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中考物理考点重点定滑轮动滑轮滑轮组和 [复制链接]

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升国旗的时候,旗手慢慢地拽着细绳,国旗缓缓上升,这是什么原理可以让旗手站在地上就可以让国旗升起来?

古埃及金字塔到底是怎么建成的?一块砖头又大又重,还要抬到那么高的地方,到底是什么机械才能实现?

这节课张老师就来给学生们讲讲滑轮组和机械效率的知识,这样我们就可以具体了解上面的问题了。

首先介绍一下定滑轮,顾名思义,定滑轮是位置固定不动的滑轮。它相当于上节课我们所讲的等臂杠杆,因为是等臂杠杆,所以它既不能省力又不能省距离,但可以改变力的方向。

定滑轮圆心可以看成支点,圆心到两条线的距离可以看成半径,因为半径是相等,所以定滑轮是等臂杠杆。

所以,把定滑轮安装在旗杆顶端,旗手就可以在地面上将国旗升起,这就是改变方向的好处。

然后介绍一下动滑轮,动滑轮就是位置变动的滑轮。它可以看成一个省力杠杆,省力但是费距离,而且还不能改变力的方向。

动滑轮和一端固定的线接触点可以看成是支点,支点到圆心的距离是阻力臂,另一条线到支点的距离是动力臂,因为动力臂是阻力臂的二倍,所以动滑轮可以省一半力。

但是同学们要记住的是,我们使用机械可以省力,也可以省距离,但是不可能既省力又省距离,也就是不可能省功。

使用任何机械都不省功,这就是功的原理。

但是我们可以把定滑轮和动滑轮组装起来成为滑轮组,滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。

在这里我先给大家介绍一下有用功、额外功和总功的概念。

比如说古代把绳栓木桶上然后放到井里去打水,在拎上来的过程中,对水做的功是有用功,对桶做的功就是额外功,而人做的功就是总功。

可见,总功=有用功+额外功,而且我们把有用功和总功的比值叫做该机械的机械效率。

这个机械效率是衡量一个机械性能的指标,它和功率一点关系都没有。

如果想提升机械效率,那么可以增加有用功,也可以减少额外功。

这块也有一个“探究滑轮组机械效率”的实验,一般会给一个表格,求出钩码的重力和弹簧测力计的拉力,然后用刻度尺求出钩码上升的距离和弹簧测力计移动的距离,然后计算出有用功和总功,最后求出机械效率。

实验中不能只测量一组数据,应该增加钩码,再测量三组数据,这样才可以探究出机械效率和有用功的关系。

也可以换用不同重量的动滑轮然后挂上相同质量的钩码,这样可以探究机械效率和额外功的关系。

一般情况下,只要是有用功和额外功确定了,那么机械效率就确定了,和滑轮组绳子的段数是没有关系的。

滑轮组绳子的段数怎么确定呢?就看动滑轮上端接触了几根绳子,那么滑轮组绳子的段数就是几根。

滑轮组这块有三个基本公式,同学们一定要记牢。

第一个,受力分析公式。对动滑轮受力分析就可得到,不同滑轮组不一样,所以咱们不用死记硬背固定的公式,只要会受力分析方法即可。

第二个,距离公式。滑轮组自由端(拉绳子那段)移动的距离是物体上升距离的n倍,其中n为绳子段数。

第三个,速度公式。滑轮组自由端移动的速度是物体上升距离的n倍,其中n为绳子段数。

这块是中考计算题经常爱考的一个点,所以同学们一定要把滑轮组的计算公式运用灵活。

现在我们就可以解释金字塔是怎么搭建上去的原因了,因为古埃及人使用了杠杆和滑轮这些机械,所以他们可以轻松地把又大又重的砖抬到高处。

以上就是我总结的关于滑轮组和机械效率的考点,你看懂了吗?

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