2 滑轮-2024-2025学年九年级科学上册精讲精练（华师大版）

一、定滑轮和动滑轮 1、滑轮∶边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。 2、定滑轮和动滑轮 种类 定滑轮 动滑轮 定义 工作时轴固定不动的滑轮 工作时轴随被拉动物体一起运动的滑轮 图示 3、定滑轮的特点 （1）特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。 如图所示，我们要想让重物上升，应该对重物施加一个向上的力，但是通过定滑轮却可以向下用力。 （2）实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l1=l2=r，根据杠杆平衡条件可知， F1=F2，即F = G，所以使用定滑轮不省力。 【要点提示】定滑轮的施力方向不影响力的大小 如图所示，利用定滑轮拉起一个重为G的物体，改变拉力的方向，作出每次的阻力臂和动力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 Gl2，其中l2 = R（R为滑轮半径）;根据几何知识可知，三次的动力臂l1=l1'=l1"=R，根据杠杆的平衡条件可得F1 = F1'=F1"= G，因此定滑轮的施力方向不影响力的大小。 4、动滑轮的特点 （1）特点∶使用单个动滑轮最多可以省一半力（F=G），但费距离（s = 2h），且不能改变施力的方向。 如图所示，我们要想让重物上升，应该对重物施加一个向上的力，通过动滑轮也要向上用力，但能省一半的力。 （2）实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如图所示，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l1=2l2，根据杠杆平衡条件可知，F1=F2，即F=G，所以使用动滑轮可以省一半的力。 【要点提示】动滑轮的施力方向影响拉力的大小 如图所示，利用动滑轮拉起一个重为 G的物体，改变拉力的方向，作出每次的动力臂和阻力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 GR，R为滑轮半径;根据几何知识可知，三次的动力臂l1＞l2＞l3，根据杠杆的平衡条件可得 F1＜F2＜F3，其中l1 = 2R，F1 =G。故使用动滑轮时，施力方向影响拉力的大小，只有竖直向上拉时，拉力才等于物重的二分之一。 5、定滑轮和动滑轮的比较 滑轮名称 定滑轮 动滑轮 实质 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆 特点 不省力、不省距离，但可以改变力的方向 省力、费距离，不能改变力的方向 拉力与物重的关系（不计绳重和摩擦） F=G F=G（不计动滑轮重） 拉力通过的距离与物体升高的高度 s=h s=2h 二、轮轴 （1）概念：轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，例如汽车方向盘、门把手、辘铲等。 （2）实质：轮轴相当于一个杠杆。如图所示，轮和轴的中心是支点 O，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径 OA（R）就是杠杆的动力臂l1，轴半径 OB（r）就是杠杆的阻力臂l2。 （3）特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2。使用轮轴可以省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物所通过的距离。 （4）轮轴的公式：由杠杆平衡条件可得F1R = F2r，也可写成。即轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。 （5）应用：汽车的方向盘、扳手、螺丝刀、自行车把、圆形的门把手、旋转的水龙头等。 轮轴一定是省力机械吗? 根据轮轴的特点，当把动力加在轴上，阻力加在轮上时，动力臂小于阻力臂，此时的轮轴相当于一个费力杠杆，使用时费力，但省距离。因此轮轴省力还是费力，关键看阻力和动力加在轮轴上的位置。 1、中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（　　） A．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 C．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 2、如图，这是家用手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦。下列说法不正确的是（　　） A．滑轮A为定滑轮，可以改变力的方向 B．滑轮B为动滑轮，可以省力 C．晾衣架静止时，绳的拉力F为 D．摇柄属于轮轴，可以省力 3、下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 4、如图所示两个轮轴使用时，两图中拉力F大小相等，轮轴的轮半径是轴半径的二倍，则所挂重物G1、G2的重力比是（ ） A．1：1 B．2：l C．4：1 D．1：4 5、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．40N B．60N C．12N D．7N 6、如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 7、如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的 ，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积， （选填“增大”或“减小”）压强。 8、如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 （选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为 。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 9、如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个 （选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为 N。 10、学校升旗仪式中，五星红旗在朝阳中冉冉升起。在旗杆顶端装有一个定滑轮，它的作用是可以改变力的 ，如图所示，分别用拉力、、匀速提升重物，这三个力的大小 （选填“相同”或“不相同”）。 11、如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中甲滑轮可以看成 杠杆，使用它的好处是 。其中乙为 滑轮，使用时相当于 杠杆；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1=F2。则G1 G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 12、在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 （选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 （选填“A”“B”或“C”）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，利用该滑轮特点是 。