的定義、本質(zhì)和功能，并在此基礎(chǔ)上掌握組裝簡(jiǎn)單滑輪組的方法：如果要改變力的方向，n段繩索需要使用n個(gè)滑輪;只節(jié)省人工，不改變受力方向，n節(jié)繩需要（n-1）滑輪;固定滑輪和動(dòng)滑輪的數(shù)量相差1個(gè);接線方式：奇數(shù)繩從動(dòng)滑輪開(kāi)始布線，偶數(shù)繩從固定滑輪開(kāi)始布線。段數(shù)的確定可以采取在動(dòng)滑輪和固定滑輪之間畫(huà)一條水平直線的方法，計(jì)算繩索與直線的交點(diǎn)，因?yàn)槔@過(guò)固定滑輪的繩索的自由端沒(méi)有連接到重物，所以這一段繩索不計(jì)入n個(gè)數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：固定滑輪在不節(jié)省力的情況下改變力的方向，本質(zhì)是等臂杠桿，動(dòng)滑輪節(jié)省一半的力，本質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿。繞線方式：奇偶固定（當(dāng)繩段數(shù)為奇數(shù)時(shí)，先繞滑輪，即使數(shù)數(shù)在固定滑輪周?chē)?，滑輪組省力但不省工，滑輪組的機(jī)械效率：G/nF G：重物，n：繩段數(shù)，F(xiàn)： 自由端張力滑輪有固定滑輪和動(dòng)滑輪兩種 （1）固定滑輪本質(zhì)上是一個(gè)等臂桿，既不省力又省力，但可以改變力的方向。（2）固定滑輪的特性是將鉤碼拉過(guò)固定滑輪不省力。無(wú)論有沒(méi)有固定滑輪，彈簧刻度的讀數(shù)都相同。可以看出，使用固定滑輪并不能節(jié)省力，但可以改變力的方向。在許多情況下，改變力的方向會(huì)給工作帶來(lái)便利。固定滑輪的原理本質(zhì)上是一個(gè)相等的臂桿，功率L1和阻力L2臂等于滑輪的半徑。
根據(jù)杠桿平衡條件，也可以得出結(jié)論，固定滑輪不省力。（2）動(dòng)滑輪本質(zhì)上是動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿，節(jié)省了1/2的力，花費(fèi)了1倍的距離。動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪可以節(jié)省一半的工作量和距離。這是因?yàn)楫?dāng)使用活動(dòng)滑輪時(shí)，鉤子由兩段繩索懸掛，每段繩索僅承受鉤子一半的重量。雖然使用動(dòng)滑輪省力，但動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的距離大于鉤碼升降的距離，即需要距離。動(dòng)滑輪的原理：動(dòng)滑輪本質(zhì)上是一個(gè)杠桿，其動(dòng)力臂（L1）是阻力臂（L2）的兩倍。滑輪組：由固定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組，可以省力并改變力的方向?；喗M使用幾段繩索懸掛物體，用于提升物體的力是總重量的一小部分。繩索的自由端算作圍繞動(dòng)滑輪的截面，繞著固定滑輪的那一端不算。滑輪組的使用雖然省力，但需要一段距離，動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的距離大于重物運(yùn)動(dòng)的距離。為了節(jié)省和改變動(dòng)力方向，可以將固定滑輪和動(dòng)滑輪組合成一個(gè)滑輪組。使用滑輪組時(shí)，滑輪組使用幾段繩索懸掛物體，用于提升物體的力是物體重量的一小部分。滑輪組的特點(diǎn) 滑輪組的實(shí)驗(yàn)表明，雖然使用滑輪組省力，但它需要距離 - 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的距離大于貨物升降機(jī)的距離。