滑轮(提高) 知识讲解

滑轮（提高）
撰稿：肖锋审稿：蒙阿妮
【学习目标】
1、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；
2、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图；
【要点梳理】
要点一、定滑轮和动滑轮（高清课堂《滑轮》392030定滑轮和动滑轮）
周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮，因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。

要点诠释：
1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。

定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。

2、动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。

3、定滑轮和动滑轮的作用
使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。

使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。

要点二、滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。

要点诠释：
1、特点：既可省力，又可以改变用力方向。

但费距离。

2、结论：
在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。

nh S = 物自nv v = 如果考虑动滑轮的重力，则有n
动
物G G F +=
其中：n 表示承担物体的绳子的段数 s 表示绳子自由端移动的距离 h 表示物体移动的距离 v 自表示绳子自由端移动的速度 v 物表示物体移动的速度
在使用滑轮组时，绳子固定在动滑轮上要更省力
在使用滑轮组时，绳子固定在:定滑轮上，n 为偶数；动滑轮上，n 为奇数
要点三、根据要求设计滑轮组
1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。

2、根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。

设想如果需要n 段绳（n 为偶数）那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即
12
-n
个定滑轮。

如果n 为奇数，则需要
2
1
-n 个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即
2
1
+n 个定滑轮。

上述方法叫“奇动偶定” ，如下图所示。

【典型例题】
类型一、定滑轮和动滑轮
1、（2011•湘潭）如图中利用了动滑轮的是（ ）
A ．
B
C ．
D ．
【答案】C
【解析】A、B、D选项中的滑轮的轴是固定不动的，所以都是定滑轮；
而C中滑轮的轮轴是随物体一起运动的，所以是动滑轮。

【总结升华】解决此类题目要知道动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动。

举一反三：
【变式】如图所示，物体A和B所受重力都为200N，滑轮重力和摩擦不计，当用力分别
匀速提升物体A和B时，F
A 为_____N，F
B
为______N。

【答案】100 200
2、施工中，一工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力是：（）
A．F
1大 B．F
2
大 C．F
3
大 D．一样大
【答案】D
【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等。

【总结升华】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握。

举一反三：
【变式】如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起，则拉力F
1与F
2
相比较
（）
A．F
1较小 B．F
2
较小 C．F
1
与F
2
一样大 D．无法确定
【答案】A
【解析】如图所示：F
1的力臂L大于F
2
的力臂L′，由于提起的重物一定，根据杠杆
平衡的条件，阻力和阻力臂的乘积一定，动力臂越长，动力越小。

故F
1
较小。

3、如图所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N．在拉力F的作用下，物体以0.4m/s 的速度匀速上升，则（）
A．F=5N，F向上的速度是0.2m/s
B ．F=7N ，F 向上的速度是0.2m/s
C ．F=6N ，F 向上的速度是0.8m/s
D ．F=22N ，F 向上的速度是0.2m/s
【思路点拨】要解答本题需掌握：动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法。

【答案】D
【解析】本题是动滑轮的特殊使用方式，考虑滑轮的重力，即力F 等于物重的2倍再加上滑轮的重力，
F=2×G 物+G 滑轮=2×10N+2N=22N ；
力F 移动的距离是物体移动距离的二分之一，故力F 移动的速度是物体上升的速度的二分之一，即F 上升的速度是0.4m/s ÷2=0.2m/s
【总结升华】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握。

类型二、滑轮组
4、物体做匀速直线运动，拉力F=60牛，则物体受到的摩擦力是（ ）
A ．60牛
B ．120牛
C ．20牛
D ．180牛 【答案】D
【解析】绳子股数是3，所以绳子末端的拉力f n
F 1
，物体和地面之间的摩擦力f=nF=3×60N=180N 。

【总结升华】该滑轮组是用来水平移动物体的，克服的是物体和地面间的摩擦力，由图可知绳子股数是3，根据滑轮组的省力情况即可求出摩擦力。

举一反三：
【变式】利用如图所示装置匀速提起重150N的物体，若不计滑轮重及摩擦力
时，拉力F是多大？
【答案与解析】F=G/n=150N/3=50N ，拉力是50Ｎ。

5、已知每个动滑轮重100N，物重G＝1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，在图中画出了滑轮组的绕线方法。

根据你的判断，只能使用_____绕线方式。

（不计摩擦）
【答案与解析】由上图可以看出，绳子承担的物重包括两部分，即物重1200N和两个动滑
)/F＝轮重2×100N＝200N，由于绳子能承受的最大拉力为300N，那么至少需要n＝(G＋G
动(1200N＋200N）/300N≈5根绳子。

由此可以确定只能用乙种绕线方式。

【总结升华】同一个滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同，绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。

举一反三：
【变式】为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来，试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。

【答案】n=3，如图：
类型三、综合应用
6、如图所示，物体C重100N，在不计摩擦和绳重的情况下，要匀速提起重物时，需加力F为28N，若滑轮的规格都相同，则每个滑轮的重为多少牛？
【思路点拨】（1）在不计摩擦和绳重的情况下，使用动滑轮时，因为动滑轮有两段绳子在拉重物，所以用的拉力就是动滑轮和重物重力的二分之一；
（2）按图示滑轮组，我们可以由上向下逐个分析滑轮，按照动滑轮和定滑轮的特点，找出拉力F和动滑轮与重物的种类之间的关系，然后求解。

【答案与解析】
【总结升华】课本中对滑轮只讲了动滑轮和定滑轮两种，但在实际出现的题目中，不时有如本题这种情况的滑轮，如果单从动滑轮或定滑轮的角度来解题，很多同学都会觉得困惑，这就要求学生可以通过对每一个滑轮单独进行受力分析，利用我物体平衡时合力为零的特点列出各力之间的关系，然后解答。

举一反三：
【变式】（高清课堂《滑轮》392030例2）如图所示，用滑轮组匀速提升重物，若绳子
自由端的拉力为F，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，求物体的重力是多少？
【答案】8F 6F 7F 8F
7、家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组．假设衣服和晾衣架的总重为100N，则静止时绳子自由端的拉力为（不计动滑轮重及摩擦）（）
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A ．100N
B ．50N
C ．25N
D ．20N
【答案】C
【解析】由图可知，承担物重的绳子股数n=4，
∵不计动滑轮重及摩擦， ∴拉力N N G F 251004
141=⨯==物 【总结升华】本题的关键有二：一是承担物重的绳子股数n 的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是不计摩擦和动滑轮重时，物G n
F 1=。