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文檔簡介
復習:定滑輪、動滑輪和滑輪組及機械效率1滑輪在工作時,根據(jù)軸的位置是否移動,分為定滑輪和動滑輪兩種。使用時,軸固定不動,叫定滑輪。使用時,軸和重物一起移動,叫動滑輪。一、認識定、動滑輪22、是什么類型的杠桿?l1=l2F1=F21、支點在哪里?結論:定滑輪實質上是等臂杠桿,兩力臂為滑輪的半徑支點在軸心處32、是什么類型的杠桿?l1=2l2F1=1/2F2結論:
動滑輪實質上是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿1、支點在哪里?固定端繩子與滑輪相切處41、定滑輪特點:
1)滑輪的位置固定不動一、定滑輪與動滑輪2、動滑輪特點:
1)滑輪的位置隨重物移動2)不能省力
3)可以改變力的方向,s=h2)省一半力
3)不能改變力的方向,
拉力的移動距離2倍于物體上升的距離s=2h4)實質為等臂杠桿·F1F2OL1L2·F1F2OL1L2
l1=l2
F=G(不計摩擦)4)實質為動力臂為阻力臂的兩倍的省力杠桿
l1=2l2
F=1/2(G物+G輪)(不計摩擦)5(2)如圖2所示,一根繩子繞過定滑輪,一端掛在重物G上,手執(zhí)另一端,分別用F1、F2、F3拉起重物,則()
A.F1較大B.F2較大C.F3較大D.F1=F2=F3圖2F1F2F3D6三、滑輪組的繞線7F1G總F1=
G總F2G總F2=
G總n1=
。n2=
。承擔總重的繩子段數(shù)23(f=0,G總=G物+G動)8(f=0)確定n的方法:在定滑輪與動滑輪之間橫切一刀,吊著動滑輪的繩子數(shù)為n91nF=(G物+G動)(不計摩擦、繩重)S=nhV繩=nV物滑輪組的特點10練習:
1、對于使用滑輪組,下列說法中錯誤的是()
A.可以省力,但必須改變用力方向
B.可以省力,但不能改變用力方向
C.可以省力,同時又能省距離
D.可以省力,同時又可以改變用力方向,但不能省距離D11(3)如圖,物重G=40牛,繩的一端固定在地上當滑輪在力F的作用下均勻上升時,若滑輪重和摩擦不計,則力F為
牛,若F向上移動10厘米,則物體上升
厘米。8020課堂練習G物G物如果考慮動滑輪重呢F=2G物+G動G動F12小結變形杠桿動力情況F=GF=(G+G動)/2F=2G+G動繩端移動的距離SS=hS=2hS=H/2S=nh繩端移動的速度VV繩=V物V繩=2V物V繩=V物/2V繩=nV物實質等臂杠桿動力臂是阻力臂2倍的杠桿費力杠桿省力機械1nF=(G物+G動)(不計摩擦、繩重)FG圖313小結變形杠桿動力情況F=fF=f/2F=2fF=f/n繩端移動的距離SS=LS=2LS=L/2S=nL繩端移動的速度VV繩=V物V繩=2V物V繩=V物/2V繩=nV物實質等臂杠桿動力臂是阻力臂2倍的杠桿費力杠桿省力機械FG圖3142、如圖所示,利用滑輪組把物體舉高,用力的方向應向____。如果動滑輪重2牛,要提起40牛的物體,至少要用__牛的拉力。若要使物體上升2米,應將繩的自由端拉動____米。若物體以0.2m/s的速度向上運動,則繩的自由端移動的速度是
。(不計繩重和摩擦)FG第11題圖豎直向上1460.6m/s153、在水平桌面上放一個200N的重物,現(xiàn)用如圖所示裝置將物體勻速拉動,物體與桌面的摩擦力是48N,不考慮滑輪重力和滑輪與繩間摩擦,水平拉力F為___
___N。若繩子自由端移動速度為0.6m/s,則物體移動速度為
。F160.2m/s16四.組裝簡單的組裝簡單的滑輪組(會)
請在圖中畫出用滑輪組提升重物最省力的繞繩方法
