八年级：滑轮组及其绕绳方法

【知识回顾】

1.使用定滑轮的好处是能改变力的方向，但不省力.

定滑轮实验情景

定滑轮示意图

2.使用动滑轮的好处是能省力，但不能改变力的方向。

动滑轮实验情景

动滑轮示意图

如果既需要省力,又需要改变力的方向，单独使用定滑轮或动滑轮是无法满足人们需要的。

为了发挥定滑轮和动滑轮的优点，满足人们需求，把它们组合在一起使用就制成了滑轮组。

【举手提问】

1.什么是滑轮组？它有哪些优点？

2.如何画滑轮组绳子的绕法？

3.怎样判断滑轮组拉力的大小？

【新课学习】

一、滑轮组和它的优点

1.滑轮组

人们把定滑轮和动滑轮组合在一起，利用定滑轮能省力和定滑轮能改变力方向的优点，进行优势互补，这样组合在一起的滑轮叫做滑轮组。

实验滑轮组及示意图

2.滑轮组的优点

从实验和示意图中可以看出，装置中定滑轮有两段绳子平均分担定滑轮和钩码的重力，定滑轮可以方便的改变拉力的方向，这样的组合方式就发挥了定滑轮和动滑轮的优点，因此，使用滑轮组的优点是：

既能省力又能改变力的方向。

二、滑轮组绕绳的方法

在滑轮组使用过程中，有的需要既省力又能改变力的方向，有的需要最省力不改变力的方向。

根据人们需要选择不同绕绳方法。

●最省力的绕绳方法

以一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组为例，（如下图所示）

实验绕法         画绕法

最省力的绕绳方法是把绳子的固定端挂在动滑轮上.

这样有三段绳子共同分担物体及动滑轮的重力，也就是拉力是物体和动滑轮重力的三分之一，即：F=G/3

若钩码升高的高度为h,需要三段绳子同时缩短h，所以，自由端拉绳子的长度:S=3h.

●改变力方向的绕绳方法

还是以有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组为例，（如下图所示）

实验绕法             画绕法

改变拉力方向的绕绳方法是把绳子的固定端挂在定滑轮上.

这样有两段绳子共同分担物体和动滑轮的重力，定滑轮改变拉力的方向，拉力是物体和动滑轮重力的二分之一，即：F=G/2

若钩码升高的高度为h,需要两段绳子同时缩短h，所以，自由端拉绳子的长度:S=2h.

●同一滑轮组最省力和改变拉力方向对比图

分析：

1.若钩码重力为G,不计动滑轮和绳重，甲图F1=G/2,乙图F2=G/3.

2.若拉钩码升高的高度为h，甲图绳子自由端拉下的长度为S1=2h.乙图绳子自由端拉下的长度为S2=3h。

[想想议议]

如图所示，拉力F拉滑轮组使物体A在水平地面上匀速运动，拉力F大小跟A与地面的摩擦力f大小关系是            ，绳子自由端拉下的长度S跟物体A移动的距离S＇的关系是              .

[温馨提示]

在水平地面上匀速拉动物体，影响拉力大小的阻力是物体跟地面的摩擦力，不是滑轮和物体的重力。

三、滑轮组的安装

【观察与实验】滑轮组的安装

（选择音量横屏看）

[视频反思]

1.滑轮组绕绳安装顺序有多种方法，视频中绕法只是其中之一。

2.实验中弹簧测力计示数产生误差的原因是：

（1）动滑轮和绳子重.

（2）轮与轴之间的摩擦力.

  (3)弹簧测力计拉力方向没有竖直向上。

3.不计动滑轮重及摩擦，绳子自由端拉力F、钩码重力G、物体升高的高度h、绳子自由端移动的长度S跟绳子股数n的关系式：（如下图）

力的关系：F=G/n

距离关系：S=nh

4.若只不计绳自重和摩擦，拉力F、物体重G、动滑轮重GO跟绳子股数n的关系式应为：F=(G+GO)/n.

如下图：F1=(G轮+GM)/2

示意及受力分析图

四、滑轮组的应用

●物理实验室滑轮组应用

实验室滑轮的组合方式有两种，一种是并联组装（如图甲），另一种是串联组装（如图乙），不论哪种组合方式滑轮的其作用是相同的。

并联组装

（甲）

串联组装

（乙）

●生活中滑轮组应用

滑轮组作为一种常用的组合简单机械，我们经常看到。

比如  ：吊车吊臂前端滑轮组、码头或工厂的龙门吊、动车或高铁供电系统滑轮组等。

吊车

龙门吊

高铁供电系统

【中考真题训练】

1. (2019盘锦)

利用滑轮组提升物体A,请用笔画线代替绳子,在图中画出最省力的绳子绕法及物体A所受重力的示意图.

2.(2019铜仁)

一个工人站在地面上,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法.

3.如图所示,某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力F=100N,物体B重300N(不计滑轮重和绳重,不计摩擦力)画出滑轮组的绕线。

4.(2016贺州20题2分)

请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.

5.(2019常德)

用如图所示的工具提升相同重物G(不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重),最省力的是（     ）

6.(2019江西)

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F1、F2、F3、F4的大小关系是（   ）

A.F2<F3=F4<F1     B.F2<F4<F1<F3

C .F4=F2<F1<F3     D.F4<F2<F3<F1

7.（2019东营9题）

如图所示,下列简单机械中,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,最省力的是（    ）

8.(2018乌鲁木齐6题3分)

如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子拉力F相等则每个动滑轮的重力为（    ）

A.3 N     B.6 N     C.11N     D.22N

9.(2019德阳)

如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为       N，图乙中人对绳子的拉力为        N .

10.(2019陕西)

工人用如图所示的装置运送砂石.下列说法正确的是(  )

A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小

B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆

C.绳子自由端下拉1m,桶上升2m

D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石

11.(2020江西)(双选)

如图所示,将重6N的物体匀速拉高20cm,在此过程中,不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,以下说法正确的是（  ）

A.绳子自由端被拉下1.2m

B.绳子对地面的拉力为1N

C.对物体所做的功为1.2J

D.横梁受到的拉力为9N

12.(2020德阳)

如图所示,当水平拉力F=5N时,恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动,已知物体A重为10N,所受地面的摩擦力为8N,若在10s时间内,物体A水平移动了2m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中（   ）

A.拉力F的功率为1W

B.拉力F做功为10J

C.物体A重力做功为20J

D.滑轮组的机械效率为80%

13.(2020本溪、铁岭、辽阳)

小鹏家购买了一箱重960N的装修材料,工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m,用时3min,若滑轮组的机械效率为80%(不计箱子重、绳重和摩擦).小鹏计算的下列物理量正确的是（  ）

A.绳子自由端移动的速度为0.05m/s

B.做的有用功为8640J

C.拉力为240N

D.拉力的功率为48W

参

考

答

案

在

下

边

找

哦

！

参考答案：

1题图           2题图

3题图               4题图

5. B   6. B   7. B   8. B

9.400    210

10.B  11. C D 12. D  13. B