12.3 滑轮（3个知识点＋3个方法技巧＋7大题型＋分层训练）12.1 杠杆（3个知识点＋2个方法技巧＋7大题型＋分层训练）-八年级物理下册同步题型分类讲与练（人教版2024）

本讲义聚焦初中物理“滑轮”核心知识点，系统梳理定滑轮和动滑轮的特点、实质及实验探究，滑轮组的绕绳方法与省力规律，轮轴和斜面的原理及应用，形成从基础分类到复杂计算再到拓展应用的递进式学习支架，辅以导图速览构建知识框架。 该资料以科学探究为核心，通过设计“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验步骤与数据表格培养科学探究能力，方法技巧中“奇动偶定”绕绳法等体现模型建构与科学推理，经典题型覆盖竖直/水平滑轮组、特殊用法等情境，分层训练助力学生形成物理观念，课中辅助教师高效授课，课后帮助学生强化练习、弥补知识盲点。

12.3 滑轮 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 定滑轮和动滑轮 ►知识点2 滑轮组 ►知识点3 轮轴和斜面 03方法技巧 ►方法技巧1 使用定滑轮和动滑轮的几种特殊情况 ►方法技巧2 滑轮组的绕绳方法 ►方法技巧3 特殊情况下拉力F与物重G的关系 04经典题型 题型1 定滑轮和动滑轮及其特点 题型2 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 题型3 竖直方向滑轮组的计算 题型4 水平方向滑轮组的计算 题型5 滑轮的特殊用法 题型6 滑轮组的设计 题型7 斜面和轮轴 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 定滑轮和动滑轮 1、认识滑轮 滑轮：一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。 实质：滑轮是一种变形的杠杆，滑轮可以连续旋转，因此可以看成连续旋转的杠杆。 分类 定滑轮 动滑轮 概念 滑轮的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮 滑轮的轴可以随物体一起运动，这种滑轮叫作动滑轮 图示 2、研究定滑轮和动滑轮的特点 （1）实验思路：分别在不使用滑轮、使用定滑轮、使用动滑轮时匀速提升同一物体动，记录整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向，然后由数据分析得出结论。 匀速拉动弹簧测力计使钩码匀速上升，并读取弹簧测力计示数，而不是让钩码静止读数，目的是保证测量的准确性，使测量结果更能反映实际情况。 （2）实验过程 ①按图甲所示，用弹簧测力计测出一个钩码所受的重力，记下弹簧测力计的示数。 ②按图乙所示安装定滑轮，让钩码匀速上升高度h，记录弹簧测力计的示数F、拉力方向及绳子自由端移动的距离s。 ③按图丙所示安装动滑轮，让钩码匀速上升高度h，记录弹簧测力计的示数F、拉力方向日及绳子自由端移动的距离s。 ④换用不同数量的钩码，重复上面的步骤。 【注意】1、换用不同数量的钩码，以获得多组数据，使结论更具有普遍性。 2、定滑轮轴上可加润滑油，以减小摩擦力对实验的影响。 3、选择质量较小的动滑轮和质量较大的钩码，以减小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响。 （3）实验表格 实验类别 拉力大小F/N 钩码提升10cm时 绳子自由端移动距离s/cm 拉力方向 实验1 实验2 实验3 不使用滑轮 1 2 6 10 上 使用定滑轮 1 2 6 10 下 使用动滑轮 0.5 1 3 20 上 （4）实验分析 （5）实验结论 ①使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。 ②使用动滑轮可以省力，但费距离，而且不改变力的方向。 3、定滑轮和动滑轮的实质 定滑轮 动滑轮 实质 能够连续转动的等臂杠杆 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 示意图 分析 滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以使用定滑轮时不省力 支点O在滑轮的边缘上，动力臂为滑轮所在圆的直径，阻力臂为圆的半径，因此动力臂为阻力臂的2倍，故动力是阻力的二分之一，即忽略动滑轮自重、绳重及摩擦，使用动滑轮能够省一半力 拉力方向对拉力大小的影响 1．定滑轮：改变拉力的方向后，根据几何知识可知，动力臂都等于定滑轮的半径，因此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。 2．动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向（或两侧绳子不平行），动力臂l1小于OB，即小于2l2，故，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，甚至可能会更费力。 由此可见，对于动滑轮来说，动滑轮省一半力的条件之一是跨过动滑轮的两段绳平行（或跨过动滑轮的两段绳夹角较小）。但在初中阶段如无特殊说明，一般认为动滑轮两侧绳子是平行的，即不考虑动滑轮两侧两段绳夹角的影响。 