题目

如图，要求滑轮组由4股绳子承担重物，（不考虑滑轮与轴之间的摩擦及绳重） （1）请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好 （2）当滑轮组提起重200N的物体时，机械效率为50%，求动滑轮重力 （3）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过多重？

题型：计算题难度：中档来源：0110 月考题

所属题型：计算题 试题难度系数：中档

答案

（1）“略” （2）200N  （3） 66.7N

考点梳理

初中二年级物理试题“如图，要求滑轮组由4股绳子承担重物，（不考虑滑轮与轴之间的摩擦”旨在考查同学们对 滑轮组的设计与组装、 滑轮（组）的机械效率、 滑轮组及其工作特点、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 滑轮组的设计与组装
• 滑轮（组）的机械效率
• 滑轮组及其工作特点

考点名称：滑轮组的设计与组装

滑轮组的制作：
滑轮组的设计和组装，是学习简单机械的一个难点，也是课本知识在实际生活中的一个重要应用。在遇到这样的题时，有的同学找不到解题的突破口，不知如何按要求去设计滑轮组。在学习中如何突破这一难点呢？关键是同学们要掌握一种解这类问题的有效方法，下面就和同学们谈谈如何按要求设计组装滑轮组。

一. 滑轮组绳子的绕法
在按要求给滑轮组绕绳子时，同学们可按以下几个步骤进行。
第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数 ，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。
第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。

二. 滑轮组的设计
按要求设计滑轮组是滑轮组学习内容的较高层次的要求，具体的设计方法可按如下步骤进行。
第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数 ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 。
第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为 ；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 。当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 。
综上所述，滑轮组的设计方法可归纳为：奇动偶定、一动配一定、奇数变向加一定、偶数同向减一定。
例2. 一根绳子只能承受1200N的拉力，要使它提起4200N的重物。
（1）要求人站在地面上把物体提起，应利用怎样的滑轮组？画出滑轮组的绕绳方法。
（2）要求使用的滑轮个数最少，应怎样组装滑轮组？画出滑轮组的绕绳方法。
解析：被提升的物体重力为G=4200N，绳子承受的最大拉力为F=1200N，所以可得承担重物的绳子的根数 ，由此可知绳子的根数为4，4为偶数，所以绳子的固定端应拴在定滑轮上，则可判断动滑轮的个数为2。

滑轮组组装的问题：
关于滑轮组组装问题虽考的不多，但学生在学习的过程中却是个难点，大部学生遇到此类题总要浪费大量的时间。为此，本人提供一种简洁的方法。
首先：确定绳子段数。根据题意确定绳子段数时要分两种情况而定。

考点名称：滑轮（组）的机械效率

滑轮组的机械效率：

测量滑轮组的机械效率:

①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组

②原理：

③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;

④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

提高滑轮组机械效率的方法:

1.影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：

若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为

讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

2.提高滑轮组机械效率的方法

(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。

(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。

(3)换用最简单的机械。

滑轮组机械效率有关因素：

1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。