第12讲 滑轮及滑轮组（6大题型+巩固提高）--2024-2025学年人教版八年级物理下册查漏补缺

第12讲 滑轮及滑轮组 题型预览 题型1：辨析动滑轮与定滑轮的区别 题型2：定滑轮对天花板的拉力 题型3：滑轮组绳子的绕法 题型4：动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 题型5：滑轮组承重绳子拉力、移动距离的关系 题型6：特殊滑轮组的相关计算（较难） 知识梳理·温故知新 一、定滑轮 1. 定义：轴的位置________的滑轮。 1. 特点：不省力，但可以改变________。 1. 实质：相当于一个________杠杆，支点在轴心，动力臂等于阻力臂。 二、动滑轮 1. 定义：轴的位置随被拉物体一起________的滑轮。 2. 特点：能省________的力，但不能改变力的方向，且费________。 3. 实质：相当于动力臂是阻力臂________倍的省力杠杆，支点在滑轮边缘与固定绳子接触处。 三、滑轮组 1. 定义：定滑轮和动滑轮的________。 2. 特点：既能________，又能改变________。 3. 省力规律：若承担物重的绳子段数为 n，则拉力 F = ________（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 4. 绳子自由端移动距离s 与物体上升高度 h的关系：s = ______。 答案： 一、定滑轮 固定不动 力的方向 等臂 二、动滑轮 1.移动 2.一半；距离 3.两 三、滑轮组 1.组合 2.省力；力的方向 3. G/n 4. nh 经典好题 题型1：辨析动滑轮与定滑轮的区别 【典例1】如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两人用力一样大 B．甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离 C．乙用力比甲小 D．甲乙使绳索移动的距离相等 【变式1-1】如图示，同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动，拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＝F3 C．F2＞F1＞F3 D．F1＝F2＞F3 【变式1-2】用如图的滑轮，分别匀速提升均为70N的重物，忽略摩擦和滑轮自重，则图甲的拉力F1= N，图乙的拉力F2= N，乙图的滑轮相当于 杠杆(选填“省力”、“等臂”或“费力”)。 题型2：定滑轮对天花板的拉力 【典例2】如图所示，弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2N，若弹簧测力计2的示数为5N，则弹簧测力计1的示数为 N。 【变式2-1】如图所示，两弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2N，若弹簧测力计2的示数为5N，则物体A的重力为 N，弹簧测力计1的示数为 N。 【变式2-2】如图所示，弹簧测力计下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B均处于静止状态，GB＝100N，GA＝10N，则弹簧测力计的示数为（　　） A．100N B．111N C．21N D．20N 题型3：滑轮组绳子的绕法 【典例3】如题图所示，请根据拉力F与重力G的关系连线（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 【变式3-1】请用笔在图中画出使用滑轮组时最省力的绕法。 【变式3-2】一位同学站在地面上，想利用如图所示的滑轮组提升重物，要求用最省力的方式提升重物，请你用笔画线代替绳子，帮她画出符合要求的绳子绕法。 题型4：动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【典例4】如图所示，A、B为两个滑轮，若物体与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要使沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m；为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m。 【变式4-1】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 【变式4-2】如图，物体做匀速直线运动，若绳a的拉力为10N，则以下说法正确的是（　　） A．绳b拉力为5N B．绳c拉力为20N C．物体重力为10N D．物体摩擦力为5N 题型5：滑轮组承重绳子拉力、移动距离的关系 【典例5】如图所示，在水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N。则拉力F等于 N；若物体的速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为 m/s。（不计绳与滑轮间的摩擦） 【变式5-1】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 【变式5-2】如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重480N的物体A以的速度匀速提升20s，不计绳重和摩擦。 (1)求动滑轮重。 (2)求绳子自由端移动的距离。 (3)若用此滑轮组将重630N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力应为多大？ 