8.2 滑轮 讲义-2025-2026学年沪科版（五四学制 )八年级物理下册

8.2滑轮 一、滑轮 1.滑轮：滑轮是周边有槽，能绕着中心轴转动的轮子。将绳嵌在槽内，拉动绳子，滑轮便可绕轴转动。 2.定滑轮与动滑轮： ①定滑轮：使用时，轴固定，不随物体一起移动的滑轮叫做定滑轮（图8-2-2）； ②动滑轮：轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮（图8-2-3）。 3.定滑轮与动滑轮的特点： 自主活动 如图8-2-4所示，用不同的方式匀速提起两个质量均为50 g的钩码，观察力传感器的用力的方向，记录传感器的示数及使用滑轮时钩码和绳子提拉端移动的距离，归纳定滑轮和动滑轮的使用特点。 大量实验表明： 用定滑轮匀速提升物体时，可以改变用力的方向，但不能省力，物体和绳子提拉端移动的距离相等。 用动滑轮匀速提升物体时，若忽略动滑轮自重和摩擦，且滑轮两侧绳子都沿竖直方向，则可以省一半力，绳子提拉端移动的距离是物体移动距离的2倍，但不能改变用力的方向。 4.定滑轮与动滑轮的实质 ①如图 8-2-5（a）所示，定滑轮可以看作为一个等臂杠杆，滑轮的轴就是杠杆的支点O，杠杆的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。如图 8-2-5（b）所示，即使改变施力方向，动力臂和阻力臂仍然等于滑轮的半径。 ②如图 8-2-6 所示，动滑轮可以看作为一个省力杠杆，O为杠杆的支点，滑轮的轴为阻力的作用点，被提升的物体对滑轮轴的作用力是阻力，绳子提拉端对滑轮的作用力是动力。若两侧绳子都沿竖直方向，则阻力臂等于滑轮的半径，动力臂等于滑轮的直径。 二、滑轮的应用 滑轮在日常生活中有着广泛的应用。升国旗时，人只需站在地面不断向下拉绳子，国旗就能随着另一侧的绳子上升，这是利用旗杆顶部的定滑轮可改变用力方向实现的。建筑工人利用动滑轮可以较省力地将建筑材料提升至高处（图8-2-7）。 题型1：定滑轮及其特点 1．学校每周一都举行升国旗仪式。如图所示，旗杆的顶部装有一个滑轮，下列关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．是动滑轮，使用它可以省力 B．是动滑轮，使用它可以省距离 C．是定滑轮，使用它可以省力 D．是定滑轮，使用它可以改变力的方向 2．如图所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F1=F2=F3 D．F1>F2=F3 3．如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个 滑轮匀速提升重200N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为 N。 题型2：动滑轮及其特点 4．图中，拉力F拉着物体上升了 2m，物体重力为 10N（滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计），则（　　） A．F=5N，F移动了2m B．F=10N，F移动了4m C．F=10N，F 移动了2m D．F=5N，F 移动了4m 5．用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为 20 牛的物体 A，滑轮处于静止状态，相当于一个 杠杆，力 F 的大小为 牛，此时物体 A 所受到的合力大小为 牛。 6．如图所示，弹簧测力计的示数为10牛，滑轮的重力和绳子的摩擦不计，则拉力F和物体所受的重力分别为（　　）    A．20牛、10牛 B．20牛、20牛 C．10牛、10牛 D．10牛、20牛 题型3：定滑轮、动滑轮的特点、实质综合分析 7．如图所示是滑轮的两种使用方法，以下说法中正确的是（　　） A．甲是动滑轮，使用时不能省力 B．乙是动滑轮，使用时可以省力 C．甲是定滑轮，使用时可以省力 D．乙是定滑轮，使用时不能省力 8．如图所示，分别用滑轮A、B匀速提升甲、乙两个所受重力相同的物体（不计滑轮重力、绳子重力及摩擦力）。滑轮B实质上是一个 （填“等臂”“省力”或“费力”）杠杆；拉力 （填“>”“<”或“=”）。 9．用不可伸长的轻绳按图甲、乙两种方式将重为10N的物体匀速提升10cm，下列说法正确的是（　　） A．F甲一定为10N B．F乙一定小于10N C．甲绳子自由端移动10cm D．甲绳子自由端移动的距离比乙大 10．如图（a）所示是 滑轮，使用它的好处是 。如图（b）所示滑轮在竖直向上的拉力F作用下，将5牛的重物匀速提升0.2米。若不计滑轮自重及摩擦，则拉力F为 牛，绳子自由端移动的距离s为 米。 11．如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中甲滑轮可以看成 杠杆，使用它的好处是 。其中乙为 滑轮，F2端拉升4m，则物体升高 ；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1＝F2，则G1 G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 12．如图，关于动滑轮的特点及其与杠杆原理的关系，下列说法错误的是（　　） A．点O为杠杆的支点，滑轮的轴A为阻力的作用点，B为动力的作用点 B．沿竖直方向提升重物时，动力臂L1为阻力臂L2的两倍 C．根据可知，所以使用动滑轮省力 D．当改变拉力F的方向时，F的大小不变 13．如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮重及摩擦，则（　　） A．F1<F2<F3<F4 B．F1>F2>F3>F4 C．F1>F2=F3=F4 D．F1<F2=F3=F4 题型4：动滑轮的几种特殊情形 14．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． 15．如图所示，不计滑轮和绳子的重力以及摩擦，重力为100牛的重物G位于水平地面上，在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动，已知拉力F大小为10牛，则水平地面对重物G的滑动摩擦力大小为 牛，绳子A所受拉力大小为 牛。若绳子自由端10秒内移动了1米，则重物G运动的速度为 米/秒。 16．如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，那么拉力F为 N，若拉力F端移动了2m，则物体A移动了 m。（不计滑轮和绳重及它们间的摩擦） 17．如图所示，物体A以2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3牛，水平拉力 牛，物体A受到的摩擦力 牛，2秒内物体移动的距离为 厘米，拉力的作用点移动的距离为 厘米。（不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦） 题型5：滑轮的综合应用 18．用下列轻质简单机械缓慢提起同一物体，用力最小的是（　　） A．   B．   C．   D．   19．下图所示中，用轻质滑轮匀速提升同一重物G，所用拉力F最大的是图（　　） A． B． C． D． 20．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，其中最小的力为（     ） A．F1 B．F2 C．F3 D．一样大 21．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． 22．如图所示，利用滑轮用不同方法拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，若物体与地面间的摩擦力为5牛，则拉力大小分别是F1＝ 牛，F2＝ 牛，F3＝ 牛。若物体在拉力作用下都运动了6米，则绳子自由端通过的距离分别是s1＝ 米，s2＝ 米，s3＝ 米。 23．如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是、、，这三个力的作用点移动距离分别是、、，移动速度分别为、、，不计滑轮摩擦，则（　　） A．   B．    C．   D．     题型6：机械组合；难点分析 24．如图所示，不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦。物体A重100N，B重20N，B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动距离分别为（　　） A．10N 0.4m B．10N 0.1m C．20N 0.4m D．20N 0.1m 25．如图所示，放在水平桌面上的物体A重100N，通过滑轮与一个重20N的物体B连接在一起，滑轮重10N，物体B匀速下落，若不计细绳重及轮轴间摩擦，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为 N。若想物体B匀速上升，至少需要 N的外力水平向左拉动物体A。 26．如图，物体A重，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为的物体B，此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是 。