FG13F=Gn=317書P86例題纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛,用它連接成如圖的滑輪組,能否提升重為600牛的重物?(已知動滑輪重20牛,摩擦及繩的重力不計)F解:G=G物+G滑=600牛+20牛=620牛因為所需要的拉力大于繩子所能承受的最大拉力,所以不能用來提升600牛的重物。已知:G物=600NG滑=20N,F(xiàn)max=300N求:F=?>Fmax18F2行!想什么辦法能夠提升這樣的重物?19練習:站在地上的工人將貨物提起,在圖中畫出滑輪組的繞線。
FFGG12F=G12F=Gn=2n=2學生練習20以滑輪為研究對象進行受力分析五、力學的核心-------受力分析(學生由于不會受力分析容易在此失分)FFF’FFF’21(2)如圖所示,物體重100牛,在水平拉力F的作用下,勻速前進了2米,此時彈簧測力計的示數(shù)為10牛(不計滑輪重及滑輪間的摩擦),則:拉力F為(
)牛;繩子自由端通過的距離為(
)米;A所受的摩擦阻力為(
)牛。5410課堂練習fF2F=f22例1如圖T5-1所示,水平桌面上放一重100N的物體A,A與桌面的摩擦力為40N,當用力F拉繩子的自由端使A勻速運動時,拉力F的大小為(不計滑輪摩擦及重力)(
)A.20NB.50NC.60ND.70N23出發(fā)點:分析滑輪受力60N20N20N20N20N40N20N60N40N20NA40N40N平衡24(5)物體A在滑輪組拉力的作用下,1s內沿水平地面勻速移動0.2m。彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。不計滑輪重和軸摩擦,則
A.繩子自由端的拉力F=?N
B.物體A受到的摩擦力f=?N
C.繩子自由端移動
速度v=?m/s
D.滑輪組對物體A做功
的功率P=?W25出發(fā)點:分析滑輪受力6.6N2.2N2.2N2.2N2.2N4.4N2.2N6.6N4.4N2.2NA4.4N4.4N平衡26(1)物重為G,不計摩擦和動滑輪重,則F=(2)物重為G,動滑輪重均為G0動,不計摩擦,則F=課堂練習(4)F27(6)如圖5所示,重600N的人站在重5400N的船上,通過滑輪把船勻速拉向岸邊。人拉繩的力為500N,人和船相對靜止。不計繩重和滑輪處摩擦,船受到水的阻力為
A.500NB.1000NC.2500ND.3000N圖528f=F1+F2
1000N以人、船、滑輪為研究對象
F1F2f29再看幾個情景圖1圖2圖3圖430基礎好的同學,可以采用隔離法,分別選人、選船為研究對象,進行受力分析。F1F1人F2=F1fF1船31請思考:上題圖跟下面哪個圖是一類?F=G物F=(G物+G人)1232物理·新課標(RJ)2.如圖T5-3所示,吊籃的重力為400N,動滑輪重為50N,定滑輪重力為40N,人的重力為600N,人在吊籃里拉著繩子不動時人需用力(
)A.218N
B.220NC.210N
D.236N33(7)、如圖所示滑輪組,已知A的邊長為1dm,密度為2×103kg/m3,動滑輪總重為2N,若使A勻速上升,作用在繩端的拉力F為(忽略摩擦和繩重,g=10N/kg)()A.4NB.5NC.5.5ND.22NFA隔離法分析受力34(8)、如圖所示滑輪組,正方體A在水平地面上處于靜止狀態(tài),已知A的邊長為1dm,密度為2×103kg/m3,動滑輪總重為2N,若使A對水平地面產生600Pa的壓強,作用在繩端的拉力F為(忽略摩擦和繩重,g=10N/kg)()A.4NB.5NC.1ND.22NFA隔離法分析受力35(9)、如圖所示,A為一個邊長為10cm的輕質立方體容器,B為質量為2.7kg的鋁質立方體,往容器A中不斷的注入水,忽略滑輪、繩的重力和滑輪組的摩擦,當A中的水對容器底部的壓強為多少時,恰好B對地面的壓強為零?