滑轮专题复习
滑轮：定滑轮和动滑轮
1．定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
2．动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。
滑轮组
1．滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。 2．滑轮组省力情况的确定方法：
在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。如图所示。
滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算
滑轮组绳子的穿绕方式很多，现以串联式滑轮为例，介绍几种滑轮组绳子的穿绕方式。
1．一个定滑轮和一个动滑轮（图1．47－7）。 2．一个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－8）。 3．二个定滑轮和一个动滑轮（图．47－9甲）。 4．二个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－9乙）。
相关公式
1、绳子段数n的确定：在定滑轮和动滑轮之间划一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后再查出与动滑轮相连的绳子段数。 2、三个n倍关系
①S=nh(当滑轮组处于竖直状态时)或S=nL(当滑轮组处于水平状态时)
②F=n(??物+??动)（不计绳子重和摩擦） ③V绳=nV物(速度比，当滑轮组处于竖直、水平状态时通用)
3、两个机械效率公式：
1
①η=??=
总
??有
Gh
（当滑轮组处于竖直状态时）或η=??=????（当滑轮组处于水????
总
??有
fl
平状态时）
??
②η=??=??
总
有
??
有
有额
??
+??
=??
物动
物
+??
（不计绳重和摩擦时）
4、两个功率公式
①P=??（适用于任何状态的滑轮组） ②P=FV绳
w
典型习题
1、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同．不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ） A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效率高
B、两次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同 C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多
D、两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大 考点：功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。 专题：应用题。 分析：从题中知：重物的质量相同，两次拉绳的速度相等，重物上升的高度相同，滑轮相同．
??
先根据W=Fs求出小明的拉力所做的功W甲与W乙；再由η=??有求出机械效率；
总最后根据P=Fv比较功率的大小． 解答：解：
（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，所以两次做功相等；
（2）由W=Gh知，两次所做的有用功相等，所以机械效率相等；
1
（3）因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F甲=3（G物+G轮）；乙图中有2段
1
绳子拉着动滑轮，所以F乙=2（G物+G轮）；
F甲＞F乙，V甲=V乙，根据P=Fv得P甲＞P乙． 故选D．
点评：考查了功、功率、机械效率的计算，特别注意滑轮组的使用方法，滑轮组省力但不省功，机械效率等于有用功与总功的比值．
2、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则（ ） A、甲滑轮组的机械效率高 B、乙滑轮组的机械效率高
C、F2做功的功率大 D、F1、F2做功的功率一样大 考点：滑轮（组）的机械效率；功率的计算。
分析：滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值，要正确地解决此题，关键是搞清有用功与总功的计算，还要分清每个滑轮组由几段绳子承担物重．功率是表示物体做功快慢的物理量，一定要注意题目中比较哪个功的功率． 解答：解：甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以S1=3h1
??????1??1则η1=??1??1=??1=
3??11113?1
乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以S2=2h2
??????2??2则η2=??2??2=??2=
2??22222?2
又因为G1=G2，F1=F2， 所以乙滑轮组的效率高．
两物体上升速度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度． 根据P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大． 故选B．
点评：此题主要考查了滑轮组机械效率的计算，以及功率的计算．同时还用到了绳端移动距离与物体上升高度的关系．
3、两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（ ） A、6：7 B、7：6 C、5：6 D、5：7
考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算；有用功和额外功；机械效率的大小比较。
专题：计算题；推理法。
分析：若将物体提升h，知道提升的物重利用功的公式求有用功；
因为摩擦和绳重均不计，知道每个滑轮重，可以计算使用滑轮组时的额外功（甲图有1个动滑轮，乙图有两个动滑轮）；利用W总=W有用+W额分别求出总功，再利用机械效率的公式求出滑轮组的机械效率，最后求两个滑轮组的机械效率的比值．
解答：解：设物体被提升的高度为h， W有用=Gh=5G0h； ∵摩擦和绳重均不计，
∴使用滑轮组时做的额外功就是将动滑轮提升h做的功， ∵甲图有1个动滑轮， ∴使用甲滑轮组时的额外功： W额=G轮h=G0h，
使用甲滑轮组时的总功：
W总=W有用+W额=5G0h+G0h=6G0h， 使用甲滑轮组时的机械效率：
有5???5η=??=6??0?=6，
0
总??