若在物体A上加一个水平向左的拉力，使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动，则所加的拉力的大小为 。（不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦） 27．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起 题型7：作图题 28．请在图中标出该滑轮的支点O及作出力F的力臂L。 29．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1、阻力F2、动力臂l1以及阻力臂l2． ( ) 30．如图所示，在图中标出动滑轮支点O，并画出动力臂l1和阻力臂l2。 题型8：计算题 31．如图所示，用竖直向上的拉力F匀速提起物体A。已知物体A和滑轮的总重G总为100牛，且摩擦不计，求拉力F的大小。 32．某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。重物的质量为3千克，若小腿拉绳使重物匀速上升。求：小腿对绳的拉力。 33．用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示，不计滑轮和绳的摩擦，货物重100牛，被以0.1米/秒匀速提升0.3米，求： (1)拉力F的大小； (2)绳子自由端移动的距离。 34．如图所示，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦阻力，用100N的竖直向上拉力F通过滑轮拖着重为190N的物体A做竖直向上移动，物体A运动时的图像如图所示。求： （1）物体A运动10s通过的路程s； （2）滑轮所受重力的大小G轮。 35．如图所示，重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动，若绳子自由端所受拉力F为10牛，（不计绳与滑轮的摩擦），求： （1）物体所受的摩擦力f的大小； （2）绳子自由端在10秒内移动的距离。 题型9：实验题 36．某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 （1）比较（a）、（b）两图可知： ；、 （2）比较（b）、（c）、（d）三图可知： 37．小华同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计如图（a）所示匀速提升重物，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙（G甲＜G乙＜G丙）竖直向上匀速提升同一重物，如图（b）、（c）、（d）。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论； （1）分析比较图（a）与（b）或（a）与（c）或（a）与（d）可得： ； （2）分析比较图（b）与（c）与（d）可得： 。 38．在“探究动滑轮特点的实验”中，实验过程如下： （1）如图甲所示，测量前，保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 。随后在其挂钩上悬挂物体，待示数稳定后可得出物体的重力 N； （2）将细线的一端固定于天花板，另一端绕过滑轮与测力计挂钩相连，如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为 ，对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 ； （3）当物体匀速向上运动时，测力计的示数图乙所示，对比两图中测力计的示数可知，使用动滑轮的优点是 。 39．为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码。（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量与对应拉力的变化量，记录在表格的最后两列中。 实验序号 G（牛） F（牛） L（米） s（米） （牛） （牛） 1 1 0.7 0.05 0.1 0 0 2 2 1.2 0.1 0.2 1 0.5 3 3 1.7 0.05 0.1 2 1.0 4 4 2.2 0.2 0.4 3 1.5 （1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为 牛； （4）分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论： ； （5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用 继续进行实验。 40．某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的轮重、物体重和拉力F的大小记录在表一、二中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量与所用拉力的变化量，并将结果记录在表一、二的后两列中。 表一： 实验序号 （牛） F（牛） （牛） （牛） 1 1 1.5 0 0 2 2 2.0 1 0.5 3 4 3.0 3 1.5 4 6 4.0 5 2.5 5 8 5.0 7 3.5 表二： 实验序号 （牛） F（牛） （牛） （牛） 6 2 3.0 0 0 7 4 4.0 2 1.0 8 6 5.0 4 2.0 9 8 6.0 6 3.0 10 10 7.0 84.0 (1)分析比较表一或表二中F与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体 ； (2)分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当相等时，越大，F越大； (3)根据表一、二中前三列的数据及条件，请判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 ； (4)进一步分析比较表一、二中与的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为 ，由此可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体， 成正比。 一、单选题 1．如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　） A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力 C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍 2．利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（　　） A．竖直匀速提升0.5N的钩码 B．竖直匀速提升1.0N的钩码 C．竖直匀速提升1.5N的钩码 D．竖直匀速提升2.0N的钩码 3．如图所示，物体的重力为，在水平拉力的作用下匀速前进，这时物体受到摩擦力的大小是（    ） A． B． C． D． 4．如图所示，物体A重20N，动滑轮重2N，物体B重12N，则弹簧测力计的读数和A对地的力为（　　） A．12N  20N B．26N  8N C．24N  20N D．24N  8N 5．如图，在竖直向上的力F的作用下，重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（　　） A．20N  0.2m/s B．20N  0.8m/s C．5N  0.2m/s D．5N  0.8m/s 6．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 二、填空题 7．升国旗时，旗杆顶端的滑轮是定滑轮，它的实质是一个 杠杆，使用它不能 ，但可以 。 8．如图所示，小明同学想把被台风刮倒的甲树拉正，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做时甲的树干相当于 （选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”）。如果不计绳重和摩擦，甲树受到500N拉力，则小明对绳子的拉力为 N，乙树受到的拉力为 N。    9．如图所示，利用A滑轮匀速提升重力为20N的重物，A滑轮是 （选填“动”或“定”）滑轮。若不计滑轮的重力，则所用拉力为 N；若绳子自由端移动的速度为1m/s，则重物上升的速度为 m/s。（不计绳子的重力及摩擦）    10．如图（a）中是 滑轮。若不计摩擦，利用这样的装置把物体举高，相当于一根 杠杆。若图b滑轮重2牛，要提起50牛的物体，至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米。如果绳子自由端上升的速度是2米/秒，则物体上升的速度为 米/秒。 11．如图所示，物体A重力为20牛，在力F作用下，以0.5米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧秤示数为2牛，若不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦，则F= 牛，物体A所受摩擦力f= 牛，绳子自由端移动的速度为 米/秒。 