物理12.2 滑轮练习题
展开【学习目标】
1.认识定滑轮和动滑轮。
2.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点及作用。
3.会根据要求使用和组装滑轮组。正确判断滑轮组的省力情况
【学习重点】:定滑轮、动滑轮的本质、特点及其作用。
【学习难点】:滑轮组的装配及省力情况。
【自主预习】
1.使用时,滑轮的 不动的滑轮,叫定滑轮; 使用时,滑轮的 一起运动的滑轮叫动滑轮。
2.使用定滑轮的好处是改变 , 但不能 ,也不能省 。定滑轮实质是 杠杆。
3.使用动滑轮的好处是 ,缺点是不改变力的方向,且 距离。动滑轮实质是 杠杆。
4. 使用滑轮组的特点是:使用滑轮组既能 又能 ,且有几段绳子吊着动滑轮,拉绳子所用的力就是物重的 。若承担物重的绳子股数为n,不考虑动滑轮重和摩擦,则拉力F与物重G之间的关系为 (如果考虑动滑轮自重为G动,则该关系为 ),绳子自由端移动的距离s和重物提升的高度h之间的关系为 。
5.使用轮轴和斜面时,省了 费了 ,是属于省力机械。
【合作探究】
探究一:认识滑轮
1.滑轮是一个周边有槽,能绕 转动的小轮。
2.滑轮有两种基本的使用方法: 滑轮和 滑轮
探究二:定滑轮
1.定滑轮:使用滑轮时,轴固定不动的滑轮。
定滑轮 旗杆顶的定滑轮
2.使用滑轮时,有什么特点?
(1)力的关系:绳子自由端的拉力F 物体的重力,不省力。但能改变对物体拉力的 。
(2) 绳端移动距离S与物体上升高度h的关系:S=h,也不省距离。
3.定滑轮的实质:
定滑轮的实质是 杠杆:支点在轴心O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2;两个力臂L1、L2都等于 。
根据杠杆的平衡条件:F1.L1=F2.L2
L1 L2 ; F1=F2 = (不计摩擦)
定滑轮是等臂杠杆,所以使用定滑轮,无论拉力方向怎么样,F G
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h相等:S绳 h物
探究三:动滑轮
还可以像下图所示,使用滑轮把物体提到高处。
1.动滑轮:使用滑轮时,物体和 一起被提高。
动滑轮 电动起重机的动滑轮
2.使用动滑轮时,有什么特点?
(1)使用动滑轮能省一半的力:F= G。但不能改变力的方向.
(2)绳端移动距离S= h。
能省一半的力,但要多移动一倍的 ,且不能改变动力的 。
3. 动滑轮时实质:
动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂 的杠杆:
支点在绳和轮相切的O处;拉力F1是动力,重物的拉力是阻力F2;动力臂L1是轮直径、动力臂L2是轮半径。
根据杠杆的平衡条件:F1.L1=F2.L2
L1= L2 ; F1=F2 = G (不计摩擦和动滑轮重)
绳子自由端移动的距离S和物体升高的高度h:S绳= h物
探究四:滑轮阻
1.滑轮组:将 滑轮和 滑轮组合在一起就组成了滑轮组。
由一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有几种组合?这样的组合各有什么特点?
2.滑轮的组合
n:承担重的绳子段数. S:绳子末端移动的距离.
在不计绳重、摩擦及动滑轮自重时:
使用滑轮组省了 ,但是费 。
3.使用滑轮组的特点:
(1)拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一即:不计动滑轮重、绳重和摩擦:F=
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:F= (不计滑轮摩擦)
(2)拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍,即: s = .
(3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系:V绳= V物
探究五:轮轴和斜面
1.轮轴
(1)轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为 ,小的称为 。
(2)轮轴的实质:轮轴实质可看做是一个可以连续转动的 .
如图所示:轮轴作为杠杆的支点在轴心0,轮半径R是动力臂,轴半径r阻力臂.
(3)轮轴的原理:根据杠杆的平衡条件得:F1· R = G · r
因为: R r 所以:F1 G
当动力作用在轮上时,轮轴是一个 杠杆,但费距离。
2.斜面
(1)斜面:是一个与水平面成一定夹角的的倾斜平面。
(2)使用斜面可以省力。
通过斜面将一个大箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省劲多了斜面可以 。
徒手搬运 利用斜面搬运
(3)斜面的原理
如图所示:把重为G的物体,沿着长为L,高为h的斜面,用大小为F的力推上去的过程中:
根据功的原理,如果不计斜面和物体的摩擦: Gh FL F=
如果不计摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉力就是物体重力的 之一。斜面是一种省力的机械。
斜面的分析 盘山公路
【精讲点拨】
1.使用滑轮组的特点:
(1)拉力 F 的大小与吊起动滑轮的绳子段数 n 有关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦:
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:
(2)拉力 F(绳子自由端)移动距离 s 是物体上升高度 h 的 n 倍,即: s = nh.
(3)绳子自由端的速度与被物体的速度的关系:V绳=n.V物
2.滑轮组的组装
(1)确定绳子的段数
(2)滑轮组的绕绳方法
当承重绳子的段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;
当承重绳子的段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;
【归纳整理】
【当堂练习】
1.(2020十堰)下列各种机械中,不省力的机械是( )
F
s
h
A.钢丝钳 B.动滑轮 C.旗杆顶定滑轮 D.斜面
2.(2020烟台)我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具,如图所示的四个场景中所用工具 属于费力杠杆的是( )
3.(2020巴中)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
4.(2020东莞)在有着“世界工厂”之称的东莞,车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度,下列关于这个滑轮组工作的说法中,正确的是( )
A.绳子自由端被拉下了10m B.这个滑轮组能省距离
C.这个滑轮组能省力 D.这个滑轮组能省功
5.(2020眉山)如图所示,不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,在水平拉力F的作用下,物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动,弹簧秤的示数为20N,以下正确的是( )
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A.①④B.①②C.①③D.②④
6.(2020绍兴)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )
A B C D
7.(2020恩施)如图所示,有斜面长为l、高为h的斜坡和物块等器材,同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功,应测量的数值有物块重G、斜面高h、______和斜面长l。
8.(2020凉山)如图所示,某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起,请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法。
9.(2020青岛)“研究定滑轮的特点”。
(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是__________和__________。
(2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是__________。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮__________的特点。
10.(2020衡阳)如图所示,用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m,绳子自由端所用的拉力F为6N.求:
(1)绳子自由端移动的速度。
(2)拉力F做的功。
【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些不足,有什么体会。
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