专题04杠杆与滑轮计算
【解题技巧】
1、判断是否存在摩擦力。解答摩擦力问题的首要思路就是判断摩擦力是否存在,而产生摩
擦力的条件:①存在接触面:②物体的接触面之间不光滑:③物体在接触面之间存在相对运
动或者存在相对运动的趋势
【注意】与相对运动的速度,接触面积均无关,相对运动与实际运动可能相同也可能不同
2、求摩擦力的大小,先判淅物体状态
①若水平处于静止时,则是静摩擦力,拉力=静摩擦力
②若水平处于运动时(加速/减速/匀速),则滑动摩擦力=匀速运动时的拉力
③若竖直时,则摩擦力=重力(有其他力参考受力分析解题
通常求摩擦力的大小使用二力平衡的分析方法
3、摩擦力与滑轮结合时,根据二力平衡判断两物体间的摩擦力,结合动滑轮知识求物体或
者绳子自由端的拉力大小与速度等,再利用功与功率定义求解相关量。
4、关于摩擦力受力分析时,通常是2个或以上物体叠加分析,用到整体法与隔离法分析
(1)整体法:以几个物体构成整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用
整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。区分内力和外力:对几个物体的整体进
行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独
隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上
(2)隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受
力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。通常在分析外力对系统作用时,用整体法;
在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研
究对象,需要整体法与隔离法交叉使用
【注意】实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用,通常先整体后隔离
杠杆问题解题技巧
(1)解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;
然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转
动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等)
(2)解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小
必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距
离最远:②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向
(3)解决杠杆与滑轮结合问题:先理清滑轮组中动滑轮绳子股数n,再根据自由端拉力与
动滑轮和物体重力的关系,求出杠杆一端的拉力,再根据杠杆平衡条件分析
4)解决杠杆与浮力,压力,压强结合问题:根据浮力公式求解浮力,再对物体受力分析
(通常会有拉力,浮力,支持力等)求出与杠杆相关的拉力,再根据平衡条件解题
总的来讲,将杠杆,滑轮,浮力等分模块解题,避免受力分析过多导致思路混淆。
1、如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平
地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,试问:
(1)5内拉力F所做功的大小是多少?
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
2、如图所示,质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水
平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力F=500N,不计绳、滑轮
组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。求
(1)A对水平地面的压强
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小
(3)拉力F的功率
F
3、如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速
度为0.m/s,工人拉力F的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是
60J,不计绳重。求:专题04杠杆与滑轮计算
【解题技巧】
1、判断是否存在摩擦力。解答摩擦力问题的首要思路就是判断摩擦力是否存在,而产生摩
擦力的条件:①存在接触面:②物体的接触面之间不光滑:③物体在接触面之间存在相对运
动或者存在相对运动的趋势
【注意】与相对运动的速度,接触面积均无关,相对运动与实际运动可能相同也可能不同
2、求摩擦力的大小,先判淅物体状态
①若水平处于静止时,则是静摩擦力,拉力=静摩擦力
②若水平处于运动时(加速/减速/匀速),则滑动摩擦力=匀速运动时的拉力
③若竖直时,则摩擦力=重力(有其他力参考受力分析解题
通常求摩擦力的大小使用二力平衡的分析方法
3、摩擦力与滑轮结合时,根据二力平衡判断两物体间的摩擦力,结合动滑轮知识求物体或
者绳子自由端的拉力大小与速度等,再利用功与功率定义求解相关量。
4、关于摩擦力受力分析时,通常是2个或以上物体叠加分析,用到整体法与隔离法分析
(1)整体法:以几个物体构成整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用
整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。区分内力和外力:对几个物体的整体进
行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现,当把某一物体单独
隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上
(2)隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受
力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。通常在分析外力对系统作用时,用整体法;
在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研
究对象,需要整体法与隔离法交叉使用
【注意】实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用,通常先整体后隔离
杠杆问题解题技巧
(1)解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;
然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转
动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等)
(2)解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小
必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距
离最远:②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向
(3)解决杠杆与滑轮结合问题:先理清滑轮组中动滑轮绳子股数n,再根据自由端拉力与
动滑轮和物体重力的关系,求出杠杆一端的拉力,再根据杠杆平衡条件分析。
4)解决杠杆与浮力,压力,压强结合问题:根据浮力公式求解浮力,再对物体受力分析
(通常会有拉力,浮力,支持力等)求出与杠杆相关的拉力,再根据平衡条件解题
总的来讲,将杠杆,滑轮,浮力等分模块解题,避免受力分析过多导致思路混淆
、如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平
地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,试问
(1)5内拉力F所做功的大小是多少?
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
【答案】(1)5s内拉力F所做功的大小15J
2)物体A受到水平地面的摩擦力大小12N
【解析】(1)如图所示,有三股绳子作用在动滑轮上,即n=3,则绳子自由端移动的速度为:
y=3v=3×0.2ms=0.6ms,5s内绳端移动的距离:s=v=0.6ms×5s=3m,5s内拉力
所做的功:W=Fs=5N×3m=15J
(2)在水平滑轮组中,克服物体与地面间摩擦力做的功为有用功,因为n=100%=5
W
Fns物
工,所以,物体A受到水平地面的摩擦力:广=mF=3×80%×5N=12N
2、如图所示,质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水
平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力F=500N,不计绳、滑轮
组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)A对水平地面的压强
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小
(3)拉力F的功率
