课时11. 2 滑轮-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练[北师大版(北京) (2024)]

第十一章 简单机械 课时11. 2 滑轮 2022年课程标准 物理素养 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 物理观念：能识别出不同种类滑轮。 科学思维：能利用滑轮相关知识进行相关计算； 科学探究：能通过实验，认识定滑轮和动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题； 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度；能从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，增强学习物理学的动力。 1、 滑轮 1、 滑轮是变形的杠杆。 2、 定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：等臂杠杆。 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G物 绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 3、 动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G物/ 2,只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=（G物=G动）/2。 绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（vG） 4、 滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G物 /n。(滑轮组用几段绳子吊着重物，提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”，则拉力作用点移动“nh”，其中“n”为绳子的段数。)    即：s=nh  绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。 绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。(即：s=nh  v1=nv2) 问题一：种类 【角度1】动滑轮和定滑轮 【典例1】如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【答案】C 【详解】A．图甲所示，吊车顶端是定滑轮，改变力的方向，中间是轮轴，绕着共同的一个轴转动，故A正确，不符合题意； B．轮轴省力，但是费距离，故工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意； C．图乙的绞车是两个定滑轮和轮轴构成的，故C错误，符合题意； D．图乙中，定滑轮只能够改变力的方向，不能改变力的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-1】 用下列几种装置来提升相同的物体，其中最省力的装置是（忽略绳重、滑轮重和摩擦）（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．如图，用定滑轮提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，绳端的拉力等于物体的重力，即； B．如图，用动滑轮提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，动滑轮可以省一半的力，绳端拉力等于物体重力的一半，即； C．如图，用滑轮组提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，滑轮组由两根绳承担物重，可以省一半的力，绳端拉力等于物体重力的一半，即； D．如图，用杠杆提升重物时，忽略杠杆自身重力，由杠杆平衡条件可得 由以上分析可知，其中最省力的装置是D，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式1-2】 如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】不计绳与滑轮自重、不计摩擦，定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力。 A．拉力等于物体重力，即F = GA，所以GA= F，故A不符合题意； B．拉力是物体重力的一半，即，所以GB= 2F，故B不符合题意； C．由图可知，滑轮组承重绳子股数为3股，拉力是物体重力的，即，所以GC=3F，故C符合题意； D．由图可知，滑轮组承重绳子股数为2股，拉力是物体重力的一半，即，所以GD= 2F，故D不符合题意。 故选C。 问题二：应用 【角度1】计算 【典例1】 如图所示，物体A重100N，物体B重20N，动滑轮重10N，此时物体B匀速下降，若不计绳重和摩擦，则物体A与水平面的摩擦力为（   ） A．15N B．20N C．30N D．