第15讲滑轮与斜面
核心内容：定滑轮，动滑轮，滑轮组，机械效率，斜面的效率。

一、滑轮和滑轮组
定滑轮——它的特点是提升重物时自身不上升。

它相当于等臂杠杆，不省力，也不费力，但能改变力的方向。

动滑轮——它的特点是与重物一起升降。

一般说动滑轮能省力，但费距离。

但这与动滑轮的用法有关。

滑轮组——综合了定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又可以改变力的方向。

但是，任何机械都不省功！
定滑轮动滑轮滑轮组绕法示例滑轮组绕法练习
题型一：滑轮----竖直方向上提升问题
1、如图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。

地面对物体A的支持力______N.
2、如图所示，已知物重为G，则各图中的拉力F各为多少？（滑轮组及摩擦不计）
3、如图，是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图，上端固定在楼顶．若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计．当工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力为_______N
第1题第2题第3题
题型二:滑轮-----水平方向上拉动物体
1、在图中，物体A的重力为G，拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于（）
A、0.5G B.2G C. 0.5f D.2f
2、如图所示，若拉力F＝900牛顿，物体A重1500牛顿，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。

当绳子自由端移动3米，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是______牛顿，物体A移动______米。

3、如图所示，在水平面桌面上放一个200N重的物体，物体与桌面的摩擦力为
力F应为。

4、如图所示的装置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N
衡的拉力F应等于。

5、如图所示，当F=100N时，物体匀速运动，则物体所受的摩擦力（）
A. 100N
B. 200N
C. 50N
D. 150N
第1题第2题第3题第4
参考答案
题型一： 1、12N 8N 2、
2G G 2G
4
G
3、300N 题型二：1、C 2、2700 1 3、20Ｎ
4、500N
5、C
二、滑轮组的机械效率
有用功——克服重力所做的功为有用功，总功——拉绳端的力所做的功为总功，额外功——总功-有用功。

机械效率——有用功除以总功，即总
有
W W =
η。

滑轮组的机械效率分析——滑轮组的额外功主要来自滑轮组的摩擦力和动滑轮的重力，如果忽略摩擦力，那么动滑轮的重力就是额外功的唯一来源，因为你提起重物时也提起了动滑轮——这也是要做功的，这个功就是额外功。

所以，对同一个滑轮组，重物的重力增大，会增大有用功的比例，从而提高机械效率；对同一个重物，用更多的动滑轮去提升它，就是增大额外功的比例，从而降低机械效率。

上述分析推导过程如下：
h G h G h G nh n
G G h G s F h G W W 轮物物轮
物物物总有+=⋅+⋅=⋅⋅==η，h G W 物有=，h G W 轮额=，
h G h G W W W 轮物额有总+=+=
题型一：滑轮组竖直放置（克服物体重力做功为有用功）
1、 用如图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。

（1）当物重为150N 时，绳端所用的拉力是60N ，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为300N 时，10s 内重物被匀速提高2m 时，绳端拉力做功的功率是多少？此时滑轮组的机械效率是多少？
2、 小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。

用此滑轮组将重为3.6N 的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W ，滑轮组的机械效率为75%。

（忽略摩擦及绳重）求：
（1）所需拉力为多大 （2）绳子自由端移动的速度 （3）动滑轮的总重。

3、如图11所示，重物A 是体积为10dm 3，密度为7.9×103kg/m 3
的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，（g=10N ／kg ）求：（1）作用于绳端的拉力F 是多少？（2）若缓慢将重物A 提升2m ，拉力做的功是多少？（3）若实际所用拉力为400N ，此时该滑轮的效率是多少？
题型二：滑轮组水平放置（克服物体受到地面对它的摩擦力做功为有用功）
1、如图所示，在50N 的水平拉力F 作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩
11
擦力为120Ｎ.求：（1）滑轮组的机械效率为多少？（2）若物体的速度为0.2m/s,则1min 内拉力做的功为多少？（3）拉力的功率是多少？
2、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg ，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。

若人以0.5m/s 的速度匀速前行，经100s 将货物拉出仓库，g 取10N/kg,。

求在此过程中：（1）人做的有用功为多大？ （2）人的拉力为多大？ （3）人拉力的功率为多大？
题型三：斜面的机械效率（克服物体重力做功为有用功）
1、如图所示，斜面长S=10m ，高h=4m ．用沿斜面方向的推力F ，将一个重为100N 的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B ．运动过程中物体克服摩擦力做了100J 的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功；(2)斜面的机械效率； (3)推力F 的大小．
2、如图所示装置将重为150N 的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。

已知斜面的长是5m ，高是4m ，拉力F=50N ，则该装置的机械效率为多大？
参考答案 题型一： 第1题
%3.833
60150G G )1(=⨯=⋅⋅=⋅⋅=
N N
nh F h s F h 物物η N N N G nF G 30150603)2(=-⨯=-=物动 ，N 30N N 1103003
1
(1=+=+=
）（）动物G G n F W s m N Fv p 663/2.0110=⨯⨯== ，%9.901103300=⨯=
=
N
N
nF
物G η
第2题
提示：绕在滑轮上的绳子不能相交或重叠，最省力的方法是n=4 (1)因为n
F nh F h s F h ⋅=⋅⋅=⋅⋅=
物物物G G G η，所以N N
n F 2.1%7546.3G =⨯==
η物 s m W
F p v /3.02
.136.0)2(===
N N N G nF G 2.16.32.14)3(=-⨯=-=物动
第3题
提示：找等效的物重（动滑轮下端绳子受到的拉力），大小等于浮物F G -
N
kg kg g
V g V F G G A A 690/N 10m 1010kg/m 101 /N 10m 1010kg/m 109.7-13
3
-3
3
3
3
-3
3
A =⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-==水浮物等效）（ρρ
N N
G F 3452
6902
==
=
等效 J m N Fs W 1380223452=⨯⨯==）（ %25.86N
4002690G 3=⨯=⋅⋅=
N
nh F h 等效）（η
题型二： 第1题
%805031201=⨯=⋅⋅=
N
N
ns F s f η）（ J s s m N Fvt Fs W 180060/2.03502=⨯⨯⨯===）（ w s m N Fv p 30/2.0350)3(=⨯⨯==
第2题
J s s m N fs W 1500100/5.02
1
6001=⨯⨯⨯==）（
(2)因为nF f ns F s f W W =⋅⋅=总有η， 所以N N n f F 400%
702600=⨯==η w s m N Fv p 200/5.0400)3(=⨯==
题型三：
第1题
J m h G W 4004100)1(=⨯==N 物
J J J 500100400)2(=+=+=额有总W W W ， %J
J
80500400==
=
总
有W W η N 50m
10J
5003===
s W F 总）（ 第2题
%8053504100G =⨯⨯⨯=⋅=
m
N m N ns F h 物η。