题型6：特殊滑轮组的相关计算（较难） 【典例6】如图所示，物体A的质量是400g，物体B的体积是10cm3，此时A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将B始终浸没在水中，并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时，需要施加0.95N水平向左的拉力。已知动滑轮重为0.3N，不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦，则物体B重力为 N。（g取10N/kg）    【变式6-1】如图，小强站在一个平板上，用如图所示的滑轮组匀速把木板和自己向上拉了1m高。已知小强体重为500N，木板重300N，每个滑轮重均为40N。若不考虑摩擦及绳重，则小强的拉力为 N，小强对平板的压力为 N。    【变式6-2】如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物体G1，通过细绳悬挂在A点，G2、G3，G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50N，则绳子对A的拉力FA N，G2受到的重力为 N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，则力F的大小为 N（绳重，滑轮重及绳与滑轮摩擦不计）。 【变式6-3】图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则： （1）拉力F的大小为 N。 （2）物体A上升的速度为 m/s。 （3）天花板对定滑轮拉力大小为 N。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．要使用滑轮组将物体匀速提升，物重1250N，而绳子最多能承受250N的力，若不计动滑轮自重，则滑轮组中至少有（　　） A．一个定滑轮、两个动滑轮 B．两个定滑轮、一个动滑轮 C．两个定滑轮、两个动滑轮 D．三个定滑轮、两个动滑轮 2．如图所示，人对绳的拉力都是，将各重物匀速提起。不计动滑轮重和摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 3．下图为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，钩码匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（    ） A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N 4．如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（　　）    A． B． C． D． 5．如图所示的滑轮组，挂上物块、后恰好平衡，若不计绳重、动滑轮重和摩擦，在物块、下面再加挂一个质量相等的小物块，将出现（   ） A．物块下降 B．物块上升 C．仍保持平衡 D．条件不足，不能判断 6．如图所示，一轻质弹簧测力计上端固定于天花板上的O点，下端悬挂一个滑轮。A、B两重物用一跨过滑轮的细绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为和，此时弹簧测力计的示数为，忽略绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　） A．地面对重物A的支持力大小为 B．滑轮的重力大小为 C．弹簧测力计的示数 D．细绳受到的拉力大小为 二、填空题 7．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是 N，B点受到的力是 N，物体甲对地面的压力是 N。 8．如图所示，物体A、B所受重力都为200N，滑轮重、绳重和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时，力F1为 N，力F2为 N；若物体A、B均上升0.2m，用时1s，则力F1移动的距离为 m，力F2移动的距离为 m，力F1移动的速度为 m/s，力F2移动的速度为 m/s。 9．某同学的重力为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，动滑轮重100N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，若不计绳重和滑轮摩擦，则物体A的重力不能超过 N。 10．如图甲所示，物体重1000N，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，用力匀速提升物体，使物体上升2m，则拉力F1为 N，绳子自由端移动的距离为 m；若换用图乙，则拉力F2为 N，绳子自由端移动的距离为 m。 三、作图题 11．如图所示 （1）画出物体G受重力的示意图； （2）按要求（拉力为物重的三分之一）连好滑轮组的线。 12．李明用如图所示的滑轮组，用最小的力将重物从地面提升到楼顶，请你用笔画线代替绳子，画出他的绕绳方法，并画出重物受到重力的示意图。 四、计算题 13．如图所示，在新农村改造时，质量为70kg的工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料，在10s内将该建筑材料匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，工人所用的拉力为250N。（g取10N/kg） (1)求建筑材料的重力； (2)求绳子末端移动的速度； (3)请通过计算说明，该工人用此滑轮组能否拉起重为1400N的建筑材料。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 滑轮及滑轮组 题型预览 题型1：辨析动滑轮与定滑轮的区别 题型2：定滑轮对天花板的拉力 题型3：滑轮组绳子的绕法 题型4：动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 题型5：滑轮组承重绳子拉力、移动距离的关系 题型6：特殊滑轮组的相关计算（较难） 知识梳理·温故知新 一、定滑轮 1. 