专题11.2 滑轮【八大题型】-2024-2025学年九年级物理上册举一反三系列（苏科版）

11.2 滑轮【八大题型】 题型一、定滑轮及其工作特点 2 题型二、动滑轮及其工作特点 3 题型三、定滑轮哦吼动滑轮的辨析 5 题型四、动滑轮的相关计算 6 题型五、定滑轮和动滑轮的特点探究实验 7 题型六、滑轮组的理解和应用 11 题型七、滑轮组的相关计算 12 题型八、滑轮组的设计 14 课后巩固 16 提优练习 23 ( 知识点01 定滑轮和动滑轮 ) 周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮，因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。 【微点拨】 1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。 　　定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。 2、动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 　　 　　3、定滑轮和动滑轮的作用 　　使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。 　　使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 4、轮轴与斜面 简单的机械运动还包括轮轴与斜面，轮轴由公共转轴的轮和轴组成，斜面是大家经常接触的，下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例： F 1 R = F2 r 题型一、定滑轮及其工作特点 【典例1】（23-24八年级下·广西河池·期中）学校旗杆顶上安装有一个滑轮（如图），下列说法正确的是（　　） A．可以省力 B．可以改变力的方向 C．是动滑轮 D．可以帮人们省距离 【变式1-1】（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图所示，放在水平地面上的物体所受重力为G，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受到拉力为F，地面对物体的支持力为N，则这三个力大小的关系为（    ） A． B． C． D． 【变式1-2】（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1N的小球和一个10N重的物体，小球悬在空中，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（　　） A．2N B．3N C．11N D．12N 【变式1-3】（23-24九年级下·安徽淮北·期中）如图所示，物体甲的重力为12N，物体乙的重力为8N，此时整个装置保持静止，关于此图中各力的大小，下列判断正确的是（    ） A．绳子对甲的拉力为12N B．绳子对乙的拉力为8N C．弹簧测力计的示数为12N D．甲受到地面的支持力为8N 题型二、动滑轮及其工作特点 【典例2】（23-24九年级上·江苏连云港·期末）如图所示的简单机械，正常使用时能省力的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．定滑轮 D．动滑轮 【变式2-1】（23-24八年级下·全国·课后作业）用动滑轮提起重物时，沿三个不同方向用力，如图所示，三个力的大小关系是（　　） A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＞F3＞F2 【变式2-2】（23-24八年级下·上海·阶段练习）动滑轮的实质是一个 杠杆，使用它能 ，但不可以 。如图所示，物体A、B的重力均为50牛，（不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦），匀速向上拉动A物体和B物体，那么FA= 牛，FB= 牛。 【变式2-3】一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出，不计滑轮重、绳重和摩擦，设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1和F2 ；则F1 F2（填“>”“<”或“=”），甲方式中滑轮的作用是 ；如按乙方式，人拉绳头移动了1m，那么小汽车被拉动了 m。 题型三、定滑轮哦吼动滑轮的辨析 【典例3】如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    【变式3-1】小可用如图所示的滑轮匀速提起一水桶，所用的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 。 【变式3-2】如图所示，分别用定滑轮和动滑轮将重为G的物体提升相同的高度．不计滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．F1大于F2 B．F1小于F2 C．F1等于F2 D．F1大小随方向改变 【变式3-3】写出定滑轮和动滑轮的三个不同点： （1） ； （2） ； （3） 。 题型四、动滑轮的相关计算 【典例4】（23-24八年级下·广东惠州·阶段练习）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数为2N。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．由端拉力F为4N B．自由端的速度是0.1米/秒 C．此滑轮是定滑轮 D．物体与地面间的摩擦力为4N 【变式4-1】（22-23九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（　　） A．24N B．60N C．12N D．7N 【变式4-2】（23-24八年级下·安徽马鞍山·期中）如图所示，，在力F的作用下，滑轮以的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　） A．； B．；40N C．；160N D．；40N 【变式4-3】如图所示，甲和乙是叠放在水平桌面上的物块，它们在钩码丙的作用下向右做匀速直线运动，若钩码重为1N，则甲所受的摩擦力为 N，将乙拿掉后，甲的运动状态将 （选填“改变”或“不改变”）。（动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦忽略不计） 题型五、定滑轮和动滑轮的特点探究实验 【典例5】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示匀速提起钩码，测得数据如表所示： 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 甲 1 0.2 1 0.2 乙 1 0.2 1 0.2 丙 1 0.2 0.55 0.4 请你分析： （1）比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮 ； （2）把钩码升高相同的高度，比较甲和丙实验数据，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以 ，但必须费 ； （3）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是 。 A．从多次实验中选取最准确的数据    B．多次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律      D．利用控制变量法 【变式5-1】（23-24八年级下·江西南昌·阶段练习）如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮工作特点”的实验装置。 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 ； A．随意拉动钩码    B．拉着钩码保持静止    C．匀速向下拉动弹簧测力计 （2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析： ①比较甲和丙实验测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ； ②把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ； 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 0.2 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 （3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得校准弹簧测力计操作麻烦，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，如图丁所示，读得的测力计示数会 （变大/变小/不变），其理由是 。 【变式5-2】（23-24八年级下·广东惠州·阶段练习）小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。    （1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和 ； （2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升； （3）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是： ； （4）在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用 ； （5）表中缺失的数据是 m； （6）依据杠杆平衡条件，使用动滑轮提升物体所用的力应是直接提升物体所用力的一半，但分析3和4两次实验数据却不完全符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是 。（A．提起的物重不同  B．动滑轮有重力） 次数 钩码的重力 钩码提升的高度 拉力 弹簧测力计移动的距离 1 1 0.2 1 0.2 2 2 0.2 2 0.2 3 1 0.2 0.6 0.4 4 2 0.2 1.1 【变式5-3】在“探究动滑轮使用特点”的实验中，各小组按照图中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同，不计绳重和摩擦。如图甲所示，甲小组的同学按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码；如图乙、丙所示，乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码。各小组的实验数据记录在下表中：    G：物体重力（N）  F：弹簧测力计示数（N） 表一：（甲小组） 表二：（乙小组） 表三：（丙小组） 实验序号 G（N） F（N） 实验序号 G（N） F（N） 实验序号 G（N） F（N） 1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8 2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6 3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3 （1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出使用动滑轮有什么作用； （2）分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是什么； （3）分析比较实验序号1、4、7（2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的结论是什么； （4）如果家里安装日光灯， 图中绳子的悬挂方式更合理的为 （选填“甲”或“乙”）。    ( 知识点02 滑轮组 ) 把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 【微点拨】 1、特点：既可省力，又可以改变用力方向。但费距离。 　　