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，拉力F为 N。 1、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 2、高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A. 它是动滑轮 B. 利用它可以省力 C. 利用它可以省距离 D. 利用它可以改变力的方向 3、如图所示，取两根光滑轻质木棍，将轻质绳子的一端系在其中一根棍子上，再按图示绕法依次绕过两根木棍，小明和小华分别紧握木棍，小红以拉力F匀速拉动绳子的末端，两根棍子靠拢。下列说法中正确的是（　　） A．两根棍子靠拢的速度大于小红拉绳端的速度 B．两根棍子靠拢的速度等于小红拉绳端的速度 C．小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力 D．小明受到绳子的拉力等于小华受到绳子的拉力 4、如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 5、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． 6、小明利用家中的衣服挂、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件。如图甲所示，他将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度，松手后，小卡片的运动状态 （选填“会”或“不会”）改变，本实验中的衣服挂起到了改变拉力方向的作用，它类似于简单机械中的 。小明利用衣服挂组装的机械可以将水瓶平稳搬运到高处，如图乙所示，当细线被拉下0.6m时，水瓶上升 m。 7、如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝ 。 8、高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。 9、“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。 10、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。 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 （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。 11、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 12、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） 13、阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况——需要爬坡时，可以降低挡位，此时会感觉自己骑起来“更轻松”，到了下坡时，可以提升挡位，此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奥秘在哪里呢，让我们一起来探究吧！ 如图1所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上：选择低挡位时，链条调整到半径较大的齿轮上，选择高挡位时，链条调整到半径较小的齿轮上。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，因此需要把后齿轮的半径（动力臂）调整得大一些，以达到相对省力的效果。在下坡时，自行车受到的摩擦阻力较小，此时为了让自行车更快前进，可以将后齿轮的半径调小。 （1）自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个 （省力/费力/等臂）杠杆； （2）请在图2中画出最省力时，人脚对脚踏板的力F（作用点面在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂L；（提示：脚可以向各个方向用力踩脚踏板，脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。） （3）爬坡时，应将链条调整至半径较 （大/小）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的； （4）前齿轮和后齿轮在共同工作时，其特征是 ； A．相同时间转过的圈数相同 B．相同时间带动链条转动的长度相同 C．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同 D．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同 （5）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为20N，一辆自行车后车轮的半径约为35cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为 N。 14、在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 （1）分析第1、2次的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离， （选填“可以”或“不能”）改变力的方向；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）用图丙进行实验时，应沿 方向匀速拉动绳子自由端：分析第3、4次数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 。 15、小李同学用利用滑轮、物体和弹簧测力计等组装了如图所示的实验装置，用来研究定滑轮和动滑轮的特点。 （1）使用图甲所示的滑轮一定不能省力，因为该滑轮相当于一个 杠杆。为了研究使用动滑轮是否省力（图乙），在测量过程中，应沿 方向拉动弹簧测力计使物体做匀速直线运动。除测量拉力外，小李还应测量的物理量 ； （2）为了研究使用定滑轮、动滑轮是否省距离，小李还需要的测量工具是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、定滑轮和动滑轮 1、滑轮∶边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。 2、定滑轮和动滑轮 种类 定滑轮 动滑轮 定义 工作时轴固定不动的滑轮 工作时轴随被拉动物体一起运动的滑轮 图示 3、定滑轮的特点 （1）特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。 如图所示，我们要想让重物上升，应该对重物施加一个向上的力，但是通过定滑轮却可以向下用力。 （2）实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l1=l2=r，根据杠杆平衡条件可知， F1=F2，即F = G，所以使用定滑轮不省力。 【要点提示】定滑轮的施力方向不影响力的大小 如图所示，利用定滑轮拉起一个重为G的物体，改变拉力的方向，作出每次的阻力臂和动力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 Gl2，其中l2 = R（R为滑轮半径）;根据几何知识可知，三次的动力臂l1=l1'=l1"=R，根据杠杆的平衡条件可得F1 = F1'=F1"= G，因此定滑轮的施力方向不影响力的大小。 