∵乙图有2个动滑轮，∴使用乙滑轮组时的额外功： W额′=2G轮h=2G0h，
使用乙滑轮组时的总功：
W总′=W有用+W额′=5G0h+2G0h=7G0h， 使用乙滑轮组时的机械效率：
??′有5??0?5η′=??=7???=7，
0′总??557
∴=6：7=6． ??′
故选B．
完全相同的A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为G1和G2的两物体？
点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，能根据W额=G轮h求额外功是本题的关键．
4、判断滑轮组机械效率高低的因素与哪些因素有关？ （1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关； （2）滑轮组机械效率高低可能与物重有关；
（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数（绕法）有关．
分析：影响滑轮组机械效率的因素有被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等； 5、（2010广西）用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m．关于这个滑轮组工作的下列说法中，正确的是（ ）
A、总功是800J B、额外功是100J
C、有用功是400J D、机械效率是62.5%
考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算；有用功和额外功。 专题：计算题；推理法。
分析：首先根据滑轮组装形式，确定承担物重的绳子股数n=4，求出物体上升高度h，然后利用公式W总=Fs计算总功、W有用=Gh计算有用功，最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率．
解答：解：由图知，n=4，则绳的自由端移动的距离s=nh， 物体上升高度： ??2??
h=??=4=0.5m，
提起货物所做的有用功：
W有用=Gh=1000N×0.5m=500J，故C错； 提起货物所做的总功：
W总=Fs=400N×2m=800J，故A正确； 提起货物所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=800J﹣500J=300J，故B错； 滑轮组的机械效率： ??
有用500??
η=??=800??=62.5%，故D正确．
总故选AD．
点评：本题是一个选择题，实质上是一个小综合题，最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断．本题的关键有二：一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是W总=W额+W有用．
6、通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（ ） A、增加动滑轮，减小拉力 B、改用质量小的动滑轮 C、减少提升高度，减少做功 D、增加提升重物重力，增大有用功 考点：滑轮（组）机械效率的测量实验；功的计算；增大或减小机械效率的方法。 分析：滑轮组的机械效率是有用功与总功之比，比值越大，机械效率越高．所以要提高滑轮组的机械效率可以尽量减少额外功． 知道额外功是克服摩擦以及动滑轮重力做的功．
解答：解：A、动滑轮越重，需要做的额外功越多，所以A说法错误． B、改用质量小的动滑轮，可以减少额外功，所以可以提高滑轮组的机械效率．所以B说法正确．
????????
C、由公式：η=????=?????=????，所以机械效率的高低与物体被提升的高度无关．所以C说法错误． D、提高物体的质量，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大．所以增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率．所以D说法正确． 故选B、D． 点评：此题主要考查了提高滑轮组的方法．首先要知道滑轮组机械效率是有用功与总功之比，比值越大，效率越高．所以有用功越大、额外功越少，机械效率越高．因此可以通过减少额外功，提高有用功来提高滑轮组的效率． 7．（10·茂名）(8分)用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg/m3，底面积是0．3m3，重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N／kg)求： (1)物体A对水平地面的压强是多少 (2)物体A的体积是多大
(3)若该装置的机械效率为80％，物体A 在水平方向上受到的阻力是多少
解：(1)物体A在水平地面，F=G=600N (1分)
∴压强：P=??=0.3m2=2000????
??
600??
(2)物体A质量m=??=10??/????=60????， 由ρ=??，得A的体积V=
??
????
??600??
=2?103????/??3=3?10?2??3
60kg
????阻s
(3)由η=有用，??有用=F阻s，W总=F*2s，得η= ??总2????∴F阻=η*2F=2*100N*80%=160N
滑轮机械效率知识点及经典例题
