11.2 滑轮（分层作业）-【上好课】九年级物理上册同步高效课堂（苏科版）

11.2 滑轮 一、定滑轮和动滑轮 1. 如图所示，该装置是 滑轮（选填“定”或“动”），它相当于 （“等臂杠杆”或“省力杠杆”）；当分别用力匀速提起同一物体时，拉力F1 F2 F3（选填“>”、“=”或“<”）。 第1题图 第2题图 2．如图所示的滑轮为 （选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F= N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。 3．在图中画出该滑轮的支点O，并画出F1、F2的力臂l1、l2。 4. 如图所示为工人师傅往高处运送货物的两种方法。若要改变施力的方向应选用图 所示的方法，若要省力应选用图 所示的方法。如果甲、乙两图中物重相等，不计滑轮重、绳重及摩擦，将货物匀速提起时，图甲中工人所用的拉力为200N，则图乙中工人所用的拉力应为 N。 5．一辆汽车陷进了泥潭， 司机按图甲、图乙两种方式安装滑轮，均能将汽车从泥潭中拉出。图甲中的滑轮是 滑轮；图乙中滑轮的作用是 。如果按图乙方式，人拉绳头移动了 0.5m，那么汽车被拉动了 m。 6. 如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验： （1）实验时，他应该 （选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升； （2）如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用 分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行 ； （3）测出的三次示数大小关系是F1 F2 F3（选填“>”、“<”或“=”）。 二、 滑轮组 7．作图题： ①用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 第①题图 第②题图 ②如图，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，画出正确绕线方式。 8. 工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_____N，绳自由端移动的距离是_____m，物体上升的速度是_____m/s。 9．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。已知货物重600N。不计绳重及摩擦。 （1）在图中画出绳子的绕法； （2）若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大； （3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为350N，动滑轮有多重？    三、 轮轴 10．如图所示，钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 （选填“滑轮”或“轮轴”），属于 （选填“省力”或“费力”）机械。 11．如图所示三种不同的方法将重为9N的同一物体匀速拉起来的过程中，F1= ，F2= ，F3= 。（绳重、滑轮重、摩擦力均不计） 12．如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将 （选填“靠拢”或“分开”），木棍和绳子组成了一种简单机械，叫 。该过程说明了 。当双方都用了最大力气，处于“僵持”状态时，下面哪种方法能使右边被拉动 。 A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 13．小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 （1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ； （2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 （选填“A”、“ B”或“C”）点。 实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 14. “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。 15. 如图所示，水平地面上的建筑工人利用滑轮组，将重为800N的物体在10s内匀速提升2m，工人对绳子末端的拉力F的大小为500N，该工人自身重力为600N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求： （1）动滑轮的重力； （2）支架受到滑轮组的拉力； （3）此滑轮组能提升的最大物重。 16．（2024·江苏盐城·中考真题）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 17. （2023·广东深圳·统考中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．汽车方向盘 B．门把手 C．水龙头 D．雨刮器 18.（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A B C D 19．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　）    A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动lm 20. （2023·湖南长沙·统考中考真题）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求： （1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度； （2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小； （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.2 滑轮 一、定滑轮和动滑轮 1. 如图1所示，该装置是 滑轮（选填“定”或“动”），它相当于 （“等臂杠杆”或“省力杠杆”）；当分别用力匀速提起同一物体时，拉力F1 F2 F3（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】定，等臂杠杆，=，=。 【解析】该装置是定滑轮，它相当于等臂杠杆；当分别用力匀速提起同一物体时，因为使用定滑轮不省力，所以当拉力都相等。 图1 图2 2．如图2所示的滑轮为 （选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F= N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。 【答案】动，50。 【详解】如图所示，提升重物时，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮。动滑轮省一半的力，故竖直向上的拉力为50N。 3．在图中画出该滑轮的支点O，并画出F1、F2的力臂l1、l2。 【答案】见右图。 【详解】动滑轮的支点在绳子与边框的接触点上，动力为绳子的拉力F1，方向竖直向上，阻力为动滑轮和物体重力之和F2，方向竖直向下；过支点分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动力臂l1、阻力臂l2，如图所示。 4. 如图所示为工人师傅往高处运送货物的两种方法。若要改变施力的方向应选用图 所示的方法，若要省力应选用图 所示的方法。如果甲、乙两图中物重相等，不计滑轮重、绳重及摩擦，将货物匀速提起时，图甲中工人所用的拉力为200N，则图乙中工人所用的拉力应为 N。 【答案】 甲 乙 100 【详解】甲图使用的是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，所以，要改变用力的方向，应使用定滑轮甲。 乙图中是动滑轮，而使用动滑轮省力一半，若要省力，应使用动滑轮乙。 甲图使用的是定滑轮，在不计绳重、滑轮重及摩擦时, 已知甲、乙两图中物重相等，乙图使用的是动滑轮，在不计绳重、滑轮重及摩擦时，所以拉力 5．一辆汽车陷进了泥潭， 司机按图甲、图乙两种方式安装滑轮，均能将汽车从泥潭中拉出。图甲中的滑轮是 滑轮；图乙中滑轮的作用是 。如果按图乙方式，人拉绳头移动了 0.5m，那么汽车被拉动了 m。 【答案】 定 省力 0.25 【详解】图甲中的滑轮使用时，滑轮的轴不随物体一起运动，是定滑轮。 图乙中滑轮使用时，滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，作用是省力。 如果按图乙方式，人拉绳头移动了 0.5m，那么汽车被拉动的距离为 6. 如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验： （1）实验时，他应该 （选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升； （2）如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用 分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行 ； （3）测出的三次示数大小关系是F1 F2 F3（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）匀速；（2）弹簧测力计，调零；（3）=，=。 【详解】（1）探究“定滑轮的使用特点”实验时为了能使弹簧测力计示数稳定，应该匀速拉动绳子，让物体匀速上升。 （2）在探究定滑轮能否改变力的方向时，应该使用弹簧测力计测量不同方向拉力的大小。 使用弹簧测力计测量前，应该使指针指到零刻度线上，即弹簧测力计应该调零。 （3）如图所示，滑轮为定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，所以F1=F2=F3 二、 滑轮组 7．作图题： ①用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 【答案】见右图。 