定义：轴的位置________的滑轮。 1. 特点：不省力，但可以改变________。 1. 实质：相当于一个________杠杆，支点在轴心，动力臂等于阻力臂。 二、动滑轮 1. 定义：轴的位置随被拉物体一起________的滑轮。 2. 特点：能省________的力，但不能改变力的方向，且费________。 3. 实质：相当于动力臂是阻力臂________倍的省力杠杆，支点在滑轮边缘与固定绳子接触处。 三、滑轮组 1. 定义：定滑轮和动滑轮的________。 2. 特点：既能________，又能改变________。 3. 省力规律：若承担物重的绳子段数为 n，则拉力 F = ________（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 4. 绳子自由端移动距离s 与物体上升高度 h的关系：s = ______。 答案： 一、定滑轮 固定不动 力的方向 等臂 二、动滑轮 1.移动 2.一半；距离 3.两 三、滑轮组 1.组合 2.省力；力的方向 3. G/n 4. nh 经典好题 题型1：辨析动滑轮与定滑轮的区别 【典例1】如图，甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两人用力一样大 B．甲使绳索移动的距离大于乙使绳索移动的距离 C．乙用力比甲小 D．甲乙使绳索移动的距离相等 【答案】C 【详解】AC．由甲乙两图可知，甲图的滑轮是定滑轮，乙图的滑轮是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物体重力，乙的拉力等于物体重力的，所以乙用力比甲小，故A错误，C正确； BD．将同一物体拉到楼顶，即物体上升高度相同，甲使绳索移动距离等于物体上升的高度，乙使绳索移动距离等于物体上升高度的两倍，所以甲使绳索移动的距离小于乙使绳索移动的距离，故BD错误。 故选C。 【变式1-1】如图示，同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动，拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＝F3 C．F2＞F1＞F3 D．F1＝F2＞F3 【答案】C 【详解】不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦，假设物块与地面的摩擦力为f，由于第一个图中滑轮为定滑轮，使用过程不省力，故 F1＝f 第二个图中滑轮为动滑轮，但F2处作用在动滑轮上，费2倍的力，所以 F2＝2f 第三个图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则 故F2＞F1＞F3，故C正确。 故选C。 【变式1-2】用如图的滑轮，分别匀速提升均为70N的重物，忽略摩擦和滑轮自重，则图甲的拉力F1= N，图乙的拉力F2= N，乙图的滑轮相当于 杠杆(选填“省力”、“等臂”或“费力”)。 【答案】 70 35 省力 【分析】定滑轮是指固定不动的滑轮，动滑轮是指和物体一块移动的滑轮；定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；动滑轮的特点是能够省一半力，但是费距离，根据动滑轮的特点求出拉力大小。 【详解】[1]甲图是定滑轮，乙图是动滑轮，忽略摩擦和滑轮自重时，则图甲的拉力 [2]乙图是动滑轮，忽略摩擦和滑轮自重时，则图乙的拉力 [3]乙图的动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。 题型2：定滑轮对天花板的拉力 【典例2】如图所示，弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2N，若弹簧测力计2的示数为5N，则弹簧测力计1的示数为 N。 【答案】12 【详解】弹簧测力计2的示数为5N，则绳子拉力为5N，对定滑轮受力分析，其受到了向上的拉力，向下的拉力2段，定滑轮的重力，故弹簧测力计1的示数为 F=5N+5N+2N=12N 则弹簧测力计1的示数为12N。 【变式2-1】如图所示，两弹簧测力计均为竖直方向，不计摩擦及弹簧测力计自重，滑轮的重力为2N，若弹簧测力计2的示数为5N，则物体A的重力为 N，弹簧测力计1的示数为 N。 【答案】 5 12 【详解】[1]如图所示，是定滑轮，只能改变力的方向，无法改变力的大小，故A物体所受的拉力为5N，拉力与重力是平衡力，故A物体的重力为5N。 [2]对定滑轮受力分析，其受到了向上的拉力，向下的拉力2段，定滑轮的重力，故弹簧测力计1的示数为 【变式2-2】如图所示，弹簧测力计下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B均处于静止状态，GB＝100N，GA＝10N，则弹簧测力计的示数为（　　） A．100N B．111N C．21N D．20N 【答案】C 【详解】看图可知，弹簧测力计挂钩受到A、B的拉力和滑轮的重力三个向下力的合力；GA处于静止状态说明GA对绳子左端施加一个10N的向下的拉力，由定滑轮的特点知，绳子处于静止状态说明绳子右端也受到一个向下的10N的拉力，GB对定滑轮的拉力为10N，定滑轮的重力为1N，所以弹簧测力计的示数为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 题型3：滑轮组绳子的绕法 【典例3】如题图所示，请根据拉力F与重力G的关系连线（忽略动滑轮重、绳重及摩擦）。 【答案】    【详解】由题意可知，绳重、滑轮重及摩擦不计，根据滑轮组特点可知，n为跟动滑轮相连的绳子的股数，由题意可知，第一个滑轮组的绳子承重股数为n1=3，从动滑轮开始绕线，如图所示： 第二个滑轮组的绳子承重股数为n2=2，从定滑轮开始绕线，滑轮组的连线图如下： 【变式3-1】请用笔在图中画出使用滑轮组时最省力的绕法。 