滑轮的挂钩上这两种情况，因此可以采取尝试的方法得到符合要求的绳子绕法。例1在图中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。先用铅笔尝试画图。当绳固定端在定滑轮的挂钩上时，从定滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如图6所示；当绳固定端在动滑轮的挂钩上时，从动滑轮的挂钩处开始，由里向外绕线，得到绳子绕法如图7所示。因为图6所示滑轮组承担物重的绳子段数为2，图7所示滑轮组承担物重的绳子段数为3，于是可将图6所示画法否定。例2欲利用图所示的3个滑轮组成滑轮组，请补画出
10、该滑轮组完整的绕线。先用铅笔尝试画图。当绳固定端在动滑轮的挂钩上时，从绳固定端开始，由里向外绕线，会发现最下面的那个动滑轮用不上（同学们可自己画一画），不符合用3个滑轮组成滑轮组的要求。于是改为把绳子固定在定滑轮的挂钩上，从绳固定端开始，由里向外绕线。进而得到符合题目要求的绳子绕法如图9所示。题型七、浮力与滑轮例1小阳站在地面尚脚与地面的接触面积是，且保持不变，用图甲所示的滑轮组提起在水中的物体A，物体A重GA=735N，体积为VA=1.52m3。当物体缓慢匀速竖直上升，在物体A未离开水面前，小阳对地面的压强是p1，使用滑轮组的机械效率是1；在物体A完全离开水面后，小阳对地面的压强是p2，使用
11、滑轮组的机械效率是2。水对物体的阻力、滑轮组与轴的摩擦、绳重和绳的伸长都忽略不计时，P1:P2=5:4，1: 2=84:85。小阳仍用该滑轮组加一个定滑轮匀速拉动放在水平地面的物体B，如图乙所示，他对地面的压强p3=2.94103Pa，物体B在t=3s时间内移动s=0.6m。（g取9.8N/kg），求：（1）物体A的密度A及它在水中所受的浮力；（2）小阳的体重；（3）当小阳拉动物体B时，机械效率和总功率。例2如图所示，物体A重1000 N，其体积为4102m3，B、C都是完全相同的动滑轮；杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OE:OD=2:1。小成受到的重力为600N，当物体A完全浸没在水中时，
12、他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力F1，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压强为p1；当物体A有一半体积露出水面时，小成在E点施加竖直向下的拉力F2，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压强为p2，已知p1:p2=5:3，杠杆ED和细绳的质量，以及滑轮的轴摩擦均忽略不计。求：（1）物体A浸没在水中受到的浮力（2）动滑轮B受到的重力；（3）小成在E点施加竖直向下的拉力F2。例3用滑轮组将密度为 2.8103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升0.5m，加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是A.金属块受到的重力与浮力是平
13、衡力 B.拉力F的有用功是280J C.金属块受到的浮力是200N D.滑轮组的机械效率是75%因金属块完全浸没，所以排开液体的体积和本身的体积相等，根据V=m求出金属块的体积，利用F浮=gV排求出金属块受到的浮力；因金属块匀速上升再对金属块受力分析求出绳子对金属块的拉力，根据W=Fh求出拉力F的有用功；由滑轮组可知绳子的有效股数，根据F=1n（F拉+G动）求出滑轮组绳子的拉力，根据W=Fs求出总功，利用=W有W总=求出滑轮组的机械效率解答：解：金属块的体积为V=m=56kg2.8103kg/m3=0.02m3，金属块完全浸没，金属块受到的浮力为F浮=gV排=gV=1.0103kg/m310N
14、/kg0.02m3=200N；对金属块受力分析可知：受到竖直向上的拉力F拉和浮力F浮、竖直向下的重力G，物体匀速上升，F拉=G-F浮=mg-F浮=56kg10N/kg-200N=360N；拉力F的有用功为W有=F拉h=360N0.5m=180J；由滑轮组可知绳子的有效股数n=2，滑轮组绳子的拉力F=1n（F拉+G动）=12（360N+120N）=240N，拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=240N20.5m=240J，滑轮组的机械效率=W有W总=180J240J=75%故选CD例4科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型如图所示。模型总质量为mA，底面积为SA，A底
15、部与浮子B 通过滑轮用细绳相连。水位上升时，浮子B 下降；水位下降时，浮子B 上升，保持航标灯静止时A 浸入水中的深度始终为h，浮子B 质量为mB，则浮子B的体积为 。（水的密度为水，不计绳重和摩擦）例5小军利用滑轮组竖直向上匀速提升物体，如图所示，第一次提升时，滑轮组的机械效率为75%，地面对小军支持力为F1；第二次提升时，将物体完全浸没在某种液体中匀速提升，地面对小军支持力为F2， F1: F2=1:4，已知小军的质量为70kg，提升的物体质量为90 kg,假设在拉绳子的过程中，小军对绳子的拉力与地面的压力始终竖直向下，且在同一直线上,不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则第二次浸没在液体中匀速提升时，液体对物体的浮力大小是 N。例6如图所示,m甲:m乙=1:4,甲=2103千克/米3,乙对地面压力为F,若将甲没入水中,乙对地面压力为F，,求F:F，。（不计滑轮、绳子的质量和摩擦，g=10牛/千克）A.1：3，
