课时6.6 滑轮-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（沪粤版2024）

第六章 力和机械 课时6.6 滑轮 2022年课程标准 物理素养 2.2.6 知道简单机械。 物理观念：理解滑轮的基本概念，包括定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用原理，以及它们如何改变力的大小和方向。 科学思维：培养学生运用滑轮原理分析实际问题的能力，如评估不同滑轮系统对力的放大或改变效果。 科学探究：通过实验探究滑轮的作用，验证理论，观察并记录滑轮对力的影响，理解机械优势的概念案。 科学态度与责任：认识滑轮在日常生活和工程中的应用，体会物理知识对提高工作效率的贡献，激发学习兴趣和探索精神，同时培养安全使用机械的意识。 知识点一、定滑轮和动滑轮 滑轮是一种简单机械，由一个轮子和一根绳子或链条组成，能够围绕固定轴旋转。滑轮的主要作用是改变力的方向或大小，以便于提升或移动重物。根据功能和结构，滑轮主要分为两种类型： 定滑轮：滑轮固定在一个位置上，不随负载移动。它不能减少所需的力，但可以改变力的方向，使操作更加方便。 动滑轮：滑轮随负载一起移动。它能够减少提升重物所需的力，但需要更长的距离来完成提升。 滑轮广泛应用于起重机、电梯、卷扬机、吊灯、旗杆等设备中，是提高工作效率和便利性的重要工具。通过组合定滑轮和动滑轮，还可以形成滑轮组，进一步增大机械优势，减少所需的力。 特别提醒 （1）使用滑轮时，要保证滑轮轴间良好的润滑。 （2）安装滑轮时，绳子要放在槽内，以免绳子脱落或使摩擦力变大。 典例01 用如图所示的两种方式匀速提起同一重物A（不计滑轮重及摩擦），则用力的大小F1 F2（选填“大于”“等于”或“小于”）；图（b）的滑轮可以看作是 （“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 知识点二、探究两类滑轮的作用 1．探究两类滑轮的作用 一、实验目的 通过实验探究定滑轮和动滑轮在使用过程中的特点，了解它们各自的作用，为解决实际问题提供理论依据。 二、实验器材 定滑轮、动滑轮、细绳、弹簧测力计、钩码、铁架台。 三、实验步骤 （一）探究定滑轮的作用 1．将定滑轮固定在铁架台上，用细绳绕过定滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向下拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s1。 （二）探究动滑轮的作用 1．将动滑轮挂在铁架台上，用细绳绕过动滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向上拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s2。 四、实验现象及数据记录 实验次数 钩码重力 G/N 定滑轮 F/N 动滑轮 F/N 钩码上升距离 s/cm 定滑轮 s1/cm 动滑轮 s2/cm 1 2 2 1.1 10 10 20 2 4 4 2.1 10 10 20 3 6 6 3.1 10 10 20 五、实验结论 1．定滑轮：使用定滑轮时，弹簧测力计的示数 F 等于钩码的重力 G，即不省力也不费力；钩码上升的距离 s 等于弹簧测力计端移动的距离s1，说明定滑轮不能改变力的大小，但可以改变力的方向。 2．动滑轮：使用动滑轮时，弹簧测力计的示数 F 大约是钩码重力 G 的一半（实际会略大于一半，因为动滑轮本身也有重力，且存在摩擦），即能省一半的力；钩码上升的距离 s 是弹簧测力计端移动的距离 s2的一半，说明动滑轮可以省力，但费距离。 六、拓展思考 在实际生活中，定滑轮和动滑轮常常组合使用，构成滑轮组。滑轮组既能省力又能改变力的方向，其省力情况取决于承担物重的绳子段数。 除了省力和改变力的方向，滑轮在使用过程中还会受到摩擦等因素的影响，导致实际效果与理想情况略有偏差。在设计和使用滑轮时，需要综合考虑各种因素，以达到最佳的使用效果。 2．滑轮的本质 滑轮是变形杠杆。定滑轮是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，如旗杆顶部定滑轮方便升旗。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省一半力，实际因滑轮重和摩擦，省力略少。 定滑轮 动滑轮 简化过程 等效为杠杆的示意图 结论 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 动滑轮实质上是一个l1=2l2的省力杠杆 特别提醒 思想方法 忽略滑轮外形，抓住其根本，在力的作用下能绕固定点转动，故其实质为杠杆，这是抽象的方法。 疑难解析 动滑轮在使用时要竖直向上拉，如果弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。 典例02 同学们共同研究滑轮的特点。 （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆； （2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如下表。 实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 ≈2.5 2 2 4 ≈3.0 3 3 4 ≈3.5 ①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变 ；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的 。在实验中测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数； ②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择 滑轮与 重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。 知识点三、滑轮组 滑轮组由定滑轮和动滑轮组合而成，能省力且可改变力的方向。省力程度取决于承担物重的绳子段数，段数越多越省力，但费距离也越多。绕法遵循“奇动偶定”原则，应用广泛，如建筑工地吊运建材、码头装卸货物等，为生活和生产带来便利。 1．