2025年中考物理一轮复习专题：滑轮

滑轮 考情透析 考情透析 中考考点 考查频率 考点难度 滑轮组的设计与组装 ★★ ★ 滑轮或滑轮组中相关物理量分析与计算 ★★ ★★ 【考情分析】《简单机械》是力学的重点内容，也是必考内容。本单元考题在中考试卷中所占分值一般在2-6分之间。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：杠杆及其应用、杠杆作图、探究杠杆的平衡条件、滑轮组的应用与计算、滑轮与滑轮组、斜面等。 考点突破 关键知识 一、定滑轮和动滑轮 1.认识定滑轮和动滑轮 （1）滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图甲所示。 （2）定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如乙所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图丙所示。 2.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 作用分析 定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力。 动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力。 二、 滑轮组 1.滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 考点01 滑轮组的设计与组装 典例题 01 （ （2022·广东省·广州市·模拟题）在图中，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物要求作用在绳子自由端的拉力方向向下，有三段绳子承担物重。请在图中画出绳子的绕法。 【答案】  【解析】在绳子自由端的拉力方向向下，有三段绳子承担物重，绳子段数为奇数，因此绳子的起始端应从动滑轮的挂钩开始，如下图： 滑轮组绳子的绕法有两种： 一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重； 二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重。 此题主要考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，达到省力程度不同，拉力的方向也不同。 （2024·北京市·市辖区·期末考试）图甲所示的弹簧测力计的示数是_____；典例题 02 用笔画线代替绳子组装图乙所示的滑轮组，使用滑轮组提升重物时最省力。 【答案】         【解析】如图，弹簧测力计的分度值为，示数为。 吊着动滑轮的绳子段数越多越省力，如图，一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，最多由三段绳子吊着动滑轮，故作图如下： 考点02 滑轮组中的相关计算 典例题 03 （2024·广东省·深圳市·月考试卷）如图所示，在一水平地面上，木箱重，受到的摩擦力为，用力拉动木箱使它在内匀速直线运动了不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是(    ) A. 拉力的大小为 B. 拉力移动速度为 C. 绳自由端移动了 D. 木箱移动速度为 【答案】C  【解析】 本题考查了使用滑轮组拉力和拉力端移动距离的计算，水平使用滑轮组，拉力是为了克服物体与地面间的摩擦，木箱重为干扰因素。 由图知，水平使用滑轮组，，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力 利用求出物体运动的速度，再由求出绳自由端移动的距离 根据求出绳自由端移动的距离。 解：由图知，，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力，故A错误 B、木箱移动的速度：，则拉力移动速度为：，故B、D错误 C.绳子自由端移动的距离：，故C正确； 故选：。 典例题 04 （2022·广东省·深圳市·历年真题）如图，两个滑轮组，提升一个重为的物体，每个滑轮重相同使物体在内拉升了，拉力如图所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是(    ) A. 甲中，绳端移动的距离为 B. 乙中，拉力的功率为 C. 甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D. 乙中，动滑轮的重力为 【答案】A  【解析】解：由题意可知，不计绳重和摩擦。 由图甲可知，，则绳端移动的距离，故A正确，C错误； B.由图乙可知，，绳自由端移动的速度：， 由公式可知，拉力的功率为：，故B错误； D.在图乙中，由可知，动滑轮的重力：，故D错误。 故选：。 由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据可求出绳端移动的距离； 由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据可求出功率； 由可求出动滑轮的重力。 本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动的距离和速度、拉力功率的计算，根据题图确定的大小是本题的突破口。 跟踪训练 1.物体重，滑轮重为，要使物体匀速上升，不计摩擦，则(    ) A. ，滑轮向上移动 B. ，滑轮向上移动 C. ，滑轮向上移动 D. ，滑轮向上移动 【答案】A  【解析】 此题考查的是动滑轮的特殊使用方法，明确该动滑轮的工作特点是解答本题的关键。 此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端．而特殊使用方法恰好相反，拉轴而将物体挂在绳子的末端； 动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费倍的力，即使用倍的力，但能够省一半的距离。 这是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费倍的力却省一半的距离， 所以，施加的力， 拉力作用点移动的距离。 