11.2滑轮2024-2025学年苏科版物理九年级上册

11.2滑轮 考向一 认识定滑轮和动滑轮 1．下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A．F1＞F2 B．F3＞F4 C．F1＜F4 D．F1=F2=F3=F4 3．如图所示，旗杆顶部的装置A其实是 滑轮（选填 “定”或“动”），它的实质是一个 杠杆，使用它的好处是可以 。 4．如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为 N，图乙中人对绳子的拉力为 N． 考向二 实验：探究定滑轮和动滑轮的工作特点 5．小明研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码，如图 （a）所示，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码，如图 (b)、(c)、(d)所示．请仔细观察图示的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论． （1）比较图（b）和图 可得：使用动滑轮可以省力， （选填“可以”、“不可以”）改变力的方向． （2）比较图(b)与(c)与(d)三图可得： 相同的情况下，动滑轮越轻，则越 （选填“省力”、“费力”） 6．同学们共同研究滑轮的特点： 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 （1）在探究定滑轮时，小明照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 ；他们研究定滑轮特点时，做的实验如图乙所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ； （2）在探究动滑轮时，照图丙操作测绳端拉力时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数；记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。请给出一条减小此差异的建议 。 考向三 滑轮组 7．如图是一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处，某人借助该装置提升重物G（不计摩擦和装置的自重），下列说法错误的是（　　） A．图中A可简化为定滑轮 B．图中B可简化为动滑轮 C．人将绳子向下拉1米时，重物G也上升1米 D．利用该装置不仅可以省力，也能改变力的方向 8．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端用100N力拉绳子，两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力是 N， 小杰受到的拉力是 N。    9．如图所示．这是某同学给家里的晾衣绳设计的自动调节装置，可以使晾衣绳一直保持绷直状态。重物M受到的重力为50N，则装置对晾衣绳的拉力为 N；若重物M下降了2cm，则晾衣绳的O端向右移动 cm。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦） 10．小明站在地面上用一个滑轮组提升重物，试在图中画出绕线的方法。 11．要用如图所示的滑轮组将陷在烂泥中的小汽车拉出来，请你画出最省力的绕线方法。 12．如图所示的滑轮组，李伟同学用了最省力的方式提升重为600N的物体，当物体匀速上升时，他用力F1为250N（不计绳重及摩擦）。 （1）请在图中画出滑轮组的绕线方式； （2）动滑轮的重G动是多少？ （3）当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离s是多少？ （4）若用该滑轮组匀速提起750N重的物体，需要的拉力F2是多大？ 考向四 轮轴 13．轮轴是一种变形杠杆。下列实例不属于轮轴的是（　　） A．汽车方向盘 B．井上的辘轳 C．水龙头开关 D．盘山公路 14．如图甲所示，用扳手拧螺帽时，图 的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是动力臂更 （选填“长”或“短”）。如图乙所示的螺丝刀也是一种简单机械，叫轮轴，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。    15．明代宋应星在《天工开物》中记载了一种农业生产汲水装置——辘轳，如图甲所示。辘轳由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，把辘轳视为杠杆，它的支点是 （填 “A”、“B”或“C” ）点； （2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N；（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （填“①”或“②”）。 考向五 最值问题 16．如图所示，某同学用力将铁块匀速拉起的过程中，下列说法正确的是（　　） A．用力拉铁块，拉力小于铁块重力 B．该装置不能省力，没有实用价值 C．