100N 【答案】A 【详解】由图知，滑轮组绳子的股数n=2，若不计绳重和摩擦，当物体B匀速下降，作用在绳子自由端的拉力为 物体B匀速下降，物体A也做匀速直线运动，根据二力平衡的条件，物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小 f=F拉=15N 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-1】 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架和杆保持水平，动滑轮、衣架与杆总重是，现晾衣架上晾有的衣服，晾衣架上升，用时10s。取，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（   ） A．图中天花板上四个滑轮的作用是省力 B．摇柄处绳子拉力为 C．该过程中衣服上升的速度为 D．该过程中手摇升降晾衣架的功率为 【答案】B 【详解】A．由图示知，天花板上的四个滑轮的轴不随物体一起移动，是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故A错误； B．衣服的重力 图示中，滑轮组承重绳子为4根，动滑轮、衣架与杆及衣服的总重力 不计绳重及摩擦时，摇柄处绳子的拉力 故B正确； C．衣服上升的速度 故C错误； D．手摇升降晾衣架的绳子端移动的速度 其功率 故D错误。 故选B。 【变式1-2】 如图所示，人直接用F1的力匀速提升重物B，所做的功是W1，功率为P1；若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度，且人的拉力为F2，所做的功是W2，功率为P2，绳重、摩擦忽略不计，下列说法错误的是（　　） A．F2一定小于F1 B．W2一定大于W1 C．P1可能等于P2 D．使用滑轮组费距离 【答案】A 【详解】A．人直接用F1的力匀速提升重物B，所以F1=GB，图中滑轮组的绳子有效段数n=2，不计摩擦时 滑轮的重力未知，F2与F1的大小无法比较，故A错误，符合题意； B．直接将重物提起时W1=Gh，使用滑轮组将重物提起时 W2=W额+W有=W额+Gh 故B正确，不符台题意； C．直接提起重物的时间与用滑轮组的时间大小未知，则无法比较P2、P1，P1可能等于P2，故C正确，不符合题意； D．绳自由端移动的距离为 比较费距离，故D正确，不符合题意。 故选 A。 问题三：拓展 【角度1】轮轴及斜面 【典例1】 如图所示的简单机械，属于斜面应用的是（　　） A．汽车方向盘 B．自行车刹车把 C．盘山公路 D．食品夹 【答案】C 【详解】A．汽车的方向盘是轮轴的应用，故A不符合题意； B．自行车刹车把是省力杠杆，故B不符合题意； C．斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物之困难，省力但是费距离，盘山公路是斜面的应用，故C符合题意； D．食品夹是费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-1】 生活中大部分的简单机械可以看作杠杆，下列说法正确的是（   ） A．能够省力的机械有①④ B．图②中将鱼提起的过程中，支点在B点 C．属于省距离杠杆的有①② D．图③中将石头撬起，比更省力 【答案】C 【详解】A．镊子、钓鱼竿属于费力杠杆；撬棒、斜面属于省力机械，故A错误； B．图②中将鱼提起的过程中，动力作用在B点，绕A点转动，所以支点在A点，故B错误； C．镊子、钓鱼竿使用时费力，但可以省距离，故C正确； D．图③中将石头撬起，沿F上方向时，支点在B点，阻力作用在C点；沿F下方向时，支点在D点，阻力作用点在C点，两种情况相比，沿F上用力，动力臂与阻力臂的比值更大，根据公式可知，更省力，故D错误。 故选C。 【变式1-2】 ．如图所示是简单机械在生活中应用的实例，下列关于这些实例的说法正确的是（   ） A．此时甲图中的盘山公路属于斜面，可以起到省力的作用 B．忽略绳和滑轮重及摩擦，乙图中绳子自由端的拉力 C．使用丙图中的轮轴门把手，能够省力同时也能省距离 D．丁图中的筷子在使用时是省力杠杆 【答案】A 【详解】A．如图所示，盘山公路属于斜面，斜面虽然费距离，但可以起到省力的作用，故A正确； B．由图可知，有两段绳子与动滑轮接触，不考虑绳与滑轮重及摩擦，拉力等于物重的二分之一，故B错误； C．使用丙图中的轮轴门把手，能够省力但要费距离，故C错误； D．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆，故D错误。 故选A。 【基础强化】 一、单选题 1．如图所示，用螺丝刀在A处用力撬图钉，下列说法正确的是（　　） A．C点为螺丝刀的支点 B．螺丝刀受到的阻力方向为竖直向上 C．使用螺丝刀能省力 D．使用螺丝刀能省功 【答案】C 【详解】A．螺丝刀绕着转动的点为支点，即B点为支点，故A错误； B．阻碍杠杆转动的力为阻力；螺丝刀受到的阻力方向为竖直向下的，故B错误； C．已知B点为支点，用螺丝刀在A处用力撬图钉时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确； D．使用任何机械都不省功，故D错误。 故选C。 2．工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是 A．绳端的拉力F为330N B．绳子自由端移动速度为0.5m/s C．有用功为1320J D．滑轮组的机械效率约为91﹪ 【答案】D 【详解】由图知，n=3，不计绳重和摩擦，拉力F=G+G轮）=（600N+60N）=220N，选项A说法错误；拉力移动距离：s=3h=3×2m=6m，拉力端移动的速度v==1.5m/s，选项B说法错误；拉力做的有用功W有用=Gh=600N×2m=1200J，选项C说法错误；拉力做的总功W总=Fs=220N×6m=1320J，滑轮组的机械效率： η=≈91%．选项D说法正确．答案选D． 3．