12．某同学探究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，探究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论（F1＝F2＝F3＝F4）。 （1）比较甲、乙两图可得出的结论是 ； （2）比较乙、丙、丁三图可得出的结论是 。 三、计算题 13．使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是多少？如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则绳子自由端拉过的距离为多少？ 14．如图所示，重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动，若绳子自由端所受拉力F为10牛，（不计绳与滑轮的摩擦），求： （1）物体所受的摩擦力f的大小； （2）绳子自由端在10秒内移动的距离。 四、实验题 15．如图是小海同学“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测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离S/m 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 0.2 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 请你分析： （1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 ； （2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 ； （3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 ； 16．某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重、物体重和拉力F的大小记录在表一、二中。 表一  牛 实验序号 （牛） F（牛） 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 4 6 4.0 5 8 5.0 表二  牛 实验序号 （牛） F（牛） 6 2 3.0 7 4 4.0 8 6 5.0 9 8 6.0 10 10 7.0 ①分析比较表一或表二中F与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体， ； ②分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当相等时，越大，F越大； ③分析比较表中F与、的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为 ，由可此判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 。 17．数据表格：小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有关”。他们用如图所示装置，将不同物体缓慢提起，分别测出物体所受重力和所需拉力F的大小，并将数据记录在表一中。然后，他们更换滑轮，重复实验，将相关数据记录在表二、表三中。 表一  牛 表二  牛 表三  牛 实验序号 （牛） F（牛） 实验序号 （牛） F（牛） 实验序号 （牛） F（牛） 1 2.0 1.5 5 2.5 2.3 9 4.0 3.5 2 2.5 1.8 6 3.0 2.5 10 5.0 4.0 3 3.0 2.0 7 3.5 2.8 11 6.0 4.5 4 4.0 2.5 8 4.0 3.0 12 7.0 5.0 （1）分析比较表一、表二或表三中F与的变化关系及相关条件，可得出的初步结论是： 。 （2）分析比较实验序号 中的F与 的变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮缓慢提起重物，物体的重力相同，滑轮的重力越大，所需竖直向上的拉力F越大。 （3）小李同学分析比较各组数据中 的大小关系及相关条件，得出结论：使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物，可以省力。 （4）小红同学认为小李同学的实验结论，不具有普遍规律，原因在于 。 ( 第 1 页 共 8 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $8.2滑轮 一、滑轮 1.滑轮:滑轮是周边有槽,能绕着中心轴转动的轮子。将绳嵌在槽内,拉动绳子,滑轮便可绕轴转动。 2.定滑轮与动滑轮: ①定滑轮:使用时,轴固定,不随物体一起移动的滑轮叫做定滑轮(图8-2-2); ②动滑轮:轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮(图8-2-3)。 3.定滑轮与动滑轮的特点: 自主活动 如图8-2-4所示,用不同的方式匀速提起两个质量均为50 g的钩码,观察力传感器的用力的方向,记录传感器的示数及使用滑轮时钩码和绳子提拉端移动的距离,归纳定滑轮和动滑轮的使用特点。 大量实验表明: 用定滑轮匀速提升物体时,可以改变用力的方向,但不能省力,物体和绳子提拉端移动的距离相等。 用动滑轮匀速提升物体时,若忽略动滑轮自重和摩擦,且滑轮两侧绳子都沿竖直方向,则可以省一半力,绳子提拉端移动的距离是物体移动距离的2倍,但不能改变用力的方向。 4.定滑轮与动滑轮的实质 ①如图 8-2-5(a)所示,定滑轮可以看作为一个等臂杠杆,滑轮的轴就是杠杆的支点O,杠杆的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。如图 8-2-5(b)所示,即使改变施力方向,动力臂和阻力臂仍然等于滑轮的半径。 ②如图 8-2-6 所示,动滑轮可以看作为一个省力杠杆,O为杠杆的支点,滑轮的轴为阻力的作用点,被提升的物体对滑轮轴的作用力是阻力,绳子提拉端对滑轮的作用力是动力。若两侧绳子都沿竖直方向,则阻力臂等于滑轮的半径,动力臂等于滑轮的直径。 二、滑轮的应用 滑轮在日常生活中有着广泛的应用。升国旗时,人只需站在地面不断向下拉绳子,国旗就能随着另一侧的绳子上升,这是利用旗杆顶部的定滑轮可改变用力方向实现的。建筑工人利用动滑轮可以较省力地将建筑材料提升至高处(图8-2-7)。 题型1:定滑轮及其特点 1.学校每周一都举行升国旗仪式。如图所示,旗杆的顶部装有一个滑轮,下列关于该滑轮的说法正确的是( ) A.是动滑轮,使用它可以省力 B.是动滑轮,使用它可以省距离 C.是定滑轮,使用它可以省力 D.是定滑轮,使用它可以改变力的方向 【答案】D 【详解】由图可知,旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,为定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力。 故选D。 2.如图所示,通过定滑轮匀速提起重物G时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是( ) A.F1<F2<F3 B.F1>F2>F3 C.F1=F2=F3 D.F1>F2=F3 【答案】C 【详解】使用定滑轮只能改变动力的方向,不能省力,所以,向三个不同方向拉动的力F1、F2、F3的大小都相等,即F1 = F2 = F3 故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。 3.如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个 滑轮匀速提升重200N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为 N。 【答案】 定 200 【详解】[1][2]图中滑轮不随着物体一起运动,所以是定滑轮。定滑轮在使用时只能改变力的方向,不能省力,所以人的拉力等于建筑材料的重力,为200N。 题型2:动滑轮及其特点 4.图中,拉力F拉着物体上升了 2m,物体重力为 10N(滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计),则( ) A.F=5N,F移动了2m B.F=10N,F移动了4m C.F=10N,F 移动了2m D.F=5N,F 移动了4m 【答案】D 【详解】由图可知,这是一个动滑轮,n=2,滑轮重、滑轮与绳子间摩擦力不计,则拉力为 绳端移动的距离 故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 5.用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为 20 牛的物体 A,滑轮处于静止状态,相当于一个 杠杆,力 F 的大小为 牛,此时物体 A 所受到的合力大小为 牛。 【答案】 省力 10 0 【详解】[1]如图所示,滑轮随着物体一起运动,故是动滑轮,省一半的力,相当于一个省力杠杆。 [2]一共有2段绳子分担动滑轮重,故动滑轮省一半的力,力 F 的大小为 [3]滑轮处于静止状态,则物体A也处于静止状态,处于平衡状态,故合力为0。 6.如图所示,弹簧测力计的示数为10牛,滑轮的重力和绳子的摩擦不计,则拉力F和物体所受的重力分别为( ) A.20牛、10牛 B.20牛、20牛 C.10牛、10牛 D.10牛、20牛 【答案】D 【详解】拉力F与弹簧测力计的示数相等,弹簧测力计的示数为10牛,则拉力F=10N;不计滑轮的重力以及滑轮和绳的摩擦,动滑轮省一半的力,拉力F是物体重力的一半,则物体的重力为 G=2F=2 10N=20N 故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 题型3:定滑轮、动滑轮的特点、实质综合分析 7.如图所示是滑轮的两种使用方法,以下说法中正确的是( ) A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力 C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力 【答案】D 【详解】AC.由图可知,甲是动滑轮,能省力,但不能改变力的方向,故AC错误; BD.由图可知,乙是定滑轮,改变力的方向,但不能省力,故B错误,D正确; 故选D。 8.如图所示,分别用滑轮A、B匀速提升甲、乙两个所受重力相同的物体(不计滑轮重力、绳子重力及摩擦力)。滑轮B实质上是一个 (填“等臂”“省力”或“费力”)杠杆;拉力 (填“>”“<”或“=”)。 【答案】 省力 > 【详解】[1]滑轮B是动滑轮,动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,根据杠杆的分类,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。 [2]滑轮A是定滑轮,定滑轮不省力,不计滑轮重力、绳子重力及摩擦力,所以 。滑轮B是动滑轮,动滑轮可以省一半的力,所以 。已知甲、乙两个物体所受重力相同,即G相同,所以 。 9.用不可伸长的轻绳按图甲、乙两种方式将重为10N的物体匀速提升10cm,下列说法正确的是( ) A.F甲一定为10N B.F乙一定小于10N C.甲绳子自由端移动10cm D.甲绳子自由端移动的距离比乙大 【答案】C 【详解】A.由图可知,甲滑轮是定滑轮,若不计绳重和摩擦,拉力等于物体的重力,即 ,而实际上绳重和摩擦是存在的,所以拉力 可以大于10N,故A错误; B.乙滑轮是动滑轮,假设乙滑轮重10N,若不计绳重和摩擦,拉力等于物体和动滑轮总重力的一半,即 而实际上绳重和摩擦是存在的,所以拉力 大于10N,故B错误; C.由于甲是定滑轮,绳长不可伸长的情况下,绳端移动的距离跟物体上升的距离是一样的,都是10cm,故C正确; D.由于乙是动滑轮,绳长不可伸长的情况下,绳数n=2,绳端移动的距离是物体上升的距离的2倍,即为20cm,故D错误。 故选C。 10.如图(a)所示是 滑轮,使用它的好处是 。如图(b)所示滑轮在竖直向上的拉力F作用下,将5牛的重物匀速提升0.2米。若不计滑轮自重及摩擦,则拉力F为 牛,绳子自由端移动的距离s为 米。 【答案】 定 能改变力的方向 2.5 0.4 【详解】[1]图a中滑轮的轮轴是固定的,所以是定滑轮。 [2]定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,只能改变力的方向。 [3][4]动滑轮上承担重量的绳子股数为n=2,不计滑轮自重及摩擦,则拉力F为 将5牛的重物匀速提升0.2米,绳子自由端移动的距离为 11.如图所示,分别利用甲,乙两滑轮匀速提起两个重物,图中甲滑轮可以看成 杠杆,使用它的好处是 。其中乙为 滑轮,F2端拉升4m,则物体升高 ;不计滑轮重力及摩擦,若拉力F1=F2,则G1 G2(选填“小于”、“等于”或“大于”)。 【答案】 等臂 改变用力方向 动 2m 小于 【详解】[1][2]甲滑轮不随重物的升降而升降,属于定滑轮,使用时相当于等臂杠杆,不省力,F1=G1,但可以改变用力方向。 [3][4][5]乙滑轮随货物一起升降,为动滑轮,使用时相当于省力杠杆,省一半力 所以G2=2F2。 因为拉力F1=F2,所以G1小于G2。 动滑轮省力,同时费距离 即物体升高2m。 12.如图,关于动滑轮的特点及其与杠杆原理的关系,下列说法错误的是( ) A.点O为杠杆的支点,滑轮的轴A为阻力的作用点,B为动力的作用点 B.沿竖直方向提升重物时,动力臂L1为阻力臂L2的两倍 C.根据 可知 ,所以使用动滑轮省力 D.当改变拉力F的方向时,F的大小不变 【答案】D 【详解】A.由图可知点O为杠杆的支点,滑轮的轴A为阻力的作用点,B为动力的作用点,故A正确,不符合题意; B.如图,点O是支点,动力臂是直径 ,阻力臂是半径 ,所以 动力F的力臂应为阻力力臂2倍,故B正确,不符合题意; C.动滑轮有两段绳子承担物重,不计绳重、动滑轮重和摩擦,根据杠杆平衡条件 即 得 所以使用动滑轮省力,故C正确,不符合题意; D.由图可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,当改变拉力F的方向时,拉力的力臂变小了,根据杠杆平衡条件可知,拉力将变大,故D错误,符合题意。 故选D。 13.如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重及摩擦,则( ) A.F1<F2<F3<F4 B.F1>F2>F3>F4 C.F1>F2=F3=F4 D.F1<F2=F3=F4 【答案】D 【详解】物体重为G,由图可知,第一个是动滑轮,按此方式使用可以省一半的力,即 ;剩余的三个滑轮是定滑轮,使用定滑轮不能省力,即 F2=F3=F4=G 所以拉力的关系 F1<F2=F3=F4 故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 题型4:动滑轮的几种特殊情形 14.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。 15.如图所示,不计滑轮和绳子的重力以及摩擦,重力为100牛的重物G位于水平地面上,在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动,已知拉力F大小为10牛,则水平地面对重物G的滑动摩擦力大小为 牛,绳子A所受拉力大小为 牛。若绳子自由端10秒内移动了1米,则重物G运动的速度为 米/秒。 【答案】 10 20 0.1 【详解】[1]绳端拉力为10N,则拉动物体的绳子拉力也为10N,因为物体匀速直线运动,所以物体受到的拉力与滑动摩擦力互为平衡力,所以地面对物体的滑动摩擦力为 f=F=10N [2]不计滑轮和绳子的重力以及滑轮和轮轴之间的摩擦力时,绳子A承受的拉力为 FA=2F=2 10N=20N [3]物体移动距离与绳子自由端移动距离相等,即物体移动的距离为 s=1m 运动时间为 t=10s 所以物体运动速度为 16.如图所示,物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,那么拉力F为 N,若拉力F端移动了2m,则物体A移动了 m。(不计滑轮和绳重及它们间的摩擦) 【答案】 10 4 【详解】[1]图示滑轮为动滑轮,拉力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力、省一半的距离,已知弹簧测力计的示数为5N,不计滑轮和绳重及它们间的摩擦,则拉力等于弹簧测力计示数的两倍,即拉力 F=2F示=2 5N=10N [2]因拉力端移动距离 则物体移动的距离 s物=2s=2 2m=4m 17.如图所示,物体A以2 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3牛,水平拉力 牛,物体A受到的摩擦力 牛,2秒内物体移动的距离为 厘米,拉力的作用点移动的距离为 厘米。(不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦) 【答案】 3 6 4 8 【详解】[1]水平拉力F与弹簧测力计的示数相等,则拉力大小为3N。 [2]动滑轮省一半力,拉力F是摩擦力的一半,所以摩擦力为 [3]2秒内物体移动的距离为 [4]拉力的作用点移动的距离为 题型5:滑轮的综合应用 18.用下列轻质简单机械缓慢提起同一物体,用力最小的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【详解】由题意可知,不计摩擦和机械自重,A图中使用定滑轮,不省力也不费力,则F1=G;B图中使用动滑轮可以省一半的力,则 ;由C图可知,此时的动力臂小于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,F3>G;由图D可知,此时的动力臂为阻力臂的1.5倍,根据杠杆的平衡条件可知, 。比较可得,最省力的是B图。故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 19.