2、结论： 　　在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。 如果考虑动滑轮的重力，则有。 题型六、滑轮组的理解和应用 【典例6】（2024八年级下·全国·专题练习）定滑轮、动滑轮和滑轮组的区别 滑轮种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 力臂的关系 / 动力和阻力的大小关系 G G G 绳端移动的距离 s h h h 【变式6-1】（23-24八年级下·广西崇左·阶段练习）若滑轮组、绳子、摩擦均忽略不计，则下列两个滑轮提升同一重物的几种组合中最省距离的是（　　） A． B． C． D． 【变式6-2】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于 （填简单机械名称）模型，装置中轮轴B的作用是 （选填“省力”“省距离”或“省功”）；匀速提起摩托车，工人所用的拉力为500N，若不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为 N。 【变式6-3】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。 题型七、滑轮组的相关计算 【典例7】（23-24八年级下·江西南昌·期中）如图所示，水平桌面上放一重为100N的物体A，A与桌面间的摩擦力为40N，当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时，拉力F的大小为（不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦）（　　） A．20N B．50N C．80N D．70N 【变式7-1】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，用80N的力F拉重为200N的木箱在水平地面上做匀速直线运动，木箱受到水平面的摩擦力为 N。（不计滑轮重绳重及摩擦） 【变式7-2】（23-24八年级下·广东惠州·期中）如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G=300N，则图中的拉力F= N；如果不计绳重及摩擦，拉力F'为110N，物重G=300N，动滑轮的重力 N。若绳子自由端向上移动了6m，则物体被提高了 m。 【变式7-3】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体以0.1m/s匀速提升10s，不计绳重和摩擦。求： （1）动滑轮重； （2）绳子自由端移动的距离； （3）若用此滑轮组将重为780N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力F应为多大？ ( 知识点03 设计滑轮组 )知 1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。 　 2、根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。 　　设想如果需要n段绳（n为偶数），那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。 　　如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。 　　上述方法叫“奇动偶定”，如下图所示。 题型八、滑轮组的设计 【典例8】（23-24八年级下·广东肇庆·期中）如图所示，男孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体，请画出最省力的绕线方式。 【变式8-1】（2024·陕西西安·模拟预测）请按要求作图：如图所示，站在地面上的工人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出最合理的绳子绕法。 【变式8-2】（23-24八年级下·广东惠州·期中）如图所示，用滑轮组提升物体，请画出最省力的绕绳法。 【变式8-3】（2024八年级下·全国·专题练习）晓旭同学想要用一个滑轮组向上提升一个所受重力为1600N的物体。若他所能提供的最大拉力为400N，在忽略滑轮的自重、绳重及摩擦的情况下，请你用笔画线，在图中画出符合要求的绳子绕法。（要求：晓旭应向下拉动绳子） 课后巩固 一、单选题 1．（2024·山东临沂·一模）如图所示的简单机械中，使用时能省力的是（    ） A． B． C． D． 2．（23-24八年级下·上海·阶段练习）如图装置是定滑轮，分别用拉力F1、F2、F3来匀速提升物体A，不考虑摩擦及滑轮的重力，三个拉力的大小关系是（   ） A．F1>F2>F3 B．F1<F2<F3 C．F1=F2=F3 D．无法确定 3．（23-24八年级上·广东肇庆·阶段练习）下列各图中利用了动滑轮的是（　　） A． B． C． D． 4．（23-24八年级下·广东清远·阶段练习）如图所示，分别用四个装置提起同一物体静止不动，其中，忽略装置自身的重力和摩擦，所用拉力分别为、、、，那么这四个装置中最省力的是（   ）              A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 5．小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，不计机械重及摩擦，下列关于拉力及绳子端移动的距离说法正确的是（　　） A．s=3m，F=2N B．s=3m，F=1.7N C．s=2m，F=3N D．s=2m，F=2.5N 6．（23-24八年级下·广西崇左·阶段练习）家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100N，（不计动滑轮重、绳重及摩擦），以下说法正确的是（　　） A．静止时，绳子自由端的拉力是50N B．绕在动滑轮上的绳子段数是5段 C．如果晾衣架上升1m，则绳子自由端移动4m D．此滑轮组能省力，但不能改变力的方向 7．如图所示，是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人用大小为160N的拉力，在10s内将重为400N的重物在竖直方向上匀速提升2m。若不计绳重及摩擦，则下列判断错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮的重力为80N C．该滑轮组没有改变拉力的方向 D．物体上升的速度为0.6m/s 8．（23-24八年级下·全国·课后作业）利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如图甲、乙所示的两种情况，则（　　） A．甲种情况省力 B．乙种情况省力 C．甲和乙省力情况一样 D．条件不足，无法判断 二、填空题 9．（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图（a）中是 滑轮。若不计摩擦，利用这样的装置把物体举高，相当于一根 杠杆。若图b滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米。如果绳子自由端上升的速度是2米/秒，则物体上升的速度为 米/秒。 10．（23-24八年级下·广东惠州·期中）用如图所示的装置拉同一物体，在一样的水平面上做匀速直线运动。已知物体重为100N，物体与地面间的摩擦力为30N，则拉力 N，拉力 N。 11．（23-24八年级下·安徽六安·期中）一辆重为的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车沿水平方向匀速拖出。已知整个过程中，汽车受到的阻力大小为2400N，不计绳重、滑轮重和摩擦，水平拉力F的大小为 N。 12．（2024·湖北·一模）小阳用一个滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，如图所示，小阳通过手握横杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片锻炼身体。使用时，该滑轮相当于一个 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；手握横杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，横杆和杠铃片是相对 （选填“静止”或“运动”）的。 13．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提升相同的30N重物，绳重、摩擦忽略不计，拉力F1大小为 N，拉力F2大小为 N， 图比较省力。（滑轮重忽略不计）    14．（2024·江西南昌·一模）如图所示，用一滑轮组拉一物体在水平面做匀速直线运动，5s内物体水平向右移动了1m，则绳子自由端移动的速度为 m/s；在移动过程中，物体相对 是运动的。（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 三、作图题 15．（23-24九年级上·广东清远·期末）如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动小车前进，画出最省力绕绳方法。 16．（23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习）一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 四、实验题 17．（23-24八年级下·江西南昌·期中）在“探究滑轮特点“的实验中，过程如下：（不计摩擦和细线的质量） （1）弹簧测力计校零后，其下方悬挂物体。如图甲所示，匀速向上提升物体时测力计示数 N； （2）如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连，沿F方向 直线拉动测力计可使物体向 运动，这一过程中该滑轮是一个 滑轮，它使用时的优点是可以 。 （3）弹簧测力计分别沿、方向继续匀速直线拉动， （填“>、<或=”），由此说明使用定滑轮 省力（填“可以”或“不可以”）． 18．（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置如图所示。 实验次数 物重G/N 使用动滑轮时测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.9 3 2.00 1.15    （1）在研究定滑轮特点时，按图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“大于”、“等于”或“小于”）物体的重力，其原因是 （不计绳重及摩擦）； （2）在研究动滑轮特点时，按图乙操作，记录数据如表，分析表中的数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，其原因是 。如果不更换动滑轮，为了使测出的拉力接近物重的一半，请提出一条合理的建议 。 五、计算题 19．（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，用滑轮组将质量为70kg的物体提高3m，每个滑轮质量为2kg，绳重、摩擦不计，取。试求： （1）提起物体所用的力是多少？ （2）绳端移动的距离是多少？ 20．（23-24八年级下·江西新余·期中）如图所示，已知工人师傅重600N，他以最省力的绕线方案往下匀速地拉动绳子自由端，将重为300N的物体提高了2m，每个滑轮重18N。请解答以下问题：（不计绳重及摩擦，装置的强度足够） （1）画出绳子绕线方案； （2）绳子自由端被拉动的距离； （3）工人师傅对绳子自由端的拉力； （4）他用此装置能提起最重的物体为多少N？ 提优练习 一、单选题 1．（23-24八年级下·上海·期中）如图所示是用滑轮匀速提升同一重物的三种方式，所用的拉力分别为、、，不计摩擦和滑轮自重，则（　　） A． B． C． D． 2．（23-24八年级下·安徽马鞍山·期中）如图所示，不计滑轮、弹簧测力计及轻绳的质量，当拉力时，整个装置处于静止状态，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．12N、8N B．8N、8N C．8N、12N D．12N、12N 3．