下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（　　） A．面包夹 B．盘山公路 C．动滑轮 D．旗杆的滑轮 【答案】A 【详解】A．面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但能省距离，故A符合题意； B． 盘山公路的实质是斜面，能省力但费距离，故B不符合题意； C．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，能省力但费距离，故C不符合题意； D．定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故D不符合题意。 故选A。 4．如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则 A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大 【答案】D 【详解】滑轮根据在使用过程中轴心的位置是否发生改变分为定滑轮和动滑轮，定滑轮实质是一个等臂杠杆，在使用过程中既不省力，也不省距离，但能改变力的方向；动滑轮实质是一个省力杠杆，在使用过程中能省力，但不能改变用力方向．由题意知，该滑轮为定滑轮，不能省力，故本题正确选项是D． 5．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力F甲和F乙移动的速度分别为v甲和v乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲和F乙、v甲和v乙之间的大小关系是（　　） A．F甲＞F乙、v甲＜v乙 B．F甲＞F乙、v甲＞v乙 C．F甲＜F乙、v甲＜v乙 D．F甲＜F乙、v甲＝v乙 【答案】A 【详解】如图甲所示，不计摩擦、动滑轮重和绳重，力F甲的大小等于物体重力的2倍；如图乙所示，力F乙的大小等于物体重力的一半；由此可知F甲＞F乙。由图甲可知，拉力F甲移动的速度为物体移动速度的一半，由图乙可知，拉力F乙移动的速度为物体移动速度的2倍；由此可知v甲＜v乙，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图所示，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦，当动滑轮上挂重力为100N的物体A时，物体B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动。则B受到的摩擦力（　　） A．方向水平向左，大小是100N B．方向水平向右，大小是40N C．方向水平向左，大小是40N D．方向水平向右，大小是20N 【答案】B 【详解】由图可知，承担物重的绳子股数是3，绳子自由端的拉力 物体B向左做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，物体B所受摩擦力 f=F=40N 方向水平向右。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动，物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑），下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是7N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为2.4J 【答案】A 【详解】A．图中滑轮是动滑轮，力F作用在滑轮的轴上，因为F=24N，所以对A的拉力为12N，弹簧测力计的示数恒为5N，物体B处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是平衡力，物体B受到摩擦力为5N，由力的作用相互性可知物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，物体A匀速直线运动，处于平衡状态，A水平方向受到向左的拉力、B对A水平向右的摩擦力和地面对A的摩擦力，由地面对A的摩擦力为 f=12N-5N=7N 故A正确； B．A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为 故B错误； C．水平拉力F的功率 故C错误； D．绳子的拉力是12N，2s物体A移动的距离为 s=vt=0.2m/s×2s=0.4m 则 W=Fs=12N×0.4m=4.8J 故D错误。 故选A。 8．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下的力拉重为的物体A时，能使物体B以的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力拉物体B时，能使物体A以速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（　　） A．物体B受到的摩擦力为 B．拉力大小为 C．拉力的功率为 D．拉力的功率为 【答案】C 【详解】A．由滑轮组的结构看出，，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，当B水平匀速向右运动时受到向左的摩擦力、向右的绳子拉力，对A进行受力分析可知，A物体受到向上的绳子拉力和向下的重力，可知绳子拉力为拉力F1和物体A的重力的和，可知摩擦力大小为 故错误； B．水平向左拉物体B时，由平衡条件得拉力F2的大小为 故B错误； C．