第02讲 滑轮（预习）-【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义（苏科版2024）

第02讲 滑轮 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练题型 强知识：7大核心题型精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 定滑轮和动滑轮 1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。 2、定滑轮工作特点 （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 （2）定滑轮的原理（如图所示）：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件（F1l1=F2l2）也可以得出定滑轮不省力的结论。 3、动滑轮工作特点 （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 （3）动滑轮的原理（如图所示）：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 知识点二：滑轮组 1、滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （1）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 （2）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 2、使用滑轮组时，条件不同，拉力的计算方法也不同 （1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。 （2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积．（注：n为滑轮的股数）。 知识点三：滑轮组的设计与组装 1、滑轮组的设计 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 2、滑轮组绳子的绕法 第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。 第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。 知识点四：轮轴 1、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴（如图所示）。例如汽车方向盘、辘护等。 2、轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 3、轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 4、轮轴的公式：F1R=F2r； 教材习题01 工人师傅用单个动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上，至少要用多大的拉力？ 解题方法 1、 解题思路：首先明确动滑轮的特点，不考虑动滑轮自身重力和摩擦时，动滑轮可以省一半的力，即拉力F =1/2G（G是物体重力 ），利用这个关系结合已知木箱重力计算拉力。 2、解题步骤：已知木箱重G = 600N，根据动滑轮省力公式F =1/2G，代入数据可得F =1/2×600N = 300N 。若考虑动滑轮重和摩擦，拉力会大于300N，一般题目未提及额外因素时，按理想情况计算。 教材习题02 用绳子和木棍体验“滑轮组”的威力。 两位同学各持一根较光滑的木棍，相距1m面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后缓慢地拉动绳子的另一端，结果会怎样？ 解题方法 1、 解题思路：分析两根木棍和绳子组成的装置，判断其为滑轮组，依据滑轮组省力的原理，分析拉动绳子时产生的现象 。 2、解题步骤：两根木棍相当于滑轮，绳子绕在上面构成滑轮组。滑轮组具有省力作用，当拉动绳子另一端时，由于滑轮组能省力，较小的拉力可转化为较大的力作用在木棍上，所以会观察到两位持木棍的同学难以轻易分开，木棍有相互靠拢、把同学“拉近”的趋势 。 教材习题03 观察自行车，它使用了哪些简单机械？这些简单机械的作用分别是什么？ 解题方法 1、解题思路：观察自行车不同部件，识别其中包含的简单机械，再结合各简单机械的特性，分析其在自行车上的作用。 2、解题步骤 识别简单机械：车把、脚踏板与齿轮属于轮轴；刹车把手、车闸属于杠杆；自行车上的螺丝属于斜面 。 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 1．施工中，一个工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力（　　） A．大 B．大 C．大 D．一样大 2．如图所示，我国古代聪慧的劳动人民能巧妙地应用简单机械将护城河上的板桥拉起来。安装在护城河旁城墙顶端的滑轮的作用是（　　） A．改变力的方向 B．省力 C．省功 D．省距离 3．如下图所示，甲物体重25N，乙物体重15N，甲、乙均静止，不计弹簧测力计自重及摩擦，弹簧测力计的示数为 ，地面对物体甲的支持力为 。 4．如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图，绳子绕在滑轮上，升旗手通过拉动绳子将国旗升起。这个滑轮属于 滑轮，它的作用是 。 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 5．如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10s内匀速上升4m，物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（   ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为 C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 6．如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（      ） A．0.8m/s，160N B．0.5m/s，40N C．0.2m/s，160N D．0.2m/s，40N 7．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是 。 8．芳芳同学用下图所示的装置对动滑轮特点进行了深究，记录的数据如下表所示．