初中物理力学讲义第三讲滑轮

基础知识复习:

一、滑轮、滑轮组

定滑轮：

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 )。

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。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1/2G 。

只忽略轮轴间的摩擦则：拉力F= 1/2(G 物+G 动)。

绳子自由端移动距离S F (或v F )=2倍的重物移动的距离S G (或v G )。

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= 1/n G 。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1/n (G 物+G 动) 。

绳子自由端移动距离SF(或vF)=n 倍的重物移动的距离S G (或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。

二、计算公式

公式：s=hn 。 V 绳=n*V 物

注：s ：绳子自由端移动的距离。 h ：重物被提升的高度。 n ：承重的绳子段数。

1

原则是：n为奇数时，绳子从动滑轮为起始。用一个动滑轮时有三段绳子承担，其后每增加一个动滑轮增加二段绳子。如：n=5，则需两个动滑轮（3+2）。n为偶数时，绳子从定滑轮为起始，这时所有动滑轮都只用两段绳子承担。如：n=4，则需两个动滑轮（2+2）。

其次，按要求确定定滑轮个数，原则是：一般的：两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力作用方向不要求改变时，偶数段绳子可减少一个定滑轮；要改变力作用方向，需增加一个定滑轮。

综上所说，滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。

滑轮组的用途:

为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。

省力的大小

使用滑轮组时，滑轮组用几段绳吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

滑轮组的特点

用滑轮组做实验，很容易看出，使用滑轮组虽然省了力，但是费了距离——动力移动的距离大于货物升高的距离。

滑轮组绕线问题归类例析

简单的说就是：奇动偶定，先里后外，一动配一定。

偶定：指的是当动滑轮上的绳子段数为偶数时，绳子的起始端在定滑轮上

奇动：指的是当动滑轮上的绳子段数为奇数时，绳子的起始端在动滑轮上

解决简单滑轮组组装问题时，在承重的绳子股数确定以后，如何根据要求设计滑轮组的方法不唯一。

下面介绍“偶顶奇动”的简单法则：

1、当承重的绳子股数n为偶数时，顺子的固定端应栓在定滑轮上（即“偶定”）。如不改变作用

力的方向，则需要的动滑轮为n/2个，定滑轮为（n/2—1）个，如果要改变作用力的方向，则需要定滑轮为n/2个，动滑轮个数=定滑轮个数=n/2个

2、当承重绳子的股数n为奇数时，绳子的固定端应栓在动滑轮上（即“奇动”）。如果不改变力

的方向，则需要的动滑轮个数=定滑轮个数=（n—1）/2个，如果改变力的方向，则需要动滑轮个数为（n—1)/2个，定滑轮个数为（n+1）/2个

例题精讲：

【例1】

用图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，人手实际需提供的拉力应该是()

A．小于200N B．等于200N

C．大于200N D．大于300N

【例2】

如图所示，人和吊篮总重为G，若不考虑滑轮重和摩擦，在拉力F作用下匀速上升过程，图(a)中F＝____，图(b)中F＝____。

【例3】

如图所示，滑轮、绳子及弹簧测力计的重不计，若弹簧测力计示数为10 N，则拉力F和物重G的大小分别为()

A．10 N，20 N B．20 N，10 N

C．20 N，20 N D．10 N，10 N

【例4】

某人重G1＝500N，站在地上用滑轮组把重G2＝1900N的砖块拉至高处，这个滑轮组应如何设计。

【例5】

如图所示，当物体B重2N时，物体A恰能沿水平桌面向右匀速运动。欲使物体A沿桌面向左匀速运动，需对A施加水平向左的拉力________N。(不计绳重和滑轮轴摩擦)

【例6】

如图所示，重为G的物体吊在滑轮C下，不计滑轮质量、绳的质量及摩擦力，为使物体处于静止状态，加在绳子端点的力F是________G。

【例7】

图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果是

⑴绳子自由端移动速度为多少m/s?

⑵天花板对滑轮组的拉力为多少N?

【例8】

如图所示，用水平拉力F通过滑轮组(滑轮的质量可忽略，且不计轮与轴间的摩擦)拉动物块A在水平地面上做匀速运动，弹簧测力计的示数如图所示．对物块A施水平向右、大小为9.6N的拉力时，物块A向右匀速运动，此时弹簧测力计的示数为___N。

【例9】

磅秤上有一个重1500N的木箱，小明站在地上，想用如图(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上，可是他竭尽全力也没有提起，此时磅秤的示数为40kg。于是他改变滑轮组的绕绳方法如图(乙)所示，再去提这个木箱。当木箱匀速上升时，小明对地板的压力为100N，不计轴摩擦和绳重，取g＝10N/kg。求小明的体重和动滑轮重？

滑轮组绕线问题归类例析

为了快速处理有关滑轮组绕线的作图问题，应该根据题目的具体条件和要求，灵活采用不同的处理方法。将常见的滑轮组绕线问题归类分析如下，

第一类：自由端绳子拉力方向已知类

对于自由端绳子拉力方向已知的滑轮组绕线问题，一般采用从自由端绳子处入手，逆着拉力方向由外向里的绕线方法。

【例10】