使用一个滑轮匀速提起重物时，下列关于绳子所受的拉力F与物体重力G的关系判断中，一定错误的是（不计滑轮的重力及绳子与滑轮间的摩擦）（　　） A．F＝ B．F＝G C．F＜G D．F＝ 4．（23-24八年级下·全国·课后作业）重力均为1N的A、B两个滑轮按如图所示组装，重物G＝20N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下列结论中正确的是（　　） A．A、B均为定滑轮，F＝20N B．A、B均为动滑轮，F＝5.5N C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝10.5N D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝9.5N 5．（23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习）在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（　　） A． B． C． D． 6．a、b两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的a、b物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂a物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　） A．1个 B．2个 C．4个 D．8个 7．（2024·北京·一模）如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=4∶5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时，两只脚与地面接触的总面积为S，对地面的压强为1×104Pa。当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，细绳对横杆A端的拉力F1为300N，小强对横杆B端竖直向上的作用力为F2，此时他对水平地面的压强为1.4×104Pa。根据上述条件，下列计算结果正确的是（g取10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计）（　　） A．物体M的质量为300kg B．小强的质量为66kg C．F2的大小为375N D．S的大小为600cm2 二、填空题 8．（2024·安徽芜湖·模拟预测）如图所示的装置，用水平拉力使重物体以的速度在水平地面上匀速前进。物体受到滑动摩擦力的大小为，不计滑轮重、轴摩擦及绳重，则拉力的大小为 。 9．（23-24九年级下·安徽合肥·期中）如图所示，一质量为55kg的人站在重为200N的木块上，人拉绳使木块和人一起向左做匀速直线运动，人与木块相对静止。若地面对木块的摩擦力是木块对地面压力的0.2倍，不计滑轮及绕绳的摩擦，人受到木块的摩擦力为 N。（g取10N/kg） 10．（2024·河南焦作·一模）如图所示为电气化铁路的输电线的牵引装置。钢绳的A端固定在电线杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G。滑轮c的作用是 ，不计滑轮和绳的自重和摩擦，B端钢绳受到的拉力大小为 。    11．（23-24八年级下·安徽铜陵·期中）某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块的重力G1和压块的重力G2。 （1）此装置中定滑轮的作用是改变力的 （填“大小”或“方向”）； （2）本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是 ；（填“①”、“②”、或“①②”） ①水平传送带必须匀速运转 ②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平 （3）开启电源，为了使滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向左，应使皮带轮上方的传送带向 （填“左”或“右”）运动，读出电子秤的示数G3，此时滑块所受滑动摩擦力大小f= （用测得的物理量表示）。 12．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）如图是一种升降晾衣架的结构简图，转动摇柄即可实现晾衣架的升降，在图中有 个定滑轮，使用定滑轮可以 。如果转动摇柄使绳端移动4m，则衣架将上升 m。忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，该装置的机械效率会 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 三、实验题 13．（23-24八年级下·广东茂名·期中）在生活和生产中滑轮被广泛使用，在某建筑工地，有甲、乙、丙三种场景，回答下列问题： （1）在甲、乙两场景中，不计摩擦及绳与滑轮的重，甲、乙两物体在、作用下匀速上升： ①若，则 ； ②若，则 ； （2）在丙场景中，工人站在水平地面上，竖直向下匀速拉动绳子自由端： ①请用笔划代绳子，在丙图中画出滑轮组的绕线。( ) ②已知物体A重400N，动滑轮重为100N，不计摩擦及绳重，则拉力为 N； （3）如图丁a所示是某种升降电梯工作原理图，对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定承载质量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图丁b所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。 ①在2～8s内，对重下降的高度为 m。 ②在2～8s内，电动机钢丝绳拉力是 N。 14．（2024·江苏南通·一模）某小学大门口设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。 （1）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 ； （2）猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 ； （3）同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1和改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦： 应采用改进方案 进行探究。实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。 四、计算题 15．（23-24八年级下·安徽池州·期中）小聪用如图所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的物体，小聪体重为500N，物体的重力为1000N，动滑轮的重力为40N，已知物体受到的摩擦力和重力成正比，他用80N的拉力将物体拉动了2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） （1）请在图上画出滑轮组上绳子的绕法（要求）； （2）求绳子自由端移动的距离； （3）求物体受到的摩擦力； （4）求小聪所能拉动物体的最大重力。 16．小华用如图一所示的滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10s内把物体拉动的距离为2m。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，求： （1）动滑轮的重力； （2）绳子自由端移动的速度。 （3）滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力F和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数k表示接触面的粗糙程度，则有关系式f=kF成立。物体的最大静摩擦力的大小可看作与滑动摩擦力的大小相等。小华将图一的滑轮组与杠杆相结合做成如图二的装置，地面粗糙程度不变。已知AO为10cm，OB为20cm，O为杠杆支点。小球重为20N，若此时物块保持静止状态，杠杆处于水平平衡状态，物块的质量至少为多少。    ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.2 滑轮【八大题型】 题型一、定滑轮及其工作特点 2 题型二、动滑轮及其工作特点 4 题型三、定滑轮哦吼动滑轮的辨析 6 题型四、动滑轮的相关计算 8 题型五、定滑轮和动滑轮的特点探究实验 11 题型六、滑轮组的理解和应用 16 题型七、滑轮组的相关计算 19 题型八、滑轮组的设计 22 课后巩固 27 提优练习 40 ( 知识点01 定滑轮和动滑轮 ) 一、定滑轮和动滑轮 周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮，因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。 【微点拨】 1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。 　　定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。 2、动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 　　 　　3、定滑轮和动滑轮的作用 　　使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。 　　使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 4、轮轴与斜面 简单的机械运动还包括轮轴与斜面，轮轴由公共转轴的轮和轴组成，斜面是大家经常接触的，下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例： F 1 R = F2 r 题型一、定滑轮及其工作特点 【典例1】（23-24八年级下·广西河池·期中）学校旗杆顶上安装有一个滑轮（如图），下列说法正确的是（　　） A．可以省力 B．可以改变力的方向 C．是动滑轮 D．可以帮人们省距离 【答案】B 【详解】由图可知，滑轮固定，安装的是定滑轮，定滑轮实质上是等臂杠杆，可以改变力的方向，既不省力也不省距离。 故选B。 【变式1-1】（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图所示，放在水平地面上的物体所受重力为G，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受到拉力为F，地面对物体的支持力为N，则这三个力大小的关系为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图知滑轮为定滑轮，绳子的拉力为F，根据定滑轮的特点可知，物体受到绳子竖直向上的拉力，其大小为F，因为物体处于静止状态，所以物体所受合力为零，则物体受到向上的拉力F与支持力N之和等于竖直向下的重力G，即 F+N=G 可得 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1-2】（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1N的小球和一个10N重的物体，小球悬在空中，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（　　） A．2N B．3N C．11N D．12N 【答案】B 【详解】以定滑轮为研究对象，它受向下的重力1N，左边绳子向下的拉力1N和右边绳子向下的拉力1N，因定滑轮处于静止状态，则向上的拉力F=3N，而绳子向上拉定滑轮的力和绳子向下拉弹簧秤的力相等，所以弹簧秤的示数为3N。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1-3】（23-24九年级下·安徽淮北·期中）如图所示，物体甲的重力为12N，物体乙的重力为8N，此时整个装置保持静止，关于此图中各力的大小，下列判断正确的是（    ） A．绳子对甲的拉力为12N B．绳子对乙的拉力为8N C．弹簧测力计的示数为12N D．甲受到地面的支持力为8N 【答案】B 【详解】A．