水平向左拉物体时，B的移动速度为 拉力功率为 故C正确； D．拉力的速度 用力竖直向下拉物体时，拉力的功率 故D错误。 故选C。 9．下列对实验的分析不正确的是（　　） A．甲图用滑轮向左推动悬线时，杠杆右端下沉 B．乙图木块在木板上匀速滑动时，所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 C．丙图通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关 D．丁图说明使用定滑轮不省力 【答案】A 【详解】A．如果用定滑轮向右推动右侧悬线时，定滑轮不省力也不费力，故拉力的大小不变，力的方向发生变化力臂减小，所以右边力和力臂的乘积减小，小于左边力和力臂的乘积，因此杠杆向左倾斜，即右端上翘，故A错误，符合题意； B．木块在木板上匀速滑动时，摩擦力与弹簧测力计的拉力为一对平衡力，大小相等，故B正确，不符合题意； C．丙图铅笔处于平衡状态，说明左手与右手给铅笔的作用力相等，因为力的作用是相互的，所以铅笔给两手的压力相等。通过比较手指上的凹痕，说明同一压力作用在支承物的表面上，受力面积小时，压强大，可以得出压力的作用效果与受力面积有关，故C正确，不符合题意； D．由丁图可知，右图中弹簧测力计伸长和左图相同，所以右图弹簧测力计对绳的拉力等同于两钩码的拉力，说明使用定滑轮不省力，故D正确，不符合题意。 故选A。 10．如图所示，不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦，三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是 A．FA：FB：Fc＝3：2：1 B．FA：FB：Fc＝1：2：3 C．FA：FB：Fc＝6：3：2 D．FA：FB：Fc＝2：3：6 【答案】B 【分析】根据动滑轮的使用特点，判断力的大小． 【详解】根据每段绳子承担的力的情况，分析三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系，如下图： 设每段绳子承担F的力，FC承担3段绳子的拉力，FC＝3F；FB承担2段绳子的拉力；FB＝2F；FA承担一段绳子的拉力，FA＝F． 故FA：FB：FC＝F：2F：3F＝1：2：3，故B正确，ACD错误． 故选B． 【点睛】本题考查动滑轮的使用情况，是一道基础题． 二、多选题 11．对图中四个物理情景的描述正确的是（　　） A．图甲，热气球升空，是利用空气的浮力 B．图乙，盖楼挂铅垂线，是利用重力方向垂直向下 C．图丙，盘山公路，是利用斜面可以省力 D．图丁，锤头越钉越紧，是利用惯性的作用 【答案】AC 【详解】A．图甲，热气球上天，是利用空气的浮力，故A正确； B．图乙，盖楼挂铅垂线，是利用重力方向竖直向下，故B错误； C．图丙，盘山公路，是利用斜面可以省力，故 C正确； D．图丁，锤头越钉越紧，是利用惯性，但惯性不是力，不能说“惯性的作用”，故D错误。 故选AC。 12．下列说法不正确的是（　　） A．使用机械如果省力就一定费距离 B．使用机械既可省力又可改变力的方向 C．使用机械如果省了距离就一定费了力 D．使用机械可以既省力又省距离 【答案】D 【详解】A．使用机械如果省力，根据功的原理可知，一定会费距离，故A正确，不符合题意； B．定滑轮不能省力但可以改变力的方向，动滑轮不能改变力的方向但可以省力，斜面、杠杆既可以改变力的大小也可以改变力的方向，所以使用一些机械既可省力又可改变力的方向，故B正确，不符合题意； C．使用机械时，如果省了距离，根据功的原理可知，就一定费了力，故C正确，不符合题意； D．根据功的原理可知，使用机械都不能省功，省力就要费距离，省距离就要费力，故D错误，符合题意。 故选D。 13．下面是某同学学习过程的一些作图，其中正确的是（　　） A．水平仪上重锤所受重力 B．物体静止在斜面上的受力情况 C．动力F1的力臂l1 D．最省力的绕线方法 【答案】AD 【详解】A．重力的方向始终竖直向下，故A正确； B．物体静止在斜面上还受到沿斜面向上的摩擦力，故B错误； C．力臂是支点到力的作用线的垂线，故C错误； D．两个滑轮成的滑轮组，承担物体绳子的段数n最大为3，此时的力最小，最省力，故D正确。 故选AD。 14．如图所示，分别用相同的力F匀速提升不同重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则下列关系正确的是（　　）      A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】不计滑轮自身的重力及摩擦且绳子末端拉力F相同。（a）（b）两图皆为定滑轮，定滑轮不省力，所以 F=G1=G2 （c）图为动滑轮（本质上属于省力杠杆），绳子末端拉力竖直向上，此时动力臂是阻力臂的两倍，省一半力，即 G3=2F （d）图为动滑轮，绳子末端拉力方向斜向上，此时动力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的两倍，则 G4<2F 所以 G1=G2<G4<G3 故AC正确，BD错误。 故选AC。 15．粗糙斜面高为h，长为l，用沿斜面向上的力把重为G物体由斜面底端匀速拉到顶端的过程中，拉力做功为W，则（  ） A．拉力的大小为 B．拉力的大小为 C．物体受摩擦力大小为 D．物体受摩擦力大小 【答案】AC 【详解】AB．因为W=Fl，所以拉力 F= 故A符合题意，B不符合题意； CD．拉力做的总功 W=Gh+fl 所以物体所受摩擦力的大小 f= 故C符合题意，D不符合题意。 故选AC。 三、填空题 16．