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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date初三滑轮问题与受力精讲一 、滑轮组打捞问题 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)二、“倒下”的滑轮 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
2、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。三、根据要求设计滑轮组 例1. 如图1所示,若,当,求此时拉力,拉力功率,机
3、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
4、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
5、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
6、得:所以所以物体露出水面的高度为h课堂习题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
7、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?【课堂试题答案】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%-
限制150内