第十二章简单机械第3节滑轮 同步分层练习 2025-2026学年人教版物理八年级下册

第2课时　滑轮组、轮轴及斜面 知识点1　滑轮组 1．对于使用滑轮组，下列说法中正确的是(　　) A．不能省力，但可以改变用力方向 B．可以省力，但不能改变用力方向 C．可以省力，同时又可省距离 D．可以省力，同时可以改变用力的方向，但不能同时省距离 2．用如图所示的四种方式匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦)，其中拉力最大的是(　　) 3．(教材改编题)如图甲和乙都是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。 (1)________滑轮组能改变动力的方向，而________滑轮组不改变动力的方向。 (2)甲滑轮组有________段绳子承担物重，而乙滑轮组有________段绳子承担物重，________滑轮组更省力些。 (3)如果都使物体上升12 cm高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移动________cm，乙滑轮组的绳端必须向上移动________cm。 (4)若不计摩擦和动滑轮重，G＝300 N，则图甲中的拉力F甲＝________N，图乙中的拉力F乙＝________N；若不计摩擦，动滑轮重是30 N，G＝300 N，则F甲＝________N，F乙＝________N。 知识点2　　滑轮组的绕法 4．(2025苏州中考)如图，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法。 5．如图所示，某人用滑轮组提起物体，请在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。 知识点3　　轮轴和斜面 6．(教材改编题)如图所示的各种装置使用时不属于轮轴的是(　　) 　 7．骑自行车是一种有氧运动，骑自行车上坡时要走“S”形路线，是利用________原理。上坡时，不管路线如何，爬上坡顶，升高的高度________(选填“相同”或“不同”)，但走“S”形的路线越长相当于斜面越长，斜面越长越________(选填“省力”或“费力”)。 1．用如图所示的四种简单机械提升相同重物，不计机械自重及各种摩擦，最省力的是(　　) 2．(五育文化)小华在家帮妈妈晾衣服时，仔细观察了他们家的升降式晾衣架的结构，如图所示，不考虑绳重与一切摩擦，下列关于该晾衣架的说法错误的是(　　) A．手柄是一个可以省力的轮轴 B．该晾衣架有4个定滑轮，2个动滑轮 C．该晾衣架的结构是一个杠杆 D．使用该晾衣架挂起衣服时可以省力 3. 如图所示，在一水平地面上，木箱重500 N，用F＝150 N的力拉动木箱做匀速直线运动(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦)，木箱受到的摩擦力为________N，方向向________。 4．如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20 N，忽略绳子的重力以及滑轮的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为________N，图乙中人对绳子的拉力为________N，图甲中下方滑轮的作用是__________________。 5. 如图所示，同材质的甲、乙两实心金属块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，其中A是________滑轮，甲、乙的质量之比是________，现将乙竖直向下移动0.4 m，则甲将竖直向上移动________m。 6．小亚同学用如图所示的滑轮组用时10 s匀速提升质量20 kg的物体，物体向上移动了2 m，此时他对绳的拉力为120 N，不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为300 N，g取10 N/kg，求： (1)滑轮组对物体做的功。 (2)绳子自由端的移动速度。 (3)绳子自由端拉力做功的功率。 (4)该滑轮组能提升的最大物重。 7. (科学思维)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100 N的力拉绳子，两根木棍和绳子组成的机械相当于________，小明受到的拉力为________N，小杰受到的拉力为________N。 【详解答案】 基础达标 1．D　2.C 3．(1)甲　乙　(2)2　3　乙　(3)24　36　(4)150　100　165　110 4．如图所示： 5．如图所示： 6．D　7.斜面　相同　省力 能力提升 1．D　解析：由题知，不计机械自重及摩擦，根据题图A可知，若拉力竖直向上，阻力臂为l2，动力臂为l1＝2l2，根据杠杆平衡条件可知F＝G，此时图中拉力方向向左偏，动力臂会变小，拉力会变大；图B中使用滑轮时，实质为费力杠杆，动力臂为阻力臂的，F2＝2G；图C中是定滑轮，F3＝G；图D中是动滑轮，F4＝G；综上可知：最省力的是D。 2．C　解析：转动手柄，力是作用在轮上的，所以属于省力轮轴，故A正确；轴固定不动的滑轮是定滑轮，轴可以随物体一起移动的滑轮是动滑轮，根据晾衣架的结构可知，该晾衣架有4个定滑轮、2个动滑轮，故B正确；该晾衣架的结构是一个滑轮组，故C错误；使用该晾衣架挂起衣服时可以省力，故D正确。 3．300　右 解析：由题图可知滑轮组有2段绳子与动滑轮相连，因为用滑轮组拉动物体向左做匀速直线运动，所以F＝ f摩，则f摩＝2F＝2×150 N＝300 N；摩擦力的方向向右。 4．400　210　改变用力的方向 解析：图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力F甲＝G＝400 N；图甲中下方滑轮是定滑轮，作用是改变用力的方向。图乙中使用的是一动一定的滑轮组，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F乙＝(G＋G动)＝×(400 N＋20 N)＝210 N。 5．