4、动滑轮的特点 （1）特点∶使用单个动滑轮最多可以省一半力（F=G），但费距离（s = 2h），且不能改变施力的方向。 如图所示，我们要想让重物上升，应该对重物施加一个向上的力，通过动滑轮也要向上用力，但能省一半的力。 （2）实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如图所示，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l1=2l2，根据杠杆平衡条件可知，F1=F2，即F=G，所以使用动滑轮可以省一半的力。 【要点提示】动滑轮的施力方向影响拉力的大小 如图所示，利用动滑轮拉起一个重为 G的物体，改变拉力的方向，作出每次的动力臂和阻力臂，由图可知每次阻力和阻力臂的乘积均为 GR，R为滑轮半径;根据几何知识可知，三次的动力臂l1＞l2＞l3，根据杠杆的平衡条件可得 F1＜F2＜F3，其中l1 = 2R，F1 =G。故使用动滑轮时，施力方向影响拉力的大小，只有竖直向上拉时，拉力才等于物重的二分之一。 5、定滑轮和动滑轮的比较 滑轮名称 定滑轮 动滑轮 实质 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆 特点 不省力、不省距离，但可以改变力的方向 省力、费距离，不能改变力的方向 拉力与物重的关系（不计绳重和摩擦） F=G F=G（不计动滑轮重） 拉力通过的距离与物体升高的高度 s=h s=2h 二、轮轴 （1）概念：轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，例如汽车方向盘、门把手、辘铲等。 （2）实质：轮轴相当于一个杠杆。如图所示，轮和轴的中心是支点 O，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径 OA（R）就是杠杆的动力臂l1，轴半径 OB（r）就是杠杆的阻力臂l2。 （3）特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2。使用轮轴可以省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物所通过的距离。 （4）轮轴的公式：由杠杆平衡条件可得F1R = F2r，也可写成。即轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上的力的几分之一。 （5）应用：汽车的方向盘、扳手、螺丝刀、自行车把、圆形的门把手、旋转的水龙头等。 轮轴一定是省力机械吗? 根据轮轴的特点，当把动力加在轴上，阻力加在轮上时，动力臂小于阻力臂，此时的轮轴相当于一个费力杠杆，使用时费力，但省距离。因此轮轴省力还是费力，关键看阻力和动力加在轮轴上的位置。 1、中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（　　） A．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 C．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 【答案】B 【解析】安装在护城河旁城墙顶端的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，它可以改变力的方向，但不省力也不费力，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2、如图，这是家用手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦。下列说法不正确的是（　　） A．滑轮A为定滑轮，可以改变力的方向 B．滑轮B为动滑轮，可以省力 C．晾衣架静止时，绳的拉力F为 D．摇柄属于轮轴，可以省力 【答案】C 【解析】AB．A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，可以改变力的方向；B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮，可以省力，故AB正确，不符合题意； C．由图可知，连接动滑轮绳子的股数，不计滑轮重绳重及摩擦，静止时绳的拉力，故C错误，符合题意； D．摇柄也是一种简单机械，属于轮轴，可以省力，故D正确，不符合题意。故选C。 3、下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】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。 4、如图所示两个轮轴使用时，两图中拉力F大小相等，轮轴的轮半径是轴半径的二倍，则所挂重物G1、G2的重力比是（ ） A．1：1 B．2：l C．4：1 D．1：4 【答案】C 【解析】由题意知，轮半径R是轴半径r的2倍，即R＝2r，根据杠杆平衡条件，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，由图示可知：左图中：，则G1＝2F，右图中：，则，所以：G1：G2＝4：1。 5、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．40N B．60N C．12N D．7N 【答案】C 【解析】由题知，弹簧测力计的示数为34N，动滑轮重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F=GB，由力的平衡条件可得 则B的重力；故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 6、如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 【答案】B 【解析】因滑轮自重20N，提升物体需要的拉力；由于力的作用是相互的，所以杠杆左端受到的拉力F′＝F拉＝150N；因OA∶OB＝3∶4由杠杆的平衡条件得F′×OB＝F×OA即故选B。 7、如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的 ，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积， （选填“增大”或“减小”）压强。 【答案】方向 减小 【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不明显，这样人肩膀就不会感到疼。 8、如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 （选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为 。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】不能 减小 【解析】图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和F合=F1+F2鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其底部所受水的压强减小。 9、如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个 （选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为 N。 