该同学拉绳的方向不同，拉力大小相同 D．同学对地面的压力等于其重力 17．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，GA=8N，GB=10N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，下列说法不正确的是（　　） A．绳对A的拉力大小为8N B．绳对B的拉力大小为10N C．地面对B的支持力大小为2N D．天花板所受拉力大小为16N 18．画出提升重物时最省力的绕绳方法。 19．体重为600N的小亮，用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面提起，使物体在5s内匀速上升1m，所用的拉力为250N，不计绳重和摩擦。求这个过程中： （1）绳子自由端的速度为多大？ （2）动滑轮的重力； （3）若绳子能承受的最大拉力为700N，求小亮按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力。    20．如图所示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．F1 B．F2 C．F3 D．F4 21．如图所示的滑轮组，挂上钩码a、b 后，恰好静止，若不计动滑轮和绳子的自重及摩擦力的大小，在a、b下面再挂一个质量相等的钩码，将出现（　　）    A．a上升，b下降 B．a下降，b上升 C．仍然保持静止 D．无法判断 22．小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉。使用时，若绳a处固定不动，手在b处需用力Fb拉绳，使重物G匀速上升；若绳b处固定不动，腿在a处需用力Fa拉绳，使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦，则（　　）    A．Fb＝Fa B．Fb＝2Fa C．Fb＜2Fa D．Fb＞2Fa 23．如图所示，用力F拉物体A水平向右匀速运动，（忽略绳和滑轮间的摩擦力）弹簧测力计示数为20N，物体A受到地面的摩擦力是 N，拉力F是 N。 24．将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N，B重5N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F= N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 25．用图甲所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端运动的s-t图像如图乙所示，其中反映绳子自由端运动的图像是 （选填A或B），动滑轮重为 N，若绳子能够承受的最大拉力为180N，则该滑轮组能够吊起物体的最大重力为 N，若拉动时F变为斜向上，则拉力大小会 （选填变小不变或变大）。 11.2滑轮 参考答案 题号 1 2 7 13 16 17 20 21 22 答案 A D C D C B D A D 1．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。 2．D 【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3． 定 等臂 改变力的方向 【详解】[1][2][3]杠杆根据动力臂与阻力臂的大小关系可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，旗杆顶端A装置是定滑轮，定滑轮相当于一个等臂杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向，给人们带来方便。 4． 400 210 【详解】由于图甲中使用的是两个定滑轮，所以忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦时，车对绳子的拉力是：F甲=G=400N；图乙中使用的是一动一定的滑轮组，承担物重的绳子股数是：n=2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力是： =210N． 5． (a) 不可以 物重 省力 【详解】(1)[1][2]由图可知，比较(a)、(b)两图提起物体一样重，使用动滑轮的(b)中弹簧测力计示数小于不用滑轮的(a)中弹簧测力计示数，所以：使用动滑轮可以省力，动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向； (2)[3][4] (b)与(c)与(d)三图中，重物都是两个钩码，又动滑轮甲、乙、丙重力不同，G甲>G乙>G丙，即(ｂ)图中动滑轮G甲最重，弹簧测力计的示数最大为0.6N，(c)图中弹簧测力计的示数0.5N，(d)图中动滑轮G丙最轻，弹簧测力计的示数最小为0.4N，故比较图(b)与(c)与(d)三图可得：使用动滑轮匀速提升同一重物时，滑轮重力越轻，所用的拉力越小，越省力． 6． 