吃透這些知識點和題型,讓你愛上初中物理《滑輪及其應用》

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1、定滑輪

①認識滑輪:滑輪是一個周邊有槽、能繞軸轉動的小輪。

②定義:輪軸固定不動的滑輪叫做定滑輪。

③實質:是一個等臂槓桿。定滑輪可以看成一個支點在中心,動力臂L1、阻力臂L2都等於滑輪半徑的槓桿,並且滑輪兩端繩子收到的拉力相等。

如圖所示:

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④三個特點:使用定滑輪一不能省力但,二能改變動力的方向,三繩子兩端移動的距離相等。

根據槓桿平衡條件(忽略繩子與滑輪間摩擦)可得:F1L1=F2L2 (L1=L2)

如圖1即:定滑輪不省力,可以改變力的方向

⑤如(圖1)定滑輪運動分析

A. 重物與繩子一端同時移動,且移動距離相等;

B. 繩子所受的拉力處處相等,等於繩子自由端的拉力,且等於物體重力;

C. 整個運動做勻速直線運動;

D. 支點在滑輪中心處,動力臂和阻力臂均等於滑輪半徑;改變動力方向,動力大小不變。圖2.

⑥定滑輪(忽略繩輪間摩擦力影響)其他情況:

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【分析】定滑輪的特點不省力、但能改變力的方向,定滑輪實質是一個等臂槓桿。

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【點評】本題主要考查學生對定滑輪工作特點的瞭解和掌握,知道定滑輪的特點:不省力但可以改變力的方向。

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【分析】根據彈簧測力計的示數,計算繩子的拉力,求出B的重力。

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【點評】本題考查了學生對物體進行受力分析的能力,是一道基礎題,要熟練掌握。

2、動滑輪

①定義:輪軸隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪。

③實質:是一個省力槓桿。動滑輪可以看成一個支點在一端,動力臂(等於輪直徑)是阻力臂(等於輪的半徑)兩倍的槓桿。如圖所示:

如圖所示:

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④三個特點:使用動滑輪一能省一半力,二不能改變動力的方向,三繩子兩端,動力移動的距離是阻力移動距離的2倍。

根據槓桿平衡條件(忽略繩子與滑輪間摩擦)可得:

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即:動滑輪省一半力,但不能改變力的方向

⑤如(圖3)中動滑輪運動分析

A.重物與動滑輪、支點同時移動;

B.繩子所受的拉力處處相等,等於繩子自由端的拉力;

C.整個運動做勻速直線運動;

D.支點在繩子與滑輪連接處,動力臂是阻力臂的2倍。

注意:

a當作水平運動時:

重物和動滑輪一起做豎直方向運動時不能忽略動滑輪重力,重物和動滑輪一起做水平方向運動時可以忽略動滑輪重力,需要克服的阻力是摩擦力。

b當改變動力方向時:動力臂大小和方向發生變化,對應動力大小也會發生改變。

如圖所示:若不計滑輪重,繩子與滑輪間的摩擦力,

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⑥動滑輪(忽略繩子重力和繩輪間摩擦力影響)其他情況:

注意:對滑輪進行受力分析時,利用二力平衡條件進行分析

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【分析】定滑輪是指軸固定不動的滑輪,不省力,但能改變力的方向。

動滑輪是軸與物體一起移動的滑輪,能省一半的力,但不能改變力的方向。

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【點評】主要考查了定滑輪和動滑輪特點的認識,是一道基礎題目。

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【分析】定滑輪的輪軸是固定的,使用定滑輪不能省力,但可以改變力的方向;

動滑輪的輪軸與物體一起運動,使用動滑輪可以省力。

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【點評】解決此類問題要會判斷定滑輪和動滑輪,並且能夠找到它們之間的區別。

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【分析】動滑輪是一個變形槓桿,找出其支點,做出三個動力的力臂,分析動力臂的大小關係,根據槓桿平衡條件分析動力的大小關係。

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【點評】此題主要考查的是學生對動滑輪上力臂的長短關係、槓桿平衡條件的理解和掌握,基礎性題目。

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【分析】先得出物體由幾根繩子承擔,則繩子移動的距離是物體移動的距離的幾倍,拉力就是物重的幾分之一。

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【點評】本題考查了動滑輪的特點,解決此題的關鍵是判斷出來物體的力由幾根繩子承擔,屬於易錯的題目。

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【點評】本題考查了使用動滑輪時拉力和繩子自由端移動距離的計算,基礎性題目。