通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 实验次序 物重G/N 弹簧测力计的示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 (1)该实验中有 段绳承担物重，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是 ； (2)除上述原因之外，还应满足 向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 9．用两个完全相同的滑轮，分别按如图所示的甲、乙两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度。下列判断正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）    A．两次的拉力F甲<F乙 B．两次的机械效率甲大于乙 C．绳子自由端移动的距离s甲=s乙 D．两次所做的总功W甲>W乙 10．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 11．如图所示，沿水平方向通过轻质滑轮匀速拉动物体A，测力计的读数为0.4N。若不计滑轮的摩擦，则滑轮挂钩对物体A的拉力为（    ） A． B． C． D． 12．如图所示，物体A、B的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上，弹簧测力计示数为3N；现把物体A从物体B上取下，挂在物体C下，物体B做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）    A．A与B之间的摩擦力为3N B．开始时水平面对B的支持力为8N C．后来弹簧测力计的示数为6N D．后来水平面对B的摩擦力为7N 13．如图所示，重15N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以的速度匀速运动了2s，弹簧测力计的示数为3N，物体A所受摩擦力的方向 ，大小为 N。 14．如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，，D是OB的中点，滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，底面积为的物体M对水平地面的压强为7500Pa；第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，物体M对水平地面的压强为15000Pa（不计杠杆重、绳重和摩擦）。 （1）求第一次施加拉力时，物体M对地面的压力； （2）求拉力F的大小。 题型五 设计实验探究滑轮的特点 15．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，如图，小明先用图甲测出钩码的重力，然后用图乙做了两次实验，填入下表序号1、2。然后按同一个滑轮按图丙进行两次实验，填入下表序号3、4。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 (1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离， （选填“可以”或“不能”）改变力的方向；用图乙进行实验时，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)用图丙进行实验时，应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，除摩擦原因外，还因为拉力要承担 的重力。 题型六 滑轮组的构成及优点 16．若滑轮组、绳子、摩擦均忽略不计，则下列两个滑轮提升同一重物的几种组合中最省距离的是（　　） A． B． C． D． 17．如图所示的滑轮组，由两个相同的滑轮组成，绳子质量和所有摩擦均忽略不计，现在将一质量为5kg的重物匀速提升5m，机械效率为，则下列说法错误的是（　　）    A．每一个滑轮的质量为 B．该滑轮组使我们提升重物所需要的力变小，达到省力的目的 C．合理使用滑轮组，可以节省提起重物所需要的功 D．随着滑轮组结构优化效率将提升，但永远提升不到 18．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处用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将 （选填“靠拢”或“分开”），两根木棍和绳子组成的机械相当于 。 题型七 滑轮组的连线问题 19．不计绳重、滑轮重力与摩擦，拉力F与物重G的关系为，请画出滑轮组的绕线方式。 20．如图所示，画出使用图中所示滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。 21．工人站在地面用如图所示滑轮组提升重物，请画出工人使用滑轮组的正确绕线。 知识导图记忆 知识目标复核 1.识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。 2.经历分析定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，进一步掌握运用观察、对比研究问题的方法。 3.会安装滑轮组，并能根据安装情况研究施加的拉力大小和物重的关系。 4.了解滑轮在生活生产中的应用，认识滑轮的使用对社会发展的作用，并具有利用简单机械改善工作条件的意识。 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，重为G的木板和各个滑轮均处于静止状态，三个滑轮质量均相等，则甲、乙、丙、丁四点中所受拉力最大的点是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 3．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（桶盖绕转轴转动），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．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 4．某同学发明一自动升降排水井盖如图甲所示，暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升如图乙所示，加快路面雨水的排放。某次排水过程中，重的井盖被抬升，下列说法正确的是（　　） A．此过程中，克服井盖重力做功 B．此过程中，定滑轮作用是改变力的大小 C．