滑轮及其应用（提高）
【学习目标】
1.理解定滑轮、动滑轮的特点、实质及其作用；
2.理解滑轮组的作用，会组装滑轮组。
【要点梳理】
要点一、定滑轮和动滑轮
滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮；因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
1.定滑轮：使用滑轮时，其轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。
2.动滑轮：使用滑轮时，滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。
要点诠释：
（1）定滑轮：如下图甲所示，支点在转轴，力臂为轮子半径的等臂杠杆。
定滑轮的特点：它的转轴（支点）不随货物上下移动。
定滑轮的作用：使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向。
（2）动滑轮：如下图乙所示，动滑轮的实质是支点在轮边缘，动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
动滑轮的特点：它的转动轴会随物体上下移动。
动滑轮的作用：使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。
要点二、滑轮组
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。
要点诠释：
（1）特点：既可省力，又可以改变用力方向。
但费距离。
（2）结论：在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。
如果考虑动滑轮的重力，则有n 动
物G G F +=。
（3）段数n 、绳子自由端移动距离S 、重物移动距离h 间的关系：S=nh ；即省力费距离。
要点三、根据要求组装滑轮组
判断几段绳子的方法：
(1)可用画虚线的方法：只有与动滑轮连接的那段绳子才算进去。
(2)观察绳子的固定端：
固定端在定滑轮上，段数是偶数；固定端在动滑轮上，段数是奇数；
简称：“奇动偶定”。
(3)连线情况：定→动，箭头向下；动→定，箭头向上。
【典型例题】
类型一、定滑轮和动滑轮
1、如图中利用了动滑轮的是（）
A．B C．D．
【答案】C
【解析】A、B、D选项中的滑轮的轴是固定不动的，所以都是定滑轮；
而C中滑轮的轮轴是随物体一起运动的，所以是动滑轮。
【总结升华】解决此类题目要知道动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动。
举一反三：
【变式】如图所示，物体A和B所受重力都为200N，滑轮重力和摩擦不计，当用力分别匀速提升物体A和B时，F
A 为_____N，F
为______N。
B
【答案】100200
2、施工中，一工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力是：（）
A．F1大B．F2大C．F3大D．一样大
【答案】D
【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等。
【总结升华】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握。
举一反三：
【变式】如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起，则拉力F1与F2相比较（）
A．F1较小B．F2较小C．F1与F2一样大D．无法确定
【答案】A
【解析】如图所示：F1的力臂L大于F2的力臂L′，由于提起的重物一定，根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂的乘积一定，动力臂越长，动力越小。
故F1较小。
3、如图所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N．在拉力F的作用下，物体以0.4m/s的速度匀速上升，则
A．F=5N，F向上的速度是0.2m/s
B．F=7N，F向上的速度是0.2m/s
C．F=6N，F向上的速度是0.8m/s
D．F=22N，F向上的速度是0.2m/s
【思路点拨】要解答本题需掌握：动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法。
【答案】D
【解析】本题是动滑轮的特殊使用方式，考虑滑轮的重力，即力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力，F=2×G物+G滑轮=2×10N+2N=22N；
力F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故力F移动的速度是物体上升的速度的二分之一，即F上升的速度是0.4m/s÷2=0.2m/s
【总结升华】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握。
类型二、滑轮组
4、物体做匀速直线运动，拉力F=60牛，则物体受到的摩擦力是（）
A．60牛B．120牛C．20牛D．180牛
【答案】D
【解析】绳子股数是3，所以绳子末端的拉力f n
F 1 ，物体和地面之间的摩擦力f=nF=3×60N=180N 。
【总结升华】该滑轮组是用来水平移动物体的，克服的是物体和地面间的摩擦力，由图可知绳子股数是3，根据滑轮组的省力情况即可求出摩擦力。
举一反三：
【变式】利用如图所示装置匀速提起重150N 的物体，若不计滑轮重及摩擦力时，拉力F 是多大？
【答案与解析】F=G/n=150N/3=50N ，拉力是50Ｎ。
5、已知每个动滑轮重100N ，物重G ＝1200N ，绳子能承受的最大拉力为300N ，在图中画出了滑轮组的绕线方法。
根据你的判断，只能使用_____绕线方式。
（不计摩擦）
【答案与解析】由上图可以看出，绳子承担的物重包括两部分，即物重1200N 和两个动滑轮重2×100N ＝200N ，由于绳子能承受的最大拉力为300N ，那么至少需要n ＝(G ＋G 动)/F ＝(1200N ＋200N ）/300N ≈5根绳子。
由此可以
确定只能用乙种绕线方式。
【总结升华】同一个滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同，绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。
举一反三：【变式】为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来，试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。
【答案】n=3，如图：
类型三、综合应用
6、如图所示，物体C重100N，在不计摩擦和绳重的情况下，要匀速提起重物时，需加力F为28N，若滑轮的规格都相同，则每个滑轮的重为多少牛？
【思路点拨】（1）在不计摩擦和绳重的情况下，使用动滑轮时，因为动滑轮有两段绳子在拉重物，所以用的拉力就是动滑轮和重物重力的二分之一；
（2）按图示滑轮组，我们可以由上向下逐个分析滑轮，按照动滑轮和定滑轮的特点，找出拉力F和动滑轮与重物的种类之间的关系，然后求解。
【答案与解析】
【总结升华】课本中对滑轮只讲了动滑轮和定滑轮两种，但在实际出现的题目中，不时有如本题这种情况的滑轮，如果单从动滑轮或定滑轮的角度来解题，很多同学都会觉得困惑，这就要求学生可以通过对每一个滑轮单独进行受力分析，利用我物体平衡时合力为零的特点列出各力之间的关系，然后解答。
举一反三：
【变式】如图所示，用滑轮组匀速提升重物，若绳子自由端的拉力为F，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，求物体的
重力是多少？
【答案】8F6F7F8F。