(ρ鋁=2.7×103kg/m3)BA隔離法分析受力36例3:利用圖所示裝置,把質量為30kg、密度為3×103kg/m3的薄石塊從水面下4m處拉出水面后,再提升了10m,動滑輪重為40N(不計繩重與滑輪間的摩擦,設石塊的兩個上升過程都為勻速,g取10N/kg).求:石塊離開水面前與離開水面后,繩子自由端的拉力各是多少NF(可近似認為石塊離開水面前浮力大小不變).TG37如何設計滑輪組?1、確定繩子的股數(shù)n2、確定定、動滑輪的個數(shù)3、繞法38如何確定繩子股數(shù)1、根據(jù)S與h的關系確定:N=S/H2、根據(jù)G與F的關系確定N=(G+G0)/F如何確定動滑輪和定滑輪個數(shù)1、動滑輪個數(shù):2、3一,4、5二,6、7三2、定滑輪個數(shù):同上,但繩頭反向加一定如何確繩子繞法:奇定偶動39例2小王記錄了如下實驗數(shù)據(jù):請你根據(jù)數(shù)據(jù),組裝出實驗所用的滑輪組。二、設計、組裝滑輪組鉤碼重G(N)鉤碼升高的距離h(m)彈簧測力計的示數(shù)F(N)繩自由端移動的距離s(m)2.10.101.00.3040[答案]如圖T5-4所示41例題、人站在二樓陽臺上,要將樓下500N的重物拉上來,繩子的最大承重是300N,動滑輪每個重50N,應怎樣設計滑輪組,能將重物提起且使用滑輪的個數(shù)最少(摩擦及繩子重不計)?423.請用筆畫線代替繩子在圖T5-5所示的滑輪組上畫出最省力的繞線方式。43畫一個滑輪組,使拉力是物體重G的1/3,人的拉力方向向下,要求所用的滑輪最少。(不計滑輪重力和摩擦力)GF答案如右圖所示444.一人站在地面上要把2500N的物體吊到高處,現(xiàn)有一條能承受1500N拉力的繩子,人重650N,每個動滑輪重25N。問:怎么選配滑輪的個數(shù)最少,畫出裝配圖。(不計繩重及繩子摩擦)4510山東如圖裝置繩重及摩擦不計。裝卸工人將重為800N的貨物提至高處,人對繩的拉力F1為500N,貨物在1min內勻速上升了5m。
畫出繞法;求出動滑輪重;自由端移動距離。G圖224610廣州如圖人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端向下移動了1.5m、重物勻速上升了0.5m,動滑輪重60N。不計摩擦。求:被吊起的重物質量多大?按題意畫出滑輪組的繞繩.47基本公式水平方向豎直方向48一、半理想滑輪組(不計繩重和摩擦)1、求W有2、求W總49一、半理想滑輪組(不計繩重和摩擦)3、求W額504、求拉力F一、半理想滑輪組(不計繩重和摩擦)515、求動滑輪重力G動一、半理想滑輪組(不計繩重和摩擦)52二、實際滑輪組(計繩重和摩擦)除
外其他規(guī)律不變53三、水平滑輪組(肯定有繩重和摩擦)1、求W有2、求W總54三、水平滑輪組(肯定有繩重和摩擦)3、求拉力F551、如圖所示,用滑輪組把重為270N的貨物勻速提到1m高的樓上,所用拉力100N,則有用功、總功和滑輪組的機械效率分別是____、____、____.300J90%F物270N1m100NG270J尋找切入點56比一比(2)若動滑輪的重為12N(不計繩重及摩擦),計算滑輪組的機械效率.5、如圖所示,用滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速移動,在40s內物體移動了8m,拉力F做的功為1280J
.