探究使用滑轮组时拉力与物重的关系 滑轮组的几个概念 s：绳子自由端移动的距离 h：重物被提升的高度 n：承重的绳子股数 实验过程 结论 （1）不计动滑轮重、绳子自重和摩擦时，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即，若考虑动滑轮重，。 （2）滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍，即s=nh。 2．归纳总结 （1）滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成 （2）滑轮组的特点： ①既能省力又能改变力的方向。 ②)动滑轮由几股绳子吊着物体，若不计摩擦和动滑轮自重，，若不计摩擦，。 确定承担物重绳子股数n：首先分清定滑轮、动滑轮，在定滑轮和动滑轮之间画一虚线，将它们隔离开，只数绕在动滑轮上的股数。 （3）滑轮组的组装 n为偶数，绳端始于定滑轮；n为奇数，绳端始于动滑轮；即“奇动偶定”。 特别提醒 滑轮组设计原则 归纳为奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。 两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力的作用方向不要求改变时，偶数股绳子可减少一个定滑轮；要改变力的作用方向，需增加一个定滑轮。 速记口诀 滑轮组组装口诀 单从动，双从定，从里向外绕。 典例03 如图所示，用相同的滑轮安装成甲，乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力相同的物块A、B，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力FA与FB的比值； （2）将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度sA与sB的比值。 知识点四、轮轴和斜面 轮轴：由轮和轴组成，固定一起转动。动力作用在轮上，阻力在轴上，动力臂大于阻力臂，省力但费距离。应用：汽车方向盘、自行车手闸。 斜面：倾斜平面，用于移动物体。沿斜面移动省力但费距离，拉力与物重关系为 。应用：盘山公路、斜面式传送带。 两者都是简单机械，通过改变力的大小和方向，提高工作效率，广泛应用于生活和工业。 典例04 阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 问题一：探究定滑轮和动滑轮的作用 【典例1】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 。    本题考查滑轮的分类及特点。首先，根据滑轮的结构特点判断图（b）装置是定滑轮还是动滑轮。然后，根据滑轮的特点分析图（c）滑轮的优点。 【变式1-1】关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（　　） A．定滑轮实质是个等臂杠杆 B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向 C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向 【变式1-2】如图所示，使用甲图中的滑轮可以提升物体，使用它的好处是 。若不计滑轮的重力和摩擦，当使用甲图的滑轮缓慢提升物体时，物体重50牛，则F1= 牛；乙图中的滑轮是 滑轮（选填“定”或“动”）。 问题二：探究滑轮组的作用 【典例1】如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体M到同一高度。测得两次拉力和物体M所受的重力如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍。 F甲 F乙 GM 7N 8N 6N （1）根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法； （2）使用甲提升物体M时 （选填“省力”或“费力”）；使用 （选填“甲”或“乙”）提升物体M更费力； 本题考查滑轮组的绕法及机械的省力情况。首先，根据题意和滑轮组的特点，确定乙图中滑轮组的绕法。然后，通过比较拉力与物体重力的大小，判断使用甲机械提升物体时是省力还是费力，以及比较甲、乙两种机械提升物体时哪个更费力。 【变式2-1】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，实验中测得数据如下表所示： 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 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 （1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ； （2）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ，所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择滑轮组 ； （3）请在图（d）中画出最省力的绕线方式。 【变式2-2】“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；人们借助这种装置的主要目的是为 （选填“省力”、“省距离”或“省功”）；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为 kg。（g取10N/kg） 【基础强化】 1． (1)如图所示，弹簧测力计示数为 N； (2)小阳站在地面上，要利用两个滑轮组装成的滑轮组将重物提升到楼上。请在图中画出省力的滑轮组绕绳方法。 2．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3 3．如图是人们利用简单机械的情景。使用甲机械的目的是 ，使用乙机械的目的是 。 4．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 5．如图所示，小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体，定滑轮本质上是 杠杆（选填“等臂”、“省力”或“费力”），他向右行走时，物件匀速上升，绳子拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 6．