【详解】根据滑轮组省力特点，承担物体重力的绳子股数最多，滑轮组最省力，图中滑轮组承担物体重力的绳子股数最多是3，故画出滑轮组最省力的绳子绕法如下图所示： ②如图，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，画出正确绕线方式。 【答案】见右图。 【详解】绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，最后再绕过最上方的定滑轮，最终承担物重的有效绳子段数，如图所示。 8. 工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_____N，绳自由端移动的距离是_____m，物体上升的速度是_____m/s。 【答案】225；12；0.6。 【解析】由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力 F=（G + G动）=（400N + 50N）=225N 绳子自由端移动的距离S=nh=2×6m=12m 物体上升的速度v＝==0.6m/s 9．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。已知货物重600N。不计绳重及摩擦。 （1）在图中画出绳子的绕法； （2）若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大； （3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为350N，动滑轮有多重？    【答案】（1）见右图；（2）300N；（3）100N 【详解】（1）向下拉动绳子来提升货物，从拉力端开始向上绕起，绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，最后固定在定滑轮的下挂钩上，如图所示：   （2）由图知，动滑轮上的绳子段数n=2，若忽略动滑轮重，不计绳重及摩擦，拉力 （3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力 Fʹ＝（G物+G动） 则动滑轮的重力G动=2F′-G=2×350N-600N=100N 答：（1）见解析；（2）工人所用拉力是300N；（3）动滑轮重力是100N。 三、 轮轴 10．如图所示，钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 （选填“滑轮”或“轮轴”），属于 （选填“省力”或“费力”）机械。 【答案】 轮轴 省力 【详解】钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个轮轴，钥匙柄相当于轮，钥匙头相当于轴。 轮轴是一种变形的杠杆，轮和轴的中心相当于杠杆的支点，轮半径相当于动力臂，轴半径相当于阻力臂，动力臂大于阻力臂，属于省力机械。 11．如图所示三种不同的方法将重为9N的同一物体匀速拉起来的过程中，F1= ，F2= ，F3= 。（绳重、滑轮重、摩擦力均不计） 【答案】9N，4.5N，3N。 【详解】绳重、滑轮重、摩擦力均不计，定滑轮不省力，等于物重，动滑轮省一半的力，滑轮组所用的力为物重的，故 12．如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将 （选填“靠拢”或“分开”），木棍和绳子组成了一种简单机械，叫 。该过程说明了 。当双方都用了最大力气，处于“僵持”状态时，下面哪种方法能使右边被拉动 。 A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 【答案】 靠拢 滑轮组 使用滑轮组可以省力 A 【详解】由题意可知，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，那么两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组；用较小的力可以使两根木棍靠拢，说明了使用滑轮组可以省力。 AB．滑轮组绳子自由端拉力的大小跟有效承担物重的绳子段数有关，绳子段数越多，越省力。故A符合题意，B不符合题意； CD．滑轮组绳子自由端拉力的大小跟与绳的总长无关，故CD不符合题意。 故选A。 13．小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 （1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ； （2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 （选填“A”、“ B”或“C”）点。 实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 【答案】（1）滑轮的自重；（2）匀速，A。 【详解】（1）“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。 （2）使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。 14. “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】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。 装置中轮轴B相当于动滑轮，可以省力。 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 G=5F=5×500N=2500N 15. 如图所示，水平地面上的建筑工人利用滑轮组，将重为800N的物体在10s内匀速提升2m，工人对绳子末端的拉力F的大小为500N，该工人自身重力为600N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求： （1）动滑轮的重力； （2）支架受到滑轮组的拉力； （3）此滑轮组能提升的最大物重。 【答案】（1）200N；（2）1700N；（3）1000N 【详解】（1）由图示知，滑轮组承重绳子为2根，据滑轮组的特点有 2F=G物+G动 即2×500N=800N+G动 解得，动滑轮的重力G动=200N。    （2）滑轮组的定滑轮受到三根绳子向下的拉力、自身重力及支架对定滑轮向上的拉力的作用，处于平衡状态，而支架对定滑轮向上的拉力与定滑轮对支架的拉力是一对相互作用力，它们的大小相等，所以支架受到滑轮组的拉力 F架=3×F+G定=3×500N+200N=1700N （3）工人自身重力为600N，则人对绳子端的最大拉力为600N，据滑轮组的特点有 2F大=G大+G动 即2×600N=G大+200N 解得，滑轮组能提升的最大物重G大=1000N。 16．（2024·江苏盐城·中考真题）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。 故选A。 17. （2023·广东深圳·统考中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．汽车方向盘 B．门把手 C．水龙头 D．雨刮器 【答案】D 【详解】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意； D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，D符合题意。 故选D。 18.（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（　　） A B C D 【答案】A 【详解】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得 则 B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G； C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即； D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即； 综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 19．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　）    A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动lm 【答案】D 【详解】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以 拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m 故AB错误； CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力 F乙=2G物=400N 拉力端移动的距离为 故C错误，D正确。 故选D。 20. （2023·湖南长沙·统考中考真题）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求： （1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度； （2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小； （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。    【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J 【详解】（1）杠铃片上升的速度 （2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2，当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力 （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功 答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s； （2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N； （3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$