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【分析】定滑輪是一個等臂槓桿,動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的槓桿,省1/2力多費1倍距離。

已知用一個動滑輪使物體向上運動,所以動滑輪上有2段繩子,繩端的拉力是物體重力和動滑輪重力的一半,根據此關係求出動滑輪的重力。

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【點評】本題考查定滑輪特點及動滑輪重力的計算,關鍵是明白拉力與物重以及動滑輪的關係,難點是判斷動滑輪上繩子的段數。

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【分析】定滑輪和動滑輪的主要區別是:動滑輪會隨物體一起運動,定滑輪不隨物體運動。

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【點評】本題考查定滑輪和動滑輪的特點,根據特點的不同分析判斷哪一種是定滑輪。

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【分析】本題為動滑輪的使用,繩子兩端的力的和等於軸的力,再由二力平衡的條件分析。

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【點評】本題考查了動滑輪的特點和二力平衡的條件的應用。注意不要機械地應用動滑輪省一半力。

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【分析】要解答本題需掌握:動滑輪特殊使用時,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移動距離是重物移動距離的二分之一

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【點評】本題主要考查學生對動滑輪特點的瞭解和掌握,是一道難題。

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【分析】此題是動滑輪的一種特殊使用方法,正常使用時是將物體掛在輪軸上,拉繩子的一端。而特殊使用方法恰好相反,拉軸將物體掛在繩子的末端。動滑輪的特殊使用方法,不僅不省力而且費1倍的力,用2倍的力,但能夠省一半的距離。

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【點評】此題考查的是動滑輪的特殊使用方法。我們只要用我們學到的有關於動滑輪的知識就可以很好的解答此題。

3、滑輪組

①定義:定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫滑輪組。

②特點:既可以省力,又可以改變力的方向。

③探究滑輪組中繩子的受到的拉力(即繩子自由端所受拉力,也叫動力)和滑輪組中繩子的幾種繞法

一個定滑輪與一個動滑輪繞成滑輪組的三種繞法:

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【點評】本題考查拉力、速度的計算,關鍵是公式及其變形的靈活運用,難點是對動滑輪上繩子段數的判斷。

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【點評】本題考查使用滑輪組拉力的計算,解題的關鍵是知道水平使用滑輪組時,目的是克服摩擦力做功。

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【點評】本題考查速度和動滑輪重的計算,本題的關鍵是知道動滑輪上繩子的段數,本題的重點是公式的靈活運用。

4、繩子的繞法是本節重點

滑輪組的繞線應遵循以下三條原則:

①滑輪組繩復子的繞法有兩種:一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,繞過下面的動滑輪,再繞過上面的定滑輪;二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上,繞過定滑輪,然後再繞過動滑輪。每個滑輪,繩子只能繞一次。

②遵循“奇動偶定,從裡向外”的畫法:若繩子段數為偶數,繩子固定端在定滑輪上;若繩子段數n為奇數,繩子固定端在動滑輪上。(n為繞動滑輪的繩子段數)

③在判斷滑輪組省力情況時,關鍵是確定承擔總重的繩子段數n,也就是有幾段繩子和動滑輪相連。

最省力時繩子段數n與滑輪個數n′的關係是n=n′+1。

④這裡的n為繞動滑輪的繩子段數,同時也表示拉力和物體與動滑輪總重力的倍數關係。

具體畫法如下圖所示:


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【分析】要解決此題,需要掌握滑輪組的省力特點:滑輪組由幾段繩子承擔物重,提起繩子的力就是物重的幾分之一。

首先根據拉力和物重確定繩子的段數,後確定繩子的繞法。

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【點評】此題主要考查了滑輪組繞法,首先要掌握滑輪組的省力特點。確定承擔物重的繩子的段數。

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【點評】本題考查了兩個知識點,一是滑輪組的省力多少是由繞過動滑輪的繩子的股數決定的;二是裝配滑輪組,要根據要求選擇合適的滑輪組。

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【分析】滑輪組的省力情況取決於承擔物重的繩子的段數,也就是看有幾段繩子連著動滑輪,段數越多越省力。

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【分析】要解決此題,需要掌握滑輪組的組裝。在繞線時,可以從動滑輪或定滑輪繞起,在題目中要根據實際情況而定。

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【點評】此題主要考查了滑輪組的組裝,要掌握滑輪組的兩種繞線方式:可以從定滑輪或動滑輪繞起。解決此題的關鍵是確定用力的方向。

5、斜面

組成:如圖甲所示,將木板搭在車廂上就構成了一個斜面。

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