如图所示，某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米，A装置是 （填“定”或“动”）。上升过程工人拉绳子的拉力为 牛，拉力移动的距离为 米．（滑轮、绳的重力及摩擦不计）。 【答案】 动 75 8 【详解】[1]由图知，滑轮跟随重物一起移动，所以是动滑轮。 [2]根据动滑轮的平衡条件，因为滑轮、绳的重力及摩擦不计，所以拉力为 [3]根据动滑轮绳子自由端移动距离和物体移动距离的关系，拉力移动的距离为 17．用滑轮组提升物体，在不计摩擦的情况下，物体与动滑轮的总重由几段绳承担，提起重物用的力就是 ．绳的自由端移动的距离就是物体移动距离的 ． 【答案】 总重的几分之一 几倍 【详解】分析：滑轮组的使用效果取决于线的绕法，有几根绳子承重，拉力就是物重的几分之一，拉力移动的距离就是物体上升高度的几倍，可据此解答． 解答：在不计摩擦的情况下，有几根绳子承担物重，提起重物用的力（即拉力）就是总物重的几分之一；绳的自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍； 故答案为 (1). 总重的几分之一    (2). 几倍 【点睛】此题主要考查滑轮组的特点，是需要识记的内容，重点是有几根绳子承担物重，拉力就是物重的几分之一，拉力移动的距离就是物体上升高度的几倍． 18．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.3m/s，则1min内所做的有用功为 J。 【答案】720 【详解】物体受到的滑动摩擦力为 绳子自由端移动的距离为 由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，物体移动的距离为 则1min内所做的有用功为 19．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内拉力移动的距离为 m。 【答案】 A 40 4.5 【详解】[1]图甲中，滑轮组有3段绳子承担物重，在相等时间内，绳子自由段移动的距离是物体上升距离的三倍，即 s绳=3s物 由图乙可知，当t为2s时，有 sA=3m，sB=1m 即 sA=3sB 故图线A反映了绳子自由端运动的情况。 [2]不计绳重和摩擦，则拉力为 代入数据有 解得 [3]由图乙可知，当t为3s时，物体上升的高度为1.5m，则拉力移动的距离为 s=ns物=3×1.5m=4.5m 【素养提升】 四、科普阅读题 20．阅读短文并回答： 天龙山公路 省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里，该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分，这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能，其矫若惊龙的外形，被网民称为最美“网红路、网红桥”。 天龙山公路，全程长度为30公里，沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算，这相当于116层楼的高度。 （1）同样高的山，建高架桥是为了加大公路的 ，目的是为了 ； （2）一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点，克服重力做功 J，小轿车的动能 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） g=10N/kg 【答案】 长度 省力 5.25×106 不变 【详解】（1）[1][2]由图知道，高架桥弯弯曲曲如盘龙，相当于斜面加长了运动距离，使公路成一个平缓的斜面，可以省力。 （2）[3]小货车的重力 G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N 当小货车从山底行驶至山顶时，克服重力所做的功 W=Gh=1.5×104N×350m=5.25×106J [4]由于小轿车从起点匀速开到终点，速度不变，质量不变，故动能不变。 【能力培优】 五、计算题 21．如图所示，在拉力F的作用下，重为100牛的物体A在5秒内匀速上升了3米，不计摩擦，求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F所做的功W； （3）拉力F的功率P。 【答案】（1）100N；（2）300J；（3）60W 【详解】解：（1）因为使用定滑轮匀速提升重物，所以 F=G=100N （2）绳端拉动的距离s=h=3m，力F所做的功 W=Fs=100N×3m=300J （3）拉力F的功率 答：（1）拉力F是100N； （2）拉力F所做的功是300J； （3）拉力F的功率是60W。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 简单机械 课时11. 2 滑轮 2022年课程标准 物理素养 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 物理观念：能识别出不同种类滑轮。 科学思维：能利用滑轮相关知识进行相关计算； 科学探究：能通过实验，认识定滑轮和动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题； 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度；能从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，增强学习物理学的动力。 1、 滑轮 1、 滑轮是变形的杠杆。 