变小 测力计的重力有影响 力的方向 匀速 拉动 动滑轮本身有重力 将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力中 【详解】（1）[1][2]测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到自身向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重力。 [3]由图乙知，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）[4][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。 [6][7]人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的，要减小此差异，则动滑轮的重力不能忽略；将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力中。 7．C 【详解】A．提升物体时，A的轴的位置固定不动属于定滑轮，故A正确，不符合题意； B．图中B和物体一起移动，可看作是动滑轮，故B正确，不符合题意； C．由图知，A、B组成滑轮组，n=5，则拉力端移动距离s=5h，人将绳拉过1m时，物体上升的高度h=02m，故C错误，符合题意； D．不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力F=G，拉力方向向下，可见，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故D正确，不符合题意。 故选C。 8． 滑轮组 600 700 【详解】[1]由图可见，从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组。 [2]小华在图中A处拉绳子的另一端用100N力拉绳子， 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 F=100N×6=600N [3]小杰那端木棍有7段绳子相连，因此小杰受到的拉力 F'=100N×7=700N 9． 100 1 【详解】[1]由图可知，绳子的有效股数n=2，GM=50N,有滑轮组的特点可知装置对晾衣绳的拉力为 [2]不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦,则晾衣绳的O端向右移动了 10． 【详解】因为是小明站在地面上用滑轮组提升重物，拉力方向向下，所以由2段绳子承担物重，如图所示： 11． 【详解】当绳子从动滑轮绕起时，承担拉力的绳子的段数最多，用起来最省力。 12．（1） （2）150N；（3）1.5m；（4）300N 【详解】解：（1）图示滑轮组中，用最省力的方式提升物体，应将绳子固定在动滑轮上，则承重绳子为3根，作图如下： （2）据滑轮组的特点知，不计绳重及摩擦时，图示中滑轮组动滑轮的重力 G动=3F1-G1=3×250N-600N=150N （3）物体上升0.5m，绳子自身上端移动的距离 s=3h=3×0.5m=1.5m （4）不计绳重及摩擦时，提起物体的重力为750N时，绳端的拉力 答：（1）略； （2）绳子自由端移动的距离s是1.5m； （3）若用该滑轮组匀速提起750N重的物体，需要的拉力F2是300N。 13．D 【详解】ABC．由轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。汽车方向盘、井上的辘轳、水龙头开关属于轮轴的应用，故ABC不符合题意； D．盘山公路本质上是变形的斜面，故D不符合题意。 故选D。 14． B 长 粗 【详解】[1][2]通过对比图A和B知道，对于同一螺帽，阻力和阻力臂是一定的，而B图中的动力臂要大于A图中的动力臂，所以B图所用动力更小。 [3]螺丝刀手柄属于轮轴中的轮，同样的轴，轮越大就越省力，因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 15． B 30 ① 【详解】（1）[1]辘轳的大轮和小轮都绕着图乙中的B点转动， B为支点。 （2）[2]辘轳在图乙位置静止，据杠杆的平衡条件有 90N×1=F×3 解得，作用在C点的最小力F=30N。 （3）[3]图丙的水龙头中，手的力作用在大轮上，当小轮的半径不变，打开水龙头所需的力不变时，大轮的半径越大，越省力，所以开关应选用①。 16．C 【详解】A．匀速拉动铁块的过程中，铁块受到的重力与拉力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．该装置不能省力，但可以改变用力的方向，有实用价值，故B错误； C．定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故C正确； D．向下拉绳子的过程中，该同学受到三个力的作用，分别是竖直向下的重力，地面对人向上的支持力，及绳子对人向上的拉力，人受力平衡，则有 所以支持力小于人的重力，又由于物体间力的作用是相互的，人对地面的压力与地面对人的支持力大小相等，所以人对地面的压力小于人的重力，故D错误。 故选C。 17．B 【详解】A．由于A处于静止状态，A处于平衡状态，受力平衡，自身的重力和绳对A的拉力，为一对平衡力，大小相等，GA=8N，则绳对A的拉力大小也为8N，故A正确，不符合题意； B．