第二节 滑轮（分层作业）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

9.2 滑轮（分层练习）共34小题 ※※目录：——————— 模块一：明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1 模块二：回顾整理课本 夯实基础知识（12小题）…………………………………………………1 模块三：巩固提高综合 训练思维方法（13小题）…………………………………………………5 模块四：中考真题演练 考场细心认真（8小题）…………………………………………………9 模块五：动手实验实践 提升综合能力（1小题） …………………………………………………12 ※※模块一：明晰作业目标 训练有的放矢———————— 1.能识别定滑轮和动滑轮，了解定滑轮和动滑轮的特点。 2.能根据实际需要选择合适的滑轮解决实际问题。 3.会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。 ※※模块二：回顾整理课本 夯实基础知识———————— 一、填空题 1．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图甲所示用定滑轮沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则 （选填“F1最大、F2最大、F3最大或三个力一样大”）。如图乙所示学校旗杆的顶部安装的装置A其实是 滑轮，这是为了改变力的 。 2．（22-23八年级下·山东临沂·期末）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16N的物体A（滑轮重、绳重及摩擦忽略不计），绳子自由端移动距离0.2m。滑轮处于静止状态，其实质是一个 杠杆，此时物体A所受到的合力大小为 N。 3．（21-22八年级下·福建漳州·期末）一辆汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮A、B，均可将汽车从泥潭中拉出。由图可知，滑轮 是定滑轮； 种方式较省力。 4．（23-24八年级下·山东临沂·阶段练习）体重为600N的工人师傅借助图中的滑轮组，手施加500N的拉力就将800N的重物缓慢竖直匀速提升了3m，不计绳重和摩擦，则动滑轮重力为 N。 二、单选题 5．（23-24八年级下·山东济宁·期末）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使同一重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．甲拉力做的功等于乙拉力做的功 B．该滑轮本质上相当于一个等臂杠杆 C．使用这个滑轮能改变力的方向但不能省力 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 6．（21-22八年级下·广东深圳·期末）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．B． C． D． 7．（22-23八年级下·山东临沂·期末）在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以匀速移动1m，水平拉力F和其移动距离的大小为（　　） A．300N　1m B．150N　1m C．30N　2m D．60N　2m 8．（23-24八年级下·广东深圳·期末）高速铁路的输电线无论冬、夏都得绷直，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20个相同的坠砣，每个坠砣重250N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，不考虑钢绳的热胀冷缩，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为定滑轮 B．该装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小2500N D．若坠砣串下降了20cm，输电线P端向左移动10cm 9．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图所示，放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连。GA=10N，GB=20N时，木块B恰好向右匀速直线运动，下列分析正确的是（　　） A．图中的滑轮是动滑轮 B．木块B受到的滑动摩擦力大小为10N C．木块B受到的合力大小为10N D．物块A受到的合力大小为10N 三、作图题 10．（23-24八年级下·山东威海·期中）请在图中画出绳子的绕法， 使滑轮组达到既能省力又能改变力的方向的效果。 四、实验题 11．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）在探究“两类滑轮的作用”时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲进行，后两次按图乙进行，并将测得的数据记录在表格中忽略绳重及摩擦。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度 拉力 绳子自由端移动的距离 (1)分析第1、2次的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能 ；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)用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向 拉动绳子自由端；分析数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这说明滑轮的重力为 N。 五、计算题 12．（23-24八年级下·山东济宁·期末）小明家里建房子，周末小明用如图1的独轮车搬运砖头，再用图2的滑轮组把砖块提升到某一的高度。已知：车斗和砖头的总质量是，独轮车的有关尺寸如图所示，每个滑轮重，小明的最大拉力为。求： （1）人手竖直向上的力F的大小？ （2）若砖块被提升到，绳子自由端被拉下的距离？不计绳重及摩擦，小明一次最多能提升多重的砖块？ ※※模块三：巩固提高综合 训练思维方法———————— 一、填空题 1．