【答案】定 300 【解析】图中滑轮不随着物体一起运动，所以是定滑轮。定滑轮不能省力，所以人的拉力等于重力，为300N。 10、学校升旗仪式中，五星红旗在朝阳中冉冉升起。在旗杆顶端装有一个定滑轮，它的作用是可以改变力的 ，如图所示，分别用拉力、、匀速提升重物，这三个力的大小 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 方向 相同 【解析】由于定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，所以在旗杆顶端装有一个定滑轮，它的作用是可以改变力的方向。由于定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，所以使用定滑轮时拉力的大小还是等于重物的重力，如图所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，这三个力都等于重物的重力，所以这三个力大小相同。 11、如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中甲滑轮可以看成 杠杆，使用它的好处是 。其中乙为 滑轮，使用时相当于 杠杆；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1=F2。则G1 G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 【答案】等臂 改变用力方向 动 省力 小于 【解析】甲为定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。乙滑轮随货物一起升降，为动滑轮，相当于省力杠杆。定滑轮不省力，所以F1=G1，动滑轮省力，所以G2=2F2，又F1=F2，所以G1小于G2。 12、在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 （选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 （选填“A”“B”或“C”）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，利用该滑轮特点是 。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，拉力F为 N。 【答案】定 B 不改变力的方向，但是可以省力 30 【解析】在拉起吊桥过程中，滑轮组C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力。由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮，由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。已知物体重50N，滑轮重10N，动滑轮上承受重物的绳子股数不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力。 1、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 【解析】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。 2、高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A. 它是动滑轮 B. 利用它可以省力 C. 利用它可以省距离 D. 利用它可以改变力的方向 【答案】D 【解析】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。故选D。 3、如图所示，取两根光滑轻质木棍，将轻质绳子的一端系在其中一根棍子上，再按图示绕法依次绕过两根木棍，小明和小华分别紧握木棍，小红以拉力F匀速拉动绳子的末端，两根棍子靠拢。下列说法中正确的是（　　） A．两根棍子靠拢的速度大于小红拉绳端的速度 B．两根棍子靠拢的速度等于小红拉绳端的速度 C．小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力 D．小明受到绳子的拉力等于小华受到绳子的拉力 【答案】C 【解析】AB、在棍子的中部绕几圈，它的实质是一个滑轮组，小红拉绳端相当于自由端，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，在滑轮组中，自由端移动的速度大于物体移动的速度，故AB错误； CD、由图可知小明那端木棍有6段绳子相连，因此小明受到的拉力为6F，小华那端木棍有7段绳子相连，因此小华受到的拉力为7F，所以小明受到绳子的拉力小于小华受到绳子的拉力，故C正确，D错误。答案：C。 4、如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故A错误； B、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故B错误； C、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故C错误； D、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故D正确；答案：D。 5、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 【解析】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。 6、小明利用家中的衣服挂、矿泉水瓶、小卡片、细线、水等物品探究二力平衡的条件。如图甲所示，他将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度，松手后，小卡片的运动状态 （选填“会”或“不会”）改变，本实验中的衣服挂起到了改变拉力方向的作用，它类似于简单机械中的 。小明利用衣服挂组装的机械可以将水瓶平稳搬运到高处，如图乙所示，当细线被拉下0.6m时，水瓶上升 m。 【答案】会 定滑轮 0.12 【解析】小明将原来处于静止状态的小卡片扭转一个角度，两个力不在同一条直线上，受到的两个力不是一对平衡力，松手后，小卡片的运动状态会改变。本实验中的衣服挂起到了改变拉力方向的作用，它类似于简单机械中的定滑轮。小明利用衣服挂组装的机械可以将水瓶平稳搬运到高处，如图乙所示，当细线被拉下0.6m时，此时滑轮组的绳子的段数n=5，水瓶上升的高度为。 7、如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝ 。 【答案】4∶1 【解析】由题可知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重力相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，省一半的距离，即F甲＝2G；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，费一半的距离，即，则。 8、高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。 【答案】定；15 【解析】（1）由图可知，左侧滑轮是定滑轮； （2）图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，输电线A端向左移动，坠砣下降，则坠砣串下降高度h＝2sA，坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了：sAh30cm＝15cm。 