如图所示，用甲、乙、丙三种装置分别拉一重为10N的物体，每个滑轮重均为1N，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，使用甲装置的好处是 ；使用乙装置水平匀速拉物体移动1m，则绳子自由端移动 m；使用丙装置沿直线匀速拉动该物体，此时拉力F3= N。 7．用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 8．我国古代著作《物原》中有记载：“史佚始作辘轳”。辘轳（lù lu）是指我国汉族民间提水设施，一般流行于北方地区。主要由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。如图所示，当用辘轳取水时，它属于 杠杆。 9．为将陷入泥潭的汽车拉动，小聪设计了两种拉车的方法，如图所示甲中的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮， （选填“甲”或“乙”）的方法更省力，若汽车受到的阻力为2000N，则小聪对绳子的拉力至少为 N。 【素养提升】 10．小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m。求： （1）建筑材料的重力； （2）动滑轮的重力。 11．如图是学生设计的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（　　） A．该装置中左边滑轮是定滑轮，右边滑轮是动滑轮 B．该装置中的两个滑轮都属于动滑轮 C．使用该装置中的滑轮可以改变力的方向 D．将桶盖拉起的力的施力物体是吊把 12．端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游，见到如图甲所示的一个老式风扇车．查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空瘪谷． （1）如图乙所示，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变； （2）如图丙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将 （前两空均选填“省力”或“费力”）一些； （3）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是 ； A．自行车脚踏板与牙盘    B．螺丝刀拧螺丝 C．拧开水龙头    D．盘旋而上的盘山公路 13．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，木棍和绳子组成了一种简单机械，叫 ，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”）。 14．用一种新型防下坠锁止结构的定滑轮提升重物，如图甲所示，其上部分面板上有一个示数被磨损如图乙所示，如图丙所示是其下部分弹簧拉手解锁时的结构 (1)请补充磨损位置的数字是多少？并说明理由。 (2)当弹簧拉手锁止时，棘刺设计是用什么方法增大摩擦力达到防止重物下坠的目的？ (3)当使用直径为16mm的绳索时，能够吊起物体的最大质量是多少kg？g取10N/kg（绳重忽略不计） 15．如图所示，这是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（    ） A． B． C． D． 16．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为F1。当用一个水平向右的拉力F2拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为G，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力为F1 B．物体B的重为3F1 C．支架受到滑轮组的拉力为2F1+G D．物体A受到水平向右的拉力F2等于F1 【能力培优】 17．小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物M的重力5N<G<9N，动滑轮共有3个，如图所示。请你设计实验，检验小永的猜想是否正确。 (1)为了完成该实验，还需要补充的实验器材有 ； (2)实验步骤： ①根据实验的需要，完成实验装置的组装； ②将重物M挂在B动滑轮下， ； ③ ，重复步骤②记下示数F2； (3)若 ，则小永的猜想正确。 18．阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 19．丰收的季节，小慧帮家里人运送粮食。要将一袋重60kg的玉米提升到5m高的粮仓架上时，她想到了所学的物理知识，并在粮仓仓库里找到了一个3kg的动滑轮和一个已固定在粮仓屋顶的双滑轮，如图所示。小慧想用现有的滑轮做一个最省力，且能改变用力方向的滑轮组，不考虑绳重和摩擦，请你解决下列问题。 （1）请你帮小慧画出滑轮组应该如何绕线。 （2）用（1）中的滑轮组匀速提升60kg的玉米，小慧需要用多大的力拉绳子？ （3）小慧用（1）中的滑轮组将玉米抬升5m共用时12s，求此过程中，绳子自由端移动的平均速度。 20．工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m，不考虑动滑轮重力、绳重和摩擦。 （1）绳端的拉力F= N； （2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应该怎样绕，请在图乙中画出绳子的绕法。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章 力和机械 课时6.6 滑轮 2022年课程标准 物理素养 2.2.6 知道简单机械。 物理观念：理解滑轮的基本概念，包括定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用原理，以及它们如何改变力的大小和方向。 科学思维：培养学生运用滑轮原理分析实际问题的能力，如评估不同滑轮系统对力的放大或改变效果。 科学探究：通过实验探究滑轮的作用，验证理论，观察并记录滑轮对力的影响，理解机械优势的概念案。 科学态度与责任：认识滑轮在日常生活和工程中的应用，体会物理知识对提高工作效率的贡献，激发学习兴趣和探索精神，同时培养安全使用机械的意识。 