如图所示，该装置是 滑轮（选填“定”或“动”），它相当于 （“等臂杠杆”或“省力杠杆”）；若物体所受重力为100N，当分别用力匀速提起物体时，拉力F1 F2 F3（选填“>”、“=”或“<”）。 2．工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是 N，绳自由端移动的距离是 m，物体上升的速度是 m/s。 3．在我国古代，简单机械就有许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 ，吊桥可看作支点为 （选填“A”、“B”或“C”）点的杠杆。 4．中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一，高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲，采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中定滑轮可以改变力的方向，图乙中 （选填“A”或“B”）为定滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为200N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳的自重与摩擦，输电线P端受到的拉力大小为 N，输电线P端向左移动了 cm。 二、单选题 5．小明用下图中的装置提升重力为500N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是（　　） A．两个滑轮均为定滑轮 B．利用此装置既可以省力，又可以省距离 C．人将绳子拉过1m，物体上升2m D．小明对绳子的拉力为250N 6．如图所示，某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体，则该同学所用拉力F的可能值是（　　） A．20N B．25N C．30N D．32N 7．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 8．A、B两种实心物体的质量与体积的关系图像如图甲所示，把体积相等的物体A、B挂在滑轮组下，如图乙所示（物体B未画出）。若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂物体B的个数是（不计摩擦、绳重和滑轮重）（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 9．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 10．利用滑轮组可以事半功倍。如图所示是工人师傅搬移木箱的简化示意图，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，拉动绳的自由端使木箱在2s内匀速直线运动了3m。不计绳重、滑轮重及绳与滑轮之间的摩擦，下列说法中正确的是（    ） A．绳自由端的拉力大小为400N B．绳自由端的移动速度为1.5m/s C．绳自由端移动了3m D．木箱移动速度为1.5m/s 三、作图题 11．一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 四、实验题 12．在“探究使用定滑轮和动滑轮工作时的特点”的实验中： (1)在探究定滑轮工作的特点时，照图乙操作，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 （变大/变小/不变）； (2)在探究动滑轮工作特点时，先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 向上拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。该实验至少要测量三组数据的目的是 。 五、计算题 13．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀速提升。（不计绳重及摩擦） (1)求5s内绳子自由端移动的距离； (2)求动滑轮的重力； (3)若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ ※※模块四：中考真题演练 考场有的放矢———————— 1．（2024·山东威海·中考真题）利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小范围为200-400N；拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离不超过2m；配重质量为15kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（    ） A．B．C． D． 2．（2023·山东青岛·中考真题）使用下列简单机械时， 能省距离的是（　　） A．用筷子夹食物 B．用起子开瓶盖 C．利用定滑轮升国旗 D．起重机利用动滑轮吊起重物 3．（2022·山东淄博·中考真题）如图是某小区使用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．装置中的滑轮是动滑轮 B．装置中的滑轮改变了力的方向 C．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆 D．蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光 4．（2021·山东淄博·中考真题）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ） A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 5．（2019·山东东营·中考真题）如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 6．（2022·山东枣庄·中考真题）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。 7．（2020·山东青岛·中考真题）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。 8．