【答案】 【详解】根据滑轮组的省力分析，，在物重和动滑轮重不变时，连在动滑轮上承担物重的绳子段数越多，越省力，本题中连在动滑轮上绳子最多可以有４段，连线如图所示： 【变式3-2】一位同学站在地面上，想利用如图所示的滑轮组提升重物，要求用最省力的方式提升重物，请你用笔画线代替绳子，帮她画出符合要求的绳子绕法。 【答案】 【详解】由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕。如图所示： 题型4：动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 【典例4】如图所示，A、B为两个滑轮，若物体与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要使沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m；为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m。 【答案】 30 2 15 4 【详解】[1][2]A滑轮为定滑轮，定滑轮不省力也不费距离，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离 [3][4]B滑轮为动滑轮，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离为 【变式4-1】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。 【变式4-2】如图，物体做匀速直线运动，若绳a的拉力为10N，则以下说法正确的是（　　） A．绳b拉力为5N B．绳c拉力为20N C．物体重力为10N D．物体摩擦力为5N 【答案】B 【详解】图中所示的机械为动滑轮，根据特点可知，两股绳会平分动滑轮所受的拉力，已知绳a的拉力为10N，则绳b拉力10N，即物体摩擦力为10N，绳c拉力为，由于物体在水平方向运动，则无法求得重力，故B正确，ACD错误。 故选B。 题型5：滑轮组承重绳子拉力、移动距离的关系 【典例5】如图所示，在水平拉力F作用下，重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为120N。则拉力F等于 N；若物体的速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为 m/s。（不计绳与滑轮间的摩擦） 【答案】 40 0.6 【详解】[1]如图，滑轮组有三段绳子承担摩擦力，拉力 [2]滑轮组有三段绳子承担摩擦力，物体移动速度是0.2m/s，绳子自由端移动的速度为 【变式5-1】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。 【变式5-2】如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重480N的物体A以的速度匀速提升20s，不计绳重和摩擦。 (1)求动滑轮重。 (2)求绳子自由端移动的距离。 (3)若用此滑轮组将重630N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力应为多大？ 【答案】(1)120N (2)6m (3)250N 【详解】（1）由图知道，绳子承重段数n=3，根据可知，动滑轮的重力为 （2）自由端的速度为 绳子自由端移动的距离为 （3）若用此滑轮组将重为630N的物体竖直向上匀速提升，则作用在绳子自由端的拉力F为 题型6：特殊滑轮组的相关计算（较难） 【典例6】如图所示，物体A的质量是400g，物体B的体积是10cm3，此时A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将B始终浸没在水中，并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时，需要施加0.95N水平向左的拉力。已知动滑轮重为0.3N，不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦，则物体B重力为 N。（g取10N/kg）    【答案】0.7 【详解】物体A水平向右匀速运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：    则根据力的平衡条件可得 f=F1，G动+GB=2F1 解得，A受到水平桌面的摩擦力 ① 当A向左匀速直线运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：    因为A物体对水平桌面的压力不变，接触面粗糙程度不变，所以f的大小不变，则根据力的平衡条件可得 F=f+F2，2F2+F浮=G动+GB 所以 即 ② 因为B物体始终浸没在水中，所以B排开水的体积 V排=V=10cm3 据阿基米德原理得 F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N③ 由①②③式可得：GB=0.7N。 【变式6-1】如图，小强站在一个平板上，用如图所示的滑轮组匀速把木板和自己向上拉了1m高。已知小强体重为500N，木板重300N，每个滑轮重均为40N。若不考虑摩擦及绳重，则小强的拉力为 N，小强对平板的压力为 N。    【答案】 190 310 【详解】[1]将小强和平板作为一个整体，由于他们处于匀速上升状态，所以受力平衡；设小强用的拉力为F，由图示可知，作用在小强和平板上绳子的股数为3，其中右边两段绳子的拉力均为F，最左侧绳子上的拉力为2F+G轮，则有 (2F+G轮)+F+F=G人+G板 代入数据得 (2F+40N)+F+F=500N+300N 解得F=190N，则小强的拉力为190N。 [2]由于小强受到竖直向上的拉力、支持力和竖直向下的重力，则支持力 F支=G-F=500N-190N=310N 由于力的作用是相互的，小强对平板的压力与平板对小强的支持力是一对相互作用力，两个力的大小相等，则小强对平板的压力 F压=F支=310N 【变式6-2】如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物体G1，通过细绳悬挂在A点，G2、G3，G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50N，则绳子对A的拉力FA N，G2受到的重力为 N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，则力F的大小为 N（绳重，滑轮重及绳与滑轮摩擦不计）。 【答案】 100 200 80 【详解】[1] G1处于静止状态，受力平衡，受到竖直向上的支持力、绳的拉力和竖直向下的重力，根据力的平衡条件可得，A对G1的拉力为 即也为绳子对A的拉力。 [2]根据杠杆平衡条件可得：；已知AO:OB=4:1，则杠杆右端的拉力为 G2恰好匀速下降，绳重、滑轮重及滑轮的摩擦不计，则G2对杠杆的拉力等于G3对杠杆的拉力，且G2对杠杆的拉力和G3对杠杆的拉力之和等于400N，所以 [3]对G3进行受力分析可知，G3受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力F上和竖直向下的拉力F下，且有 F上与G3对杠杆的拉力是一对相互作用力，则F上=200N，又因为G3=160N，则 当G2恰好匀速下降时，G4向左匀速运动，物体G4受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力为 若用力沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，此时物体G4在水平方向受向左的摩擦力f和向左的拉力F下；根据力的平衡条件可得，力F的大小为 【变式6-3】图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则： （1）拉力F的大小为 N。 （2）物体A上升的速度为 m/s。 （3）天花板对定滑轮拉力大小为 N。 【答案】 2 0.15 4.5 【详解】（1）[1]题图中与托板相连的两个滑轮为动滑轮，共有4股绳子跨过动滑轮，提升总重力 G=GA+G滑轮+G托板=6N+0.5N+0.5N+1N=8N 不计滑轮轴摩擦和绳重，作用在绳端的力为 （2）[2]绳端移动的距离s和物体上升的距离h的关系是s=nh，物体上升的高度 由得物体A上升的速度为 （3）[3]定滑轮对天花板的拉力等于两股绳对定滑轮的拉力加上定滑轮的重力，即 T=2N+2N+0.5N=4.5 根据力的作用是相互的，天花板对定滑轮拉力大小也等于4.5N。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．要使用滑轮组将物体匀速提升，物重1250N，而绳子最多能承受250N的力，若不计动滑轮自重，则滑轮组中至少有（　　） A．一个定滑轮、两个动滑轮 B．两个定滑轮、一个动滑轮 C．两个定滑轮、两个动滑轮 D．三个定滑轮、两个动滑轮 【答案】C 【详解】串绕滑轮组的绳子最多只能承受250N的拉力，物体的重力为1250N，由得，至少由5段绳子承担物体的重力，一般的情况下两股绳子配一个动滑轮，所以当由动滑轮开始绕线时，可以安装两个动滑轮，一个动滑轮一般配一个定滑轮，所以定滑轮的个数也是两个，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示，人对绳的拉力都是，将各重物匀速提起。不计动滑轮重和摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为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；因为动滑轮的实质是动力臂大于阻力臂，使用动滑轮的好处是能够省力；如图中所示：设将重物匀速提升的力为，若不计摩擦和滑轮重，在A中，拉力等于物体重力；在B中拉力是物体重力的一半，即；在C中，拉力等于物体重力的三分之一，即；在D中，拉力是物体重力的一半，即，故 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．下图为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，钩码匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（    ） A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N 【答案】C 【详解】图示中，使用动滑轮提升的钩码总重力G=2N+2N=4N 不计绳重及摩擦时，绳端拉力，即弹簧测力计示数 绳重及摩擦不能忽略时，测力计的示数比3N略大，最接近3.2N，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（　　）    A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可知，左边动滑轮上有2股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 右边动滑轮上有3股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．如图所示的滑轮组，挂上物块、后恰好平衡，若不计绳重、动滑轮重和摩擦，在物块、下面再加挂一个质量相等的小物块，将出现（   ） A．物块下降 B．物块上升 C．仍保持平衡 D．