物体乙的重力为8N，定滑轮不省力也不费力，所以绳子对甲的拉力为8N，故A错误； B．乙静止，处于平衡状态，受到的重力和绳子对其的拉力为一对平衡力，重力为8N，则绳子对乙的拉力为8N，故B正确； C．绳子的拉力为8N，则弹簧测力计的示数为8N，故C错误； D．甲静止，处于平衡状态，受到自身12N的重力、绳子对其8N的拉力和地面对其的支持力，根据力的平衡条件，地面对甲的支持力为 故D错误。 故选B。 题型二、动滑轮及其工作特点 【典例2】（23-24九年级上·江苏连云港·期末）如图所示的简单机械，正常使用时能省力的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．定滑轮 D．动滑轮 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．根据图示可知，使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，既不省力，也不费力，故C不符合题意； D．动滑轮实质上是一个省力杠杆，省力但费距离，故D符合题意。 故选D。 【变式2-1】（23-24八年级下·全国·课后作业）用动滑轮提起重物时，沿三个不同方向用力，如图所示，三个力的大小关系是（　　） A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＞F3＞F2 【答案】C 【详解】固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，可知，F1的力臂为直径，力臂最大，F2的力臂较大，F3的力臂最小，由杠杆平衡条件知，当阻力与阻力的力臂的乘积固定时，力臂越大，力越小，故三个力的关系为：F1＜F2＜F3。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2-2】（23-24八年级下·上海·阶段练习）动滑轮的实质是一个 杠杆，使用它能 ，但不可以 。如图所示，物体A、B的重力均为50牛，（不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦），匀速向上拉动A物体和B物体，那么FA= 牛，FB= 牛。 【答案】 动力臂是阻力臂二倍的省力 省力 改变力的方向 25 50 【详解】[1][2][3]动滑轮的实质是一个动力臂为2倍阻力臂的省力杠杆，支点位于动滑轮的边缘，即绳子与动滑轮接触的点，使用它能省力，但不可以改变力的方向。 [4]图A为动滑轮，不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦时，拉力为重力的一半，即 [5]图B为定滑轮，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，定滑轮不改变力的大小，故拉力等于物体重力，为50N。 【变式2-3】一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出，不计滑轮重、绳重和摩擦，设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1和F2 ；则F1 F2（填“>”“<”或“=”），甲方式中滑轮的作用是 ；如按乙方式，人拉绳头移动了1m，那么小汽车被拉动了 m。 【答案】 > 改变拉力的方向 0.5 【详解】[1][2][3]甲方式用定滑轮，可以改变力的方向，但不省力；而乙方式用动滑轮，省力但费距离，是物体移动距离的2倍，所以F1>F2；乙方式中人拉绳头移动了1m，那么小汽车被拉动了 题型三、定滑轮哦吼动滑轮的辨析 【典例3】如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    【答案】 动 改变力的方向 【详解】定滑轮不随物体一起运动，动滑轮随物体一起运动。 [1]由图可知，图（b）装置中滑轮与物体一起移动是动滑轮。 [2]由图可知，图（c）滑轮是定滑轮，它的优点是可以改变力的方向。 【变式3-1】小可用如图所示的滑轮匀速提起一水桶，所用的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 。 【答案】 动 可以省一半的力 【详解】[1][2]由图知，提升物体时，滑轮和物体一起移动，是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力。 【变式3-2】如图所示，分别用定滑轮和动滑轮将重为G的物体提升相同的高度．不计滑轮重、绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．F1大于F2 B．F1小于F2 C．F1等于F2 D．F1大小随方向改变 【答案】A 【详解】由图可知，图1是定滑轮，定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力但可以改变力的方向，不计滑轮重、绳重及摩擦F1=G；图2是动滑轮，动滑轮是省力杠杆，不计滑轮重、绳重及摩擦F2=G；所以F1大于F2，故A正确． 【变式3-3】写出定滑轮和动滑轮的三个不同点： （1） ； （2） ； （3） 。 【答案】 见解析 见解析 见解析 【详解】定滑轮和动滑轮的三个不同点： （1）定滑轮提升物体时，轴不动，轮转动；动滑轮提升物体时，轴和轮都动； （2）定滑轮不省力也不费力，实质是等臂杠杆；动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆； （3）定滑轮可以改变力的方向；动滑轮不能改变力的方向。 题型四、动滑轮的相关计算 【典例4】（23-24八年级下·广东惠州·阶段练习）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数为2N。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．由端拉力F为4N B．自由端的速度是0.1米/秒 C．此滑轮是定滑轮 D．物体与地面间的摩擦力为4N 【答案】D 【详解】由图可知，滑轮随物体一起运动，该滑轮为动滑轮。 A．弹簧秤的读数为2N，动滑轮两侧绳子受力的大小相同，即拉力大小为2N，故A错误； B．拉力F的运动速度 故B错误； C．滑轮随物体一起运动，所以滑轮为动滑轮，故C错误； D．物体做匀速直线运动，滑轮的拉力和地面的摩擦力是一对平衡力，而使用动滑轮能省一半的力，故物体A受到的摩擦力 故D正确。 故选D。 【变式4-1】（22-23九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（　　） A．24N B．60N C．12N D．7N 【答案】C 【详解】由题意知，弹簧测力计的示数为34N，滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力 由力的平衡条件可得 则B的重力为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式4-2】（23-24八年级下·安徽马鞍山·期中）如图所示，，在力F的作用下，滑轮以的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　） A．； B．；40N C．；160N D．；40N 【答案】A 【详解】根据题干中的图可知：该动滑轮的拉力F作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知 F=2G=2×80N=160N 相同时间内物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，故物体上升速度为 v=2×0.4m/s=0.8m/s 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-3】如图所示，甲和乙是叠放在水平桌面上的物块，它们在钩码丙的作用下向右做匀速直线运动，若钩码重为1N，则甲所受的摩擦力为 N，将乙拿掉后，甲的运动状态将 （选填“改变”或“不改变”）。（动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦忽略不计） 【答案】 0.5 改变 【详解】[1]动滑轮可以省一半力，根据动滑轮的特点，绳端的拉力 甲物体在水平方向受拉力和摩擦力平衡，所以摩擦力大小等于拉力的大小为0.5N。 [2]将乙拿掉后，甲对水平桌面的压力减小，接触面的粗糙程度不变，甲受到的摩擦力减小，此时物体甲受到的力不再平衡，则甲的运动状态将发生变化。 题型五、定滑轮和动滑轮的特点探究实验 【典例5】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示匀速提起钩码，测得数据如表所示： 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 甲 1 0.2 1 0.2 乙 1 0.2 1 0.2 丙 1 0.2 0.55 0.4 请你分析： （1）比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮 ； （2）把钩码升高相同的高度，比较甲和丙实验数据，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以 ，但必须费 ； （3）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是 。 A．从多次实验中选取最准确的数据    B．多次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律      D．利用控制变量法 【答案】 不省力但可以改变力的方向 省力 距离 C 【详解】（1）[1]比较甲、乙两图及实验数据可知，乙图是定滑轮，物体的重力与测力计示数相等，说明使用定滑轮不省力也不费力，可以改变力的方向。 （2）[2][3]比较甲、丙两图及实验数据，可知丙是动滑轮，提升相同重力的物体时，动滑轮的力要小一些，但是绳端移动的距离比物体移动的距离多，所以可得到的初步结论是使用动滑轮能省力，但费距离。 （3）[4]“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验，进行多次测量的目的是为了得到普遍规律，减少实验的偶然性，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式5-1】（23-24八年级下·江西南昌·阶段练习）如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮工作特点”的实验装置。 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 ； A．随意拉动钩码    B．拉着钩码保持静止    C．匀速向下拉动弹簧测力计 （2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析： ①比较甲和丙实验测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ； ②把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ； 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 0.2 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 （3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得校准弹簧测力计操作麻烦，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，如图丁所示，读得的测力计示数会 （变大/变小/不变），其理由是 。 【答案】 C 省力 费距离 变小 测力计自身有重力 【详解】（1）[1]在探究定滑轮工作的特点时，要匀速向下拉动弹簧测力计，此时钩码受力平衡。 故选C。 （2）[2]比较甲和丙实验测力计示数的大小，发现丙测力计的示数更小，说明使用动滑轮可以省力。 [3]把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，发现丙实验测力计移动的距离更大，说明使用动滑轮比较费距离。 （3）[4][5]因为测力计自身有重力，所以倒过来拉时，左侧拉力等于右侧拉力加测力计的重力，所以测力计示数会变小。 【变式5-2】（23-24八年级下·广东惠州·阶段练习）小梦用如图所示的装置研究定滑轮和动滑轮的特点。    （1）实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和 ； （2）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升； （3）比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是： ； （4）在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用 ； （5）表中缺失的数据是 m； （6）依据杠杆平衡条件，使用动滑轮提升物体所用的力应是直接提升物体所用力的一半，但分析3和4两次实验数据却不完全符合这样的关系，造成这种现象的主要原因是 。（A．提起的物重不同  B．动滑轮有重力） 次数 钩码的重力 钩码提升的高度 拉力 弹簧测力计移动的距离 1 1 0.2 1 0.2 2 2 0.2 2 0.2 3 1 0.2 0.6 0.4 4 2 0.2 1.1 【答案】 刻度尺 匀速 可以改变力的方向 滑轮组 0.4 B 【详解】（1）[1]除了测量力以外，还需要测量钩码提升的高度和自由端移动的距离，故还需要测量长度的工具刻度尺。 （2）[2]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （3）[3]比较1和2两次实验可知：使用定滑轮的好处是不省力但是向下用力可使物体上升，故使用定滑轮可以改变力的方向。 （4）[4]定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向；动滑轮省力，但费距离，不能改变力的方向，滑轮组既能省力，又能改变力的方向，故在提升重物的过程中，若要兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应使用滑轮组。 （5）[5]第4次实验，拉力小于提升物体的重力，故使用的是动滑轮，表中缺失的数据是 s=2h=2×0.2m=0.4m （6）[6]由于动滑轮本身有一定的自重，由 可知拉力大于物体重力的一半，故选B。 【变式5-3】在“探究动滑轮使用特点”的实验中，各小组按照图中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同，不计绳重和摩擦。如图甲所示，甲小组的同学按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码；如图乙、丙所示，乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码。各小组的实验数据记录在下表中：    G：物体重力（N）  F：弹簧测力计示数（N） 表一：（甲小组） 表二：（乙小组） 表三：（丙小组） 实验序号 G（N） F（N） 实验序号 G（N） F（N） 实验序号 G（N） F（N） 1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8 2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6 3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3 （1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出使用动滑轮有什么作用； （2）分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是什么； （3）分析比较实验序号1、4、7（2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的结论是什么； （4）如果家里安装日光灯， 图中绳子的悬挂方式更合理的为 （选填“甲”或“乙”）。    【答案】 可以省力 拉力方向不同 拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大 甲 【详解】（1）[1]从表格中可以看出，每组数据中弹簧测力计的读数都要小于重物的重力，所以使用动滑轮匀速提起重物，可以省力。 （2）[2]当提升相同重物时，所用拉力的方向不同，得到的弹簧测力计的示数不同，由此可知拉力方向不同影响拉力的大小。 （3）[3]观察图片并分析数据可知，使用动滑轮匀速提起同一重物，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，且测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。 （4）[4]根据（3）得出的结论“拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大”可知，图乙绳子承受的拉力大，应该选用甲图比较合理。 ( 知识点02 滑轮组 ) 把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。 【微点拨】 1、特点：既可省力，又可以改变用力方向。但费距离。 　　2、结论： 　　在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。 如果考虑动滑轮的重力，则有。 题型六、滑轮组的理解和应用 【典例6】（2024八年级下·全国·专题练习）定滑轮、动滑轮和滑轮组的区别 滑轮种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 力臂的关系 / 动力和阻力的大小关系 G G G 绳端移动的距离 s h h h 【答案】 = = 2 3 【详解】[1][2][3][4][5][6]定滑轮的动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力，不省距离，所以动力和阻力的大小关系 F1=G 绳端移动的距离 s=h 动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍的杠杆，可以省一半力，费二倍距离，所以动力和阻力的大小关系 绳端移动的距离 s=2h 图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力 绳端移动的距离 s=3h 【变式6-1】（23-24八年级下·广西崇左·阶段练习）若滑轮组、绳子、摩擦均忽略不计，则下列两个滑轮提升同一重物的几种组合中最省距离的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】如图所示， A．动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为； B．两个定滑轮，不省力，不省距离，则绳子自由端的拉力为G； C．动滑轮上绕3段绳，则绳子自由端的拉力为； D．动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为； 综上所述，B选项中的滑轮组最不省力，最省距离，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式6-2】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于 （填简单机械名称）模型，装置中轮轴B的作用是 （选填“省力”“省距离”或“省功”）；匀速提起摩托车，工人所用的拉力为500N，若不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为 N。 【答案】 滑轮组 省力 2500 【详解】[1]轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮，提升物体时，上面的滚轴的轴固定不动，属于定滑轮；下面的滚轴和物体一起移动，属于动滑轮，所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。 [2]装置中轮轴B相当于动滑轮，可以省力。 [3]图中提升重物的绳子股数n=5，不计摩擦、绳重和装置的自重，则摩托车的重力为 【变式6-3】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。 【答案】 滑轮组 小于 【详解】[1][2]由图可见，从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组，小明那端木棍有6段绳子相连，小杰那端木棍有7段绳子相连，拉力的大小与绳子的段数有关，绳子段数越多，受到的拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。 题型七、滑轮组的相关计算 【典例7】（23-24八年级下·江西南昌·期中）如图所示，水平桌面上放一重为100N的物体A，A与桌面间的摩擦力为40N，当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时，拉力F的大小为（不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦）（　　） A．20N B．50N C．80N D．70N 【答案】A 【详解】由图可知，与动滑轮连接的绳子段数n＝2，物体匀速运动，处于平衡状态，动滑轮上绳子的拉力与摩擦力是一对平衡力，不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦，则拉力大小为 则A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式7-1】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，用80N的力F拉重为200N的木箱在水平地面上做匀速直线运动，木箱受到水平面的摩擦力为 N。（不计滑轮重绳重及摩擦） 【答案】160 【详解】由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数为n=2，不计滑轮重绳重及摩擦，木箱受到水平面的摩擦力为 f=2F=2×80N=160N 【变式7-2】（23-24八年级下·广东惠州·期中）如图所示，如果绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重G=300N，则图中的拉力F= N；如果不计绳重及摩擦，拉力F'为110N，物重G=300N，动滑轮的重力 N。若绳子自由端向上移动了6m，则物体被提高了 m。 【答案】 100 30 2 【详解】[1]由题意可知，绳重和摩擦不计，动滑轮重不计，物重为300N，从图中可以看到，三段绳子托着动滑轮，拉力为重力的三分之一，即 [2]如果不计绳重及摩擦，物重为300N，三段绳子托着动滑轮，拉力为重力和动滑轮重力的三分之一，则有 即 解得：G动=30N。 [3]由题意可知，三段绳子托着动滑轮，绳端移动的距离为物体升高高度的三倍，则物体被提高的高度为 【变式7-3】（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体以0.1m/s匀速提升10s，不计绳重和摩擦。求： （1）动滑轮重； （2）绳子自由端移动的距离； （3）若用此滑轮组将重为780N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力F应为多大？ 【答案】（1）120N；（2）3m；（3）300N 【详解】解：（1）如图所示，拉力与物重和滑轮重的关系 所以 （2）物体上升的高度是 绳子自由端移动的距离是 （3）此时的拉力 答：（1）动滑轮重120N； （2）绳子自由端移动的距离是3m； （3）作用在绳子自由端的拉力F应为300N。 ( 知识点03 设计滑轮组 )知 1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。 　 2、根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。 　　设想如果需要n段绳（n为偶数），那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。 　　