1、定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動的滑輪。
②實質(zhì):定滑輪的實質(zhì)是:等臂杠桿
③特點:使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。
2、動滑輪:
①定義:和重物一起移動的滑輪。
②實質(zhì):動滑輪的實質(zhì)是:動力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
3、滑輪組
①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
②特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向
4)機械效率 用動滑輪提升重物為例 有用功:為了達(dá)到目的,無論采用哪種辦法,都必須做的功.相當(dāng)于直接用手做的功.W有=Gh. 額外功:并非人們需要但由于采用某種機械又不得不做的功.如克服動滑輪重及摩擦所做的功.W額外=G動h+f摩S. 總功:人通過機械做的功.人通過機械做功過程中,完成了有用功的同時,也完成了額外功,所以人通過機械做的功叫做總功.W總=FS=W有用+W額外. 機械效率:有用功跟總功的比值.,在實際狀態(tài)下,額外功不可避免,有用功總小于總功,所以η (5)提高機械效率的方法由,可知W有用一定,W額外越小,η越大;W額外一定,貨物越重,W有用越大,η越大,即充分發(fā)揮了機械效能. (6)功率(概念、意義、公式及單位參閱知識網(wǎng)絡(luò)部分) 功率和效率是兩個完全不同的物理量,又沒有直接關(guān)系,不能混淆. (7)機械能 一個物體能夠做功,我們就說它具有能量. 能量是一個總概念,它含有多種形式,如機械能、內(nèi)能、電能、原子能等.機械能是能量中最基本的一種形式,是學(xué)習(xí)其它形式能量的基礎(chǔ). 動能和勢能統(tǒng)稱為機械能.只說動能或勢能也是機械能.在數(shù)量上,一個物體的機械能等于它的動能和勢能之和. 一個物體能夠做功,我們就說它具有能量,可見具有能量的物體不一定正在做功.所以像高山上穩(wěn)穩(wěn)的大石頭、天棚上的吊燈,相對地面都具有機械能.當(dāng)條件具備時,它們就可以做功.如石頭滾下來,吊燈掉下來. 記住動能、重力勢能、彈性勢能的決定因素(參閱知識網(wǎng)絡(luò)部分),才能準(zhǔn)確分析動能和勢能的變化及轉(zhuǎn)化. 人造地球衛(wèi)星繞地球飛行時,是靠慣性運動的,軌跡是橢圓形,速度和高度都是變化的.當(dāng)它從遠(yuǎn)地點飛向近地點時,相當(dāng)于物體從高處向低處落,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;當(dāng)它從近地點飛向遠(yuǎn)地點時,相當(dāng)于物體從低處向高處拋,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能. 2.實驗技能 本單元重點實驗為測定滑輪組的機械效率. 實驗過程中,一定要勻速拉動彈簧秤,這樣拉力的大小才是一定的,測拉力大小時,一定要邊拉邊讀,這樣拉力F中才含有摩擦因素.若靜止時讀,拉力F中沒有摩擦因素,F(xiàn)偏小,使總功偏小,機械效率偏大. 通過實驗可知,η甲>η乙. 可歸納得出:滑輪組越復(fù)雜,越省力,因為它承擔(dān)物重的繩子段數(shù)多;但滑輪組越復(fù)雜,機械效率越低,因為動滑輪個數(shù)多(同樣規(guī)格滑輪),做相同有用功時,額外功較多. 二、典型例題 例1.用動力臂與阻力之比為5:1的杠桿,在2S內(nèi)將質(zhì)量為20kg的物體勻速抬高0.1M,動力作用點下降____m,不計摩擦和杠桿重,動力做的功是____J,動力的功率是____W. 分析:假設(shè)杠桿原來處于水平位置,物體被抬高后如圖,根據(jù)三角形相似對應(yīng)邊成比例,,S=5h=5*0.1m=0.5m.因不計摩擦和杠桿重,此杠桿為理想狀態(tài),W總=W有=Gh=mgh=20kg*10N/kg*0.1m=20J.動力的功率. 答案:0.5 20 10 例2.一個滑輪組由3段繩吊著重240N的物體,用100N的力在5S內(nèi)將重物勻速提升1m高.則拉力做功的功率是____W,滑輪組的機械效率是____. 分析:由于由3段繩吊著物體,所以S=3h=3*1m=3m.拉力做功的功率即為總功率,W總=FS=100N*3m=300J. ;W有用=Gh=240N*1m=240J, 本題注意區(qū)分功率和效率在意義上的不同. 答案:60 80% 例3.利用滑輪組提升重物G,若動滑輪自重為G.拉力為F,重物提升高度h,拉力移動距離S,不計摩擦和繩重,則此滑輪組機械效率可表示為( ) A. B. C. D. 分析:求η時,首先想到,但不知滑輪組由幾段繩吊著物體,既不知道的比值,又不知道F與(G+G0)的關(guān)系,所以用此辦法不能確定答案.又因 答案:C. 例4.如圖,物體重200N,在水平地面上移動時受到摩擦力30N,用水平力F向右拉動時,G恰好做勻速運動,求當(dāng)物體移動80cm時,力F做的功是____J. 分析:此裝置為動滑輪反用,但規(guī)律還是不變的,只是物理量的數(shù)量關(guān)系與正常使用時相反,用起來不習(xí)慣,不妨把圖豎起來看(F方向向下).F與G沒有直接關(guān)系,F(xiàn)克服的是摩擦力f,F可以看成由兩段繩吊著,,即F=2f=2*30N=60N.摩擦力移動的距離(即物體移動的距離)S是F移動距離h的2倍,即.則拉力做的功W=Fh=60N*0.4m=24J. 答案:24 例5.用如圖所示的滑輪組提起重物(不計摩擦和繩重). (1)當(dāng)物重是180N時,滑輪組的機械效率為60%,則拉力F為多少N? (2)當(dāng)被提升的重物為240N,上升高度為3m時,繩端拉力所做的功是多少J? 分析:由于滑輪組由3段繩子吊著物體,則S=3h,由,很容易求出F. 在第(2)問中物重變?yōu)?40N,可見滑輪組的機械效率提高了,這是本題的關(guān)鍵問題,若求拉力做的功,首先要求拉力的大小,求拉力大小,要根據(jù)第(1)問情況求出動滑輪重. 解:(1)∵有3段繩吊著物體, ∴S=3h 由得設(shè)動滑輪重為G0 ∵ ∴G0=3F1-G1=3*100N-180N=120N (2)S2=3h2=3*3m=9mW2=F2S2=120N*9m=1080J 答:(1)拉力為100N;(2)拉力所做的功是1080J. 說明:在不計摩擦和繩重的情況下,若能求出W額外和h,可由W額外=G0h求出動滑輪重,可見本題不適合用此方法.。
初中物理滑輪知識點總結(jié):1、定義:滑輪是一個周邊有槽,能夠繞軸轉(zhuǎn)動的小輪;2、滑輪的種類:定滑輪、動滑輪、滑輪組;3、定滑輪:使用滑輪時,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪,定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿,不省力,但可改變作用力方向;4、動滑輪:軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪,動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費1倍距離;5、滑輪組:由定滑輪跟動滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向,(滑輪組豎直放置時) s=nh F=G總 /n(不計摩擦)其中 s:繩端移動的距離。
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