要使降水量更大时才抬升井盖，可增大排水口面积 D．要使降水量稍小时就能抬升井盖，可增大井盖的重量 5．如下图所示，某同学用重的滑轮匀速提升重的物体。不计绳重和摩擦，则该同学所用的拉力F可能为（    ） A． B． C． D． 6．如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 7．吊车是用来提升重物的。如图，是一辆吊车正在工作的场景，下列说法正确的是（   ） A．机械脚增大了吊车的支撑面积从而减小了稳定程度 B．机械脚压在一块大铁板上是为了减小对地压强 C．起重臂顶端的定滑轮可以省力 D．吊车工作时，起重臂是省力杠杆 8．在跨学科实践活动中，小明设计了如图所示的组合机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（　　） A．硬棒CD是费力杠杆 B．滑轮B能改变施力的大小 C．工作中轴O上绕进的绳长大于重物上升的高度 D．该组合机械既可以省力，又可以改变力的方向 二、填空题 9．轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为 ，小的称为 。根据杠杆的平衡条件可知，作用在轮上的力与作用在轴上的力的关系为。 10．如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的工人用力竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升，此时滑轮组的机械效率为90%。工人与水平地面的总接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。则工人对地面的压强为 Pa；细绳BC对支架的拉力为 N。 11．如图是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起，并安放到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）；顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重物的重力。 12．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。 13．如图所示，物体以的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为，物体受到的摩擦力 ，2秒内拉力走过的距离 m。（不计轮重、绳重、摩擦） 三、作图题 14．为了能用最小的力将重物向左水平移动。请用笔画线代替绳子，将如图所示的滑轮设计成一个滑轮组，并画出重物的在移动时所受到的摩擦力f的示意图。（O点为重物的重心） 15．用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 四、实验题 16．同学们共同研究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。 (1)他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图甲所示，据此可初步得出：使用定滑轮 ； (2)他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是 ； (3)他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为 N。据此可知，使用滑轮组不仅可以 ，还可以 ； (4)老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是（　　）。（填字母） A．选取最准确的数据进行分析 B．利用控制变量法进行分析 C．得到具有普遍性的规律 五、计算题 17．考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积为2m3。如图所示，在打捞石像还没有出水面前，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升时需要竖直向上的拉力F＝1.6×104N，不计摩擦和滑轮重力。（g取10N/kg）求： (1)石像受到的浮力； (2)石像的重力。 18．在建筑工地上，质量为90kg的正方体工件静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将工件在10s内匀速提升5m，工人做功的功率是500W。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）求： (1)工人做的有用功； (2)工人所用拉力； (3)动滑轮重。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 滑轮 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练题型 强知识：7大核心题型精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 定滑轮和动滑轮 1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。 2、定滑轮工作特点 （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 （2）定滑轮的原理（如图所示）：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件（F1l1=F2l2）也可以得出定滑轮不省力的结论。 3、动滑轮工作特点 （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 （3）动滑轮的原理（如图所示）：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 知识点二：滑轮组 1、滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （1）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 （2）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 2、使用滑轮组时，条件不同，拉力的计算方法也不同 （1）物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。 （2）物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积．