知识点一、定滑轮和动滑轮 滑轮是一种简单机械，由一个轮子和一根绳子或链条组成，能够围绕固定轴旋转。滑轮的主要作用是改变力的方向或大小，以便于提升或移动重物。根据功能和结构，滑轮主要分为两种类型： 定滑轮：滑轮固定在一个位置上，不随负载移动。它不能减少所需的力，但可以改变力的方向，使操作更加方便。 动滑轮：滑轮随负载一起移动。它能够减少提升重物所需的力，但需要更长的距离来完成提升。 滑轮广泛应用于起重机、电梯、卷扬机、吊灯、旗杆等设备中，是提高工作效率和便利性的重要工具。通过组合定滑轮和动滑轮，还可以形成滑轮组，进一步增大机械优势，减少所需的力。 特别提醒 （1）使用滑轮时，要保证滑轮轴间良好的润滑。 （2）安装滑轮时，绳子要放在槽内，以免绳子脱落或使摩擦力变大。 典例01 用如图所示的两种方式匀速提起同一重物A（不计滑轮重及摩擦），则用力的大小F1 F2（选填“大于”“等于”或“小于”）；图（b）的滑轮可以看作是 （“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 【答案】小于 等臂 【解析】[1]a图中的滑轮是个动滑轮，能省一半力，b图中的滑轮是个定滑轮，既不省力也不费力，不计轮重及摩擦，a图中拉力，b图中拉力F2=G，故F1＜F2。 [2]图b的滑轮是个定滑轮，既不省力也不费力，可以看作是等臂杠杆。 知识点二、探究两类滑轮的作用 1．探究两类滑轮的作用 一、实验目的 通过实验探究定滑轮和动滑轮在使用过程中的特点，了解它们各自的作用，为解决实际问题提供理论依据。 二、实验器材 定滑轮、动滑轮、细绳、弹簧测力计、钩码、铁架台。 三、实验步骤 （一）探究定滑轮的作用 1．将定滑轮固定在铁架台上，用细绳绕过定滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向下拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s1。 （二）探究动滑轮的作用 1．将动滑轮挂在铁架台上，用细绳绕过动滑轮，一端挂上钩码，另一端用弹簧测力计竖直向上拉。 2．分别记录钩码的重力 G 和弹簧测力计的示数 F。 3．改变钩码的个数，重复步骤 2，记录多组数据。 4．观察并记录钩码上升的距离 s 和弹簧测力计端移动的距离 s2。 四、实验现象及数据记录 实验次数 钩码重力 G/N 定滑轮 F/N 动滑轮 F/N 钩码上升距离 s/cm 定滑轮 s1/cm 动滑轮 s2/cm 1 2 2 1.1 10 10 20 2 4 4 2.1 10 10 20 3 6 6 3.1 10 10 20 五、实验结论 1．定滑轮：使用定滑轮时，弹簧测力计的示数 F 等于钩码的重力 G，即不省力也不费力；钩码上升的距离 s 等于弹簧测力计端移动的距离s1，说明定滑轮不能改变力的大小，但可以改变力的方向。 2．动滑轮：使用动滑轮时，弹簧测力计的示数 F 大约是钩码重力 G 的一半（实际会略大于一半，因为动滑轮本身也有重力，且存在摩擦），即能省一半的力；钩码上升的距离 s 是弹簧测力计端移动的距离 s2的一半，说明动滑轮可以省力，但费距离。 六、拓展思考 在实际生活中，定滑轮和动滑轮常常组合使用，构成滑轮组。滑轮组既能省力又能改变力的方向，其省力情况取决于承担物重的绳子段数。 除了省力和改变力的方向，滑轮在使用过程中还会受到摩擦等因素的影响，导致实际效果与理想情况略有偏差。在设计和使用滑轮时，需要综合考虑各种因素，以达到最佳的使用效果。 2．滑轮的本质 滑轮是变形杠杆。定滑轮是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，如旗杆顶部定滑轮方便升旗。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省一半力，实际因滑轮重和摩擦，省力略少。 定滑轮 动滑轮 简化过程 等效为杠杆的示意图 结论 定滑轮实质上是一个等臂杠杆 动滑轮实质上是一个l1=2l2的省力杠杆 特别提醒 思想方法 忽略滑轮外形，抓住其根本，在力的作用下能绕固定点转动，故其实质为杠杆，这是抽象的方法。 疑难解析 动滑轮在使用时要竖直向上拉，如果弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。 典例02 同学们共同研究滑轮的特点。 （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆； （2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如下表。 实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 ≈2.5 2 2 4 ≈3.0 3 3 4 ≈3.5 ①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变 ；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的 。在实验中测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数； ②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择 滑轮与 重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。 【答案】 力的方向 等臂 力的方向 一半 拉动 相同 相同 【解析】（1）[1]由图甲知，向各个方向通过定滑轮拉动同一重物时，弹簧测力计的示数保持不变，且等于物重，所以使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。 [2]定滑轮在使用时，动力臂与阻力臂都等于轮的半径，动力与阻力的大小相等，则定滑轮相当于等臂杠杆。 （2）①[3]图乙中，提升重物时，需要向上拉动绳子，即拉力向上来提升重物，所以使用动滑轮不能改变力的方向。 [4]由表格数据知，每组滑轮与重物的总重力与测力计示数的关系 1N+4N=2×2.5N 2N+4N=2×3.0N 3N+4N=2×3.5N 即，在不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力时，用动滑轮匀速竖直提起同一重物，弹簧测力计的示数等于提升重力的一半。 [5]在实验中，要探究拉动时，拉力与提升物重的关系，应匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡，且在拉动时，读出测力计的示数。 ②[6][7]要探究拉力方向对拉力的影响，应用控制变量法，应选择相同的滑轮与相同重力的物体进行实验，操作过程中，只改变拉力的方向。 知识点三、滑轮组 滑轮组由定滑轮和动滑轮组合而成，能省力且可改变力的方向。省力程度取决于承担物重的绳子段数，段数越多越省力，但费距离也越多。绕法遵循“奇动偶定”原则，应用广泛，如建筑工地吊运建材、码头装卸货物等，为生活和生产带来便利。 1．探究使用滑轮组时拉力与物重的关系 滑轮组的几个概念 s：绳子自由端移动的距离 h：重物被提升的高度 n：承重的绳子股数 实验过程 结论 （1）不计动滑轮重、绳子自重和摩擦时，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即，若考虑动滑轮重，。 （2）滑轮组由几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是物体上升距离的几倍，即s=nh。 2．归纳总结 （1）滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成 （2）滑轮组的特点： ①既能省力又能改变力的方向。 ②)动滑轮由几股绳子吊着物体，若不计摩擦和动滑轮自重，，若不计摩擦，。 确定承担物重绳子股数n：首先分清定滑轮、动滑轮，在定滑轮和动滑轮之间画一虚线，将它们隔离开，只数绕在动滑轮上的股数。 （3）滑轮组的组装 n为偶数，绳端始于定滑轮；n为奇数，绳端始于动滑轮；即“奇动偶定”。 特别提醒 滑轮组设计原则 归纳为奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定。 两股绳子配一个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮。力的作用方向不要求改变时，偶数股绳子可减少一个定滑轮；要改变力的作用方向，需增加一个定滑轮。 速记口诀 滑轮组组装口诀 单从动，双从定，从里向外绕。 典例03 如图所示，用相同的滑轮安装成甲，乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力相同的物块A、B，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力FA与FB的比值； （2）将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度sA与sB的比值。 【答案】（1）3:2；（2）2:3 【解析】解：（1）由图知，承担物重的绳子股数nA=2、nB=3，提升物块重力相同，不计绳重和摩擦，拉力 拉力的比值 （2）绳子自由端移动的距离 s=nh 将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度的比值 sA:sB＝nAh:nBh＝nA:nB＝2:3 答：（1）拉力FA与FB的比值为3:2； （2）将A、B提升相同的高度，绳子自由端需要拉动的长度sA与sB的比值为2:3。 知识点四、轮轴和斜面 轮轴：由轮和轴组成，固定一起转动。动力作用在轮上，阻力在轴上，动力臂大于阻力臂，省力但费距离。应用：汽车方向盘、自行车手闸。 斜面：倾斜平面，用于移动物体。沿斜面移动省力但费距离，拉力与物重关系为 。应用：盘山公路、斜面式传送带。 两者都是简单机械，通过改变力的大小和方向，提高工作效率，广泛应用于生活和工业。 典例04 阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 【答案】 杠杆 省力 水龙头旋钮 【解析】(1)[1]文中明确地介绍：“轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆”。 (2)[2]使用螺丝刀时，动力是作用柄上，也就是轮上的，所以是省力的。 [3]因为 即轮半径是轴半径的5倍，所以，动力是阻力的 (3)[4]旋转水龙头旋钮和钥匙开锁时用力情况相似，所以水龙头旋钮是一个轮轴。 问题一：探究定滑轮和动滑轮的作用 【典例1】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 【解析】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。 本题考查滑轮的分类及特点。首先，根据滑轮的结构特点判断图（b）装置是定滑轮还是动滑轮。然后，根据滑轮的特点分析图（c）滑轮的优点。 【变式1-1】关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（　　） A．定滑轮实质是个等臂杠杆 B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向 C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向 【答案】D 【解析】AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确，AB不符合题意； CD．动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，在不计滑轮重及摩擦时，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，C不符合题意；D错误，D符合题意。 故选D。 【变式1-2】如图所示，使用甲图中的滑轮可以提升物体，使用它的好处是 。若不计滑轮的重力和摩擦，当使用甲图的滑轮缓慢提升物体时，物体重50牛，则F1= 牛；乙图中的滑轮是 滑轮（选填“定”或“动”）。 【答案】 可以改变用力的方向 50 动 【解析】[1]由图可知，甲是定滑轮其优点是能改变力的方向。 [2]使用定滑轮不省力也不费力，故人给绳子的拉力等于物体的重力，即为50N。 [3]乙图中的滑轮轴随物体一起运动，所以是动滑轮。 问题二：探究滑轮组的作用 【典例1】如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体M到同一高度。测得两次拉力和物体M所受的重力如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍。 