动　2∶1　0.2 解析：由题图可知，滑轮A的轴随物体一起运动，所以A为动滑轮，动滑轮上绳子的段数n＝2；甲、乙两实心金属块处于静止状态，滑轮组上绳端的拉力F＝G乙，不计滑轮重力及摩擦，绳端的拉力F＝G甲，所以 G乙＝G甲，则G甲∶G乙＝2∶1，根据重力公式可知甲、乙的质量之比为m甲：m乙＝G甲∶G乙＝2∶1；现将乙竖直向下移动0.4 m，则甲将竖直向上移动：h＝s＝×0.4 m＝0.2 m。 6．解：(1)物体的重力：G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N， 滑轮组对物体做的功W＝Gh＝200 N×2 m＝400 J； (2)由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2 m＝4 m， 绳子自由端的移动速度v＝＝＝0.4 m/s； (3)绳子自由端拉力做功的功率P＝＝＝Fv＝120 N×0.4 m/s＝48 W； (4)不计摩擦和绳重，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重力： G动＝nF－G＝2×120 N－200 N＝40 N； 滑轮组能提升的最大物重： G′＝nF′－G动＝2×300 N－40 N＝560 N。 7．滑轮组　600　700 解析：由题图可见，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；小华在A处用100 N的力拉绳子，由题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为100 N×6＝600 N；小杰那端木棍有7段绳子相连，因此小杰受到的拉力为100 N×7＝700 N。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　滑轮 第1课时　定滑轮、动滑轮 知识点1　定滑轮和动滑轮 1．如图所示是小海同学研究定滑轮和动滑轮特点的实验装置，他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动，分别测得数据如下表所示。 项目 钩码重G/N 钩码升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/m a 1 0.2 1 0.2 b 1 0.2 1.03 0.2 c 1 0.2 0.55 0.4 请你分析： (1)比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是________。 (2)比较弹簧测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是________________。 (3)把钩码升高相同的高度，比较b和c实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮________________。 (4)根据c实验的数据可计算出动滑轮的自重为________N(不计摩擦和绳重)。 知识点2　定滑轮和动滑轮的相关计算 2．如图所示，物体A、B所受重力都为200 N。 (1)若滑轮重、绳重和摩擦忽略不计，当用力分别匀速提起物体A和B时，力F1为________N，力F2为__________N。 (2)若滑轮重为10 N，绳重和摩擦忽略不计，力F1为________N，F2为________N。 (3)若物体A、B均上升0.2 m，用时1 s，则F1移动________m，F2移动________m；F1移动的速度为__________m/s，F2移动的速度为________m/s。 (4)若F1为120 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重________N。 3．一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可将小汽车从泥潭中拉出，你认为甲方式中滑轮的作用是________；若两种不同方式将汽车拉出泥潭施加的力分别为F1、F2，则F1________(选填“＞”“＜”或“＝”)F2；若按乙方式，人拉绳头移动了1 m，则小汽车被拉动了__________m。 易错点　　误认为使用动滑轮总是省一半的力 4. 如图所示，若工人通过动滑轮分别用力F1、F2、F3拉动重物匀速上升，忽略绳重、滑轮重及摩擦，下列关系式正确的是(　　) A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F2＝F3 D．无法确定 1. (2025烟台中考)为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是(　　) A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 2. 如图所示，使用下列三个装置匀速提起同样的重物，所用力分别为F1、F2和F3，若不计滑轮与绳的重力和摩擦，则最小的力是(　　) A．F1 B．F2 C．F3 D．无法确定 3. 如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m，物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N，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4 m/s C．拉力的大小为5 N D．绳子自由端移动的距离为8 m 4. 如图所示，物体A在水平拉力F的作用下恰好沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体A重为200 N，所受地面的摩擦力为80 N，若在6 s内，物体A水平移动了0.6 m，则拉力F为________N，绳子自由端移动的速度为________m/s。(不计绳和滑轮自重、绳与滑轮之间的摩擦) 【变式】　如图所示，在拉力F的作用下，滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中，弹簧测力计的示数是5 N，若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，则物体A所受的摩擦力为________N，拉力F为________N。