2、 定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：等臂杠杆。 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G物 绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 3、 动滑轮：①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G物/ 2,只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=（G物=G动）/2。 绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（vG） 4、 滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G物 /n。(滑轮组用几段绳子吊着重物，提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”，则拉力作用点移动“nh”，其中“n”为绳子的段数。)    即：s=nh  绳子段数的判断：在动滑轮和定滑轮之间划一横线，只数连接在动滑轮上的绳子段数。 绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。(即：s=nh  v1=nv2) 问题一：种类 【角度1】动滑轮和定滑轮 【典例1】如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【变式1-1】 用下列几种装置来提升相同的物体，其中最省力的装置是（忽略绳重、滑轮重和摩擦）（     ） A． B． C． D． 【变式1-2】 如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 问题二：应用 【角度1】计算 【典例1】 如图所示，物体A重100N，物体B重20N，动滑轮重10N，此时物体B匀速下降，若不计绳重和摩擦，则物体A与水平面的摩擦力为（   ） A．15N B．20N C．30N D．100N 【变式1-1】 如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架和杆保持水平，动滑轮、衣架与杆总重是，现晾衣架上晾有的衣服，晾衣架上升，用时10s。取，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（   ） A．图中天花板上四个滑轮的作用是省力 B．摇柄处绳子拉力为 C．该过程中衣服上升的速度为 D．该过程中手摇升降晾衣架的功率为 【变式1-2】 如图所示，人直接用F1的力匀速提升重物B，所做的功是W1，功率为P1；若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度，且人的拉力为F2，所做的功是W2，功率为P2，绳重、摩擦忽略不计，下列说法错误的是（　　） A．F2一定小于F1 B．W2一定大于W1 C．P1可能等于P2 D．使用滑轮组费距离 问题三：拓展 【角度1】轮轴及斜面 【典例1】如图所示的简单机械，属于斜面应用的是（　　） A．汽车方向盘 B．自行车刹车把 C．盘山公路 D．食品夹 【变式1-1】 生活中大部分的简单机械可以看作杠杆，下列说法正确的是（   ） A．能够省力的机械有①④ B．图②中将鱼提起的过程中，支点在B点 C．属于省距离杠杆的有①② D．图③中将石头撬起，比更省力 【变式1-2】 如图所示是简单机械在生活中应用的实例，下列关于这些实例的说法正确的是（   ） A．此时甲图中的盘山公路属于斜面，可以起到省力的作用 B．忽略绳和滑轮重及摩擦，乙图中绳子自由端的拉力 C．使用丙图中的轮轴门把手，能够省力同时也能省距离 D．丁图中的筷子在使用时是省力杠杆 【基础强化】 一、单选题 1．如图所示，用螺丝刀在A处用力撬图钉，下列说法正确的是（　　） A．C点为螺丝刀的支点 B．螺丝刀受到的阻力方向为竖直向上 C．使用螺丝刀能省力 D．使用螺丝刀能省功 2．工人用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是 A．绳端的拉力F为330N B．绳子自由端移动速度为0.5m/s C．有用功为1320J D．滑轮组的机械效率约为91﹪ 3．下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（　　） A．面包夹 B．盘山公路 C．动滑轮 D．旗杆的滑轮 4．如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则 A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大 5．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力F甲和F乙移动的速度分别为v甲和v乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲和F乙、v甲和v乙之间的大小关系是（　　） A．F甲＞F乙、v甲＜v乙 B．F甲＞F乙、v甲＞v乙 C．F甲＜F乙、v甲＜v乙 D．F甲＜F乙、v甲＝v乙 6．如图所示，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦，当动滑轮上挂重力为100N的物体A时，物体B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动。