求:(1)拉力F的大小及拉力的功率;GNfF物8m1280J等時性40s
額外功12N8m
解(1)拉力F移動的距離s=2×8=16(m)
拉力做的功W=Fs,所以F==80(N)拉力的功率P==32(W)(2)克服動滑輪重所做的功(額外功)W額=G動h=12×8=96(J)
滑輪組的機械效率η==92.5%57W有用W總滑輪組對物體所做的功(從滑輪組直接對物體施加的力處入手)動力對滑輪組所做的功(從動力一般為人手處入手)F物F物F物F物58(09綦江)如圖所示,用滑輪組勻速提起一個重為400N的物體,物體在5s內豎直上升了2m,人拉繩的力為250N),(不汁繩重及摩擦)(1)對重物做的有用功是多少?(2)如果用此滑輪組勻速提升一個重為300N的物體,則拉力是多少?滑輪組的機械效率是多少?59例題2:
用如圖所示的滑輪組勻速提起重物,當被提起的重物G=320N時,繩端的拉力F=200N(不計繩重和摩擦)求:(1)該滑輪組的機械效率?(2)動滑輪的重力為多少?(3)若被提起重物為G1=420N,滑輪組的機械效率
?η=80%G動=80Nη=G動/(G1+G動)=84%602、
如圖,滑輪組提升重為G
=320N的重物,當重物以0.5米/秒的速度勻速上升時,拉力F
的功率是200W,(忽略摩擦和繩重)。求:(1)滑輪組的機械效率是多少?(2)若用此滑輪組提升G
=600N的重物時,滑輪組的機械效率?η1=80%F=100NG動=80Nη2=88.2%61由于忽略摩擦及繩重
變大所以當提升的物體重力變大時,F(xiàn)物90N5mG若用此滑輪組提升大于90N的重物(包括桶),其機械效率將______(填“變大”或“變小”)理由_____________________
————————————————————————____________________滑輪組機械效率變大90%3、如圖所示,工人利用動滑輪將重為90N的重物(包括桶)沿豎直方向勻速向上提升了5m。若該動滑輪重10N,忽略繩重與摩擦,則該滑輪裝置的機械效率是______
10N5m
額外功小試牛刀62(2)若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時,其機械效率將如何變化?說明理由。2009河北6、小明做“測滑輪組機械效率”實驗時,用圖中所示的滑輪,組裝成滑輪組,請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N的物體勻速提起時,拉力的功率為0.36W,滑輪組的機械效率為75%。(忽略摩擦及繩重)求:(1)繩子自由端移動的速度和動滑輪的總重。
FGF物3.6N0.36W63
F22.解:繞法如右圖
(1)因為
所以拉力
由于
所以繩子自由端移動速度
由于忽略摩擦及繩重,則
所以動滑輪重
(2)減小
由于忽略摩擦及繩重
所以當提升的物體重力減小時,滑輪組機械效率減小。
F64例5某同學體重600N,站在地面上用一定一動的滑輪組勻速提升物體。已知每個滑輪的重為40N,求此滑輪組使用時機械效率的最大值。654、用下圖所示的滑輪,組裝成滑輪組,請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法。使用這個滑輪組,勻速提升質量是600kg的物體,機械效率是80%,對滑輪組做功的總功率是7.5kW,則拉力F和重物上升的速度各是多少?(取g=10N/kg)F物600kg
7.5kWG
解:G=mg=600kg×10N/kg=6000N由得6000N3×80%=2500NV總=P總F總=7.5×103W2500N=3m/s
1m/s
V物=V總n3m/s
3==FvtWp==總由得
當物體在力F作用下,以速度V勻速運動時,可得:P=W/t=FV66(09蘭州)如圖所示,重物A是體積為10dm3,密度為7.9×103kg/m3的實心金屬塊,將它完全浸沒在水中,始終未提出水面。若不計摩擦和動滑輪重,要保持平衡,求:(1)作用于繩端的拉力F是多少?(2)若緩慢將重物A提升2m,拉力做的功是多少?(3)若實際所用拉力為400N,此時該滑輪的效率是多少?(g=10N/kg)67例7如圖4所示,某人用125N的拉力將一個浸沒在水中重為500N、密度為5×103kg/m3的實心金屬塊勻速提起。求:(1)當金屬塊全部浸沒在水中時的機械效率;(2)當金屬塊逐步露出水面的過程中,機械效率怎樣變化?(3)當金屬塊全部露出水面后的機械效率。圖4682、一物體質量為18kg,其所受重力為
N.如圖所示,小明用定滑輪將該物體在4s內勻速提高2m.所用拉力為200N.此過程中,小明做的有用功是
J,定滑輪的機械效率是
,(取g=10N/kg)18036090%F物693、如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質量為600kg,所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍,滑輪組的機械效率為75%.若人以0.5m/s的速度勻速前行,經100s將貨物拉出倉庫.
求過程中:(1)人做的有用功為多大?(2)人的拉力為多大?(3)人拉力的功率為多大(g取10N/kg)70解:⑴W有用=fs物
代入數(shù)據(jù)得:W有用=1.5×104J⑵η==
代入數(shù)據(jù)得:F=400N⑶P=或P=Fv
代入數(shù)據(jù)得:P=200W
7129、如圖所示,在拉力F的作用下,重80N的物塊A正以0.2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動,此時彈簧測力計的示數(shù)為20N,該裝置的機械效率為80%,則:拉力F的大小為
_________
N;拉力F做功的功率為
_________
W.724、如圖所示,用40N的拉力使物體勻速上升,不計繩重和摩擦,此時整個裝置的機械效率是75%.求:(1)物體的重力是多少
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