滑轮组问题分类解析

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随着素质教育的深入开展，在中考中将物理知识运用于实际的考题越来越多，这充分体现了学以致用的原则。滑轮组问题主要包含滑轮组的设计和滑轮组的机械效率。下面我们就一起熟悉一下解题的技巧。

一、竖直使用的滑轮组

例题2.建筑工地上有一批重2540N的钢材，如图2所示，用一个滑轮组把它们提升到1.7m的高处。如果不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的重物，请解答下列问题：

（1）绳端拉力F是多少牛？

（2）绳端移动的距离是多少米？

（3）若考虑摩擦，滑轮和绳子的重、须在绳端施力800N，问滑轮组的机械效率是多少？

解析：使用滑轮组时，重物G由n段绳子承担，提起重物G所用的力F就是重物G的■；由于重物G是由n段绳子承担，当重物升高hm 时，绳末端移动的距离s=nhm；若考虑摩擦、滑轮和绳子的重，滑轮组的机械效率等于有用功和总功德比值。

二、水平使用的滑轮组

例题3.时代仓库管理是个爱动脑筋的人，他用如图3所示的滑轮组拉着货物在水平地面上匀速前进，如果在绳的端点A的作用力F=300N，重物与地面间的摩擦力f为多大？如果将重物移动的距离为s=1m，绳端A移动的距离为多少？（不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦）

解析：本题中的滑轮组，右侧为定滑轮，左侧直接拉物体是动滑轮，与此动滑轮连接的绳子段数有3段，没段绳子的拉力是F，所以动滑轮拉物体的力F'=3F。对被拉物体再进行受力分析可知，重物在水平桌面上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力，又由于重物沿水平匀速运动，因此摩擦力与拉力大小相等。所以，滑轮对重物的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力。f=F'=3F，将重物移动1m，与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1m，所以绳端A移动的距离应为3m。

我们已知的条件有：f=300m，s=1m

我们要计算的物理量是：f和s'

动滑轮拉物体的力F'=3F，由二力平衡条件可知；f=F'=3F=3×300N=900N

s'=3m=3×1m=3m

答案：f=900，s'=3m

综上，我们得出决定滑轮组机械效率的因素：竖直方向上动滑轮负担的重物（水平方向上为动滑轮负担的摩擦阻力）、动滑轮的重，绳子和滑轮间的摩擦。