滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。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。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
三种滑轮定义及特点:
(1)定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)。
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)动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离。(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
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。
例题解析
例1:
如图1所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )
A.甲图省力,机械效率甲图大 B.甲图省力,机械效率一样大
C.乙图省力,机械效率乙图大 D.乙图省力,机械效率一样大
解析:由甲、乙两图可知:承担物重的绳子股数n甲=3,n乙=2
由于不计摩擦,则甲、乙两图中绳子的拉力大小分别为:
,
由于重物和动滑轮相同,所以绳子拉力大小:
<
根据机械效率公式
。由于重物和动滑轮相同,所以
。故选B。
例2 :
小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图2所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为η甲和η乙,则W甲 W乙,η甲 η乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
解析:①从图可知,G甲<G乙,提升甲、乙两组钩码使用的是同一滑轮组,因此提升重物的重力越大,绳子自由端的拉力越大,从而可知:F甲<F乙。
②∵G甲<G乙,而h甲=h乙,∴由公式
可知:W甲<W乙;
③∵两次使用的是同一个滑轮组,∴两次所做的额外功相等,即W甲额外=W乙额外。
而两次所做的有用功W甲<W乙,则由公式
可知,所做的有用功越大,其机械效率越大。∴η甲<η乙。
故答案为:<;<;<。
例3:
分别用如图3所示的甲、乙两个滑轮组,在100s内将重为400N 的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N。不计绳重及摩擦,此过程中( )
A.F甲做的功大于F乙做的功
B.F甲做的功小于F乙做的功
C.F甲做功的功率小于F乙做功的功率
D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
解析:由甲、乙两图可知:承担物重的绳子股数n甲=2,n乙=3由于不计绳重及摩擦,则甲、乙两图中绳子的拉力大小分别为:
。
甲、乙两图中拉力做的功分别为:
甲、乙两图中拉力的功率分别为:
,
。
由以上可得:
,
。故选D。
声明:本文来自“中考物理”,若涉及版权问题,请尽快联系删除,谢谢!
,