（2020·山东菏泽·中考真题）现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中 方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况； 方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面； 方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。 你认为方案 不可行，原因是 。 ※※模块五：动手实验实践 提升综合能力———————— 综合题 2024年5月1日8时许，中国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。航空母舰已是现代海军不可或缺的利器，也成为了一个国家综合国力的象征。航母上配备大量先进装备，如战斗机弹射技术，拦阻索技术等，其中舰载机是航母战斗力的核心，舰载机可以在航母上起飞、着落，执行各种军事任务。求： （1）舰载飞机从福建舰的甲板上起飞过程中，机翼下表面空气流速比上表面 ，（选填“大”或“小”或“相同”）为缩短起飞距离，舰载机最好是 （选填“顺风”或“逆风”）起飞； （2）在航母建设中，需要吊起某些重物，采用如图所示的装置，每个滑轮重力相同，滑轮固定在支架下方，绳子一端固定在竖直的墙上，另外一端固定在支架上，用来加固支架。不计绳重和滑轮与绳子之间的摩擦，不计滑轮和轴之间的摩擦。工人站在水平地面上，竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体在5s内匀速上升了1m。已知物体重600N，该工人重500N，此时绳子自由端受到的拉力为210N。 ①在图中画出人拉绳子时最省力的绳子绕法 ； ②人手中的绳子能够承受的最大拉力是600N，其他绳子都足够牢固。则该工人利用此滑轮组提起不同的货物，机械效率最大可以达到多少 ？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.2 滑轮（分层练习）共34小题 ※※目录：——————— 模块一：明晰作业目标 训练有的放矢………………………………………………………………1 模块二：回顾整理课本 夯实基础知识（12小题）…………………………………………………1 模块三：巩固提高综合 训练思维方法（13小题）…………………………………………………8 模块四：中考真题演练 考场细心认真（8小题）…………………………………………………16 模块五：动手实验实践 提升综合能力（1小题） …………………………………………………24 ※※模块一：明晰作业目标 训练有的放矢———————— 1.能识别定滑轮和动滑轮，了解定滑轮和动滑轮的特点。 2.能根据实际需要选择合适的滑轮解决实际问题。 3.会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。 ※※模块二：回顾整理课本 夯实基础知识———————— 一、填空题 1．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图甲所示用定滑轮沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则 （选填“F1最大、F2最大、F3最大或三个力一样大”）。如图乙所示学校旗杆的顶部安装的装置A其实是 滑轮，这是为了改变力的 。 【答案】 三个力一样大 定 方向 【详解】[1]因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等。 [2][3]旗杆的顶部的滑轮在使用时，其轴位置固定不动，是一个定滑轮，这是为了改变力的方向。 2．（22-23八年级下·山东临沂·期末）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16N的物体A（滑轮重、绳重及摩擦忽略不计），绳子自由端移动距离0.2m。滑轮处于静止状态，其实质是一个 杠杆，此时物体A所受到的合力大小为 N。 【答案】 动力臂是阻力臂两倍的 0 【详解】[1][2]图中的滑轮是动滑轮，其实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆，滑轮处于静止状态，物体A受到的拉力和重力是一对平衡力，A受到的合力为0N。 3．（21-22八年级下·福建漳州·期末）一辆汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮A、B，均可将汽车从泥潭中拉出。由图可知，滑轮 是定滑轮； 种方式较省力。 【答案】 A 乙 【详解】[1]由图甲可知，滑轮A工作时的轴固定不动，是定滑轮。 [2]由图乙可知，滑轮B随汽车一起运动，是动滑轮，由定滑轮和动滑轮的特点可知，定滑轮不能省力，动滑轮可以省力，故乙种方式较省力。 4．（23-24八年级下·山东临沂·阶段练习）体重为600N的工人师傅借助图中的滑轮组，手施加500N的拉力就将800N的重物缓慢竖直匀速提升了3m，不计绳重和摩擦，则动滑轮重力为 N。 【答案】200 【详解】由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，不计绳重和摩擦，动滑轮重力为 G动=2F-G=2×500N-800N=200N 二、单选题 5．（23-24八年级下·山东济宁·期末）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使同一重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．甲拉力做的功等于乙拉力做的功 B．该滑轮本质上相当于一个等臂杠杆 C．使用这个滑轮能改变力的方向但不能省力 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 【答案】D 【详解】AB．图1中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，定滑轮的实质是一个等臂杠杆；不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，上升的高度相同，根据可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故AB正确，不符合题意； C．该滑轮属于定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故C正确，不符合题意； D．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲、乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误，符合题意。 