1、定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。
②實(shí)質(zhì):定滑輪的實(shí)質(zhì)是:等臂杠桿
③特點(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。
2、動(dòng)滑輪:
①定義:和重物一起移動(dòng)的滑輪。
②實(shí)質(zhì):動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是:動(dòng)力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
③特點(diǎn):使用動(dòng)滑輪能省一半的力,但不能改變動(dòng)力的方向。
3、滑輪組
①定義:定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。
②特點(diǎn):使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向
4)機(jī)械效率 用動(dòng)滑輪提升重物為例 有用功:為了達(dá)到目的,無論采用哪種辦法,都必須做的功.相當(dāng)于直接用手做的功.W有=Gh. 額外功:并非人們需要但由于采用某種機(jī)械又不得不做的功.如克服動(dòng)滑輪重及摩擦所做的功.W額外=G動(dòng)h+f摩S. 總功:人通過機(jī)械做的功.人通過機(jī)械做功過程中,完成了有用功的同時(shí),也完成了額外功,所以人通過機(jī)械做的功叫做總功.W總=FS=W有用+W額外. 機(jī)械效率:有用功跟總功的比值.,在實(shí)際狀態(tài)下,額外功不可避免,有用功總小于總功,所以η (5)提高機(jī)械效率的方法由,可知W有用一定,W額外越小,η越大;W額外一定,貨物越重,W有用越大,η越大,即充分發(fā)揮了機(jī)械效能. (6)功率(概念、意義、公式及單位參閱知識(shí)網(wǎng)絡(luò)部分) 功率和效率是兩個(gè)完全不同的物理量,又沒有直接關(guān)系,不能混淆. (7)機(jī)械能 一個(gè)物體能夠做功,我們就說它具有能量. 能量是一個(gè)總概念,它含有多種形式,如機(jī)械能、內(nèi)能、電能、原子能等.機(jī)械能是能量中最基本的一種形式,是學(xué)習(xí)其它形式能量的基礎(chǔ). 動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能.只說動(dòng)能或勢(shì)能也是機(jī)械能.在數(shù)量上,一個(gè)物體的機(jī)械能等于它的動(dòng)能和勢(shì)能之和. 一個(gè)物體能夠做功,我們就說它具有能量,可見具有能量的物體不一定正在做功.所以像高山上穩(wěn)穩(wěn)的大石頭、天棚上的吊燈,相對(duì)地面都具有機(jī)械能.當(dāng)條件具備時(shí),它們就可以做功.如石頭滾下來,吊燈掉下來. 記住動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的決定因素(參閱知識(shí)網(wǎng)絡(luò)部分),才能準(zhǔn)確分析動(dòng)能和勢(shì)能的變化及轉(zhuǎn)化. 人造地球衛(wèi)星繞地球飛行時(shí),是靠慣性運(yùn)動(dòng)的,軌跡是橢圓形,速度和高度都是變化的.當(dāng)它從遠(yuǎn)地點(diǎn)飛向近地點(diǎn)時(shí),相當(dāng)于物體從高處向低處落,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;當(dāng)它從近地點(diǎn)飛向遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),相當(dāng)于物體從低處向高處拋,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能. 2.實(shí)驗(yàn)技能 本單元重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)為測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率. 實(shí)驗(yàn)過程中,一定要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧秤,這樣拉力的大小才是一定的,測(cè)拉力大小時(shí),一定要邊拉邊讀,這樣拉力F中才含有摩擦因素.若靜止時(shí)讀,拉力F中沒有摩擦因素,F(xiàn)偏小,使總功偏小,機(jī)械效率偏大. 通過實(shí)驗(yàn)可知,η甲>η乙. 可歸納得出:滑輪組越復(fù)雜,越省力,因?yàn)樗袚?dān)物重的繩子段數(shù)多;但滑輪組越復(fù)雜,機(jī)械效率越低,因?yàn)閯?dòng)滑輪個(gè)數(shù)多(同樣規(guī)格滑輪),做相同有用功時(shí),額外功較多. 二、典型例題 例1.用動(dòng)力臂與阻力之比為5:1的杠桿,在2S內(nèi)將質(zhì)量為20kg的物體勻速抬高0.1M,動(dòng)力作用點(diǎn)下降____m,不計(jì)摩擦和杠桿重,動(dòng)力做的功是____J,動(dòng)力的功率是____W. 分析:假設(shè)杠桿原來處于水平位置,物體被抬高后如圖,根據(jù)三角形相似對(duì)應(yīng)邊成比例,,S=5h=5*0.1m=0.5m.因不計(jì)摩擦和杠桿重,此杠桿為理想狀態(tài),W總=W有=Gh=mgh=20kg*10N/kg*0.1m=20J.動(dòng)力的功率. 答案:0.5 20 10 例2.一個(gè)滑輪組由3段繩吊著重240N的物體,用100N的力在5S內(nèi)將重物勻速提升1m高.則拉力做功的功率是____W,滑輪組的機(jī)械效率是____. 分析:由于由3段繩吊著物體,所以S=3h=3*1m=3m.拉力做功的功率即為總功率,W總=FS=100N*3m=300J. ;W有用=Gh=240N*1m=240J, 本題注意區(qū)分功率和效率在意義上的不同. 答案:60 80% 例3.利用滑輪組提升重物G,若動(dòng)滑輪自重為G.拉力為F,重物提升高度h,拉力移動(dòng)距離S,不計(jì)摩擦和繩重,則此滑輪組機(jī)械效率可表示為( ) A. B. C. D. 分析:求η時(shí),首先想到,但不知滑輪組由幾段繩吊著物體,既不知道的比值,又不知道F與(G+G0)的關(guān)系,所以用此辦法不能確定答案.又因 答案:C. 例4.如圖,物體重200N,在水平地面上移動(dòng)時(shí)受到摩擦力30N,用水平力F向右拉動(dòng)時(shí),G恰好做勻速運(yùn)動(dòng),求當(dāng)物體移動(dòng)80cm時(shí),力F做的功是____J. 分析:此裝置為動(dòng)滑輪反用,但規(guī)律還是不變的,只是物理量的數(shù)量關(guān)系與正常使用時(shí)相反,用起來不習(xí)慣,不妨把圖豎起來看(F方向向下).F與G沒有直接關(guān)系,F(xiàn)克服的是摩擦力f,F可以看成由兩段繩吊著,,即F=2f=2*30N=60N.摩擦力移動(dòng)的距離(即物體移動(dòng)的距離)S是F移動(dòng)距離h的2倍,即.則拉力做的功W=Fh=60N*0.4m=24J. 答案:24 例5.用如圖所示的滑輪組提起重物(不計(jì)摩擦和繩重). (1)當(dāng)物重是180N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為60%,則拉力F為多少N? (2)當(dāng)被提升的重物為240N,上升高度為3m時(shí),繩端拉力所做的功是多少J? 分析:由于滑輪組由3段繩子吊著物體,則S=3h,由,很容易求出F. 在第(2)問中物重變?yōu)?40N,可見滑輪組的機(jī)械效率提高了,這是本題的關(guān)鍵問題,若求拉力做的功,首先要求拉力的大小,求拉力大小,要根據(jù)第(1)問情況求出動(dòng)滑輪重. 解:(1)∵有3段繩吊著物體, ∴S=3h 由得設(shè)動(dòng)滑輪重為G0 ∵ ∴G0=3F1-G1=3*100N-180N=120N (2)S2=3h2=3*3m=9mW2=F2S2=120N*9m=1080J 答:(1)拉力為100N;(2)拉力所做的功是1080J. 說明:在不計(jì)摩擦和繩重的情況下,若能求出W額外和h,可由W額外=G0h求出動(dòng)滑輪重,可見本題不適合用此方法.。
初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)總結(jié):1、定義:滑輪是一個(gè)周邊有槽,能夠繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪;2、滑輪的種類:定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組;3、定滑輪:使用滑輪時(shí),軸的位置固定不動(dòng)的滑輪稱為定滑輪,定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,不省力,但可改變作用力方向;4、動(dòng)滑輪:軸的位置隨被拉物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪稱為動(dòng)滑輪,動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,省1/2力多費(fèi)1倍距離;5、滑輪組:由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成的滑輪組,既省力又可改變力的方向,(滑輪組豎直放置時(shí)) s=nh F=G總 /n(不計(jì)摩擦)其中 s:繩端移動(dòng)的距離。
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