若滑轮移动了2 m，则物体A移动了________m。 5. 如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重为10 N的物体A沿竖直方向匀速上升，已知重物上升速度为0.4 m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小为________N，若本题中滑轮重为6 N，则力F的大小为________N才能使重为10 N的物体A沿竖直方向匀速上升，滑轮上升的速度为________m/s。 6．(科学探究)如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的指导下展开了探究。 【问题】F与G的大小为什么总是相等？ 【探究】 (1)老师先给小嘉提供了如图乙所示的装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1________(选填“＞”“＝”或“＜”)G。 (2)接着，老师提供了模型丙(已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，指导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录弹簧测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【分析】小嘉根据数量关系________________，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。 【详解答案】 基础达标 1．(1)能省力　(2)可以改变力的方向 (3)费距离　(4)0.1 2．(1)100　200　(2)105　200　(3)0.4　0.2　0.4　0.2　(4)40 3．改变力的方向　＞　0.5　4.B 能力提升 1．C　解析：拉力器中的滑轮是定滑轮。定滑轮的特点是轴的位置固定不动，它不能省力，但可以改变力的方向。而动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，能省一半力，但不能改变力的方向。在简易拉力器中，使用定滑轮可以通过改变用力方向，让使用者更方便地进行拉力锻炼，比如向下拉绳子就能实现类似向上提拉重物的效果，达到锻炼目的。故C符合题意，A、B、D不符合题意。 2．B　解析：不计滑轮与绳的重力和摩擦的情况下，左边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1＝G。中间的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故F2＝G。右边的滑轮是动滑轮，F3作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则F3＝2G。所以，F2＜F1＜F3，故选B。 3．D　解析：使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误；物体运动的速度：v＝＝＝0.4 m/s，故B错误；不计绳重与摩擦，拉力的大小：F＝(G＋G动)＝×(10 N＋2 N)＝6 N，故C错误；绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×4 m＝8 m，故D正确。 4．40　0.2 解析：物体A在水平拉力F的作用下恰好沿水平地面向右做匀速直线运动，物体A处于平衡状态，此时物体受到的拉力和地面对它的摩擦力是一对平衡力，二者大小相等，所以物体A受到的拉力F′＝80 N，该滑轮为动滑轮，不计绳和滑轮自重、绳与滑轮之间的摩擦，则作用在绳端的拉力F＝F′＝×80 N＝40 N；相同时间内，绳子自由端移动的距离是物体A移动距离的2倍，若物体A在6 s内移动0.6 m，则绳子自由端在6 s内移动的距离为：s＝2×0.6 m＝1.2 m，故绳子自由端运动的速度为：v＝＝＝0.2 m/s。 【变式】　5　10　4 解析：弹簧测力计的示数为5 N，所以下面一段绳子对物体A的拉力也是5 N，物体A做匀速直线运动，所受拉力与摩擦力平衡，所以物体A受到的摩擦力等于5 N。因为动滑轮可以省一半的力，所以可得F＝2f＝2×5 N＝10 N。动滑轮由2段绳子承担，若拉力F端移动了2 m，则物体A移动了4 m。 5．20　26　0.2 解析：由题图可知，该滑轮是动滑轮，拉力F作用在动滑轮上，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，拉力的大小是物重的2倍，即F＝2G＝2×10 N＝20 N。若本题中滑轮重为6 N，此时拉力的大小是物重的2倍和滑轮重的和，因此拉力为F′＝2G＋G轮＝2×10 N＋6 N＝26 N。当重物A上升速度为0.4 m/s时，滑轮上升速度应该是重物速度的一半，即v＝×0.4 m/s＝0.2 m/s。 6．(1)＝　(2)用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使模型匀速转动，记录弹簧测力计的示数 【分析】F3＝F2＝F1＝G 解析：(1)杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，OB与OA的长度相等，即动力臂＝阻力臂，所以F1＝G。(2)滑轮轴固定的是定滑轮，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C、D处控制力臂与OA相等，再次进行实验，测量力的大小。老师提供了模型丙(已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，指导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录弹簧测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使模型匀速转动，记录弹簧测力计的示数F3；【分析】小嘉根据数量关系F3＝F2＝F1＝G，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。 学科网（北京）股份有限公司 $