故选D。 6．（21-22八年级下·广东深圳·期末）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． B． C． D． 【答案】D 【详解】图A中，滑轮组承重绳子为2根，不计机械自重和摩擦时，动力； 图B中，滑轮组承重绳子为3根，不计机械自重和摩擦时，动力； 图C中，动力F3拉着物体和动滑轮上升，则动力； 图D中，阻力为物体对杠杆的作用力，大小等于物体的自重，动力臂是阻力臂的四倍，据杠杆的平衡条件有 解得，。所以所需动力最小的是F4。 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．（22-23八年级下·山东临沂·期末）在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以匀速移动1m，水平拉力F和其移动距离的大小为（　　） A．300N　1m B．150N　1m C．30N　2m D．60N　2m 【答案】C 【详解】由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；由图可知滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力 有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动的距离 故选C。 8．（23-24八年级下·广东深圳·期末）高速铁路的输电线无论冬、夏都得绷直，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20个相同的坠砣，每个坠砣重250N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，不考虑钢绳的热胀冷缩，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为定滑轮 B．该装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小2500N D．若坠砣串下降了20cm，输电线P端向左移动10cm 【答案】D 【详解】A．滑轮A会随物体一起移动，为动滑轮，故A错误； B．该装置为滑轮组，可以省力，但是会费距离，故B错误； C．不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则输电线P端受到的拉力大小为 F=nG总=2×20×250N =10000N 故C错误； D．若坠砣串下降了20cm，输电线P端向左移动的距离为 故D正确。 故选D。 9．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图所示，放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连。GA=10N，GB=20N时，木块B恰好向右匀速直线运动，下列分析正确的是（　　） A．图中的滑轮是动滑轮 B．木块B受到的滑动摩擦力大小为10N C．木块B受到的合力大小为10N D．物块A受到的合力大小为10N 【答案】B 【详解】A．图中的滑轮的轴固定不动，是定滑轮，故A错误； B．木块B做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，定滑轮不省力，拉力大小等于A的重力，所以滑动摩擦力的大小 f=F=GA=10N 故B正确； CD．木块B和物块A都做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的力是平衡力，受到的合力为零，故CD错误。 故选B。 三、作图题 10．（23-24八年级下·山东威海·期中）请在图中画出绳子的绕法， 使滑轮组达到既能省力又能改变力的方向的效果。 【答案】 【详解】由图可知，该滑轮组为一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，要想改变力的方向，应使得绳子的自由端向下移动，即绳子的自由端通过定滑轮，如图 四、实验题 11．（24-25九年级上·山东德州·开学考试）在探究“两类滑轮的作用”时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲进行，后两次按图乙进行，并将测得的数据记录在表格中忽略绳重及摩擦。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度 拉力 绳子自由端移动的距离 (1)分析第1、2次的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能 ；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)用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向 拉动绳子自由端；分析数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这说明滑轮的重力为 N。 【答案】(1) 省力 不变 (2) 匀速 0.4 【详解】（1）[1]由表格可知，第1、2次的数据中拉力不变，则说明使用定滑轮不能省力。 [2]定滑轮不能省力，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）[1]根据二力平衡知识可知，用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端，此时动滑轮受到的所有向上的力等于所有向下的力。 [2]分析数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，忽略绳重和摩擦，与动滑轮连接的绳子段数为2，根据可得滑轮的重力为 五、计算题 12．（23-24八年级下·山东济宁·期末）小明家里建房子，周末小明用如图1的独轮车搬运砖头，再用图2的滑轮组把砖块提升到某一的高度。已知：车斗和砖头的总质量是，独轮车的有关尺寸如图所示，每个滑轮重，小明的最大拉力为。求： （1）人手竖直向上的力F的大小？ （2）若砖块被提升到，绳子自由端被拉下的距离？不计绳重及摩擦，小明一次最多能提升多重的砖块？ 【答案】（1）；（2），760N 【详解】解：（1）根据杠杆平衡条件可得 （2）由图可知动滑轮上有两段绳子，所以绳子自由端移动的距离为物体提升高度的两倍，即绳子自由端被拉下的距离为；小明一次最多能提升的砖块的重力为 答：（1）人手竖直向上的力300N； （2）若砖块被提升到，绳子自由端被拉下的距离；不计绳重及摩擦，小明一次最多能提升760N的砖块。 ※※模块三：巩固提高综合 训练思维方法———————— 一、填空题 1．如图所示，该装置是 滑轮（选填“定”或“动”），它相当于 （“等臂杠杆”或“省力杠杆”）；若物体所受重力为100N，当分别用力匀速提起物体时，拉力F1 F2 F3（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 定 等臂杠杆 = = 【详解】[1][2]由图可知，提升物体时，滑轮的轴固定不动，故该装置是定滑轮，定滑轮的轮子是绕轴转，它的转轴就是支点，动力臂和阻力臂都等于半径，即力臂相等，故定滑轮为等臂杠杆。 [3][4]因为定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一物体时，沿不同方向用的拉力大小相等，故F1=F2=F3。 2．工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是 N，绳自由端移动的距离是 m，物体上升的速度是 m/s。 【答案】 225 12 0.6 【详解】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力 [2]绳子自由端移动的距离 [3]物体上升的速度 3．在我国古代，简单机械就有许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 （选填“定”或“动”）滑轮，它的作用是 ，吊桥可看作支点为 （选填“A”、“B”或“C”）点的杠杆。 【答案】 定 改变动力的方向 B 【详解】[1]在拉起吊桥过程中，滑轮C的轴固定不动，则滑轮C为定滑轮。 [2]由于定滑轮不能省力，只能改变力的方向，所以滑轮C的作用是改变力的方向。 [3]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。 4．中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一，高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲，采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中定滑轮可以改变力的方向，图乙中 （选填“A”或“B”）为定滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为200N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳的自重与摩擦，输电线P端受到的拉力大小为 N，输电线P端向左移动了 cm。 【答案】 A 8000 10 【详解】[1]如图所示，装置在工作过程中，A滑轮位置不变，为定滑轮，B滑轮位置改变为动滑轮。 [2][3]图中滑轮组动滑轮B上有两段绳子承担作用力，输电线P端受到的拉力为 输电线P端向左移动的距离为 二、单选题 5．小明用下图中的装置提升重力为500N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是（　　） A．两个滑轮均为定滑轮 B．利用此装置既可以省力，又可以省距离 C．人将绳子拉过1m，物体上升2m D．小明对绳子的拉力为250N 【答案】D 【详解】A．由图可知，下方的滑轮随物体一起运动，上方的滑轮固定不动，所以滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，故A错误； B．由于使用动滑轮可以省力，但费距离，所以使用该装置时，可以省力，但是要费距离，故B错误； C．由图可知，动滑轮上有2股绳，所以人将绳子拉过1m，物体上升高度为0.5m，故C错误； D．由图可知，由2段绳子吊着动滑轮，不计摩擦、绳重和滑轮自重，则物体匀速上升时，人对绳子的拉力为 故D正确。 故选D。 6．如图所示，某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体，则该同学所用拉力F的可能值是（　　） A．20N B．25N C．30N D．32N 【答案】D 【详解】由题图可知，拉力F的方向不是竖直向上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示： 根据杠杆的平衡条件Fl=(G动+G物)r 因为l<2r，所以 由题意可知 即F>30N，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 【答案】B 【详解】由图可知滑轮组绳子段数为3，因为滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计，当物体A水平向右做匀速直线运动时，绳子自由端的拉力为 物体A受到的滑动摩擦力方向水平向左，根据二力平衡可知，物体A受到的滑动摩擦力大小为 当物体A在水平向左的力F的作用下水平向左运动时，受到的滑动摩擦力方向水平向右，因接触面粗糙程度不变，压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，物体B匀速上升，绳子自由端对物体A的拉力大小和方向都不变，所以拉力F的大小为 故B正确，ACD错误。 故选B。 8．A、B两种实心物体的质量与体积的关系图像如图甲所示，把体积相等的物体A、B挂在滑轮组下，如图乙所示（物体B未画出）。若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂物体B的个数是（不计摩擦、绳重和滑轮重）（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【详解】由图甲可知，当时，，，则， 所以A、B两个物体的密度之比 因为物体A、B的体积相同，所以物体A、B的重力之比 由图乙可知，使用的滑轮组中，动滑轮上的绳子股数，不计摩擦、绳重和滑轮重，要使它们处于静止状态，设虚线框中挂N个物体，则有 即在虚线框内悬挂物体B的个数 故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 9．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。 10．利用滑轮组可以事半功倍。如图所示是工人师傅搬移木箱的简化示意图，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，拉动绳的自由端使木箱在2s内匀速直线运动了3m。