由A解析可知，绳对A的拉力大小为8N，力的作用是相互的，则A对绳的拉力也为8N，定滑轮的特点是改变力的方向，不省力，那么绳对B的拉力大小也为8N，故B错误，符合题意； C．B处于静止状态，受力平衡，它受到自身的重力、绳对它的拉力和地面对它的支持力，这三力平衡，由B解析可知，绳对B的拉力大小为8N，GB=10N，则地面对B的支持力大小为 地面对B的支持力大小为2N，故C正确，不符合题意； D．已知A、B对绳的拉力都为8N，定滑轮受到向下的拉力为16N，定滑轮处于平衡状态，受力平衡，天花板对定滑轮的拉力也为16N，力的作用是相互的，天花板所受拉力大小也为16N，故D正确，不符合题意。 故选B。 18． 【详解】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，有两种绕法：一是绳子先系在定滑轮的下挂钩上，用这种绕法时滑轮组上的滑轮都使用，有四股绳子承担物重；不计绳重、摩擦以及动滑轮重时，拉力是滑轮组提升物重的四分之一；二是绳子先系在动滑轮的上挂钩上，最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮，有一个动滑轮没有使用，这种绕法只能有三股绳子承担物重，不计绳重、摩擦以及动滑轮重时，拉力是滑轮组提升物重的三分之一；由此可知，滑轮组最省力的绕法是承担物重绳子股数最多的第一种，如图所示 19．（1）0.4m/s；（2）100N；（3）1100N 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效段数 则绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重和摩擦，根据 可得动滑轮的重力为 （3）绳子能承受的最大拉力为700N，由于小亮体重为600N，所以小亮给绳子的拉力最大为600N，根据 可得，小亮按图中方式拉绳能提起的最大物体的重力 答：（1）绳子自由端的速度为0.4m/s； （2）动滑轮的重力为100N； （3）若绳子能承受的最大拉力为700N，小亮按图中方式拉绳能提起的最大物体重力为1100N。 20．D 【详解】不计绳重与机械重，利用A中动滑轮提升物体，所用拉力为物重的二分之一；利用B中滑轮组提升物体，有3段绳子与动滑轮接触，故所用拉力为物重的三分之一；利用C中的动滑轮提升物体，由于动力作用在滑轮轴上，故所用拉力为物重的两倍。D中杠杆的支点到动力作用点的距离为 1m+3m=4m 支点到阻力的作用点的距离为1m。二者之比为4∶1。根据力臂定义及数学知识可以知道，提升物体需要的动力为物体物重的四分之一。 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 21．A 【详解】由于a物体连接的滑轮随a物体一起运动，所以与a物体一起运动的滑轮为动滑轮，由图可知，动滑轮上有2股绳，动滑轮能省力，则在a、b下面再挂一个质量相等的钩码时，b物体所在的绳端增大的拉力为钩码的重力，动滑轮上2股绳子增大的拉力为钩码的重力的一半，所以绳端的拉力大于动滑轮上2股绳子的拉力，所以a上升，b下降，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 22．D 【详解】当绳b处固定不动，腿在a处用力Fa拉绳时，该图中所有滑轮均为定滑轮，不计绳重和摩擦，则 由图知，当绳a处固定不动，手在b处用力Fb拉绳时，a处的拉力F拉和物体的重力G相等，物体G匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态，不计绳重和摩擦，中间的滑轮受向上的拉力Fb、2段绳子向下的拉力2F拉和中间滑轮向下的重力G动，则由二力平衡条件可得 即 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 23． 20 40 【详解】[1]由图可知为动滑轮，弹簧测力计的示数为20N，由于同一根绳子各处的力相等，则绳子对A的拉力也是20N，A物体水平向右匀速运动，则A物体水平方向受力平衡，绳子对A的拉力向右，物体A受到地面的摩擦力方向水平向左，大小为20N。 [2]对动滑轮受力分析，动滑轮水平方向受力平衡，向左的力有两段绳子产生的拉力，每段绳子的拉力都是20N，则向右的拉力F为40N。 24． 10 20 【详解】[1][2]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F 25． A 40 500 变大 【详解】[1]由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的图像。 [2]不计绳重和摩擦，根据自由端拉力F与物重G物、动滑轮重G动以及绳子股数n之间的关系可得下式 由上式解可得 [3] 若绳子能够承受的最大拉力为180N，此时自由端的拉力 根据自由端拉力 与物重 、动滑轮重G动以及绳子股数n之间的关系可得下式 由上式解可得 [4]动滑轮本质上是杠杆，如果斜向上拉，此时阻力和阻力臂不变，但是动力臂变短了，因而根据杠杆平衡条件，此时动力会变大。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$