（注：n为滑轮的股数）。 知识点三：滑轮组的设计与组装 1、滑轮组的设计 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 2、滑轮组绳子的绕法 第一步：确定绕过动滑轮的绳子的根数。首先根据题目中的条件，如绳子能承受的最大拉力F、要承担的重物G物和动滑轮的重力G动，计算出承担物重所需绳子段数n=+，如果算出的绳子段数不是整数，一律进一位。例如：所得结果为n=3.4时，我们应选择绳子的根数为4。 第二步：确定绳子固定端的位置和绳子的绕法。当绳子的根数n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，开始绕绳子；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，开始绕绳子。 知识点四：轮轴 1、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴（如图所示）。例如汽车方向盘、辘护等。 2、轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 3、轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 4、轮轴的公式：F1R=F2r； 教材习题01 工人师傅用单个动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上，至少要用多大的拉力？ 解题方法 1、 解题思路：首先明确动滑轮的特点，不考虑动滑轮自身重力和摩擦时，动滑轮可以省一半的力，即拉力F =1/2G（G是物体重力 ），利用这个关系结合已知木箱重力计算拉力。 2、解题步骤：已知木箱重G = 600N，根据动滑轮省力公式F =1/2G，代入数据可得F =1/2×600N = 300N 。若考虑动滑轮重和摩擦，拉力会大于300N，一般题目未提及额外因素时，按理想情况计算。 【答案】不考虑动滑轮重和摩擦时，F =1/2G =1/2×600N= 300N；若考虑动滑轮重和摩擦，拉力会更大，一般题目没说时，按理想情况算，至少300N。 教材习题02 用绳子和木棍体验“滑轮组”的威力。 两位同学各持一根较光滑的木棍，相距1m面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后缓慢地拉动绳子的另一端，结果会怎样？ 解题方法 1、 解题思路：分析两根木棍和绳子组成的装置，判断其为滑轮组，依据滑轮组省力的原理，分析拉动绳子时产生的现象 。 2、解题步骤：两根木棍相当于滑轮，绳子绕在上面构成滑轮组。滑轮组具有省力作用，当拉动绳子另一端时，由于滑轮组能省力，较小的拉力可转化为较大的力作用在木棍上，所以会观察到两位持木棍的同学难以轻易分开，木棍有相互靠拢、把同学“拉近”的趋势 。 【答案】两根木棍和绳子组成滑轮组，拉动绳子时，会发现两位持木棍的同学难以分开，因为滑轮组省力，拉力能产生较大的力使木棍靠拢。 教材习题03 观察自行车，它使用了哪些简单机械？这些简单机械的作用分别是什么？ 解题方法 1、解题思路：观察自行车不同部件，识别其中包含的简单机械，再结合各简单机械的特性，分析其在自行车上的作用。 2、解题步骤 识别简单机械：车把、脚踏板与齿轮属于轮轴；刹车把手、车闸属于杠杆；自行车上的螺丝属于斜面 。 【答案】自行车上的简单机械及作用 车把、脚踏板与齿轮：是轮轴，省力，能更轻松转动控制方向、带动车轮。 刹车把手：是杠杆，省力，较小力可产生大摩擦力刹车。 车闸：是杠杆，增大摩擦力，让车停下。 螺丝：是斜面，省力，方便安装、固定部件。 题型一 定滑轮的概念、实质及特点 1．施工中，一个工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力（　　） A．大 B．大 C．大 D．一样大 【答案】D 【详解】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，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．如图所示，我国古代聪慧的劳动人民能巧妙地应用简单机械将护城河上的板桥拉起来。安装在护城河旁城墙顶端的滑轮的作用是（　　） A．改变力的方向 B．省力 C．省功 D．省距离 【答案】A 【详解】使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮是定滑轮，作用是改变力的方向，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．如下图所示，甲物体重25N，乙物体重15N，甲、乙均静止，不计弹簧测力计自重及摩擦，弹簧测力计的示数为 ，地面对物体甲的支持力为 。 【答案】 15N 10N 【详解】[1]弹簧测力计右侧受到的拉力由物体乙的重力产生，大小为15N，装置处于静止状态，且定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以弹簧测力计的左侧也受甲给它15N的拉力，则弹簧测力计的示数显示为15N。 [2]甲给弹簧测力计15N的拉力，物体间力的作用是相互的，所以弹簧测力计对甲产生15N向上的拉力，甲对地面的压力就等于甲的重力减去弹簧测力计对甲的拉力，即甲对地面的压力为。 4．如图是学校旗杆上滑轮装置的简化图，绳子绕在滑轮上，升旗手通过拉动绳子将国旗升起。这个滑轮属于 滑轮，它的作用是 。 【答案】 定 改变力的方向 【详解】[1][2]旗杆上的滑轮工作时，只绕轴转动，不随物体一起移动，所以是定滑轮。使用滑轮后，向下拉绳子，国旗就会向上运动，所以，它的作用是改变动力的方向。 题型二 动滑轮的概念、实质及特点 5．如图所示，利用动滑轮提升物体，使物体在10s内匀速上升4m，物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（   ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为 C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 【答案】D 【详解】A．使用动滑轮可以省力，但是费距离，故A错误； B．物体运动的速度为 故B错误； C．不计绳重与摩擦，则拉力的大小为 故C错误； D．绳子自由端移动的距离为 故D正确。 故选D。 6．如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（      ） A．0.8m/s，160N B．0.5m/s，40N C．0.2m/s，160N D．