如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。 　　上述方法叫“奇动偶定”，如下图所示。 题型八、滑轮组的设计 【典例8】（23-24八年级下·广东肇庆·期中）如图所示，男孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体，请画出最省力的绕线方式。 【答案】 【详解】一个定滑轮和一个动滑轮，最省力的绕线方式是有三股绳子受力，如图所示 【变式8-1】（2024·陕西西安·模拟预测）请按要求作图：如图所示，站在地面上的工人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出最合理的绳子绕法。 【答案】 【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是用两股绕线的这种方法。绳子由定滑轮下端开始，绕过动滑轮，再绕过定滑轮，另一端在人的手中。如图所示： 【变式8-2】（23-24八年级下·广东惠州·期中）如图所示，用滑轮组提升物体，请画出最省力的绕绳法。 【答案】 【详解】如图所示滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成，若绳端先固定在动滑轮的钩子上，只能绕过一个动滑轮，且承重绳子股数为n=3，不是最省力的绕法，如下图所示： 所以，先让绳端固定在定滑轮的钩子上，这样两个动滑轮都能绕上，承重绳子的股数为n=4，此时最省力，如下图所示： 【变式8-3】（2024八年级下·全国·专题练习）晓旭同学想要用一个滑轮组向上提升一个所受重力为1600N的物体。若他所能提供的最大拉力为400N，在忽略滑轮的自重、绳重及摩擦的情况下，请你用笔画线，在图中画出符合要求的绳子绕法。（要求：晓旭应向下拉动绳子） 【答案】 【详解】依题意得，滑轮阻与动滑轮连接的绳子的股数至少为 且绳子末端的拉力方向向下，因此绕线应从定滑轮的挂钩开始绕起，注意每一个滑轮绕一遍，且不能重复，绕线不能交叉，绳子末端最后回到人的手中，如图所示： 课后巩固 一、单选题 1．（2024·山东临沂·一模）如图所示的简单机械中，使用时能省力的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故A不符合题意； B．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故B符合题意； C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，既不省距离，也不费距离，故C不符合题意； D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故D不符合题意。 故选B。 2．（23-24八年级下·上海·阶段练习）如图装置是定滑轮，分别用拉力F1、F2、F3来匀速提升物体A，不考虑摩擦及滑轮的重力，三个拉力的大小关系是（   ） A．F1>F2>F3 B．F1<F2<F3 C．F1=F2=F3 D．无法确定 【答案】C 【详解】定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小都相等，即F1＝F2＝F3，且都等于物体的重力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（23-24八年级上·广东肇庆·阶段练习）下列各图中利用了动滑轮的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABC．像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做定滑轮，根据该滑轮特点可知，图中利用的是定滑轮，故ABC不符合题意； D．像塔吊的吊钩上可以随着重物一起移动的滑轮叫做动滑轮；动滑轮可以省力，但不能改变用力方向。根据该滑轮特点可知，图中利用的是动滑轮，故D符合题意。 故选D。 4．（23-24八年级下·广东清远·阶段练习）如图所示，分别用四个装置提起同一物体静止不动，其中，忽略装置自身的重力和摩擦，所用拉力分别为、、、，那么这四个装置中最省力的是（   ）              A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】A．该图使用的是动滑轮，则拉力； B．该图是动滑轮，但拉力作用在轴上，费一倍的力，则拉力F2=2G； C．因为OA=2AB，所以拉力的力臂 由杠杆的平衡条件可得 所以 D．因为OA=2AB，所以阻力的力臂 由杠杆的平衡条件可得 所以 综上所述：最省力的是甲。 故选A。 5．小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，不计机械重及摩擦，下列关于拉力及绳子端移动的距离说法正确的是（　　） A．s=3m，F=2N B．s=3m，F=1.7N C．s=2m，F=3N D．s=2m，F=2.5N 【答案】D 【详解】如图所示，有2段绳子承担物重，则拉力为 绳子自由端移动的距离为 故ABC错误，D正确。 故选D。 6．（23-24八年级下·广西崇左·阶段练习）家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100N，（不计动滑轮重、绳重及摩擦），以下说法正确的是（　　） A．静止时，绳子自由端的拉力是50N B．绕在动滑轮上的绳子段数是5段 C．如果晾衣架上升1m，则绳子自由端移动4m D．此滑轮组能省力，但不能改变力的方向 【答案】C 【详解】AB．如图，由图形可以看出，所用滑轮组由4个定滑轮和2个动滑轮组成，且有4根绳子与动滑轮相连，所以拉力是物重的，则可得绳子自由端的拉力为25N，故AB错误； C．如图，绕在动滑轮上的绳子段数是4段图，所以晾衣架上升1m，则绳子自由端移动距离为4m，故C正确； D．如图，手摇晾衣架的滑轮组是由4个定滑轮和2个动滑轮组成，能省力，也能改变力的方向，故D错误。 故选C。 7．如图所示，是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人用大小为160N的拉力，在10s内将重为400N的重物在竖直方向上匀速提升2m。若不计绳重及摩擦，则下列判断错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮的重力为80N C．该滑轮组没有改变拉力的方向 D．物体上升的速度为0.6m/s 【答案】D 【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳子自由端移动的距离 s=3h=3×2m=6m 故A正确，不符合题意； B．不计绳重及摩擦，则动滑轮的重力 G动=3F﹣G=3×160N﹣400N=80N 故B正确，不符合题意； C．物体向上运动，拉力的方向也向上，该滑轮组没有改变拉力的方向，故C正确，不符合题意； D．物体上升速度 故D错误，符合题意。 故选D。 8．（23-24八年级下·全国·课后作业）利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如图甲、乙所示的两种情况，则（　　） A．甲种情况省力 B．乙种情况省力 C．甲和乙省力情况一样 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【详解】由图得 ， 水平拉动同一物体，则乙种情况省力，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 二、填空题 9．（23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习）如图（a）中是 滑轮。若不计摩擦，利用这样的装置把物体举高，相当于一根 杠杆。若图b滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米。如果绳子自由端上升的速度是2米/秒，则物体上升的速度为 米/秒。 【答案】 定 等臂 26 4 1 【详解】[1][2]由图a可知，其滑轮为定滑轮，定滑轮的动力臂和阻力臂相等，若不计摩擦，利用这样的装置把物体举高，相当于一根等臂杠杆。 [3]图b是动滑轮，承担物重绳子的股数n=2，不计绳重及摩擦，拉力为 [4]绳的自由端应拉动距离为 s=2h=2×2m=4m [5]如果绳子自由端上升的速度是2米/秒，则物体上升的速度为 10．（23-24八年级下·广东惠州·期中）用如图所示的装置拉同一物体，在一样的水平面上做匀速直线运动。已知物体重为100N，物体与地面间的摩擦力为30N，则拉力 N，拉力 N。 【答案】 30 15 【详解】[1]由图可知，A是定滑轮，不能省力，物体做匀速直线运动，故拉力F1等于摩擦力等于30N。 [2]由图可知，B是动滑轮，n=2，物体做匀速直线运动，故F2为 11．（23-24八年级下·安徽六安·期中）一辆重为的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车沿水平方向匀速拖出。已知整个过程中，汽车受到的阻力大小为2400N，不计绳重、滑轮重和摩擦，水平拉力F的大小为 N。 【答案】1200 【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为：n=2，不计绳重、滑轮重和摩擦，拉力的大小 12．（2024·湖北·一模）小阳用一个滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，如图所示，小阳通过手握横杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片锻炼身体。使用时，该滑轮相当于一个 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；手握横杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，横杆和杠铃片是相对 （选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 省力 运动 【详解】[1]该滑轮的动力臂是阻力臂的两倍，相当于省力杠杆。 [2]手握横杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，横杆上升速度是杠铃片的两倍，横杆与杠铃片间的空间位置发生变化，所以横杆和杠铃片是相对运动的。 13．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提升相同的30N重物，绳重、摩擦忽略不计，拉力F1大小为 N，拉力F2大小为 N， 图比较省力。（滑轮重忽略不计）    【答案】 15 10 乙 【详解】[1][2][3]由图甲可知，承担物重的绳子股数n＝2，则拉力F1为 由图乙可知，承担物重的绳子股数，，拉力F2为 可知，图乙更省力。 14．（2024·江西南昌·一模）如图所示，用一滑轮组拉一物体在水平面做匀速直线运动，5s内物体水平向右移动了1m，则绳子自由端移动的速度为 m/s；在移动过程中，物体相对 是运动的。（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 【答案】 0.6 定滑轮 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端的速度为 [2]在移动过程中，物体相对于动滑轮的位置没有发生变化，是静止的，相当于定滑轮的位置在发生变化，是运动的。 三、作图题 15．（23-24九年级上·广东清远·期末）如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动小车前进，画出最省力绕绳方法。 【答案】 【详解】由两个滑轮组成的滑轮组，绳子的有效段数最多为3，此时最省力，如下所示： 16．（23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习）一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】要使滑轮组最省力，且绳子的自由端要向下拉，承担物重的绳子段数最多为2段，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示： <> 四、实验题 17．（23-24八年级下·江西南昌·期中）在“探究滑轮特点“的实验中，过程如下：（不计摩擦和细线的质量） （1）弹簧测力计校零后，其下方悬挂物体。