不计绳重、滑轮重及绳与滑轮之间的摩擦，下列说法中正确的是（    ） A．绳自由端的拉力大小为400N B．绳自由端的移动速度为1.5m/s C．绳自由端移动了3m D．木箱移动速度为1.5m/s 【答案】D 【详解】A．由图可知，绳子有2段，绳自由端的拉力大小为 故A错误； BC．绳自由端的移动的距离为 速度为 故BC错误； D．木箱移动速度为 故D正确。 故选D。 三、作图题 11．一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 【答案】 【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，动滑轮绕3段绳，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示： 四、实验题 12．在“探究使用定滑轮和动滑轮工作时的特点”的实验中： (1)在探究定滑轮工作的特点时，照图乙操作，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 （变大/变小/不变）； (2)在探究动滑轮工作特点时，先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 向上拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。该实验至少要测量三组数据的目的是 。 【答案】(1)变小 (2) 匀速竖直 匀速 为了得到普遍的规律 【详解】（1）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。所以，测力计的示数变小。 （2）[1][2]在探究动滑轮工作的特点时，由于绳子拉起动滑轮和物体，故先测出物体的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，应匀速竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数。 [3]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性的发生。 五、计算题 13．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀速提升。（不计绳重及摩擦） (1)求5s内绳子自由端移动的距离； (2)求动滑轮的重力； (3)若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ 【答案】(1)3m (2)60N (3)1440N 【详解】（1）5s内物体移动的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m 动滑轮上有3股绳，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m （2）由图可知，动滑轮上有3股绳，用120N的拉力拉300N的物体，则动滑轮重力 （3）因为工人师傅体重为500N，绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重 ※※模块四：中考真题演练 考场有的放矢———————— 1．（2024·山东威海·中考真题）利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小范围为200-400N；拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离不超过2m；配重质量为15kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（    ） A．B．C． D． 【答案】AD 【详解】配重的重力 G配=m配g=15kg×10N/kg=150N A．杠杆左边就只有0.5m ，最大移动距离不可能是0.6m，不符合设计要求，故A符合题意； B．由杠杆平衡条件得到 F1×0.7m=G配×1.4m F1×0.7m=150N×1.4m F1=300N 在拉力的范围内，拉力和配重移动的距离之比 拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离为 没有超过2m，符合设计要求，故B不符合题意； C．图中滑轮组的动滑轮绕绳子的段数是2段，滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，则拉力 F2=2G配=2×150N=300N 在拉力的范围内，拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离 l配2=2×0.6m=1.2m 没有超过2m，符合设计要求，故C不符合题意； D．图中滑轮组的动滑轮绕绳子的段数是3段，滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，则拉力 F3=3G配=4×150N=450N 超过拉力的范围，不符合设计要求，故D符合题意。 故选AD。 2．（2023·山东青岛·中考真题）使用下列简单机械时， 能省距离的是（　　） A．用筷子夹食物 B．用起子开瓶盖 C．利用定滑轮升国旗 D．起重机利用动滑轮吊起重物 【答案】A 【详解】A．用筷子夹食物时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可以省距离，故A符合题意； B．用起子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B符合题意； C．定滑轮相当于等臂杠杆，既不省力，也不省距离，故C不符合题意； D．动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，可以省一半的力，但费距离，故D不符合题意。 故选A。 3．（2022·山东淄博·中考真题）如图是某小区使用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．装置中的滑轮是动滑轮 B．装置中的滑轮改变了力的方向 C．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆 D．蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光 【答案】B 【详解】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确； C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误； D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。 故选B。 4．（2021·山东淄博·中考真题）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ） A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 【答案】B 【详解】A．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误； B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确； C．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误； D．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。 故选B。 5．（2019·山东东营·中考真题）如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1＝G； B．由图可知，定滑轮不省力，所以拉力F2＝G； C．设斜面的高度为h，斜面长度为s，则＝sin30°＝，由功的原理可得，F3s＝Gh，所以F3＝G＝G； D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力F4＝G， 综上可知，当提起同一重物时，最省力的是A． 6．（2022·山东枣庄·中考真题）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。 【答案】 【详解】向下拉绳将重物提升，从绳子自由端向上绕起，先绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮，最后系在定滑轮下面的挂钩上，如图所示： 7．（2020·山东青岛·中考真题）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。 【答案】 弹簧测力计对绳子末端的拉力 物体的重力 F1=F2=F3 可以改变力的方向 【详解】(1)[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。 (2)[3]图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即 F1=F2=F3 (3)[4]虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。 8．（2020·山东菏泽·中考真题）现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中 方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况； 方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面； 方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。 你认为方案 不可行，原因是 。 【答案】 三 无法控制受力面积的大小相同 【详解】[1]方案三不可行。 [2]方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，根据杠杆的平衡条件可知，由于力臂相同，向下倾斜的一端的拉力大，则这一端的西瓜的重力大，故方案一可行； 方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，由于使用定滑轮不省力也不费力，若一个西瓜先离开地面，说明这个西瓜向下的拉力小，重力小，故方案二可行； 方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，由于西瓜的形状不同，无法控制受力面积相同，不能通过海绵形变的大小来判定压力的大小，故方案三不可行。 ※※模块五：动手实验实践 提升综合能力———————— 综合题 2024年5月1日8时许，中国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。航空母舰已是现代海军不可或缺的利器，也成为了一个国家综合国力的象征。航母上配备大量先进装备，如战斗机弹射技术，拦阻索技术等，其中舰载机是航母战斗力的核心，舰载机可以在航母上起飞、着落，执行各种军事任务。求： （1）舰载飞机从福建舰的甲板上起飞过程中，机翼下表面空气流速比上表面 ，（选填“大”或“小”或“相同”）为缩短起飞距离，舰载机最好是 （选填“顺风”或“逆风”）起飞； （2）在航母建设中，需要吊起某些重物，采用如图所示的装置，每个滑轮重力相同，滑轮固定在支架下方，绳子一端固定在竖直的墙上，另外一端固定在支架上，用来加固支架。不计绳重和滑轮与绳子之间的摩擦，不计滑轮和轴之间的摩擦。工人站在水平地面上，竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体在5s内匀速上升了1m。已知物体重600N，该工人重500N，此时绳子自由端受到的拉力为210N。 ①在图中画出人拉绳子时最省力的绳子绕法 ； ②人手中的绳子能够承受的最大拉力是600N，其他绳子都足够牢固。则该工人利用此滑轮组提起不同的货物，机械效率最大可以达到多少 ？ 【答案】 小 逆风 见解析 89.5% 【详解】（1）[1]舰载飞机从福建舰的甲板上起飞过程中，机翼向上凸起，下表面空气流速比上表面小。 [2]为缩短起飞距离，舰载机最好是逆风起飞，飞机相对于空气的速度等于飞机速度加上风的流速，逆风起飞，飞机相对于空气的速度较大，飞机获得的升力较大。 （2）[3]最省力时，绳子与动滑轮连接的线段的股数最多，则滑轮组中绕线时，应从定滑轮的挂钩开始绕起，每个滑轮只绕一遍，绕线不重复，不交叉，直到绳子的末端被绕出，如图所示： [4]由图得 不计绳重和摩擦，有 则 绳子承受的最大拉力为600N，人体重力为500N，综合考虑绳子自由端能够产生的最大拉力为500N。仅增大物体重力，用原机械提升重物，机械效率变大，此时，绳子自由端拉力也变大，当绳子自由端拉力为500N时，由得 此时机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $$