初中物理杠杆与滑轮组精讲精练

10、杠杆与滑轮

1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明：①杠杆可直可曲，形状任意。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。

2、 五要素——组成杠杆示意图。

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F 1 表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F 2 表示。

（说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反）

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l 1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l 2表示。

3、画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签

⑴ 找支点O ；⑵ 延长力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线）；⑷ 标力臂

研究杠杆的平衡条件：

杠杆平衡是指：杠杆水平静止或匀速转动。

实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的

从杠杆上量出力臂。

结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

1122F 1 / F 2=l 2 / l 1

说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。

二、滑轮

1、定滑轮：

F F 1

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G

绳子自由端移动距离S F (或速度v F ) = 重物移动

的距离S G (或速度v G ) 2、 动滑轮： ①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移 动） ②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

a) 理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

b) F=G/ 2只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= (G 物+G 动)/2;

c) 绳子自由端移动距离是2倍重物移动的距离S=2 h

3、 滑轮组

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/ n 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G 物+G 动)/n 绳子自由端移动距离是n 倍的重物移动的距离S F (或拉绳子速度v F )=nh G (或重力v G )

④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。

特别注意：1）在计算承担重物的绳子股数n 时，也可以根据n (s 是绳子自由端移动的距离，h 是重物升高的高度)进行确定．

（2）规律：若绳子的固定端固定在动滑轮框上，则n 为奇数，并且有n=2×动滑轮个数+1；

若绳子的固定端固定在定滑轮框上，则n 为偶数，并且有n=2×动滑轮个数；从

而可确定动滑轮个数，如果需要改变方向则要注意增加定滑轮。（也可以用切割

法判断）

（3）给滑轮组绕线时，每个滑轮上只能绕线一次，并且在动滑轮和定滑轮之间依次绕过，

所以动滑轮和定滑轮的个数相差不会超过1．

例题，水平桌面上放一个200N 的重物，现用如图6所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N ，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F 为______N 。若绳子自由端移动速度为0.6m/s ，则物体 移动速度为 。

考点名称：滑轮组的设计与组装

组装滑轮组的要领：

1、确定“n ”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。

2、确定动滑轮个数。

F 1

l 1

F 2 l 2

（1）、当n为偶数时，动滑轮的个数是：

（2）、当n为奇数时，动滑轮的个数是：

3、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。”

（1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；（但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。

（2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。）

4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。

（1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。（2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。滑轮组的绕线问题：

一般来说，在给滑轮组绕线时，首先要确定承担物重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定，由内向外”的原则绕绳。“奇、偶”是指承担物重的绳子股数，“动、定”是指动滑轮和定滑轮。即如果n是奇数，则绳子起始端在动滑轮的小钩上开始绕起；如果n是偶数，则绳子起始端从定滑轮的小钩上开始绕起。需要注意的是：在绕线时，所画的线要直，并且要与两个滑轮外侧相切；在一般情况下，要在最后一股(最外层)绳子的末端用箭头标出拉力的方向。在中考中此类问题包括以下几种类型：

(1)已知滑轮组的省力情况

(2)未知滑轮组的省力情况

(3)根据特定要求绕线确定滑轮组绕线时要注意一些特殊的要求，比如“最省力”、“人要站在地面上”、“向上拉”等，还要符合一定的物理情景。

例一条绳子最多能承受1000N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。

一.知识回顾

1.杠杆