下图所示中,用轻质滑轮匀速提升同一重物G,所用拉力F最大的是图( ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】AB两图中都为定滑轮,使用定滑轮只能改变力的方向,不省力也不费力;C为动滑轮,根据动滑轮的特点可知,此时F为重力的2倍;D为动滑轮,此时所用的力为重力的一半,故D的拉力是最小的,C的拉力最大,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 20.如图所示,用三个滑轮分别拉同一个物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3,其中最小的力为( ) A.F1 B.F2 C.F3 D.一样大 【答案】B 【详解】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,同一物体在同一水平面运动,压力一定,接触面的粗糙程度一定,则物体所受摩擦力一定,若物块与水平平面的摩擦力为f,图(a)中滑轮为定滑轮,不省力,则有 图(b)中滑轮为动滑轮,直接作用在动滑轮上的承担拉力的绳子有两条,每条绳子承担的力是摩擦力大小的一半,故省一半的力,则 图(c)中滑轮为动滑轮,但F3作用在动滑轮上,向左两段绳子上每一条的力大小都为f,则有 故是费力的,综上所述 故选B。 21.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】A.图中是定滑轮,定滑轮不省力,所以 ,故A错误; B.图中是定滑轮,定滑轮不省力,所以 ,故B错误; C.图中是动滑轮,不计滑轮自身的重力及各处摩擦时,动滑轮省一半的力,且拉力作用在挂钩上,此时 ,故C正确; D.图中是动滑轮,拉力作用在绳子自由端,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,所以 ,故D错误。 故选C。 22.如图所示,利用滑轮用不同方法拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,若物体与地面间的摩擦力为5牛,则拉力大小分别是F1= 牛,F2= 牛,F3= 牛。若物体在拉力作用下都运动了6米,则绳子自由端通过的距离分别是s1= 米,s2= 米,s3= 米。 【答案】 5 2.5 10 6 12 3 【详解】[1][4]左图中:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力大小等于物体与地面的摩擦力大小,即 绳子自由端通过的距离等于物体运动的距离,为 。 [2][5]中间图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力平衡,此时拉力为 此时要费2倍的距离,所以,绳子自由端通过的距离为 [3][6]右图中:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离,因此此时拉力为 绳子自由端通过的距离为 23.如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是 、 、 ,这三个力的作用点移动距离分别是 、 、 ,移动速度分别为 、 、 ,不计滑轮摩擦,则( ) A. B. C. D. 【答案】D 【详解】由图可见,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的速度为 ,运动的时间为 ,则对这三个图分析可得:甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力为 拉力的作用点移动的速度为 作用点移动的距离为 乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂 倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力平衡,此时拉力为 但是费 倍的距离,拉力的作用点移动的速度为 作用点移动的距离为 丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费 倍的力,省一半的距离,因此 拉力的作用点移动的速度为 作用点移动的距离为 综上分析可知 故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 24.如图所示,不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦。物体A重100N,B重20N,B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A,使B匀速上升0.2m,则施加的力F与A移动距离分别为( ) A.10N 0.4m B.10N 0.1m C.20N 0.4m D.20N 0.1m 【答案】C 【详解】由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=2,由于不计滑轮组中的摩擦及绳重,绳子的拉力 B刚好可以匀速下滑,则物体A向右匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,物体A受到的滑动摩擦力 f=F1=10N 方向向左;现用一水平向左的力F拉A,使B匀速上升0.2m,则物体A向左匀速直线运动,由于压力大小和接触面的粗糙不变,所以物体A受到的滑动摩擦力大小不变,仍为10N,方向向右;对物体A受力分析,A受到水平向左的拉力F、绳子水平向右的拉力及向右的滑动摩擦力,根据力的平衡条件可知,向左的拉力 F=F1+f=10N+10N=20N A移动的距离 s=nhB=2 0.2m=0.4m 故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 题型6:机械组合;难点分析 25.如图所示,放在水平桌面上的物体A重100N,通过滑轮与一个重20N的物体B连接在一起,滑轮重10N,物体B匀速下落,若不计细绳重及轮轴间摩擦,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为 N。若想物体B匀速上升,至少需要 N的外力水平向左拉动物体A。 【答案】 50 100 【详解】[1]物体A在水平桌面上向右做匀速运动,处于平衡状态,A受到水平向右的拉力和摩擦力是平衡力,由二力平衡条件可得,物体A在水平方向上受到向左的摩擦力 f=F拉 因滑轮重及滑轮与细绳之间的摩擦不计,且上面的滑轮为定滑轮,下面的滑轮为倒置的动滑轮,则由力的平衡条件可知物体A受到向右的拉力 F拉=2GB+G轮=2 20N+10N=50N [2]物体A与水平桌面间的摩擦力 f=F拉=50N 因摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以,向左运动时,压力和接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变,由力的平衡条件可得向左拉动物体A的力大小为 F=f+F拉=50N+50N=100N 26.如图,物体A重 ,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为 的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是 。若在物体A上加一个水平向左的拉力 ,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加的拉力的大小为 。(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦) 【答案】 3 6 【详解】[1]由图示知,在不计绳子、滑轮的质量及绳子与滑轮间的摩擦时,物体A受到绳子的拉力 F1= GB= 6N=3N 此时A匀速向右直线运动,则A受到的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力,所以 f1=F1=3N [2]在A上加一个水平向左的拉力F时,A向左做匀速直线运动,此时A在水平方向上的三个力:向左的拉力、绳子向右的拉力及向右的摩擦力,是平衡力,所以向左的拉力 F=F1+f1=3N+3N=6N 27.小李的质量为50kg,可以举起80kg的杠铃;小胖的质量为70kg,可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来。比赛结果应是( ) A.小李把小胖拉起 B.小胖把小李拉起 C.两个都拉不起 D.两个都拉起 【答案】B 【详解】小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样,但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关,对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小,由于装置是定滑轮,只改变力的方向,不能省力,所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力,则绳子上的作用力小于小胖的重力,即小胖把小李拉起。 故选B。 题型7:作图题 28.请在图中标出该滑轮的支点O及作出力F的力臂L。 【答案】 【详解】定滑轮的支点O在滑轮的中心轴上,动力F为绳子的拉力,方向竖直向下,过支点O向动力作用线画垂线,就得到F的力臂L。 29.在图中标出滑轮的支点O,画出动力F1、阻力F2、动力臂l1以及阻力臂l2. ( ) 【答案】 【详解】定滑轮可以绕中间轴转动,所以支点O为定滑轮的轴; 拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力,过钩码重心作竖直向下的重力; 过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂l2和阻力臂l1). 如图所示: 30.如图所示,在图中标出动滑轮支点O,并画出动力臂l1和阻力臂l2。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在绳与轮最右边的接触点;F1为动力,作用点在绳与轮最左边的接触点;阻力作用点在轴上,方向竖直向下;过支点O分别向动力作用线和阻力作用线画垂线,就得到动力臂l1和阻力臂l2。如图所示: 题型8:计算题 31.如图所示,用竖直向上的拉力F匀速提起物体A。已知物体A和滑轮的总重G总为100牛,且摩擦不计,求拉力F的大小。 【答案】50牛 【详解】解:因为使用动滑轮,有两股绳子承担物重,且摩擦不计,所以拉力 答:拉力F的大小为50N。 32.某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。重物的质量为3千克,若小腿拉绳使重物匀速上升。求:小腿对绳的拉力。 【答案】29.4牛 【详解】图中滑轮为定滑轮,定滑轮不省力,小腿对绳的拉力 F=G=mg=3kg 9.8N/kg=29.4N 答:小腿对绳的拉力是29.4N。 33.用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示,不计滑轮和绳的摩擦,货物重100牛,被以0.1米/秒匀速提升0.3米,求: (1)拉力F的大小; (2)绳子自由端移动的距离。 【答案】(1)51N;(2)0.6m 【详解】解:(1)动滑轮绳子的有效股数为2,不计摩擦,拉力F的大小 (2)绳子自由端移动的距离 答:(1)拉力F的大小51N; (2)绳子自由端移动的距离0.6m。 34.如图所示,不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦阻力,用100N的竖直向上拉力F通过滑轮拖着重为190N的物体A做竖直向上移动,物体A运动时的 图像如图所示。求: (1)物体A运动10s通过的路程s; (2)滑轮所受重力的大小G轮。 【答案】(1)6m;(2)10N; 【详解】解:(1)由图像可知,物体A运动10秒通过的路程s为6m。 (2)由 可知,滑轮所受重力的大小为 答:(1) 物体A运动10秒通过的路程s为6m; (2)滑轮所受重力的大小G轮为10N。 35.如图所示,重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动,若绳子自由端所受拉力F为10牛,(不计绳与滑轮的摩擦),求: (1)物体所受的摩擦力f的大小; (2)绳子自由端在10秒内移动的距离。 【答案】(1)20N;(2)4m 【详解】解:(1)滑轮是动滑轮,不计滑轮自重和滑轮绳子间的摩擦,则拉力 ,则物体A与地面间的滑动摩擦力 f=2F=2 10N=20N (2)物体移动的速度0.2m/s,则绳子自由端移动速度为物体移动速度的2倍,为0.4m/s,所以绳子自由端在10秒内移动的距离为 s=vt=0.4m/s 10s=4m 答:(1)物体所受的摩擦力f的大小为20N。 (2)绳子自由端在10秒内移动的距离为4m。 题型9:实验题 36.某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 (1)比较(a)、(b)两图可知: ;、 (2)比较(b)、(c)、(d)三图可知: 【答案】 使用动滑轮提升重物时,可以省一半的力,但不能改变用力方向 使用动滑轮匀速提升相同重物时,拉力方向与竖直方向的夹角越大,拉力越大 【详解】(1)[1]分析比较图(a)、(b)可知:物体和动滑轮的总重为2.2N,使用动滑轮时,拉力为1.1N,可见使用动滑轮匀速提起相同钩码,可以省力,但不能改变用力方向。 (2)[2] 分析比较图(b)、(c)、(d)可知:使用动滑轮匀速提起相同钩码,可以省力,但拉力与竖直方向夹角越大,拉力越大。 37.小华同学研究动滑轮的使用特点,他们先用弹簧测力计如图(a)所示匀速提升重物,再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲<G乙<G丙)竖直向上匀速提升同一重物,如图(b)、(c)、(d)。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数,然后归纳得出结论; (1)分析比较图(a)与(b)或(a)与(c)或(a)与(d)可得: ; (2)分析比较图(b)与(c)与(d)可得: 。 【答案】 见解析 见解析 【详解】根据图中弹簧测力计的示数,可以得出结论: (1)[1]匀速提升同一重物时,使用动滑轮可以省力,但不能改变用力方向。 (2)[2]由题意得,重力不同的动滑轮甲、乙、丙 使用动滑轮匀速提升同一重物时,滑轮重力越大,所用的拉力越大。 38.在“探究动滑轮特点的实验”中,实验过程如下: (1)如图甲所示,测量前,保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 。随后在其挂钩上悬挂物体,待示数稳定后可得出物体的重力 N; (2)将细线的一端固定于天花板,另一端绕过滑轮与测力计挂钩相连,如图乙所示,要使物体上升,则测力计的移动方向为 ,对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 ; (3)当物体匀速向上运动时,测力计的示数图乙所示,对比两图中测力计的示数可知,使用动滑轮的优点是 。 【答案】 零刻度线 3 竖直向上 不能改变力的方向 使用动滑轮时省力 【详解】(1)[1]测量物体重力前,使弹簧测力计竖直并调节指针对准零刻度线。 [2]测量物体重力时,当物体静止时,物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;测力计的最小刻度的分度值为0.2N,示数为3N,所以物体的重力G=3N。 (2)[3][4]如图乙所示,要使物体上升,则测力计的移动方向为竖直向上,由于物体移动方向与拉力的方向相同,所以可说明使用动滑轮不能改变力的方向。 (3)[5]在图乙中,拉力 F=2N<G=3N 故使用动滑轮时省力。 39.为了探究动滑轮的使用特点,某小组同学用如图所示的装置进行实验,每次用测力计匀速提升钩码。(滑轮摩擦力不计)钩码重力为G,拉力为F,钩码移动的距离为L,绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究,他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量 与对应拉力的变化量 ,记录在表格的最后两列中。 实验序号 G(牛) F(牛) L(米) s(米) (牛) (牛) 1 1 0.7 0.05 0.1 0 0 2 2 1.2 0.1 0.2 1 0.5 3 3 1.7 0.05 0.1 2 1.0 4 4 2.2 0.2 0.4 3 1.5 (1)分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点:使用动滑轮匀速提升物体时, ; (2)分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件,可得出初步结论:使用动滑轮匀速提升物体时, ; (3)由表中数据可计算出滑轮自身重力为 牛; (4)分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论: ; (5)为了得到普遍的物理规律,小组同学还将选用 继续进行实验。 【答案】 物重越大,拉力越大 绳子自由端通过的距离为物体上升距离的2倍 0.4 增加的物重为增加的拉力的2倍 不同重力的滑轮 【详解】(1)[1]由表中数据可知,当物重增大时,对应的拉力也变大。因此可得出使用动滑轮匀速提升物体时,物重越大,拉力越大。 (2)[2]由表中数据可知,当物体升高距离为L时,对应的绳子自由端移动的距离为2L。可得出初步结论:使用动滑轮匀速提升物体时,绳子自由端通过的距离为物体上升距离的2倍。 (3)[3]根据动滑轮的特点,由第一组数据可得,动滑轮的重力为 (4)[4]由表中数据可知,当物重增加 时,拉力增加 因此可得增加的物重为增加的拉力的2倍。 (5)[5]为了得到普遍的规律,应多次实验,由于探究的动滑轮的工作特点,故应选用不同重力的滑轮进行实验。 40.某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验,并将相应的轮重 、物体重 和拉力F的大小记录在表一、二中。为了进一步研究,他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量 与所用拉力的变化量 ,并将结果记录在表一、二的后两列中。 表一: 实验序号 (牛) F(牛) (牛) (牛) 1 1 1.5 0 0 2 2 2.0 1 0.5 3 4 3.0 3 1.5 4 6 4.0 5 2.5 5 8 5.0 7 3.5 表二: 实验序号 (牛) F(牛) (牛) (牛) 6 2 3.0 0 0 7 4 4.0 2 1.0 8 6 5.0 4 2.0 9 8 6.0 6 3.0 10 10 7.0 84.0 (1)分析比较表一或表二中F与 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体 ; (2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,当 相等时, 越大,F越大; (3)根据表一、二中前三列的数据及条件,请判断:按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体,若要省力,需满足的条件是 ; (4)进一步分析比较表一、二中 与 的数据及相关条件,可发现其满足的数学关系式为 ,由此可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体, 成正比。 【答案】(1)当G动相同时,G物越大,F越大 (2)2、6(3、7或4、8或5、9) (3) (4) 拉力的变化量 与物体所受重力的变化量 【详解】(1)表一或表二中动滑轮的重力相同,被提升的物重不同,且G物越大,拉力F越大,因此可知:当G动相同时,G物越大,F越大。 (2)表中实验2、6(或3、7或4、8或5、9)中,被提升的物重相同,动滑轮重力不同,且G滑越大,F越大;故分析比较实验2、6(或3、7或4、8或5、9)的数据及相关条件,可得出初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,G物相同,G滑越大,F越大。 (3)根据表一、二中前三列的数据及条件可知,当 时, ;当 时, ,因此按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体,若要省力,需满足的条件是: 。 (4)[1][2]分析比较表一、二中 与 的数据可发现 ,由此可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,拉力的变化量 与物体所受重力的变化量 成正比。 一、单选题 1.如图所示,是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N,滑轮重均为10N,不计摩擦和绳重,下列说法正确的是( ) A.甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B.甲图中的拉力小于乙田中的拉力 C.甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D.甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍 【答案】C 【详解】如图甲是定滑轮,只改变力的方向,不改变力的大小,乙图为动滑轮,省一半的力,费二倍的距离,故甲的拉力为500N,而乙要拉动物体和动滑轮,故乙的拉力为 所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。 故选C。 2.利用如图所示的动滑轮(重0.5N)提升钩码时,不能证明使用动滑轮能省力的操作是( ) A.竖直匀速提升0.5N的钩码 B.竖直匀速提升1.0N的钩码 C.竖直匀速提升1.5N的钩码 D.竖直匀速提升2.0N的钩码 【答案】A 【详解】使用如图所示动滑轮提升钩码时,若不计绳重及摩擦,绳端拉力为 F= (G+G动) 当钩码重力 G≤G动 时 F≥G 即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时,不能证明使用动滑轮能省力;因为动滑轮重0.5N,所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。 故选A。 3.如图所示,物体的重力为 ,在水平拉力 的作用下匀速前进,这时物体受到摩擦力的大小是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】此为动滑轮,拉物体移动时需要克服物体与地面的摩擦力,根据绳子段数分析摩擦力大小; 【详解】此为动滑轮,且拉力F作用在滑轮上,绳子段数为2,每段绳子拉力为 ,拉动物体时克服的时物体与地面的摩擦力,则可知物体与地面摩擦力为 . 4.如图所示,物体A重20N,动滑轮重2N,物体B重12N,则弹簧测力计的读数和A对地的力为( ) A.12N 20N B.26N 8N C.24N 20N D.24N 8N 【答案】B 【详解】对物体B进行受力分析,B受绳子向上的拉力和重力,因为B处于二力平衡,所以B所受的拉力等于B的重力等于12N,即绳子上的拉力F为12N,对动滑轮进行受力分析,动滑轮受到弹簧测力计向上的拉力F拉,两段绳向下的拉力F,竖直向下的重力G动,因为动滑轮处于平衡状态,所以弹簧测力计的示数为 对A进行受力分析,A受到绳子向上的拉力F,向上的支持力F支,自身重力G,因为A静止处于平衡状态,根据同一直线上平衡力的特点可知,A受到的支持力为 A对地面的压力和地面对A的支持力是相互作用力,其大小相等,故A对地面的力为8N。故ACD不符合题意,B符合题意。 故选B。 5.如图,在竖直向上的力F的作用下,重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为( ) A.20N 0.2m/s B.20N 0.8m/s C.5N 0.2m/s D.5N 0.8m/s 【答案】A 【详解】由图可知,该滑轮是动滑轮,当重物A上升速度为0.4m/s时,滑轮上升速度应该是物体速度的一半,即v=0.2m/s;此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为 F=2G=2 10N=20N 故选A。 6.如图所示的装置,滑轮自重20N,其下端挂重280N的物体C,杠杆可绕轴O无摩擦地转动,绳和杠杆的重力不计,杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡,在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是( ) A.150N B.200N C.300N D.400N 【答案】B 【详解】因滑轮自重20N,提升物体需要的拉力 由于力的作用是相互的,所以杠杆左端受到的拉力 F′=F拉=150N 因 OA∶OB=3∶4 由杠杆的平衡条件得 F′ OB=F OA 即 故选B。 二、填空题 7.升国旗时,旗杆顶端的滑轮是定滑轮,它的实质是一个 杠杆,使用它不能 ,但可以 。 【答案】 等臂 省力 改变力的方向 【详解】[1][2][3]使用时轴固定不动的滑轮叫定滑轮,定滑轮的实质是一个等臂杠杆;因为定滑轮是等臂杠杆,故其动力等于阻力,所以使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。 8.如图所示,小明同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做时甲的树干相当于 (选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”)。如果不计绳重和摩擦,甲树受到500N拉力,则小明对绳子的拉力为 N,乙树受到的拉力为 N。 【答案】 动滑轮 250 250 【详解】[1]把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子时,甲的树干要移动,则甲的树干相当于动滑轮。 [2]拉甲树干的绳子段数是2,不计绳重和摩擦,所以小明对绳子的拉力是甲树受到拉力的一半,即 F=0.5 500N=250N [3]乙树受到的拉力等于1段绳子的拉力,大小为250N。 9.如图所示,利用A滑轮匀速提升重力为20N的重物,A滑轮是 (选填“动”或“定”)滑轮。若不计滑轮的重力,则所用拉力为 N;若绳子自由端移动的速度为1m/s,则重物上升的速度为 m/s。(不计绳子的重力及摩擦) 【答案】 动 10 0.5 【详解】[1]轮轴和物体一起移动的是动滑轮,由图可知,该滑轮是动滑轮。 [2]由图可知,承担物重的绳子的股数为n=2,若不计绳子的重力和摩擦力,不计滑轮的重力,则所用的拉力为 [3] 若绳子自由端移动的速度为1m/s,则重物上升的速度为 10.如图(a)中是 滑轮。若不计摩擦,利用这样的装置把物体举高,相当于一根 杠杆。若图b滑轮重2牛,要提起50牛的物体,至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米,应将绳的自由端拉动 米。如果绳子自由端上升的速度是2米/秒,则物体上升的速度为 米/秒。 【答案】 定 等臂 26 4 1 【详解】[1][2]由图a可知,其滑轮为定滑轮,定滑轮的动力臂和阻力臂相等,若不计摩擦,利用这样的装置把物体举高,相当于一根等臂杠杆。 [3]图b是动滑轮,承担物重绳子的股数n=2,不计绳重及摩擦,拉力为 [4]绳的自由端应拉动距离为 s=2h=2 2m=4m [5]如果绳子自由端上升的速度是2米/秒,则物体上升的速度为 11.如图所示,物体A重力为20牛,在力F作用下,以0.5米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧秤示数为2牛,若不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦,则F= 牛,物体A所受摩擦力f= 牛,绳子自由端移动的速度为 米/秒。 【答案】 1 2 1 【详解】[1]弹簧测力计的示数为2N,当F通过滑轮拉动物体时,此时的滑轮对弹簧测力计来说相当于是一个动滑轮,不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦,使用动滑轮可以省一半的力,则 [2]弹簧测力计拉动物体A的力为2N,物体A在水平面上做匀速直线运动,此时的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,所以地面对物体的摩擦力f=2N。 [3]绳子自由端移动的速度是物体运动的速度的2倍,所以绳子自由端移动的速度为1m/s。 12.某同学探究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,探究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论(F1=F2=F3=F4)。 (1)比较甲、乙两图可得出的结论是 ; (2)比较乙、丙、丁三图可得出的结论是 。 【答案】 使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力 使用定滑轮提升重物沿不同方向拉力大小都相等 【详解】(1)[1]甲图直接用手拉动测力计,乙图中用定滑轮拉动测力计。依题意得,甲乙中拉力相同,可得出的结论是使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。 (2)[2]乙丙丁均使用定滑轮,且分别沿不同方向拉动重物,拉力大小相同,可得结论:使用定滑轮提升重物沿不同方向拉力大小都相等。 三、计算题 13.使用一个定滑轮将一重物提升2m,则绳子自由端拉过的距离是多少?如果改用一个动滑轮来提升重物,且提升同样高度,则绳子自由端拉过的距离为多少? 【答案】2m,4m 【详解】解:使用定滑轮,不省力也不省距离,使用一个定滑轮将一重物提升2m,则绳子的自由端拉过的距离为2m;使用动滑轮省一半的力,但要费一倍的距离,如果改用一个动滑轮来提升重物,且提升同样的高度,则绳子自由端拉过的距离为 s=2h=2m 2=4m 答:使用一个定滑轮将一重物提升2m,则绳子自由端拉过的距离是2m,如果改用一个动滑轮来提升重物,且提升同样高度,则绳子自由端拉过的距离为4m。 14.如图所示,重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动,若绳子自由端所受拉力F为10牛,(不计绳与滑轮的摩擦),求: (1)物体所受的摩擦力f的大小; (2)绳子自由端在10秒内移动的距离。 【答案】(1)20N;(2)4m 【详解】解:(1)滑轮是动滑轮,不计滑轮自重和滑轮绳子间的摩擦,则拉力 ,则物体A与地面间的滑动摩擦力 f=2F=2 10N=20N (2)物体移动的速度0.2m/s,则绳子自由端移动速度为物体移动速度的2倍,为0.4m/s,所以绳子自由端在10秒内移动的距离为 s=vt=0.4m/s 10s=4m 答:(1)物体所受的摩擦力f的大小为20N。 (2)绳子自由端在10秒内移动的距离为4m。 四、实验题 15.如图是小海同学“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测力计匀速移动,分别测得一组数据如下表所示 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离S/m 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 0.2 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 请你分析: (1)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 ; (2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是 ; (3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 ; 【答案】 省力 改变了用力的方向 费距离 【详解】(1)[1]由表中的数据知,在丙中,拉力 故使用动滑轮的好处是省力。 (2)[2]由表中的数据知,在乙中,拉力 虽然拉力与物重相等,但是向下用力,故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。 (3)[3]乙测力计移动距离为0.2m,丙测力计移动距离为0.4m,故使用动滑轮费距离。 16.某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验,并将相应的滑轮重 、物体重 和拉力F的大小记录在表一、二中。 表一 牛 实验序号 (牛) F(牛) 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 4 6 4.0 5 8 5.0 表二 牛 实验序号 (牛) F(牛) 6 2 3.0 7 4 4.0 8 6 5.0 9 8 6.0 10 10 7.0 ①分析比较表一或表二中F与 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体, ; ②分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,当 相等时, 越大,F越大; ③分析比较表中F与 、 的数据及相关条件,可发现其满足的数学关系式为 ,由可此判断:按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体,若要省力,需满足的条件是 。 【答案】 动滑轮的重力不变时,G物越大,F越大 2、6或3、7或4、8或5、9 G物大于G滑 【详解】[1]分析表一或表二中动滑轮的重力相同,被提升的物重不同,且G物越大,拉力F越大,可得初步得到结论:使用动滑轮匀速提起物体,当动滑轮的重力不变时,G物越大,F越大。 [2]由表格知实验序号2、6(或3、7或4、8或5、9)被提升的物重相同,动滑轮重力不同,且G滑越大,F越大。 [3]分析比较表一、二中F与G滑、G物的数据及相关条件可发现,所用竖直向上拉力F的大小等于动滑轮G滑和所拉的物重G物之和的一半,即满足的数学关系式为 [4]根据表一、二中前三列的数据及相关条件可知,当G物=G滑时,F=G物,当G物>G滑时,F<G物,故若要省力,需满足G物大于G滑这个条件。 17.数据表格:小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有关”。他们用如图所示装置,将不同物体缓慢提起,分别测出物体所受重力 和所需拉力F的大小,并将数据记录在表一中。然后,他们更换滑轮,重复实验,将相关数据记录在表二、表三中。 表一 牛 表二 牛 表三 牛 实验序号 (牛) F(牛) 实验序号 (牛) F(牛) 实验序号 (牛) F(牛) 1 2.0 1.5 5 2.5 2.3 9 4.0 3.5 2 2.5 1.8 6 3.0 2.5 10 5.0 4.0 3 3.0 2.0 7 3.5 2.8 11 6.0 4.5 4 4.0 2.5 8 4.0 3.0 12 7.0 5.0 (1)分析比较表一、表二或表三中F与 的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是: 。 (2)分析比较实验序号 中的F与 的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮缓慢提起重物,物体的重力 相同,滑轮的重力 越大,所需竖直向上的拉力F越大。 (3)小李同学分析比较各组数据中 的大小关系及相关条件,得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力。 (4)小红同学认为小李同学的实验结论,不具有普遍规律,原因在于 。 【答案】 使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大 2、5或3、6或4、8、9 动滑轮重力 拉力与提起的物体重力 只研究了 大于 的情况,没研究 小于等于 的情况 【详解】(1)[1]由表一、表二或表三中数据可知,动滑轮的重力相同,被提升的物重不同,且提升的物体重力G物越大,拉力F越大,可得出的初步结论是:使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大。 (2)[2][3]由序号2、5的数据可知,提升的物体重力相同时,动滑轮重力不同,拉力不同,物体的重力G物相同,滑轮的重力G滑轮越大,所需竖直向上的拉力F越大,选择实验序号3、6或4、8、9的实验数据也可以得出这样的结论。 (3)[4]分析表中每一次实验的拉力与提起的物体重力的关系: F<G物 所以得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力。 (4)[5]小李只研究了G物大于G滑轮的情况,没研究G物小于等于G滑轮的情况,所以不具有普遍性。 学科网(北京)股份有限公司 $