0.2m/s，40N 【答案】A 【详解】该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知力F的大小为 物体的速度为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是 。 【答案】 动滑轮 省力 【详解】[1][2]如图所示，滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出时滑轮位置不断改变，为动滑轮，动滑轮相当于一个省力杠杆，其作用是省力。 8．芳芳同学用下图所示的装置对动滑轮特点进行了深究，记录的数据如下表所示．通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。 实验次序 物重G/N 弹簧测力计的示数F/N 1 1.0 0.7 2 1.5 1.0 3 2.0 1.3 (1)该实验中有 段绳承担物重，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是 ； (2)除上述原因之外，还应满足 向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 【答案】(1) 2 动滑轮的重力和摩擦不能忽略 (2)匀速竖直 【详解】（1）[1][2]用动滑轮提升重物时，相当于两段绳子对动滑轮施加竖直向上的拉力，即实验中有2段绳承担物重；在忽略动滑轮和绳子重力以及绳子与滑轮间的摩擦力时，绳子自由端（弹簧测力计）拉力等于物体重力一半，所以，实验数据与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大的主要原因是动滑轮的重力和摩擦不能忽略。 （2）忽略绳子与滑轮间的摩擦力，匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于轮的直径时，才能有“使用动滑轮能省一半的力”。所以，除上述原因之外，还应满足匀速竖直向上拉，使用动滑轮才能省一半的力。 题型三 辨析动滑轮与定滑轮的区别 9．用两个完全相同的滑轮，分别按如图所示的甲、乙两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度。下列判断正确的是（不计绳重与摩擦）（　　）    A．两次的拉力F甲<F乙 B．两次的机械效率甲大于乙 C．绳子自由端移动的距离s甲=s乙 D．两次所做的总功W甲>W乙 【答案】B 【详解】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮；不计绳重和摩擦，在定滑轮上，F甲=G，在动滑轮上 不知道滑轮与物体G的关系，所以两次的拉力无法比较，故A错误； B．将两个重为G的物体匀速提升相同高度，说明有用功是相等的，不计绳重和摩擦，使用动滑轮时要克服动滑轮的重力做额外功，所以机械效率甲大于乙，故B正确； C．将甲、乙两物体匀速提升相同的高度h。则定滑轮绳子自由端移动的距离为h动滑轮绳子自由端移动的距离为2h，故C错误； D．甲、乙两物体提升相同的高度，有用功相等，由于不计绳重与摩擦，定滑轮不需要做额外功，使用动滑轮时需要克服动滑轮的重力做额外功，故提升乙物体时做的总功多，故D错误。 故选B。 10．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起同一物体。图（b）装置是 滑轮，用图（c）滑轮的优点是可以 。    【答案】 动 改变力的方向 【详解】定滑轮不随物体一起运动，动滑轮随物体一起运动。 [1]由图可知，图（b）装置中滑轮与物体一起移动是动滑轮。 [2]由图可知，图（c）滑轮是定滑轮，它的优点是可以改变力的方向。 题型四 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算 11．如图所示，沿水平方向通过轻质滑轮匀速拉动物体A，测力计的读数为0.4N。若不计滑轮的摩擦，则滑轮挂钩对物体A的拉力为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，该滑轮为动滑轮，拉力F等于测力计的计数，所以物体A受到的拉力为F的两倍，即 故选D。 12．如图所示，物体A、B的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上，弹簧测力计示数为3N；现把物体A从物体B上取下，挂在物体C下，物体B做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）    A．A与B之间的摩擦力为3N B．开始时水平面对B的支持力为8N C．后来弹簧测力计的示数为6N D．后来水平面对B的摩擦力为7N 【答案】D 【详解】A．原来A、B两物体静止在水平面上，则AB之间没有相对运动或相对运动趋势，AB之间没有摩擦力，故A错误； B．开始时，AB叠放静止，受力平衡，竖直方向的支持力等于AB的总重力，则水平面对B的支持力为16N，故B错误； CD．A、B两物体静止在水平面上，弹簧测力计示数为3N，承担物体绳子的段数为2，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，则物体C的重力为 把物体A从物体B上取下，挂在物体C下，物体B做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 此时物体B受到绳子的拉力也为7N，根据二力平衡，水平面对B的摩擦力为7N。故C错误，D正确。 故选D。 13．如图所示，重15N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以的速度匀速运动了2s，弹簧测力计的示数为3N，物体A所受摩擦力的方向 ，大小为 N。 【答案】 水平向左 6 【详解】[1][2]由图可知，图中使用的是动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，所以物体A所受的拉力 F拉=2F=2×3N=6N 由于物体A匀速直线运动，所以在水平方向上A受到的拉力与滑动摩擦力平衡，大小相等，方向相反，所以物体A所受的摩擦力也为6N，方向水平向左。 14．如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，，D是OB的中点，滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，底面积为的物体M对水平地面的压强为7500Pa；第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，物体M对水平地面的压强为15000Pa（不计杠杆重、绳重和摩擦）。 （1）求第一次施加拉力时，物体M对地面的压力； （2）求拉力F的大小。 【答案】（1）300N；（2）200N 【详解】解：（1）由可得正方体M对地面的压力 F压1=p1S=7500Pa×0.04m2=300N （2）当F作用B点时，杠杆、动滑轮、正方体M受力如图甲所示 由杠杆平衡条件可得 因为AO∶OB=2∶3，所以 对动滑轮分析，由平衡条件得 f1+G轮=2F1 则 f1=2F1-G轮=3F-100N 力的作用是相互的，所以 N1=F压1=300N 则有 N1=G-f1=G-(3F-100N) 则 200N=G-3F① 当F作用D点时，杠杆、动滑轮、正方体M受力如图乙所示 由杠杆平衡条件得 F2×AO=F×OD 因为AO∶OB=2∶3，D是OB的中点，所以 对滑轮，由平衡条件得f2+G轮=2F2 则 由 可得正方体M对地面的压力F压2=p2S=15000Pa×0.04m2=600N 力的作用是相互的，所以N2=F压2=600N 则有N2+f2=G 则② 联立两式可得：F=200N。 答：（1）第一次施加拉力时，物体M对地面的压力是300N； （2）拉力F的大小是200N。 题型五 设计实验探究滑轮的特点 15．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，如图，小明先用图甲测出钩码的重力，然后用图乙做了两次实验，填入下表序号1、2。然后按同一个滑轮按图丙进行两次实验，填入下表序号3、4。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 0.7 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0 (1)分析上表序号1、2的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离， （选填“可以”或“不能”）改变力的方向；用图乙进行实验时，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)用图丙进行实验时，应沿 方向匀速拉动绳子自由端。分析上表序号3、4的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，除摩擦原因外，还因为拉力要承担 的重力。 【答案】(1) 不能 可以 不变 (2) 竖直 动滑轮 【详解】（1）[1]]由第1、2次数据及实验现象知，钩码上升的高度与绳子自由端移动的距离相等，所以使用定滑轮不能省距离。 [2]图乙中，向下拉动绳子可向上提升钩码，所以使用定滑轮能改变力的方向。 [3]定滑轮相当于等臂杠杆，轴到轮边缘的距离分别为动力臂及阻力臂，拉力沿水平向右方向匀速拉动时，动力臂及阻力臂大小都不变，阻力不变，所以动力也不变，即拉力大小不变。 （2）[1]图丙中，应沿竖直向上方向匀速拉动绳子自由端，在竖直方向拉动时，才能让动滑轮的动力臂是阻力臂的两倍。 [2]由第3、4次数据知，拉力的大小比钩码重力的一半大，因为在提升钩码的同时，也提升了动滑轮，动滑轮自身也有重力。 题型六 滑轮组的构成及优点 16．若滑轮组、绳子、摩擦均忽略不计，则下列两个滑轮提升同一重物的几种组合中最省距离的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】如图所示， A．动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为； B．两个定滑轮，不省力，不省距离，则绳子自由端的拉力为G； C．动滑轮上绕3段绳，则绳子自由端的拉力为； D．动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为； 综上所述，B选项中的滑轮组最不省力，最省距离，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 17．如图所示的滑轮组，由两个相同的滑轮组成，绳子质量和所有摩擦均忽略不计，现在将一质量为5kg的重物匀速提升5m，机械效率为，则下列说法错误的是（　　）    A．每一个滑轮的质量为 B．该滑轮组使我们提升重物所需要的力变小，达到省力的目的 C．合理使用滑轮组，可以节省提起重物所需要的功 D．随着滑轮组结构优化效率将提升，但永远提升不到 【答案】C 【详解】A．由图可知，不计绳重和摩擦，根据 可知，动滑轮重力为 则动滑轮的质量为 故A正确，A不符合题意； B．重物的重力 将一质量为5kg的重物匀速提升5m，不计绳重和摩擦，所需拉力为 所以该滑轮组能使我们提升重物所需要的力变小，达到省力的目的，故B正确，B不符合题意； C．根据功的原理可知，任何机械都不能省功，故C错误，C符合题意； D．随着滑轮组结构优化，滑轮组的效率将提升，但总会存在额外功，其机械效率不会达到，故D正确，D不符合题意。 故选C。 18．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处用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将 （选填“靠拢”或“分开”），两根木棍和绳子组成的机械相当于 。 【答案】 靠拢 滑轮组 【详解】[1][2]由图示知，在使用时，两根木棍相当于两个滑轮，所以组成了滑轮组，则在绳端用力时，两根木棍将靠拢。 题型七 滑轮组的连线问题 19．不计绳重、滑轮重力与摩擦，拉力F与物重G的关系为，请画出滑轮组的绕线方式。 【答案】 【详解】不计绳重、滑轮重力与摩擦，绳末端的拉力为，根据题意，n=5，则连接动滑轮绳子的股数是5股，根据偶定奇动，作图如图所示： 20．如图所示，画出使用图中所示滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，此滑轮组最多可由3段绳子承担动滑轮的重，如图所示： 21．工人站在地面用如图所示滑轮组提升重物，请画出工人使用滑轮组的正确绕线。 【答案】 【详解】因为滑轮组要求站在地面上人向下拉绳时提升重物，因此在绕绳时，绳子的起点在上方定滑轮的挂钩上，最终绳子自由端方向应该向下，如图所示： 知识导图记忆 知识目标复核 1.识别定滑轮和动滑轮，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。 2.经历分析定滑轮、动滑轮、滑轮组工作特点的过程，进一步掌握运用观察、对比研究问题的方法。 3.会安装滑轮组，并能根据安装情况研究施加的拉力大小和物重的关系。 4.了解滑轮在生活生产中的应用，认识滑轮的使用对社会发展的作用，并具有利用简单机械改善工作条件的意识。 