杠桿的均衡條件：F1L1= F2L2 （ F1： 功率;L1：動(dòng)力臂;F2：電阻;L2：阻力臂）固定滑輪：F=G物體S=h（F：繩索自由端的張力;G-物體：物體的引力;S：繩索自由端行進(jìn)的距離;h：物體升起的距離） 動(dòng)滑輪：F=（G物體+G輪）/2 S = 2 h（G物體：物體的重力;G輪：動(dòng)滑輪的重力） 滑輪組：F=（G物體+G輪） S = n h （n：通過(guò)動(dòng)滑輪繩的段數(shù)） 機(jī)械功： W （J） W = Fs （F：力; s：沿力方向行進(jìn)的距離） 有用功： W has = G 總功 h： W 總功 W 總 = Fs 適用滑輪組垂直放置時(shí)的機(jī)械效率： η = W 有/W 總× 100% 功率：P （w） P= w/t （W：功;t：時(shí)間） 關(guān)于滑輪的綜合問(wèn)題1，（一個(gè)模具）如圖25所示是起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
用它來(lái)勻速提升質(zhì)量為2×103kg、底部面積為1m2的貨箱G。（取g=10N/kg）問(wèn)：（1）貨箱在水平地面上靜止時(shí)，它對(duì)地面的壓力是多少？（2）如果集裝箱以3m的恒定速度吊裝，起重機(jī)在集裝箱上做多少功？（3）吊裝貨箱時(shí)，為了防止起重機(jī)傾覆，右側(cè)的鐵塊有多大？已知：OA=10m初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)，OB=5m。 （讓起重機(jī)的重力線通過(guò)O點(diǎn)。第二，（一個(gè)模具）秤上有一個(gè)重達(dá)1500N的木箱，小明站在地上，想用圖29（A）所示的滑輪組將木箱抬上樓，但他盡量不抬起，此時(shí)的木箱是40kg。于是他換了圖29（B）所示的滑輪組的繞繩方式，然后去撿木箱。當(dāng)木箱以恒定速度上升時(shí)，小明在地板上的壓力為100N，無(wú)論軸的摩擦力和繩索重量如何，取g=10N/kg。求出小明的重量和滑輪組在提升木箱時(shí)的機(jī)械效率。3.（一個(gè)模具）如圖30所示，立方體合金塊M的邊長(zhǎng)為20cm，以O(shè)為支點(diǎn)懸掛在輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)，一個(gè)重達(dá)640N的人被杠桿B點(diǎn)的固定滑輪F1壓住，使杠桿在水平位置保持平衡， M對(duì)水平地面的壓力為1.1×104Pa，人對(duì)水平地面的壓力為1.45×104Pa;如果 M 浸沒(méi)在水中（M 不與容器底部接觸），杠桿仍以力 F2 保持在水平位置，人對(duì)地面的壓力為 1.15×104 Pa。眾所周知，當(dāng)一個(gè)人獨(dú)自站在水平地面上時(shí)，地面上的壓力為1.6×104 Pa.（g需要10N/kg）才能找到：（1）力的大小F1;（2）合金塊M的密度;（3）當(dāng)M浸入水中時(shí)，如果剪斷繩子，合金塊M沉到容器底部，M對(duì)容器底部的壓力是多少。四、（一模）圖23是簡(jiǎn)易電動(dòng)門(mén)式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
MN是長(zhǎng)度為4 m的橫梁，無(wú)論質(zhì)量大小，運(yùn)行裝置都可以左右移動(dòng)橫梁上的提升重量。起重電機(jī)通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提升重物初中物理滑輪知識(shí)點(diǎn)，滑輪組的結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)起重重量為0.5t時(shí)，鋼絲繩的重量和輪與軸之間的摩擦不定時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%。以0.2m/s的恒定速度垂直向上提升1.125t的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率如何？電機(jī)拉鋼絲繩的功率是多少？如果行走齒輪和起升電機(jī)的總重量為2.75×103N，起重重量為2t，起重重量從中點(diǎn)A沿梁移動(dòng)到B點(diǎn)，以M點(diǎn)為軸，則N點(diǎn)的向上支撐力增加6×103N， MB的距離是多少？（g取10N/kg）五、（模具）圖25是液壓汽車(chē)起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖。A為活動(dòng)滑輪，B為固定滑輪，C為絞車(chē)，D為圓柱體，E為柱塞。動(dòng)滑輪上共作用三股鋼絲繩，絞車(chē)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲繩帶動(dòng)滑輪上升提取重物，打撈重量體積為V=0.5m3。如果本次打撈前起重機(jī)在地面上的壓力p1=2.0×107Pa，當(dāng)物體在水中以恒定速度上升時(shí)，起重機(jī)在地面上的壓力p2=2.375×107Pa，而物體完全離開(kāi)水面后起重機(jī)對(duì)地面的壓力p3=2.5×107Pa。假設(shè)提升時(shí)柱塞在垂直方向上，物體出水前后柱塞的支撐力分別為N1和N2，N1與N2的比值為19：24。水
出水后重物上升的速度v=0.45m/s。吊臂、固定滑輪、鋼絲繩的重量以及輪子與繩索之間的摩擦力不計(jì)算在內(nèi)。（g取10N/kg）求：（1）打撈物體的重力;（2）打撈物體浸入水中上升時(shí)滑輪組AB的機(jī)械效率;（3）重物出水后絞車(chē)牽引力的功率。第六，（模具）橋梁施工隊(duì)的工人使用圖24所示的滑輪組，以恒定速度打撈沉入水中的工件。已知工件的質(zhì)量為100kg，工人的質(zhì)量為70kg。工件打撈出水面前和工件完全打撈出水面后工人對(duì)地面的壓力比為15：2，工件在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為60%。如果不計(jì)算摩擦力、繩索重量和防水性，則g為10N/kg。結(jié)果表明：（1）工件浸入水中時(shí)浮力F浮動(dòng);（2）工件完全打撈出水面后，滑輪組的機(jī)械效率η2;（3）工件完全打撈出水面后，以0.2m/s的速度勻速吊起，工人拉繩的功率率為P2。1 < 答案> （1）（2）W=FS=2×103kg×10N/kg×3m=6×104J（3） G×AO = G0×OB2×103kg×g×10m = m0g×5mm0 = 4× < 答案> F拉力=G人 木箱和動(dòng)滑輪力 G箱+G輪=2F拉力+F枝=2G人+F枝=2G人+mg 改變繞繩方式后， F拉+F枝=G人， 木箱和動(dòng)滑輪力 G箱+G輪=3F拉力=3（G人-F分支） 所以2G人+mg=3（G人-F分支） F分支=F壓力=100NG人=3F分支+mg=3×100N+40kg × 10N/kg=700N F拉力=G人-F分支=700N-100N=600N機(jī)械效率 ===== 83.3%3 <答案> （1）， F1 = G 人 - p1S = 640N - 1.45× 104Pa× 0.04m2 = 60N， F2 = G 人 - p2S = 640N - 1.15 ×104Pa×0.04m2=180N（2） 當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，有： OA（GM-FM）=OBF1 （1）OA（GM-F 浮點(diǎn)數(shù)）=OBF2 （2）可由（1）（2）獲得，（3）FM=F壓力=PMSM=1.1×104Pa×（0.2m）2=440NF 浮子=ρ 水 gVM=1×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3=80N 替代FM=440N， F float=80N 進(jìn)入式（3），解：GM=620N（3） 當(dāng)M浸入水中時(shí)，拉繩被剪切，合金塊M沉到容器底部， 4 <> 起重重量為0.5t和2t，重物重量為G=mg=0.5t×10N/kg=5×103N， G/=m/g =2t×10N/kg =20×103N 由滑輪組的機(jī)械效率η=W有用/W總=G物質(zhì)/（G物體+G運(yùn)動(dòng)），替代數(shù)據(jù)：80%=5×103N/（5×103N+G動(dòng)態(tài)），解：G運(yùn)動(dòng)=1.25×103N η/= G物質(zhì)//（G物體/+G運(yùn)動(dòng)）=20×103N/（20×103N+1.25×103N） ≈ 94%鋼絲繩張力 F = （G物體/+G運(yùn)動(dòng)） / 3 = （20×103N + 1.25×103N） / 3≈7.1× 103N 拉力時(shí)恒速，電機(jī)拉鋼絲繩的功率 