滑轮关于滑轮,可以考查的知识点有拉力(F)、机械效率(η)、速度(v)、功率(P)等,综合性较强
(一)基本方法对于滑轮或滑轮组的拉力(F)或机械效率(),一般分为三种状态:a
理想状态:即不计滑轮的重(G动)、绳重()、摩擦力(),此时,拉力,机械效率
半理想状态:只计,不计,此时拉力,机械效率
实际状态:只计G动、G绳、Gf,,此时拉力,机械效率
(二)滑轮组打捞问题利用滑轮组打捞物体是生活中常见的现象,与其相关的问题解答也频频地出现在近年的中考题中
由于它涉及浮力、二力平衡、机械效率、功、功率等多方面的知识,可谓点多面广,同时,题目的难度较大,逻辑性强,又常常以压轴题的方式出现,因此,对学生学习提出更高要求
下面举例说明这类问题的处理技巧和启示
明确几点如图所示,设动滑轮对重物的拉力为T,绳子自由端的拉力为F,(半理想)则(1)物体在水中,有(2)出水前有(n为动滑轮上绳子的股数)1出水后,有(3)物体在水中拉力做的有用功(4)机械效率:(其中是绳自由端移动的距离,h为物体上升的高度)(三)“倒下”的滑轮滑轮的使用常有竖直放置和水平放置两种形式
同学们接触较多的是竖直放置形式,而对水平放置的滑轮感到陌生,其实,它们的本质是相同的
使用动滑轮,要搞清谁是动力,谁是阻力
当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时,设物体与地面间的摩擦力为f,若拉力作用在绳的自由端,有,则可省力一半,如图(a)所示;若拉力作用动滑轮轴上,有,如图(b),这时反而费力
可见,对水平使用动滑轮是否省力,一定要注意动力作用在何处
绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为:,其中分别指绳的自由端移动的距离、速度,分别指动滑轮或物体移动的距离、速度,是指动滑轮上绳子的股数
当滑轮沿水平方向拉物体时,可忽略动滑轮重
求机械效率时,有用功一般指克服摩擦阻力做的功,即