F甲 F乙 GM 7N 8N 6N （1）根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法； （2）使用甲提升物体M时 （选填“省力”或“费力”）；使用 （选填“甲”或“乙”）提升物体M更费力； 【答案】 费力 乙 【解析】（1）[1]已知绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍，即s=3h，所以提升物重绳子的有效股数为3，因此绳子需从动滑轮开始绕，依次绕过定滑轮和动滑轮，如下图所示： （2）[2][3]根据表格数据可知 F甲>GM，F乙>GM 且 F甲<F乙 所以使用甲提升物体M时费力，使用乙提升物体M更费力。 本题考查滑轮组的绕法及机械的省力情况。首先，根据题意和滑轮组的特点，确定乙图中滑轮组的绕法。然后，通过比较拉力与物体重力的大小，判断使用甲机械提升物体时是省力还是费力，以及比较甲、乙两种机械提升物体时哪个更费力。 【变式2-1】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，实验中测得数据如下表所示： 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 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 （1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ； （2）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ，所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择滑轮组 ； （3）请在图（d）中画出最省力的绕线方式。 【答案】 可省力 要多移动距离 （d） 【解析】（1）[1]根据表中数据可知，图（a）中，测力计示数为0.98N，即钩码的重力为0.98N，图（b）中测力计示数为1.02N，在图（c）中，测力计示数为0.55N，因拉力 F=0．55N<G=0.98N 故使用动滑轮的好处是可省力。 （2）[2]由表中数据，把钩码升高的高度均为0.2m，（b）和（c）中测力计移动的距离分别为0.2m和0.4m，因把钩码升高的高度0.2m小于0.4m，可知：使用动滑轮要多移动离。 [3]所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，既省力也要改变力的方向，则应选择由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组（d）。 （3）[4]由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，绳子的有效段数可为2或3，要求画出最省力的绕线方式，故绳子的有效段数为3，绳子的一端先从动滑轮的挂钩上连起，如下所示： 【变式2-2】“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；人们借助这种装置的主要目的是为 （选填“省力”、“省距离”或“省功”）；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为 kg。（g取10N/kg） 【答案】 定滑轮和动滑轮组成的滑轮组 省力 150 【解析】[1]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]利用该装置既能省力，又能改变力的方向。 [3]不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力为 所以G=1500N，则摩托车的质量为 【基础强化】 1． (1)如图所示，弹簧测力计示数为 N； (2)小阳站在地面上，要利用两个滑轮组装成的滑轮组将重物提升到楼上。请在图中画出省力的滑轮组绕绳方法。 【答案】(1)2.2 (2) 【解析】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.2N。 （2）由小阳站在地面上可知拉力的方向应向下，则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，再向上绕过定滑轮，最后绳端的拉力应向下，如下图所示： 2．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3 【答案】D 【解析】如图所示为定滑轮，在不考虑摩擦时，定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向，匀速提起重物时，三个方向的拉力均等于物体的重力，即 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．如图是人们利用简单机械的情景。使用甲机械的目的是 ，使用乙机械的目的是 。 【答案】 改变施力的方向 省力 【解析】[1]由图可知，甲滑轮轴的位置固定不动，属于定滑轮，定滑轮的特点是能够改变力的方向，但是不能省力，因此使用甲机械的目的是改变施力的方向。 [2]乙滑轮轴的位置随被拉物体一起运动，属于动滑轮，动滑轮的特点是可以省力，但不能改变力的方向，因此使用乙机械的目的是省力。 4．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 【解析】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。 5．如图所示，小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体，定滑轮本质上是 杠杆（选填“等臂”、“省力”或“费力”），他向右行走时，物件匀速上升，绳子拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 等臂 不变 【解析】[1][2]定滑轮，轴的位置固定不动的滑轮，从本质上是等臂杠杆，不省力也不费力，他向右行走时，物件匀速上升，绳子拉力F将不变。 6．如图所示，用甲、乙、丙三种装置分别拉一重为10N的物体，每个滑轮重均为1N，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，使用甲装置的好处是 ；使用乙装置水平匀速拉物体移动1m，则绳子自由端移动 m；使用丙装置沿直线匀速拉动该物体，此时拉力F3= N。 