如图甲所示，匀速向上提升物体时测力计示数 N； （2）如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连，沿F方向 直线拉动测力计可使物体向 运动，这一过程中该滑轮是一个 滑轮，它使用时的优点是可以 。 （3）弹簧测力计分别沿、方向继续匀速直线拉动， （填“>、<或=”），由此说明使用定滑轮 省力（填“可以”或“不可以”）． 【答案】 2 匀速 上 定 改变力的方向 = 不可以 【详解】（1）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，可读出的示数为2N。 （2）[2][3]如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连，沿F方向匀速拉动测力计可使物体向上运动。 [4]由图可知，该滑轮的轴固定不动，是定滑轮。 [5]根据力F1、F2、F3的不同方向，可以得出定滑轮使用时的优点是可以改变力的方向。 （3）[6][7]弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速拉动，对比4次实验，测力计的示数几乎不变，转换不同角度匀速拉动，示数都不变，即F1=F2，说明定滑轮不省力。 18．（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置如图所示。 实验次数 物重G/N 使用动滑轮时测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.9 3 2.00 1.15    （1）在研究定滑轮特点时，按图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“大于”、“等于”或“小于”）物体的重力，其原因是 （不计绳重及摩擦）； （2）在研究动滑轮特点时，按图乙操作，记录数据如表，分析表中的数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，其原因是 。如果不更换动滑轮，为了使测出的拉力接近物重的一半，请提出一条合理的建议 。 【答案】 小于 测力计有重力 动滑轮有重力 增加物重 【详解】（1）[1][2]测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力，这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差，所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知，实验会造成测量值会小于钩码的重力。 （2）[3]人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。 [4]如果不更换动滑轮，为了使测出的拉力接近物重的一半，可以换用轻质动滑轮或提升重力更大的物体。 五、计算题 19．（23-24八年级下·安徽六安·期中）如图所示，用滑轮组将质量为70kg的物体提高3m，每个滑轮质量为2kg，绳重、摩擦不计，取。试求： （1）提起物体所用的力是多少？ （2）绳端移动的距离是多少？ 【答案】（1）240N；（2）9m 【详解】解：（1）由图可知，n=3，物体的重力为 G物=m1g=70kg×10N/kg=700N 动滑轮的重力为 G动=m2g=2kg×10N/kg=20N绳重、摩擦不计，提起物体所用的力为 （2）根据题意可知，绳端移动的距离是 s=nh=3×3m=9m 答：（1）提起物体所用的力是240N； （2）绳端移动的距离是9m。 20．（23-24八年级下·江西新余·期中）如图所示，已知工人师傅重600N，他以最省力的绕线方案往下匀速地拉动绳子自由端，将重为300N的物体提高了2m，每个滑轮重18N。请解答以下问题：（不计绳重及摩擦，装置的强度足够） （1）画出绳子绕线方案； （2）绳子自由端被拉动的距离； （3）工人师傅对绳子自由端的拉力； （4）他用此装置能提起最重的物体为多少N？ 【答案】（1）；（2）6m；（3）106N；（4）1782N 【详解】解：（1） （2）当工人以最省力的绕线方案匀速拉动绳子自由端时，动滑轮组由3段绳子承担，绳子自由端移动的距离 （3）工人师傅对绳子自由端的拉力 （4）工人师傅对绳子自由端的拉力的大小等于工人的重力时，工人能拉起的物体重力最大，则 物体的重力 答：（2）绳子自由端被拉动的距离为6m； （3）工人师傅对绳子自由端的拉力为106N； （4）他用此装置能提起最重的物体为1782N。 提优练习 一、单选题 1．（23-24八年级下·上海·期中）如图所示是用滑轮匀速提升同一重物的三种方式，所用的拉力分别为、、，不计摩擦和滑轮自重，则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】左图为动滑轮，不计摩擦和滑轮自重，则拉力大小为；中图为动滑轮，拉力施加在滑轮轴上，不计摩擦和滑轮自重，则拉力大小为；右图为定滑轮，不计摩擦和滑轮自重，则力大小为；所以，三个拉力大小关系为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（23-24八年级下·安徽马鞍山·期中）如图所示，不计滑轮、弹簧测力计及轻绳的质量，当拉力时，整个装置处于静止状态，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．12N、8N B．8N、8N C．8N、12N D．12N、12N 【答案】A 【详解】由图知，滑轮组承担左边拉力的绳子股数，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力，滑轮组受到水平向左的拉力为 根据力的相互作用性可知，甲弹簧测力计的读数为12N；滑轮组承担右边拉力的绳子股数，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力，滑轮组受到水平向右的拉力为 根据力的相互作用性可知，乙弹簧测力计的读数为8N。故A符合题意，BCD不符题意。 故选A。 3．使用一个滑轮匀速提起重物时，下列关于绳子所受的拉力F与物体重力G的关系判断中，一定错误的是（不计滑轮的重力及绳子与滑轮间的摩擦）（　　） A．F＝ B．F＝G C．F＜G D．F＝ 【答案】D 【详解】不计滑轮的重力及绳子与滑轮间的摩擦时，使用定滑轮时不省力，F＝G；若使用动滑轮则省一半的力，F＝，此时F＜G，所以F＝是不可能的，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．（23-24八年级下·全国·课后作业）重力均为1N的A、B两个滑轮按如图所示组装，重物G＝20N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下列结论中正确的是（　　） A．A、B均为定滑轮，F＝20N B．A、B均为动滑轮，F＝5.5N C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝10.5N D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝9.5N 【答案】D 【详解】由图得，A滑轮的轮轴固定不动，是定滑轮；A滑轮的轮轴随着物体移动而移动，是动滑轮。不计摩擦，由动、定滑轮特点得 故意ABC错误，D正确。 故选D。 5．（23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习）在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N”可知 由此可确定内部的滑轮的绕线是三股绳子。 A．由图可知，此装置是两个定滑轮，绳子的股数是1，故A不符合题意； B．由图可知，此装置有三股绳子承担，右侧弹簧测力计的示数小于左侧弹簧测力计的示数，故B符合题意； C．由图可知，此装置有三股绳子承担，右侧弹簧测力计的示数大于左侧弹簧测力计的示数，故C不符合题意； D．由图可知，此装置有四股绳子承担，右侧弹簧测力计的示数小于左侧弹簧测力计的示数，故D不符合题意。 故选B。 6．a、b两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的a、b物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂a物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　） A．1个 B．2个 C．4个 D．8个 【答案】A 【详解】由图甲可知，当m=20g时，ab的体积 Va=10cm3，Vb=40cm3 ab的密度 所以ab的密度之比 ρa∶ρb=2g/cm3∶0.5g/cm3=4∶1 因为a、b的体积相同，所以由 G=mg=ρVg 可得，a、b的重力之比 Ga∶Gb=ρaVg∶ρbVg=ρa∶ρb=2g/cm3∶0.5g/cm3=4∶1 由图乙可知，使用的滑轮组中动滑轮绕绳子的段数n=2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个a物体，则有 NGa=2×2Gb 故选A。 7．（2024·北京·一模）如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=4∶5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时，两只脚与地面接触的总面积为S，对地面的压强为1×104Pa。当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，细绳对横杆A端的拉力F1为300N，小强对横杆B端竖直向上的作用力为F2，此时他对水平地面的压强为1.4×104Pa。根据上述条件，下列计算结果正确的是（g取10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计）（　　） A．物体M的质量为300kg B．小强的质量为66kg C．F2的大小为375N D．S的大小为600cm2 【答案】D 【详解】A．如题图，因为使用定滑轮改变了动力的方向，不能省力，所以当横杆AB在水平位置平衡时，细绳对横杆A端向上的拉力为 F1=GM=mMg=300N 则物体M的质量为 故A错误； C．已知 OA∶OB=4∶5 根据杠杆平衡条件可得 F1×OA=F2×OB 所以F2的大小为 故C错误； BD．小强用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，对水平地面的压强p=1.4×104Pa，小强的两只脚与地面接触的总面积为S，根据可得，他对地面的压力为 F压=pS=1.4×104Pa×S 分析小强的受力可知，他受到向下的重力G人、横杆B端向下的压力（大小等于F2）和地面向上的支持力F支，他对水平地面的压力F压等于地面对他的支持力，即 则 1.4×104Pa×S=240N+G人  ① 小强站在水平地面上时对地面的压强p0=1×104Pa，他对水平地面的压力等于他的重力，根据可得，他的重力为   ② 由①②联立解得 S=6×10-2m2=600cm2 小强的重力为G人=600N，则小强的质量为 故D正确，B错误。 故选D。 二、填空题 8．（2024·安徽芜湖·模拟预测）如图所示的装置，用水平拉力使重物体以的速度在水平地面上匀速前进。物体受到滑动摩擦力的大小为，不计滑轮重、轴摩擦及绳重，则拉力的大小为 。 【答案】90 【详解】图中有两个动滑轮，克服物体与水平地面的摩擦力做功，与右边小动滑轮相连的绳子有2段，则每段绳子的拉力 与左边大动滑轮相连的绳子有3段，因此水平拉力 F=3F拉=3×30N=90N 9．（23-24九年级下·安徽合肥·期中）如图所示，一质量为55kg的人站在重为200N的木块上，人拉绳使木块和人一起向左做匀速直线运动，人与木块相对静止。若地面对木块的摩擦力是木块对地面压力的0.2倍，不计滑轮及绕绳的摩擦，人受到木块的摩擦力为 N。（g取10N/kg） 【答案】50 【详解】由图示知，滑轮组承重绳子为2根。人的重力 G=mg=55kg×10N/kg=550N 人和木块的总重力 G总=G+G木=550N+200N=750N 地面对木块的摩擦力 f=0.2G总=0.2×750N=150N 人相对木块静止，人在水平方向受到绳子向左的拉力及木块向右的摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等。