一、滑輪與滑輪組

1.定滑輪

(1)定滑輪定義：工作過程中中心軸固定不動的滑輪。

△注：升國旗的旗杆上的滑輪就是定滑輪。

(2)定滑輪的工作特點：不可以省力，但可以改變力的方向。

(3)定滑輪不省力的原因：實質是個等臂杠杆

2.動滑輪

(1)定義：工作時中心軸随物體移動的滑輪。

(2)動滑輪工作特點：可以省力，但是不能改變力的方向。

(3)能省力的原因：實質是一個省力杠杆，其支點位于固定邊與輪相切的地方，因此動滑輪的動力臂是阻力臂的2倍，所以。

3.滑輪組

(1)定義：把定滑輪和動滑輪組合起來使用，就組成了滑輪組。

(2)滑輪組的工作特點：既可以省力，又可以改變力的方向，但費距離。

二、功

1.定義：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。

2.做功的必要條件：

(1)有力 (2)在力的方向上移動的距離

3.不做功的幾種情況：

A.有力無距：物體受到力的作用，但物體沒有移動，這個力對物體不做功。

△注：推箱子沒推動推力不做功。

B.有距無力：由于慣性保持物體的運動，雖有通過的距離，但沒有力對物體做功。

△注：踢出去的足球，離開腳以後踢力對足球不做功。

C.力距垂直；當物體受到的力的方向與物體運動方向垂直時，這個力對物體不做功。

△注：在水平地面上滾動的足球，重力不做功。

4.功的計算

(1)公式：（克服重力做功時W=Gh） (2)單位：(焦耳)；1J=1N·m

5.功的原理

(1)内容：使用任何機械都不省功。

(2)理解：有時省力，有時省距離，但是不能同時既省力又省距離。

三、功率

1.定義：單位時間内所做的功叫功率，用符号P表示。

2.物理意義：功率是表示做功快慢的物理量。

(1)相同時間内，物體做功越多功率越大

(2)做相同的功，物體用時越短功率越大

(3)物體做功越快功率越大

3.公式：

推導公式：

(注：當功率一定時，力和速度成反比。)

4.單位：瓦特，簡稱“瓦”，用“W”表示

四、機械效率

1.有用功：利用機械做功時對人們有用的、必須要做的功叫作有用功

△注：例如利用滑輪提升重物時對物體重力做的功。

2.額外功：利用機械做功時不得不做的功叫作額外功。

△注：例如利用滑輪提升重物時克服滑輪重力做的功，克服輪軸間摩擦力和繩重做的功。

3.總功：有用功和額外功的總和叫作總功。

△注：例如利用滑輪提升重物時拉力所做的功。

4.機械效率

(1)定義：有用功跟總功的比值叫作機械效率。

(2)公式：

(3)滑輪組的機械效率公式：在忽略繩重和各種摩擦時，

(豎直滑輪組)；

(水平滑輪組)

5.滑輪組的機械效率的因素

(1)與滑輪的重力，繩重荷各部分間的摩擦有關。

(2)與提升的物體重力有關，與提升高度，滑輪的繞線方式無關。

6.滑輪組的機械效率計算

①豎直方向：

②豎直方向(水中)：

③水平方向(省力)：

④水平方向(費力)：

例1.（2018廣東省廣州）如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下，從O勻速直線運動到Q，OP端拉力F1為300N，F1做的功為W1，功率為P1，PQ段拉力F2為200N，F2做的功為W2，功率為P2，則（ ）

A. W1>W2 B. W1<W2 C. P1>P2 D P1<P2

【答案】C

【解析】本題考查的是功和功率的計算比較。從O到Q一直做勻速直線運動，速度大小相同，F1為300N，F2為200N，所以F1做功的功率大于F2，P1>P2，C正确，D錯誤；在OP段移動了4m，拉力做功W1＝300N4m＝1200J，在PQ段移動了6m，拉力做功W2＝200N6m＝1200J，所以兩段拉力做功相等，AB錯誤；故本題答案為C。

例2．（2018北京大興一模）如圖所示，工人師傅用一個動滑輪提升重物，在20s内貨物被勻速提升4m。已知動滑輪重20N，貨物重480N，不計繩子的重力和其他阻力。求：

（1）工人師傅對繩子施加的拉力大小；

（2）該動滑輪的機械效率；

（3）工人師傅做功的功率。

【答案】

（1）2F=G G動，

（G G動）＝（480N 20N）＝250N；

（2）η=＝=96%；

（3）v物＝＝0.2，v繩＝2v物＝2，

P=Fv繩=250N＝100W

【解析】本題考查的是滑輪組的功率及機械效率。首先對動滑輪受力分析，向上兩條繩子的力，向下為動滑輪的重力加上貨物的重力，列出等式為2F=G G動，算出F＝250N；利用公式η=算出機械效率；貨物在20s内提升4m，則貨物提升的速度為0.2m/s，繩子自由端移動的速度為0.4 m/s，利用公式P=FV=250N＝100W。

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