12.3 滑轮 知识点归纳同步训练 2025-2026学年人教版物理八年级下册
12.3 滑轮
一、【基础知识】
知识点一 滑轮分类及工作特点
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。
2、滑轮分类:定滑轮和动滑轮。
3、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。
②定滑轮的特点:通过定滑轮来拉钩码并不省力,通过或不通过定滑轮,弹簧测力计的读数是一样的,可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
③定滑轮的原理: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,根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
定滑轮的实质 物体受到平衡力
4、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1力,多费 1 倍距
2
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: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 滑轮组的工作特点
1、 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。
2、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F =
G 物 ;其中 n 为承担物重的绳子的段数。
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3、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)。
知识点三 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
1、使用滑轮组时(忽略摩擦阻力):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F ;若忽略滑轮重,则有F
;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、使用动滑轮时,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;
(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;(注:n 为滑轮的股数)。
知识点四 斜面和轮轴
1、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。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;
2、斜面
(1)斜面是简单机械的一种,可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时,力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小,则可达到很高的效率。
(2)用 F 表示力,L 表示斜面长,h 表示斜面高,物重为 G.不计阻力时,根据功的原理得 FL=Gh,斜面倾角越小,斜面越长,则越省力,但越费距离。日常生活中常见的斜面,如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。
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二、【典例解析】
题型 1:定滑轮与动滑轮
【典例 1-1】旗杆上的滑轮实质是一个变形的杠杆,如图所示,该“杠杆 ”的支点在 (选填
“A”“ B”或“ C”)点,动力臂为 (选填“ L1 ”或“ L2 ”),阻力臂为 (选填“ L1 ”或“ L2 ”),动力臂与阻力臂的大小关系:L1 (选填“ > ”“ < ”或“ = ”)L2 。
【典例 1-2】如图所示是小明利用同一滑轮往高处搬运同一货物的两种方法。甲、乙两图中,物体匀速上升速度相同,不计滑轮重,不计绳重与摩擦,则( )
A.甲绳自由端的拉力等于乙绳自由端的拉力
B.甲绳自由端的拉力小于乙绳自由端的拉力
C.甲绳自由端移动速度等于乙绳自由端移动速度
D.甲绳自由端移动速度小于乙绳自由端移动速度
【变式 1-1】如下列图片所示,不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1 、F2 、F3 。它们的大小关系正确的是
( )
A.F2 < F1 < F3 B.F1 < F2 < F3 C.F2 < F3 < F1 D.F2 < F3 < F1
【变式 1-2】动滑轮实质上是一个 杠杆。如图所示,物体重 400N,滑轮重 10N(绳重、摩擦不 计),若要匀速提升重物,则自由端匀速竖直向上的拉力 F为 N,若拉力 F 的方向向右倾斜一些,如图中虚线所示,则拉力将 (填“变大 ”、“变小 ”或“不变 ”)。
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题型 4:滑轮组绕线
【典例 4-1】将汽车从泥潭中拉出,请你在图中画出滑轮绳子中最省力的绕法。
【典例 4-2】用轻质滑轮组将重为G 的物体提起来(不计绳重与摩擦),请按要求画出不同绕线方法。要求:
【变式 4-1】如图所示,小华在 A处利用滑轮组提起物体,已知绳端移动 1.5m,物体上升 0.5m,请你画出滑轮组的绕线方式。
【变式 4-2】工人利用图所示的滑轮组以最省力的方式向下拉绳将重物提升,请在图中画出滑轮组的绕绳方法。
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典例 4-2 图
变怯 4-1 图
变怯 4-2 图
(1)求绳子自由端移动的距离。
(2)若绳子能承受的最大拉力为600N,该工人利用此滑轮组提起重物,最多能提起多重的物体?
15.如图所示,一名体重为 650N 的工人用滑轮将重 900N 的物体匀速提升了 1m,人对绳自由端竖直向下的拉力 F为 500N,不计绳重和摩擦。求:
(1)绳自由端移动的距离?
(2)动滑轮的重力大小?
(3)工人利用该滑轮组最大能提起重物的重力为多少?
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