4、定滑轮和动滑轮的比较 定滑轮 动滑轮 物重 G G 拉力 大小 F＝G（不考虑摩擦） （不考虑摩擦和动滑轮重） 方向 与物体上升方向相反 与物体上升方向相同 物体移动距离 h h 拉力移动距离 s＝h s＝2h 省力情况 不省力 省力 改变力的方向情况 能改变力的方向 不能改变力的方向 实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 应用实例 升旗 起重机 知识点2 滑轮组 1、滑轮组 在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。使用滑轮组既可省力又可改变力的方向，但同时要费距离。 2、与滑轮组有关的规律 （1）省力情况：提升重物时，忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，则拉力。 若考虑动滑轮重，仅忽略绳重与摩擦，则（n为承担物重的绳子段数）。 （2）移动距离：若物体升高h，绳子自由端移动的距离s＝nh。 （3）移动速度：绳子自由端移动的速度v和物体移动速度v物之间的关系为v＝nv物。 滑轮组横放 动滑轮上有几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力的大小就是物体所受摩擦力的几分之一。不计绳与滑轮之间的摩擦时，，此时绳子自由端移动的距离与物体移动的距离的关系为。 例如，下图中动滑轮上有3段绳子拉着物体，所以n＝3，，。 3、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，只数绕在动滑轮上的绳子段数，有几段绳子与动滑轮相连，n就等于几。 知识点3 轮轴和斜面 1、轮轴 （1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。使用轮轴能省力，还能改变力的方向。 （2）实质：轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上。 （3）轮轴的平衡公式：或，即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。 使用轮轴不一定省力 当把动力施加在轴（小轮）上时，此时由于轴半径小于轮半径，l1＜l2，故F1＞F2，此时使用轮轴费力，但省距离。因此不要错误地认为使用轮轴一定省力，关键是看动力施加在轮上还是轴上。 2、斜面 （1）倾斜的木板、弯曲的盘山公路都构成了斜面。斜面是一种简单机械，可以省力但费距离。 （2）原理：当斜面高度h一定时，斜面l越长，越省力（即F越小）；当斜面长l相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面l越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小)。 理想情况下斜面公式：或。斜面长（l）是斜面高（h）的几倍，所用的拉力F就是物重G的几分之一。 方法技巧1 使用定滑轮和动滑轮的几种特殊情况 1、定滑轮 力的关系：；速度、距离的关系：，。 2、动滑轮 （1）力的关系：；速度、距离的关系：，。 （2）力的关系：；速度、距离的关系：，。 （3）力的关系：；速度、距离的关系：，。 方法技巧2 滑轮组的绕绳方法 1、限定绳端拉力方向：从限定绳端开始按照“由外向内”的顺序绕绳，先绕大轮后绕小轮，保证绳子竖直且每个轮槽只通过一股绳子（倒绕法）。 2、不限定绳端拉力方向且最省力的绕法 （1）定滑轮和动滑轮个数相同时，从动滑轮挂钩端开始绕。 （2）定滑轮和动滑轮个数不同时，从数量少的滑轮挂钩端开始绕（接少绕多）。（绕绳时从内到外，从小到大） 3、利用“奇动偶定”确定绕法 （1）确定绳子段数n：①根据可知，；②根据s＝nh可知，；③根据v＝nv物可知，。 （若n计算结果不是整数，采取“进一法”，使n取整数）。 （2）“奇动偶定”：①当n为奇数时，从动滑轮的挂钩端开始绕；②当n为偶数时，从定滑轮的挂钩端开始绕。（绕绳时从内到外，从小到大） 方法技巧3 特殊情况下拉力F与物重G的关系 特殊情况下，承担物重的绳子段数n不等于绕在动滑轮上绳子的段数，此时可根据动滑轮和定滑轮的特点进行受力分析，忽略动滑轮重，可得出力F与物重G（甲、丙图包括人的重力）的关系。 甲图中；乙图中；丙图中。 “人货同车（筐）”的滑轮组绳子段数判断 第一步：定整体：人站在筐/车里、和货物一起被提升 → 人+货+筐＝一个总重物，不分彼此。 第二步：数绳子：只数从动滑轮上出来、竖直向上拉整体的绳子，手拉的那一段也要算进去（这是和普通滑轮组最大区别）。 区分：固定在定滑轮、天花板的绳子，不算段数。 例如下图，①人、筐、动滑轮，这三者是一起被提升的，所以把它们看成一个整体。 ②判断绳子段数n：看有几段绳子的拉力，是直接作用在整体上的。人站在被提升的筐里，自己拉的绳子对整体也有拉力，所以，总共n＝3段绳子在承担总重。 【易错点】 1、❌ 错误：以为人手拉的那根不算 。 ✅ 正确：人在筐内自拉，手拉的这段一定计入n。 2、❌ 错误：把人、筐分开算重物。 ✅ 正确：全部合并为G总＝G人＋G物＋G筐。 题型1 定滑轮和动滑轮及其特点 1．《天工开物・作咸》中记录了井盐的生产过程。题图是古人从井中汲卤的示意图，顶端的装置是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．斜面 【答案】B 【解析】轴的位置固定不动的滑轮是定滑轮，轴随物体一起运动的是动滑轮。题图中顶端的装置，轴固定在井架上，位置不会随汲卤的桶移动，符合定滑轮的特征。 故选B。 2．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=100N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升4m。下列说法中正确的是（    ） A．