【答案】 可以改变力的方向 2 5.5 【解析】[1]由图可知，图甲中滑轮是定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 [2]乙滑轮随物体一起运动，是动滑轮，省力费距离。若物体移动1m，则绳子自由端移动的距离为 s乙=2s物=2×1m=2m [3]由图丙可知，绳子的有效股数为n′=2，人对绳拉力为 7．用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m，A受到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．拉力F为50N B．绳子自由端移动的距离为6m C．A受到的摩擦力方向水平向左 D．拉力F为15N 【答案】D 【解析】AD ．由图可知，作用在动滑轮上绳子段数n=2，不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力的大小 故A错误，D正确； B．绳子自由端移动的距离 s绳=2s物=2×2m=4m 故B错误； C．摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，由于物体A向左运动，因此A受到的摩擦力方向水平向右，故C错误。 故选D。 8．我国古代著作《物原》中有记载：“史佚始作辘轳”。辘轳（lù lu）是指我国汉族民间提水设施，一般流行于北方地区。主要由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。如图所示，当用辘轳取水时，它属于 杠杆。 【答案】 省力 【解析】当用辘轨取水时，轮半径大于轴半径，即动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 9．为将陷入泥潭的汽车拉动，小聪设计了两种拉车的方法，如图所示甲中的滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮， （选填“甲”或“乙”）的方法更省力，若汽车受到的阻力为2000N，则小聪对绳子的拉力至少为 N。 【答案】 定 乙 1000 【解析】[1][2]如图所示，图甲中的滑轮的轴不随物体运动的滑轮是定滑轮，图乙中是动滑轮，可以省力。 [3]不计摩擦和滑轮重力，乙图中人匀速拉动汽车的拉力 【素养提升】 10．小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m。求： （1）建筑材料的重力； （2）动滑轮的重力。 【答案】（1）800N；（2）200N 【解析】解：（1）建筑材料的重力为 G=mg=80kg×10N/kg=800N （2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，n=2，由 整理得，动滑轮的重力是 G动=nF-G=2×500N-800N=200N 答：（1）建筑材料的重力是800N； （2）动滑轮的重力是200N。 11．如图是学生设计的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（　　） A．该装置中左边滑轮是定滑轮，右边滑轮是动滑轮 B．该装置中的两个滑轮都属于动滑轮 C．使用该装置中的滑轮可以改变力的方向 D．将桶盖拉起的力的施力物体是吊把 【答案】C 【解析】AB．由图可知，装置中的两个滑轮在使用时轴的位置固定不动，所以都是定滑轮，故AB错误； C．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时不省力但能改变力的方向，故C正确； D．绳子和桶盖接触，所以将桶盖拉起的力的施力物体是绳子，故D错误。 故选C。 12．端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游，见到如图甲所示的一个老式风扇车．查资料知，我国西汉时已有风扇车，它由车架、风扇（含摇杆）、喂料斗及出粮口等构成，主要用于清除谷物颗粒中的杂物及空瘪谷． （1）如图乙所示，风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口 （选填“A”或“B”）落下，说明 越大，物体的运动状态越不容易改变； （2）如图丙为风扇示意图，风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，它相当于一个 杠杆，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将 （前两空均选填“省力”或“费力”）一些； （3）如图所示的生活实例中，不属于轮轴应用的是 ； A．自行车脚踏板与牙盘    B．螺丝刀拧螺丝 C．拧开水龙头    D．盘旋而上的盘山公路 【答案】 A 质量 费力 省力 D 【解析】（1）[1][2]风扇车工作时，空瘪谷从出风口C被吹出，绝大部分饱满谷粒从出粮口A落下，说明质量越大，谷粒的惯性越大，物体的运动状态越不容易改变。 （2）[3][4]动风扇中的摇杆和扇叶组成一个轮轴，动力作用在轴上费力、省距离，它相当于一个费力杠杆，根据杠杆原理，若增大摇杆力臂L的长度，则完成同样工作将更省力。 （3）[5]A．自行车脚踏板与牙盘，是由轮和轴组成的轮轴，故A不符合题意； B．螺丝刀拧螺丝，是由轮和轴组成的轮轴，故B不符合题意； C．拧开水龙头，是由轮和轴组成的轮轴，故C不符合题意； D．盘旋而上的盘山公路，是斜面，故D符合题意。 故选D。 13．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，木棍和绳子组成了一种简单机械，叫 ，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”）。 【答案】 滑轮组 靠拢 【解析】[1][2]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。 14．用一种新型防下坠锁止结构的定滑轮提升重物，如图甲所示，其上部分面板上有一个示数被磨损如图乙所示，如图丙所示是其下部分弹簧拉手解锁时的结构 (1)请补充磨损位置的数字是多少？并说明理由。 (2)当弹簧拉手锁止时，棘刺设计是用什么方法增大摩擦力达到防止重物下坠的目的？ (3)当使用直径为16mm的绳索时，能够吊起物体的最大质量是多少kg？