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，重为G的木板和各个滑轮均处于静止状态，三个滑轮质量均相等，则甲、乙、丙、丁四点中所受拉力最大的点是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】三个滑轮质量均相等，则滑轮的重力为G动，假设丁点受力为F，根据同绳同力，甲点受力为G定+2F；乙点受力为F；分析中间滑轮可得 2F=G动+F丙 F丙=2F-G动 所以甲点所受拉力最大， 故选A。 3．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（桶盖绕转轴转动），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．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮，由图知道，装置中的滑轮是定滑轮，故A错误； B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为杠杆，动力作用点在绳子与桶盖连接处，阻力作用点在桶盖正中心，支点在垃圾桶桶盖最右端端点，故动力臂大于阻力臂，所以，桶盖可视为省力杠杆，故B正确； C．定滑轮不省力也不费力，所以左端绳子的拉力等于右端绳子的拉力，故C错误； D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。 故选B。 4．某同学发明一自动升降排水井盖如图甲所示，暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升如图乙所示，加快路面雨水的排放。某次排水过程中，重的井盖被抬升，下列说法正确的是（　　） A．此过程中，克服井盖重力做功 B．此过程中，定滑轮作用是改变力的大小 C．要使降水量更大时才抬升井盖，可增大排水口面积 D．要使降水量稍小时就能抬升井盖，可增大井盖的重量 【答案】C 【详解】A．此过程中，克服井盖重力做功 W=Gh=150N×0.1m=15J 故A错误； B．井盖抬升过程中，定滑轮的作用是改变力的方向，不能改变力的大小，故B错误； C．水槽以及水槽中水的重力等于井盖的重力，要使降水量更大时才抬升井盖，可增大排水口面积，使水槽内水的质量增大，故C正确； D．水槽以及水槽中水的重力等于井盖的重力，因此要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有减小井盖的重力，从而减小井盖的质量，故D错误。 故选C。 5．如下图所示，某同学用重的滑轮匀速提升重的物体。不计绳重和摩擦，则该同学所用的拉力F可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力，而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子；不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担， 当沿竖直方向拉动时，拉力 图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是F＞50N，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．不计滑轮自身的重力及摩擦，两图皆为定滑轮，定滑轮实质为等臂杠杆，所以有，，故AB错误； 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，即；故C正确； 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，即，故D错误。 故选C。 7．吊车是用来提升重物的。如图，是一辆吊车正在工作的场景，下列说法正确的是（   ） A．机械脚增大了吊车的支撑面积从而减小了稳定程度 B．机械脚压在一块大铁板上是为了减小对地压强 C．起重臂顶端的定滑轮可以省力 D．吊车工作时，起重臂是省力杠杆 【答案】B 【详解】A．机械脚增大吊车的支撑面积，会增大稳定程度，而不是减小稳定程度，故A错误； B．机械脚压在一块大铁板上，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地压强，故B正确； C．定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向，所以起重臂顶端的定滑轮不可以省力，故C错误； D．吊车工作时，起重臂的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，而不是省力杠杆，故D错误。 故选B。 8．在跨学科实践活动中，小明设计了如图所示的组合机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（　　） A．硬棒CD是费力杠杆 B．滑轮B能改变施力的大小 C．工作中轴O上绕进的绳长大于重物上升的高度 D．该组合机械既可以省力，又可以改变力的方向 【答案】D 【详解】A．推动硬棒CD，使它们在水平面内绕轴O转动，支点在O点，阻力作用在轴上，则动力臂大于阻力臂，所以硬棒CD属于省力杠杆，故A错误； B．滑轮B是定滑轮，不能改变力的大小，只能改变力的方向，故B错误； CD．在重物上升的过程中，A、B都是定滑轮，使用时不能省力，也不费距离，所以轴O上增加的绳长等于重物上升的高度，故C错误。 D．两个定滑轮不能省力，左侧机械是一个轮轴，人的动力施加在轮上，可以省力，人水平推动硬棒，重物即可上升，所以，改变了力的方向，故D正确。 故选D。 二、填空题 9．轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为 ，小的称为 。根据杠杆的平衡条件可知，作用在轮上的力与作用在轴上的力的关系为。 【答案】 轮 轴 【详解】[1][2]在物理学中，轮轴是由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 10．如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的工人用力竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升，此时滑轮组的机械效率为90%。工人与水平地面的总接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。则工人对地面的压强为 Pa；细绳BC对支架的拉力为 N。 