木块匀速直线运动时，水平方向受到向左的绳子的拉力、人对木块向左的摩擦力（因为人对木块的摩擦力与木块对人的摩擦力是相互作用力，大小相等，方向相反）和地面对木块向右的摩擦力的作用。这三个力是平衡力，所以有 f木+2F=F+2F=f=150N 解得，人受到木块的摩擦力f木=50N。 10．（2024·河南焦作·一模）如图所示为电气化铁路的输电线的牵引装置。钢绳的A端固定在电线杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G。滑轮c的作用是 ，不计滑轮和绳的自重和摩擦，B端钢绳受到的拉力大小为 。    【答案】 改变力的方向 3G 【详解】[1]滑轮c的轮轴固定不动，是定滑轮，作用是改变力的方向。 [2]滑轮组的 不计滑轮和绳的自重和摩擦，B端钢绳受到的拉力大小为 11．（23-24八年级下·安徽铜陵·期中）某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块的重力G1和压块的重力G2。 （1）此装置中定滑轮的作用是改变力的 （填“大小”或“方向”）； （2）本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是 ；（填“①”、“②”、或“①②”） ①水平传送带必须匀速运转 ②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平 （3）开启电源，为了使滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向左，应使皮带轮上方的传送带向 （填“左”或“右”）运动，读出电子秤的示数G3，此时滑块所受滑动摩擦力大小f= （用测得的物理量表示）。 【答案】 方向 ② 左 G2-G3 【详解】（1）[1]如图所示，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，此装置中定滑轮的作用是改变力的方向，不能改变力的大小。 （2）[2]本实验要保证压块在电子秤上保持静止，滑块才能相对于压块保持静止，当传送带运转时滑块受到的摩擦力大小就等于压块对滑块的拉力，所以传送带不一定要匀速运转，但是滑块受到拉力的方向必须是水平向右的，否则滑块受到的拉力就不等于摩擦力。所以，实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是：定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平。 （3）[3]因为滑块右端和细绳相连，要受到细绳的拉力，所以开启电源后，应使皮带轮上方的传送带向左运动。 [4]当传送带向左运动时，滑块受到细绳对它向右的拉力，有向右运动的趋势，所以此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向左。如图所示，当传送带运转时，分析压块的受力情况，因为压块通过细绳对滑块的拉力等于滑块受到的摩擦力f，故此时压块受到细绳对它向上的拉力大小也就是f，由题意可知，压块还受到竖直向下的重力G2和竖直向上的支持力，大小等于电子秤的示数G3；因为压块静止，受平衡力作用，所以压块受到细绳对它向上的拉力等于其受到的重力和支持力之差，即此时压块受到细绳对它向上的拉力等于滑块所受摩擦力大小为 f=G2-G3 12．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）如图是一种升降晾衣架的结构简图，转动摇柄即可实现晾衣架的升降，在图中有 个定滑轮，使用定滑轮可以 。如果转动摇柄使绳端移动4m，则衣架将上升 m。忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，该装置的机械效率会 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 4 改变力的方向 1 增大 【详解】[1][2]在天花板上固定的四个滑轮，它们的轴位置固定不动，是定滑轮，使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向。 [3]由图可知，n=4，如果转动摇柄使绳端移动4m，则衣架将上升的高度为 [4]忽略绳重和摩擦，若增加晾晒的衣服，即增加物重，根据 升高相同高度时，即相当于额外功相同，但增加了有用功，因此提高了该装置的机械效率。 三、实验题 13．（23-24八年级下·广东茂名·期中）在生活和生产中滑轮被广泛使用，在某建筑工地，有甲、乙、丙三种场景，回答下列问题： （1）在甲、乙两场景中，不计摩擦及绳与滑轮的重，甲、乙两物体在、作用下匀速上升： ①若，则 ； ②若，则 ； （2）在丙场景中，工人站在水平地面上，竖直向下匀速拉动绳子自由端： ①请用笔划代绳子，在丙图中画出滑轮组的绕线。( ) ②已知物体A重400N，动滑轮重为100N，不计摩擦及绳重，则拉力为 N； （3）如图丁a所示是某种升降电梯工作原理图，对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定承载质量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图丁b所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。 ①在2～8s内，对重下降的高度为 m。 ②在2～8s内，电动机钢丝绳拉力是 N。 【答案】 2∶1 1∶2 250 12 【详解】（1）①②[1][2]由题意可知，不计摩擦及绳与滑轮的重时，甲为定滑轮，不改变力的大小，拉力等于重力；乙为动滑轮，拉力为重力的。因此，若，则 若，则 （2）①[3]根据题意，拉力的方向向下，故从工人处开始，依次缠绕滑轮组，如下图所示： ②[4]由上图可知，滑轮组绳子段数n=2，则拉力的大小为 （3）①[5]由图示可知，该装置中的滑轮均为定滑轮，定滑轮绳子自由端运动的运动速度等于物体运动的速度，则在2～8s内，对重下降的高度为 ②[6]对满载的轿厢进行受力分析，轿厢受到满载时的重力，方向竖直向下，受到对重向上的拉力和钢丝绳向上的拉力，在2～8s内轿厢运动运动，则向下的力与向上的力平衡。对重提供的拉力为 满载时轿厢的重力为 则钢丝绳的力为 14．（2024·江苏南通·一模）某小学大门口设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。 （1）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 ； （2）猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 ； （3）同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1和改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦： 应采用改进方案 进行探究。实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。 【答案】 9 见解析 见解析 2 4.5 8.4 2 【详解】[1]值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，所以摩擦力的大小为 f=13N-4N=9N（1）[2]木质标志牌杆受潮膨胀导致铁夹张开，张开幅度越大，铁夹夹得越紧，压力变大，在接触面粗糙程度一定时，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大。 （2）[3]木质标志牌杆表面湿润，导致接触面的粗糙程度变小，在压力一定时，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小。 （3）[4]使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力。由题意知，物体的重力为4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，小于标志牌的重力，方案1的三个滑轮均为定滑轮，不能省力，方案2滑轮组中有动滑轮，可以省力，所以采用的是改进方案2。 [5]由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，可知吸水后的标志牌的重力为 G′=nF′-G动=3×1.6N-0.3N=4.5N[6][7]匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则标志牌受到向上的拉力为 FG=nF-G动=3×4.4N-0.3N=12.9N则拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 f'=FG-G′=12.9N-4.5N=8.4N<f=9N比较可知，摩擦力变小，则猜想2起主导作用。 四、计算题 15．（23-24八年级下·安徽池州·期中）小聪用如图所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的物体，小聪体重为500N，物体的重力为1000N，动滑轮的重力为40N，已知物体受到的摩擦力和重力成正比，他用80N的拉力将物体拉动了2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） （1）请在图上画出滑轮组上绳子的绕法（要求）； （2）求绳子自由端移动的距离； （3）求物体受到的摩擦力； （4）求小聪所能拉动物体的最大重力。 【答案】（1）；（2）6m；（3）200N；（4）7300N 【详解】解：（1）要使得滑轮组更省力，且小聪可以向下拉绳子，因此绳子从动滑轮开始绕，滑轮组被3段绳子承担，如图所示： （2）由图可知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为 （3）因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由可得，摩擦力为 （4）人对绳子的最大拉力为 能拉动物体的最大摩擦力为 物体受到的摩擦力和重力成正比，所以有 解得G大=7300N。 答：（1）见解析； （2）绳子自由端移动的距离为6m； （3）物体受到的摩擦力为200N； （4）小聪所能拉动物体的最大重力为7300N。 16．小华用如图一所示的滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10s内把物体拉动的距离为2m。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，求： （1）动滑轮的重力； （2）绳子自由端移动的速度。 （3）滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力F和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数k表示接触面的粗糙程度，则有关系式f=kF成立。物体的最大静摩擦力的大小可看作与滑动摩擦力的大小相等。小华将图一的滑轮组与杠杆相结合做成如图二的装置，地面粗糙程度不变。已知AO为10cm，OB为20cm，O为杠杆支点。小球重为20N，若此时物块保持静止状态，杠杆处于水平平衡状态，物块的质量至少为多少。    【答案】（1）40N；（2）0.6m/s；（3）40kg 【详解】 解：（1）由图一可知，绳子承重段数，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，利用可知，动滑轮的重力为 （2）绳子自由端移动的速度为 （3）由图一可知，物体的质量为，则物体重力为 由于物体在水平面上，故物体对地面的压力为 此时物体受到的摩擦力为，根据可知，动摩擦因数为 根据杠杆平衡条件可知 即 解得： 由于杠杆和滑轮组通过定滑轮连接，故滑轮组自由端的拉力为 根据 可知，此时物块受到的摩擦力为 因地面粗糙程度不变，则物块对地面的压力为 由于物块在水平地面上，则物块的重力为 故物块的质量为 所以要使杠杆处于水平平衡状态，物块的质量至少为。 答：（1）动滑轮的重力为； （2）绳子自由端移动的速度为； （3）小球重为，若此时物块保持静止状态，杠杆处于水平平衡状态，物块的质量至少为。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$