11.2滑轮及其应用讲义2024－2025学年沪科版（2024）物理八年级全一册

滑轮及其应用专项练习 知识点01 定滑轮与动滑轮 定滑轮 动滑轮 定义 轴固定不动的滑轮 轴可以随着被吊物体一起运动的滑轮 图示 实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 特点 可以改变力的方向，但不能省力 不能改变力的方向，但能省力 F和G的关系 s和h的关系 s＝h（s为绳端移动距离，h为提升的高度） s＝2h 和的关系 =（为绳子移动的距离，为物体移动的距离） =2 知识点02 滑轮组 1.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 4.费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为(n表示该担物重的绳子段数)。 5.滑轮组的组装 (1)确定绳子的段数：根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 (2)滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 3、水平滑轮组 物体在滑轮组的作用下勾速直线运动时，绳子自由端移动的距离s＝ns物，不计动滑轮重、绳重及滑轮与绳之间的摩擦时。 知识点03 其他简单机械 1、斜面 （1）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一种省力的简单机械。 （2）一般斜面高度一定时，斜面长度越长，越省力。例如，骑自行车上坡时走“S”形线路更容易上坡。这是坡高一定的情况下，通过增加斜面的长度达到更省力的效果。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。 （3）应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等。 易混易错点：滑轮中拉力方向对拉力大小的影响 （1）定滑轮：利用定滑轮拉起一个重为G的物体时，不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力G。 （2）动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向，此时动滑轮将不能省一半力，如果再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力。 方法技巧：确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将两者隔离开，数出与动滑轮相连的绳子的段数就可以得到n的数值。 方法技巧：滑轮的特殊用法 （1），， 。 （2），， 高频命题点 滑轮及其应用 【例1】．（2024·四川内江·中考真题）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 【例2】．（2024·甘肃白银·中考真题）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，B重，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在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【例3】（2020·延安）用轻质滑轮匀速提升同一重物，下列选项中所用拉力最小的是（ ） A .  B .  C .  D .  【例4】（2021·重庆南开中学初二期中）如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（　　） A．400N B．450N C．500N D．600N 1.（2020·深圳市高级中学初三其他）下列各图中利用了动滑轮的是（　　） A． B． C． D． 2.（2019·福建省初二期末）关于滑轮，下列说法错误的是 A．使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向 B．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向 C．定滑轮实质是个等臂杠杆 D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 3.（2020·全国初三专题练习）如图所示滑轮分别在力F1、F2、F3的作用下匀速提升物体，这三个力的大小关系是（ ） A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C． F1＜F2= F3 D．F1=F2=F3 4.（2019·广西壮族自治区初三期中）用一个动滑轮将重120N的物体匀速提起（动滑轮、绳重和摩擦忽略不计），所用拉力为（　　） A．120N B．60N C．240N D．30N 【答案】B 【解析】 动滑轮重、绳重和摩擦忽略不计，使用动滑轮，能省一半力，所用拉力为 F=G=×120N=60N 故选B。 5．（2024·山东东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 6．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，，，A、B均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（　　） A．A与B之间的摩擦力为0 B．A对地面的压强为2500Pa C．绳子自由端移动的速度为1.2m/s D．拉力F做功的功率为30W 7．（24-25九年级上·安徽池州·期中）如图所示，一滑轮下端悬吊一个重100N的物体，滑轮重2N，在拉力F的作用下使物体G在2s内上升了4m，（绳的重力和摩擦不计），滑轮上升的速度是v= m/s，拉力F所做的功W= J。 8．（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）如图所示，用不同的滑轮提升重均为100N的物体，不计滑轮的重力、绳重和摩擦，拉动B物体的滑轮相当于 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）， N； N。 9.（2018·甘肃省初三三模）利用图中的滑轮组，用200N的拉力将重为800N的物体匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法。 （______） 10.（2020·涡阳县王元中学初二月考）如图所示，利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，求： (1)画出滑轮组的绕线方式； (2)绳子自由端向下移动的距离； (3)若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是多少N。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 滑轮及其应用专项练习 知识点01 定滑轮与动滑轮 定滑轮 动滑轮 定义 轴固定不动的滑轮 轴可以随着被吊物体一起运动的滑轮 图示 实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 特点 可以改变力的方向，但不能省力 不能改变力的方向，但能省力 F和G的关系 s和h的关系 s＝h（s为绳端移动距离，h为提升的高度） s＝2h 和的关系 =（为绳子移动的距离，为物体移动的距离） =2 2.几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 图示 表达式 定滑轮 ，， ，，（其中，为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ，， ，， ，， ，， 知识点02 滑轮组 1.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 4.费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为(n表示该担物重的绳子段数)。 5.滑轮组的组装 (1)确定绳子的段数：根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 (2)滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 3、水平滑轮组 物体在滑轮组的作用下勾速直线运动时，绳子自由端移动的距离s＝ns物，不计动滑轮重、绳重及滑轮与绳之间的摩擦时。 知识点03 其他简单机械 1、斜面 （1）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一种省力的简单机械。 （2）一般斜面高度一定时，斜面长度越长，越省力。例如，骑自行车上坡时走“S”形线路更容易上坡。这是坡高一定的情况下，通过增加斜面的长度达到更省力的效果。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一。 （3）应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等。 易混易错点：滑轮中拉力方向对拉力大小的影响 （1）定滑轮：利用定滑轮拉起一个重为G的物体时，不管拉力的方向如何，所用力的大小不变，始终等于物体重力G。 （2）动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向，此时动滑轮将不能省一半力，如果再加上动滑轮的自身重力，甚至会更费力。 