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初中物理滑轮公式推导和相关例题

2026-02-28 10:18:00课外拾零956

初中物理滑轮公式及其推导:VNk物理好资源网(原物理ok网)

1. 定滑轮的原理:滑轮实质是变形的杠杆,根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,动力臂是阻力臂的几倍,动力就变小几倍。VNk物理好资源网(原物理ok网)

2. 动滑轮原理:使用动滑轮能省一半力,费距离。这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子承担,每段绳子只承担钩码重的一半。VNk物理好资源网(原物理ok网)

3. 滑轮组公式:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。VNk物理好资源网(原物理ok网)

例题:VNk物理好资源网(原物理ok网)

1. 如图所示,工人用滑轮组提升重物,物重G=120N,滑轮组的机械效率为80%,在10s内,物体被匀速提升m=2m,求:(1)拉力做的有用功;(2)拉力做的总功;(3)拉力的大小;(4)绳子的自由端移动的距离。VNk物理好资源网(原物理ok网)

解:(1)W有用=Gh=120N×2m=240JVNk物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵η=W有用/W总 × 100%∴W总=W有用/η=240J/80%=300JVNk物理好资源网(原物理ok网)

(3)∵s=nh∴s=3h=3×2m=6mVNk物理好资源网(原物理ok网)

(4)∵F=W总/s∴F=W总/nG物=300J/60N=5NVNk物理好资源网(原物理ok网)

2. 如图所示,工人用滑轮组提升重物到高处,已知动滑轮重为5N,人用45N的拉力将重为95N的物体匀速提升到高处,不计绳重和摩擦,则人所用的拉力的功率为( )VNk物理好资源网(原物理ok网)

A. 6W B. 9W C. 18W D. 36WVNk物理好资源网(原物理ok网)

解:由题知,n=2,则s=2h,不计绳重和摩擦,则F=G+G动/n=95N+5N/2=45N;VNk物理好资源网(原物理ok网)

人做的功为:W总=Fs=45N×2h=90J;VNk物理好资源网(原物理ok网)

人做功的功率为:P=W总/t=90J/10s=9W。VNk物理好资源网(原物理ok网)

故选B。VNk物理好资源网(原物理ok网)

初中物理滑轮公式的推导过程:VNk物理好资源网(原物理ok网)

1. 定滑轮的原理:杠杆原理,动力臂等于阻力臂,则滑轮为等臂杠杆,既不省力也不费力。F=G。VNk物理好资源网(原物理ok网)

2. 动滑轮的原理:省一半力,费一倍的距离。F=1/2G。S=2H。VNk物理好资源网(原物理ok网)

相关例题:VNk物理好资源网(原物理ok网)

例题1:一个重为600N的人站在地面上,用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升重物。已知每个滑轮重40N,人所用的拉力为250N,这个滑轮组最多能提起多重的物重?VNk物理好资源网(原物理ok网)

分析:人站在地面上,所以承担物重的绳子股数n=2,则G总=nF-G动=2×250N-40N=480N。VNk物理好资源网(原物理ok网)

例题2:用动滑轮将重为80N的物体匀速提高5m,已知拉力为50N,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )VNk物理好资源网(原物理ok网)

A. 动滑轮重8N B. 人做的有用功是400J C. 人做的额外功是80J D. 人做的总功是80JVNk物理好资源网(原物理ok网)

分析:不计绳重和摩擦,绳端拉力F=1/2(G物+G动),所以动滑轮重为40N,有用功为W有用=G物h=80N×5m=400J;额外功为W额=G动h=40N×5m=200J;总功为W总=W有用+W额=400J+200J=600J。VNk物理好资源网(原物理ok网)

总结:使用动滑轮可以省一半力,但要费距离,使用定滑轮不省力也不费力,但可以改变力的方向。VNk物理好资源网(原物理ok网)

初中物理滑轮公式及其推导:VNk物理好资源网(原物理ok网)

滑轮公式:n代表倍数,G代表物重,F代表拉力,S/h分别代表绳子移动的距离,总共有几条绳子就等于几。VNk物理好资源网(原物理ok网)

推导:根据功的原理,使用滑轮组时,需要克服物重和额外阻力进行做功,但是使用任何机械都不省功。因此,当滑轮组达到平衡状态时,滑轮组中绳子的自由端移动的距离s等于物体上升的高度h。同时,根据使用滑轮组的优点——省力,可以得出n=G/F,其中n为绳子段数,G为物体重力,F为拉力。VNk物理好资源网(原物理ok网)

例题:一个重为100N的物体在拉力F的作用下匀速上升1m,已知滑轮重2N,绳重和摩擦忽略不计,求拉力F的大小。VNk物理好资源网(原物理ok网)

解:根据滑轮公式n=G/F,可得F=G-G动=100N-2N=98N。VNk物理好资源网(原物理ok网)

常见问题:VNk物理好资源网(原物理ok网)

1. 使用动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向吗?VNk物理好资源网(原物理ok网)

答:使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。因为动滑轮是轴固定,而绳子的自由端绕着轴运动,所以动力臂是阻力臂的两倍。当使用动滑轮时,虽然可以省力,但是动力方向仍然需要沿着绳子移动的方向。VNk物理好资源网(原物理ok网)

2. 使用定滑轮可以改变力的方向吗?VNk物理好资源网(原物理ok网)

答:使用定滑轮可以改变力的方向。因为定滑轮是轴和绳子的固定点,所以动力臂和阻力臂都是滑轮半径的二分之一。当使用定滑轮时,虽然不能省力,但是可以改变力的方向。VNk物理好资源网(原物理ok网)

3. 为什么使用滑轮组可以改变力的方向和省力?VNk物理好资源网(原物理ok网)

答:使用滑轮组可以改变力的方向和省力是因为它是由动滑轮和定滑轮组成的。当拉动绳子时,可以同时克服重力和额外阻力,并且可以通过改变绳子的绕法来改变力的方向。同时,由于使用滑轮组时有几根绳子在拉重物,所以它们分担了拉力的合力,使得它们能够克服物体的重力而上升。因此,使用滑轮组可以改变力的方向和省力。VNk物理好资源网(原物理ok网)