则B受到的摩擦力（　　） A．方向水平向左，大小是100N B．方向水平向右，大小是40N C．方向水平向左，大小是40N D．方向水平向右，大小是20N 7．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动，物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑），下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是7N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为2.4J 8．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下的力拉重为的物体A时，能使物体B以的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力拉物体B时，能使物体A以速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（　　） A．物体B受到的摩擦力为 B．拉力大小为 C．拉力的功率为 D．拉力的功率为 9．下列对实验的分析不正确的是（　　） A．甲图用滑轮向左推动悬线时，杠杆右端下沉 B．乙图木块在木板上匀速滑动时，所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 C．丙图通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关 D．丁图说明使用定滑轮不省力 10．如图所示，不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦，三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是 A．FA：FB：Fc＝3：2：1 B．FA：FB：Fc＝1：2：3 C．FA：FB：Fc＝6：3：2 D．FA：FB：Fc＝2：3：6 二、多选题 11．对图中四个物理情景的描述正确的是（　　） A．图甲，热气球升空，是利用空气的浮力 B．图乙，盖楼挂铅垂线，是利用重力方向垂直向下 C．图丙，盘山公路，是利用斜面可以省力 D．图丁，锤头越钉越紧，是利用惯性的作用 12．下列说法不正确的是（　　） A．使用机械如果省力就一定费距离 B．使用机械既可省力又可改变力的方向 C．使用机械如果省了距离就一定费了力 D．使用机械可以既省力又省距离 13．下面是某同学学习过程的一些作图，其中正确的是（　　） A．水平仪上重锤所受重力 B．物体静止在斜面上的受力情况 C．动力F1的力臂l1 D．最省力的绕线方法 14．如图所示，分别用相同的力F匀速提升不同重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则下列关系正确的是（　　）      A． B． C． D． 15．粗糙斜面高为h，长为l，用沿斜面向上的力把重为G物体由斜面底端匀速拉到顶端的过程中，拉力做功为W，则（  ） A．拉力的大小为 B．拉力的大小为 C．物体受摩擦力大小为 D．物体受摩擦力大小 三、填空题 16．如图所示，某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米，A装置是 （填“定”或“动”）。上升过程工人拉绳子的拉力为 牛，拉力移动的距离为 米．（滑轮、绳的重力及摩擦不计）。 17．用滑轮组提升物体，在不计摩擦的情况下，物体与动滑轮的总重由几段绳承担，提起重物用的力就是 ．绳的自由端移动的距离就是物体移动距离的 ． 18．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.3m/s，则1min内所做的有用功为 J。 19．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内拉力移动的距离为 m。 【素养提升】 四、科普阅读题 20．阅读短文并回答： 天龙山公路 省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里，该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分，这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能，其矫若惊龙的外形，被网民称为最美“网红路、网红桥”。 天龙山公路，全程长度为30公里，沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算，这相当于116层楼的高度。 （1）同样高的山，建高架桥是为了加大公路的 ，目的是为了 ； （2）一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点，克服重力做功 J，小轿车的动能 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） g=10N/kg 【能力培优】 五、计算题 21．如图所示，在拉力F的作用下，重为100牛的物体A在5秒内匀速上升了3米，不计摩擦，求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F所做的功W； （3）拉力F的功率P。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$