方法技巧：确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将两者隔离开，数出与动滑轮相连的绳子的段数就可以得到n的数值。 方法技巧：滑轮的特殊用法 （1） ，， 。 （2），， 高频命题点 滑轮及其应用 【例1】．（2024·四川内江·中考真题）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 【答案】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。 【例2】．（2024·甘肃白银·中考真题）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，B重，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在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 20 40 【详解】[1]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B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，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 f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]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20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力 F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 【例3】（2020·延安）用轻质滑轮匀速提升同一重物，下列选项中所用拉力最小的是（ ） A .  B .  C .  D .  【答案】D 【解析】 A．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G； B．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G； C．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，则F=2G； D．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，则F=1/2G． 【例4】（2021·重庆南开中学初二期中）如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（　　） A．400N B．450N C．500N D．600N 【答案】B 【解析】 由图可知，绳子承担重物的段数n为3，提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为250N，根据求出动滑轮的重力为 当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为 综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。 1.（2020·深圳市高级中学初三其他）下列各图中利用了动滑轮的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】 因为动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动，由此知道A、B、C图中滑轮是固定不动的，是定滑轮，D图中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮，故选D。 2.（2019·福建省初二期末）关于滑轮，下列说法错误的是 A．使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向 B．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向 C．定滑轮实质是个等臂杠杆 D．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 【答案】B 【解析】 AC．定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮时不省力但可以改变力的方向，故AC正确，不符合题意； BD．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选B。 3.（2020·全国初三专题练习）如图所示滑轮分别在力F1、F2、F3的作用下匀速提升物体，这三个力的大小关系是（ ） A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C． F1＜F2= F3 D．F1=F2=F3 【答案】B 【解析】 固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如下： F1的力臂为直径，力臂最大，F2的力臂较大，F3的力臂最小，由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂的积一定时，力臂越大，力越小，所以最小的拉力是F1，其次是F2和F3，即 F1＜F2＜F3 故选B。 4.（2019·广西壮族自治区初三期中）用一个动滑轮将重120N的物体匀速提起（动滑轮、绳重和摩擦忽略不计），所用拉力为（　　） A．120N B．60N C．240N D．30N 【答案】B 【解析】 动滑轮重、绳重和摩擦忽略不计，使用动滑轮，能省一半力，所用拉力为 F=G=×120N=60N 故选B。 5．（2024·山东东营）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【解析】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据 可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为 可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，根据 以及 可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，，，A、B均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（　　） A．A与B之间的摩擦力为0 B．A对地面的压强为2500Pa C．绳子自由端移动的速度为1.2m/s D．拉力F做功的功率为30W 【答案】D 【详解】A．物体A、B一起向右匀速直线运动，A、B之间没有相对运动和相对运动趋势，故A与B之间的摩擦力为0，故A正确，不符合题意； B．A对地面的压力等于A和B组成的整体的重力，为 则A对地面的压强为 故B正确，不符合题意； C．与动滑轮连接的绳子段数n=2，根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知，绳子自由端移动的距离为 则绳子自由端移动的速度为 故C正确，不符合题意； D．拉力F做功为 则拉力F做功的功率为 故D错误，符合题意。 故选D。 7．（24-25九年级上·安徽池州·期中）如图所示，一滑轮下端悬吊一个重100N的物体，滑轮重2N，在拉力F的作用下使物体G在2s内上升了4m，（绳的重力和摩擦不计），滑轮上升的速度是v= m/s，拉力F所做的功W= J。 【答案】 1 404 【详解】[1]由图可知，F移动的距离是物体移动距离的二分之一，则滑轮在2s内移动的距离为2m，故动滑轮上升的速度 [2]物体重100N，滑轮重2N，F的大小是 拉力F所做的功 8．（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）如图所示，用不同的滑轮提升重均为100N的物体，不计滑轮的重力、绳重和摩擦，拉动B物体的滑轮相当于 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）， N； N。 【答案】 等臂 50 100 【详解】[1]拉动B物体的滑轮轴固定不动是定滑轮，其实质是等臂杠杆。 [2]动滑轮其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，省一半的力，所以 [3]定滑轮可以改变力的方向，不能省力，所以FB=100N。 9.（2018·甘肃省初三三模）利用图中的滑轮组，用200N的拉力将重为800N的物体匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳的绕法。 （______） 【答案】见解析 【解析】 因绳、滑轮的自重及摩擦不计，则承担物重的绳子段数为 同时用力方向向上，滑轮组绳子绕法如下图所示。 10.（2020·涡阳县王元中学初二月考）如图所示，利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，求： (1)画出滑轮组的绕线方式； (2)绳子自由端向下移动的距离； (3)若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是多少N。 【答案】(1)见解析 ；(2) 4m；(3) 20N 【解析】 (1)滑轮组是由一个定滑轮和一个动滑轮组成，人站在地面上向下拉绳子，则有两段绳子与动滑轮相连，绳子自由端在人的手中，如下图： (2)绳子自由端向下移动的距离 (3)因不计绳重及摩擦，则动滑轮重力为 学科网（北京）股份有限公司 $$