故选A。 2.如图所示是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置不考虑滑轮重和摩擦使用时：瘦子固定不动，胖子用力拉绳使重物匀速上升．胖子固定不动，瘦子用力拉绳使重物匀速上升．下列说法中正确的是  (    ) A. B. C. D. 以上说法都不对 【答案】B  【解析】瘦子不动时，胖子的拉力等于；胖子不动时，瘦子的拉力等于．所以。 3.如图所示的装置，物体放在水平桌面上，小华同学在绳自由端用竖直向下的力拉绳时，物体在时间内匀速向右运动，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，下列说法不正确的是      A. 物体与桌面间的滑动摩擦力是 B. 时间内拉力做的功是 C. 时间内拉力的功率是 D. 时间内绳子自由端移动距离为 【答案】B  【解析】 本题考查摩擦力、拉力、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体的受力分析，分析出动滑轮上绳子的段数。 当保持匀速运动状态时，物体所受的摩擦力等于拉力的倍； 由滑轮组的结构看出，，则；由可求得时间内拉力做的功； 由可求得时间内拉力的功率。 由图可知，滑轮组有效绳子段数，所以物体受到的拉力为，物体做匀速直线运动，由二力平衡可知，物体与桌面间的滑动摩擦力，不符合题意； 绳子自由端在时间内移动的距离，不符合题意； 时间内拉力做的功，符合题意； 时间内拉力的功率，不符合题意。 故选B。 4.用图甲所示滑轮组装置将放置在水平地面上，重为的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力拉绳时，物体的速度和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。不计绳重和摩擦下列计算结果不正确的是(    ) A. 动滑轮重 B. 内，拉力的功率是 C. 时，物体对地面的压力是 D. 内，拉力做的功是 【答案】C  【解析】A.如图甲乙丙所示，承担总重力的绳子段数为， 在内，拉力为时，物体以的速度匀速上升，所以动滑轮的重为 ； 故A正确，不符合题意； B.在内，物体以的速度匀速上升，绳子端拉力的速度为 拉力的功率为 ； 故B正确，不符合题意； C.时，绳子端拉力，则动滑轮对物体的拉力为 ； 物体对地面的压力等于地面对物体的支持力，所以物体对地面的压力为 ； 故C错误，符合题意； D.内，拉力，物体上升高度为，绳子端拉力运动的距离为 ； 拉力做的功为 ； 故D正确，不符合题意。 故选C。 5.用图中的装置来提升重物，既能省力又能改变力的方向的是          ，若物体重力相同，且物体处于静止状态，不计绳重、滑轮重和摩擦，比较四个图中拉力，最小的是          。填图中的序号 【答案】 【解析】 本题考查了滑轮组及其工作特点、定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点；本题的关键有二：一是承担物重的绳子股数的确定直接从动滑轮上引出的绳子股数，二是利用好不计滑轮重、绳重和摩擦时，拉力和物重的关系。 不计摩擦和滑轮重力，直接提升物体时，使用滑轮组时，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是物重的几分之一，即，由此可判断。 设物重为，不计绳重、滑轮重和摩擦，则由图可知： 图中，为定滑轮，所以，可以改变力的方向； 图中，为动滑轮，则，则，不能改变力的方向； 图中，为滑轮组，，则，可以改变力的方向； 图中，为滑轮组，，则，不能改变力的方向； 所以既能省力又能改变力的方向的是；最小的是。 6.质量是的物体放在水平桌面上，利用如图装置使物体以的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平。其示数为，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则取 作用在绳端的拉力为______。 水平桌面对物体的摩擦力是______。 在内拉力作用点移动______。 【答案】      【解析】解：因为弹簧测力计的示数是，所以，作用在绳端的拉力为； 由图可知，承担摩擦力的绳子股数是，所以，则； 物体在内通过的距离：， 绳子自由端移动的距离。 故答案为：；；。 根据作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，可知道作用在绳端的拉力的大小； 作用在动滑轮挂钩上的力是物体受到一摩擦力而不是重力，根据承担摩擦力的绳子股数，可求出摩擦力的大小； 由物体运动的速度可求出在内通过的距离，根据承担摩擦力的绳子股数可求出绳子自由端移动的距离。 7.如图所示，用滑轮组将重量是的物体提高，每个滑轮重量是，绳重、摩擦不计，试求： 提起重物所用的力是多少？绳端移动的距离是多少？ 【答案】解： ，， ； 绳端移动的距离：。 答： 提起重物所用的力是； 绳端移动的距离是。  【解析】解此类题一定不要忘记动滑轮的重，另外，要防止把质量当成重力来计算，这是很容易出错的地方。 要先计算物体和动滑轮的重力，判定绳子段数，然后利用公式求解。 8.如图所示，工人用滑轮组提升质量为的物体，使物体在内匀速上升。求：不计动滑轮重、绳重及摩擦，取 物体的重力。 绳子自由端移动的距离和速度。 工人所用的拉力。 【答案】解：物体的重力： ； 由图可知，， 则绳子自由端移动的距离， 绳子自由端移动的速度：； 由图可知，， 不计动滑轮、绳子的质量，忽略绳子间的摩擦， 则工人所用的拉力： 。 答：物体的重力为； 绳子自由端移动的距离为，绳子自由端移动的速度为； 工人所用的拉力是。  【解析】本题考查了重力公式和速度公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 知道物体的质量，根据求出物体的重力；  知道物体上升的高度，根据即可求出绳子自由端移动的距离；根据即可求出绳子自由端移动的速度；  由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计动滑轮、绳子的质量，忽略绳子间的摩擦，根据求出工人所用的拉力。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$