条件不足，不能判断 【答案】B 【详解】由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，不计动滑轮重，当a、b平衡时，； 若a、b处各加一个质量相等的砝码，设其重力为G，则定滑轮右端的拉力为 定滑轮左端的拉力为 显然，所以a上升，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．如图所示，一轻质弹簧测力计上端固定于天花板上的O点，下端悬挂一个滑轮。A、B两重物用一跨过滑轮的细绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为和，此时弹簧测力计的示数为，忽略绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　） A．地面对重物A的支持力大小为 B．滑轮的重力大小为 C．弹簧测力计的示数 D．细绳受到的拉力大小为 【答案】B 【详解】D．图示滑轮为定滑轮，B在空中静止，由二力平衡得，细绳受到的拉力 故D错误； A．细绳对A的拉力 A在竖直向下的重力和竖直向上的拉力、支持力的作用下，处于平衡状态，由二力平衡得，地面对重物A的支持力 故A错误； C．弹簧测力计的示数 故C错误； B．由于得，滑轮的重力 B正确。 故选B。 二、填空题 7．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是 N，B点受到的力是 N，物体甲对地面的压力是 N。 【答案】 5 10 7 【详解】[1][2]由题知，物体乙重，因为提升物体乙的滑轮为动滑轮，所以绳子上的拉力 点受到的力 点受到的力 地面对甲的支持力 由力的作用相互性可知，甲对地面的压力 8．如图所示，物体A、B所受重力都为200N，滑轮重、绳重和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时，力F1为 N，力F2为 N；若物体A、B均上升0.2m，用时1s，则力F1移动的距离为 m，力F2移动的距离为 m，力F1移动的速度为 m/s，力F2移动的速度为 m/s。 【答案】 100 200 0.4 0.2 0.4 0.2 【详解】[1][2]动滑轮有效绳子段数，定滑轮有效绳子段数，滑轮重、绳重和摩擦不计，所以动滑轮自由端拉力 定滑轮自由端拉力 [3][4][5][6]力F1移动的距离为 力F2移动的距离为 则力F1移动的速度为 力F2移动的速度 9．某同学的重力为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，动滑轮重100N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，若不计绳重和滑轮摩擦，则物体A的重力不能超过 N。 【答案】900 【详解】由图可知，滑轮组有效绳子段数，某同学的重力为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，所以绳子自由端最大拉力为500N，此时物体A重力最大，则物体A的重力最大为 10．如图甲所示，物体重1000N，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，用力匀速提升物体，使物体上升2m，则拉力F1为 N，绳子自由端移动的距离为 m；若换用图乙，则拉力F2为 N，绳子自由端移动的距离为 m。 【答案】 600 4 400 6 【详解】[1]由题图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，由于不计绳重和摩擦，则拉力为 [2]绳子自由端移动的距离为 [3]由题图乙可知，滑轮组的绳子承重股数为n′=3，由于不计绳重和摩擦，则拉力为 [4]绳子自由端移动的距离为 三、作图题 11．如图所示 （1）画出物体G受重力的示意图； （2）按要求（拉力为物重的三分之一）连好滑轮组的线。 【答案】 【详解】物体重力的方向是竖直向下，重力的作用点在重心，画出物体G受重力的示意图；要求拉力为物重的三分之一，则需要3段绳子承担动滑轮的重。如下图所示： 12．李明用如图所示的滑轮组，用最小的力将重物从地面提升到楼顶，请你用笔画线代替绳子，画出他的绕绳方法，并画出重物受到重力的示意图。 【答案】 【详解】画最小力时，绳子固定端应在动滑轮的挂勾上，由图可知，人的拉力的方向是向下的，从人的手开始依次连接左侧的定滑轮、动滑轮、右边上面的定滑轮、动滑轮；重物受到的重力的方向是竖直向下的，重力作用在物体的重心上，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如下所示： 四、计算题 13．如图所示，在新农村改造时，质量为70kg的工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料，在10s内将该建筑材料匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，工人所用的拉力为250N。（g取10N/kg） (1)求建筑材料的重力； (2)求绳子末端移动的速度； (3)请通过计算说明，该工人用此滑轮组能否拉起重为1400N的建筑材料。 【答案】(1)400N；(2)0.4m/s；(3)不能 【详解】（1）建筑材料的重力G物=m物g=40kg×10N/kg=400N （2）动滑轮上承担物重的绳子段数n=2，绳子末端移动的距离s=nh=2×2m=4m 绳子末端移动的速度 （3）动滑轮的重力G动=nF-G物=2×250N-400N=100N 工人的重力G人=m人g=70kg×10N/kg=700N 绳子末端受到的最大拉力为人的重力，即F'=G人=700N 工人能拉起的最大物重G物'=nF'-G动=2×700N-100N=1300N<1400N 故不能拉起重为1400N的建筑材料。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$