P = Fv = 7.1×103N× 3×0.2m/s = 4.26×103W [或 P = （G 物體 / +G 移動(dòng)） v 物體 = （20×103N + 1.25 ×103N） ×0.2m/s = 4.25×103W] 以橫梁MN為杠桿，以M點(diǎn)為軸，當(dāng)重量在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)， 根據(jù)杠桿平衡條件：（G物體+G線+G運(yùn)動(dòng)） ·MA =FA·MN（G物體+G線+G運(yùn)動(dòng)）·MB =FB·從兩個(gè)公式中減去MN得到：（G對(duì)象+G行+G運(yùn)動(dòng)）·（MA-MB） = （FA-FB）·FA-FB=6×103N>0時(shí)MN，代入數(shù)據(jù)：（20×103N+1.25×103N+2.75×103N）（2m-MB）=6×103N×4m 解：MB=1m當(dāng)FA-FB=-6×103N<0時(shí)，代入數(shù)據(jù)：（20×103N+1.25×103N+2.75×103N）（2m-MB）=-6×103N×4m 解：MB/=3m5 <答案> （1）設(shè)置起重機(jī)重量為G，打撈物體的重力為G物體;打撈物體前，當(dāng) G = p0S 在水中勻速吊起物體時(shí)：F 拉力 = G 物體 - F 浮吊對(duì)地面的壓力：G + F 拉力 = p1SF 浮子 = ρ 水 gV 行 = 0.5×104N 物體出水后：G + G 物體 = p2S，F(xiàn) 拉力 = （p1 - p0）S;G 物質(zhì) = （p2- p0）S 物體的引力是 G 物質(zhì) = 2.0×104N。
（2）設(shè)鋼絲繩上的力為F1且
F2分別在出水前后，柱塞對(duì)吊桿力的力臂為L(zhǎng)1，鋼絲繩對(duì)吊桿力的力臂為L(zhǎng)2。根據(jù)杠桿均衡條件，可以看出N1L1=3F1L2;N2L1=3F2L2，=，F(xiàn)1=（G物體-F浮動(dòng)+G運(yùn)動(dòng)） F2=（G物體+G運(yùn)動(dòng)），= = 代入數(shù)據(jù)得到：G運(yùn)動(dòng)=0.4×104N 當(dāng)物體浸入水中上升時(shí)，滑輪組AB的機(jī)械效率： （3）出水后鋼絲繩受力：F2=（G物體+G運(yùn)動(dòng)）/3=0.8×104N 物體的速度v， 鋼絲繩速度 v'=3v=30.45m/ s =1.35m/ sP=F2 v'=0.8×104N ×1.35m/ s =1.08×104W。6 < 答案> （1）以人為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖A、B所示： ∵G 人 = F′1 + N1 ∴ N1 = G 人 - F′1G 人 = F′2 + N2 N2 = G 人 - F′2 地面上工人的支撐力等于地面上工人的壓力;繩子對(duì)人的拉力等于人對(duì)繩子的拉力?！郚′1/N′2=N1/N2=（G人-F′1）/（G人-F′2）=15/2 再次∵η1=W 有/W 總計(jì) = （G 物質(zhì)-F 浮點(diǎn)數(shù)） h / F1S = （G 物質(zhì)-F 浮點(diǎn)數(shù)）/2F1=60% F1=（G 物質(zhì) + G 運(yùn)動(dòng)-F 浮點(diǎn)數(shù)）/2 F2=（G 物體 + G 運(yùn)動(dòng)）/2 將等式（3）和（4）代入等式（1）和（2），G人=m人 g = 70kg× 10N/kg = 700N， G物質(zhì)=m物質(zhì)g=100kg×10N/kg=1000N代之，溶液：G運(yùn)動(dòng)=320N，由（2）（3）公式：60%=（G物體-F浮子）/（G物體+G運(yùn)動(dòng)-F浮子）=（1000N-F浮子）/（1000N+320N-F浮子）∴溶液F浮子=520N，則：F1=400N;F2=660N。（2）∵η2 =W′Yes / W 合計(jì) = G / 2F2=G / （G + G） = 1000N/（1000N+320N） =76 % （3）∵P2=F2 ·v2 = F2 × 2 V = 1320N × 0.2m/s = 264 W