【答案】 4000Pa 1280N 【详解】[1]工人静止于水平地面，对工人进行受力分析如图所示： 则有F支持=G人-F=500N-300N＝200N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是一对相互作用力，则该工人对地面的压力F压=F支持=200N 工人对地面的压强为 [2]不计滑轮组的绳重和摩擦，由得动滑轮的重力为G动=nF-G=2×300N-540N=60N 两个滑轮的质量相等，则定滑轮的重力为G定=G动=60N 支架受到滑轮组的拉力为F拉=G定+3F=60N+3×300N=960N F拉的力臂为，细绳BC的拉力力臂为，由杠杆平衡条件FBCl1=F拉l2得 11．如图是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起，并安放到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）；顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重物的重力。 【答案】 动滑轮 大于 【详解】[1]由图可知，起重车钢索下的那个滑轮随着重物一起升降，因此是动滑轮。 [2]液压起重车的起重臂可看作杠杆，由图可见，重物对杠杆的力为阻力，液压杆对杠杆的力为动力，液压起重车的起重臂动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，使用时费力，故液压杆向上顶起的力大于重物的重力。 12．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 13．如图所示，物体以的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为，物体受到的摩擦力 ，2秒内拉力走过的距离 m。（不计轮重、绳重、摩擦） 【答案】 6N 0.08 【详解】[1]图中滑轮为动滑轮，两股绳共同分担物体A受到的摩擦力，已知弹簧测力计的示数为，则物体A受到的摩擦力为 [2]物体A移动的速度是，则拉力，2秒内移动的距离为 三、作图题 14．为了能用最小的力将重物向左水平移动。请用笔画线代替绳子，将如图所示的滑轮设计成一个滑轮组，并画出重物的在移动时所受到的摩擦力f的示意图。（O点为重物的重心） 【答案】 【详解】图中只有一个动滑轮，要求最省力，则由三段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮；由于重物向左水平移动，摩擦力的方向与相对运动方向相反，则摩擦力的方向是水平向右，如图所示： 15．用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 【答案】 【详解】利用滑轮组提升物体，承担物重的绳子股数越多，滑轮组越省力；图中只有一个动滑轮，最多可以从动滑轮画出三根线，即三股绳承担物重，此时最省力，如图： 四、实验题 16．同学们共同研究定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。 (1)他们研究定滑轮的特点时，做的实验如图甲所示，据此可初步得出：使用定滑轮 ； (2)他们研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是 ； (3)他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为 N。据此可知，使用滑轮组不仅可以 ，还可以 ； (4)老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是（　　）。（填字母） A．选取最准确的数据进行分析 B．利用控制变量法进行分析 C．得到具有普遍性的规律 【答案】(1)能改变力的方向，但不能省力 (2)动滑轮有重力 (3) 1.2 省力 改变力的方向 (4)C 【详解】（1）如图甲所示，使用定滑轮所用拉力与物重相等，但改变了力的方向，据此可初步得出：使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力。 （2）如图乙所示，使用动滑轮，所用拉力小于物重，据此可知，使用动滑轮能省力，但却不是省一半力，原因可能是动滑轮有重力且绳轮间存在摩擦力。 （3）[1]如图丙所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为1.2N。 [2]使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向，而滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，据此可知，使用滑轮组不仅可以省力，还可以改变力的方向。 （4）老师提醒同学们还要进行多次实验，目的是避免实验结论的偶然性，得到具有普遍性的规律，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 五、计算题 17．考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积为2m3。如图所示，在打捞石像还没有出水面前，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升时需要竖直向上的拉力F＝1.6×104N，不计摩擦和滑轮重力。（g取10N/kg）求： (1)石像受到的浮力； (2)石像的重力。 【答案】(1)2×104N (2)5.2×104N 【详解】（1）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力 （2）由图可知，承担物重的绳子股数为2，不计摩擦和滑轮重力，动滑轮对石像的拉力 F拉＝2F＝2×1.6×104N＝3.2×104N 石像匀速提升时，受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态，由石像受到的合力为零可得石像的重力 G＝F拉+F浮＝3.2×104N+2×104N＝5.2×104N 18．在建筑工地上，质量为90kg的正方体工件静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将工件在10s内匀速提升5m，工人做功的功率是500W。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）求： (1)工人做的有用功； (2)工人所用拉力； (3)动滑轮重。 【答案】(1)4500J (2)500N (3)100N 【详解】（1）正方体工件的重力为 工人做的有用功为 （2）工人做功为 由图可知，滑轮组的绳子承重股数为，绳子自由端移动距离 根据 ，可得拉力 （3）不计绳重和摩擦， 根据可得，动滑轮重为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$