9、“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 【解析】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。 10、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。 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 （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。 【答案】（1）滑轮的自重；（2）匀速，A。 【解析】（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。 11、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 【解析】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。 12、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。 【解析】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 。 13、阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况——需要爬坡时，可以降低挡位，此时会感觉自己骑起来“更轻松”，到了下坡时，可以提升挡位，此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奥秘在哪里呢，让我们一起来探究吧！ 如图1所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上：选择低挡位时，链条调整到半径较大的齿轮上，选择高挡位时，链条调整到半径较小的齿轮上。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，因此需要把后齿轮的半径（动力臂）调整得大一些，以达到相对省力的效果。在下坡时，自行车受到的摩擦阻力较小，此时为了让自行车更快前进，可以将后齿轮的半径调小。 （1）自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个 （省力/费力/等臂）杠杆； （2）请在图2中画出最省力时，人脚对脚踏板的力F（作用点面在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂L；（提示：脚可以向各个方向用力踩脚踏板，脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。） （3）爬坡时，应将链条调整至半径较 （大/小）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的； （4）前齿轮和后齿轮在共同工作时，其特征是 ； A．相同时间转过的圈数相同 B．相同时间带动链条转动的长度相同 C．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同 D．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同 （5）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为20N，一辆自行车后车轮的半径约为35cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为 N。 【答案】费力 大 B 56 【解析】（1）阅读材料知，自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个费力杠杆。因为动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 （2）当脚对脚踏板的力垂直于板柄时，对应的力臂最大，最省力时，所以人脚对脚踏板的力F，以及这个力对应的力臂L，如下图所示： （3）由题文可知，爬坡时，要增大动力臂，应将链条调整至半径较大的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 （4）骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。所以其特征是相同时间带动链条转动的长度相同，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 （5）根据轮轴工作原理可得 前齿轮通过链条对后齿轮的拉力为 由于力的作用是相互的，则前齿轮受到后齿轮向后的拉力为F前齿=F后齿=140N 根据轮轴工作原理，人蹬车的力至少应为。 14、在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 （1）分析第1、2次的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离， （选填“可以”或“不能”）改变力的方向；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）用图丙进行实验时，应沿 方向匀速拉动绳子自由端：分析第3、4次数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 。 【答案】（1）不能；可以；不变；（2）竖直；动滑轮自身受到重力。 【解析】（1）第1、2次的数据中拉力不变，则说明使用定滑轮不能省力，也不能省距离；但能改变力的方向，所以若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将不变。 （2）用图丙进行实验时，一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端；实际在实验时，动滑轮自身的重量、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半的原因是：动滑轮自身受到重力。 15、小李同学用利用滑轮、物体和弹簧测力计等组装了如图所示的实验装置，用来研究定滑轮和动滑轮的特点。 （1）使用图甲所示的滑轮一定不能省力，因为该滑轮相当于一个 杠杆。为了研究使用动滑轮是否省力（图乙），在测量过程中，应沿 方向拉动弹簧测力计使物体做匀速直线运动。除测量拉力外，小李还应测量的物理量 ； （2）为了研究使用定滑轮、动滑轮是否省距离，小李还需要的测量工具是 。 【答案】等臂 竖直向上 物体的重力 刻度尺 【解析】（1）定滑轮的本质是一个等臂杠杆，所以定滑轮测得的拉力大小等于物体的重力。为了研究使用动滑轮是否省力，应使力的方向沿着竖直向上的方向，因为如果不竖直向上拉，而是倾斜拉的话，动力臂将变短。所以根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变的情况下，拉力应该竖直向上拉，使动力臂达到最长。研究使用动滑轮是否省力，可考虑提升相同的物体，一个不用动滑轮，一个用动滑轮来比较，不用动滑轮时测得的力的大小即使物体的重力。 （2）研究使用定滑轮和动滑轮是否省距离，这里要用到测量距离的工具即刻度尺。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$