g取10N/kg（绳重忽略不计） 【答案】(1)磨损位置的数字是“4” ，定滑轮不省力也不费力 (2)通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦 (3)1250kg 【解析】（1）定滑轮的工作特点是：不省力也不费力，但可以改变作用力方向；锁止结构是定滑轮，两端拉力相等，所以磨损位置的数字是4。所以磨损位置的数字是“4” ，定滑轮不省力也不费力。 （2）棘刺是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，从而达到防止重物下坠的目的。 （3）根据图示面板的数据可知，当使用直径为16mm的绳索时，能够吊起物体的最大重力是 则能够吊起物体的最大质量是 15．如图所示，这是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．不计自重和摩擦，则斜面上 则； B．根据杠杆平衡条件，不计自重和摩擦 则； C．定滑轮不省力，则F3=G； D．动滑轮，不计自重和摩擦，。 故选 B。 16．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为F1。当用一个水平向右的拉力F2拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为G，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力为F1 B．物体B的重为3F1 C．支架受到滑轮组的拉力为2F1+G D．物体A受到水平向右的拉力F2等于F1 【答案】AC 【解析】A．物体B在匀速下降时，A匀速向左运动，A处于平衡态，水平方向上受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小为F1，故A正确； B．由图可知，图中n=3，不计滑轮组的绳重和摩擦 则物体B所受重力为 故B错误； C．支架受到两条绳子向下的拉力以及定滑轮的重力，所以，支架受到滑轮组的拉力为 故C正确； D．当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A向右做匀速运动，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，还受到了绳子对其向左的拉力，即 所以 故D错误。 故选AC。 【能力培优】 17．小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物M的重力5N<G<9N，动滑轮共有3个，如图所示。请你设计实验，检验小永的猜想是否正确。 (1)为了完成该实验，还需要补充的实验器材有 ； (2)实验步骤： ①根据实验的需要，完成实验装置的组装； ②将重物M挂在B动滑轮下， ； ③ ，重复步骤②记下示数F2； (3)若 ，则小永的猜想正确。 【答案】(1)弹簧测力计 (2)见解析 见解析 (3)见解析 【解析】（1）因为探究的是“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”，因此要选择比物体重的动滑轮，此外还需弹簧测力计测出拉力的大小。 （2）[1]②将重物M挂在B动滑轮下，用弹簧测力计匀速竖直向上拉，读出示数并记下示数F1。 [2]③将物体M挂在C动滑轮下，重复步骤②记下示数F2。 （3） 若G<F1，G<F2，则小永猜想正确，若不是，则小永猜想错误；依据是：动力大于阻力就是费力的工具。 18．阅读文章，回答问题： 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图乙所示。 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 。 （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填省力/费力）的，且动力是阻力的 。 （3）请你再举出一个生活中轮轴的实例 。 【答案】 杠杆 省力 水龙头旋钮 【解析】(1)[1]文中明确地介绍：“轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆”。 (2)[2]使用螺丝刀时，动力是作用柄上，也就是轮上的，所以是省力的。 [3]因为 即轮半径是轴半径的5倍，所以，动力是阻力的 (3)[4]旋转水龙头旋钮和钥匙开锁时用力情况相似，所以水龙头旋钮是一个轮轴。 19．丰收的季节，小慧帮家里人运送粮食。要将一袋重60kg的玉米提升到5m高的粮仓架上时，她想到了所学的物理知识，并在粮仓仓库里找到了一个3kg的动滑轮和一个已固定在粮仓屋顶的双滑轮，如图所示。小慧想用现有的滑轮做一个最省力，且能改变用力方向的滑轮组，不考虑绳重和摩擦，请你解决下列问题。 （1）请你帮小慧画出滑轮组应该如何绕线。 （2）用（1）中的滑轮组匀速提升60kg的玉米，小慧需要用多大的力拉绳子？ （3）小慧用（1）中的滑轮组将玉米抬升5m共用时12s，求此过程中，绳子自由端移动的平均速度。 【答案】（1）见解析；（2）210N；（3）1.25m/s 【解析】解：（1）三个滑轮组成滑轮组，最省力且能改变用力方向，可知绳子自由端应向下拉，因此应从动滑轮开始连接，滑轮组的绕线方式如下图所示： （2）由设计的滑轮组装置可知，n=3，不考虑绳重和摩擦，拉力大小为 （3）自由端移动的距离为 则绳子自由端移动的平均速度为 答：（1）见解析； （2）用（1）中的滑轮组匀速提升60kg的玉米，小慧需要用210N的力拉绳子； （3）小慧用（1）中的滑轮组将玉米抬升5m共用时12s，此过程中，绳子自由端移动的平均速度为1.25m/s。 20．工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m，不考虑动滑轮重力、绳重和摩擦。 （1）绳端的拉力F= N； （2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应该怎样绕，请在图乙中画出绳子的绕法。 【答案】 200 【解析】（1）[1]由甲图可知，绳子段数n=2，不考虑动滑轮重力、绳重和摩擦。因此绳子拉力 （2）[2]要用这个滑轮组达到更省力的效果，那么承担重物的绳子的段数n应该最多，如图一个定滑轮，一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，应该从动滑轮开始绕线，如图所示：    / 学科网（北京）股份有限公司 $$