F甲=100N，并向上移动8m B．F甲=100N，并向上移动4m C．F乙=100N，并向上移动2m D．F乙=200N，并向上移动2m 【答案】D 【解析】AB． 甲是普通动滑轮，不计绳重、滑轮重和摩擦时，拉力 拉力移动的距离，故AB错误； CD．对乙滑轮受力分析可得 该用法费两倍的力，省一半距离，物体提升4m时，拉力向上移动的距离，故C错误，D正确。 故选D。 3．在襄阳滨江大道改造项目中，为了移走影响施工的某球形石墩，设计了如图三种方案，“桩”固定在地面上，且使用的绳子相同。关于方案，下列说法正确的是（　　） A．方案二一定比方案三省力 B．方案三可以省力，但无法省功 C．方案二可以省功，但无法省力 D．使用机械一定比不使用机械省力 【答案】B 【解析】ABC．由图可知，方案二中桩相当于定滑轮，不省力，方案三中石墩对应动滑轮结构，可省一半力，因此方案二比方案三费力，根据功的原理可知，使用任何机械都无法省功，故AC错误，B正确； D．使用机械不一定省力，例如定滑轮只能改变力的方向不省力，故D错误。 故选B。 4．如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是_______（选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_______cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。 【答案】定 15 【解析】由图可知，坠砣移动时，左侧滑轮的位置不会改变，所以左侧滑轮是定滑轮。 图中坠砣挂在钢绳的自由端，右侧滑轮是动滑轮，且n＝2，输电线A端向左移动，坠砣下降，则坠砣串下降高度h＝2sA，坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 5．如图（1），弹簧测力计读数是____N；如图（2）所示匀速提升重物时，小明所用的是____（选填“定”或“动”）滑轮；物体重为100N，滑轮重20N，不计绳重和摩擦力，则手的拉力为_____N。 【答案】2.4 动 60 【解析】如图（1），弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为2.4N。 图（2）中滑轮工作时，轴会随重物一起运动，因此是动滑轮；不计绳重和摩擦时，承担物重的绳子股数为，手的拉力为 6．如图所示的动滑轮实质上是一个_______杠杆。物体重110 N，滑轮重10 N（绳重、摩擦不计），匀速提升重物，自由端匀速竖直向上的拉力F为60N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图4中虚线所示，则拉力将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】省力 变大 【解析】动滑轮使用时，由两段绳子承担物体和滑轮的重力，可以省力，其实质是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆；若拉力F的方向向右倾斜一些，动力臂减小，根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。 题型2 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 7．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： （1）比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以______； （2）如图丙所示，为探究使用动滑轮是否可以省力，需要匀速竖直向上拉弹簧测力计，并将弹簧测力计的示数与______（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较； （3）如图丙所示，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_______。 a、使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b、提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a B．只有b C．a和b均可 D．a和b均不可 【答案】（1）改变力的方向 （2）钩码和滑轮总重 （3）C 【解析】（1）观察甲、乙两图对比可知，定滑轮的实质是等臂杠杆，它虽然不省力，但可以改变作用力的方向。 （2）因为使用动滑轮提升重物时，动滑轮自身也会随之上升，拉力需要同时克服物重和动滑轮自重，因此必须与两者的总重进行比较才能准确探究省力情况。 （3）理想情况下的拉力，要得出“省一半力”（即拉力趋近于物重的一半）的结论，可以通过不断增大物重或不断减小动滑轮重的方式，使得动滑轮自重在总重中占的比例趋近于零从而被忽略不计。 8．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 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 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 （1）分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省___________，但可以改变___________。 （2）进行图丙所示的实验时，应沿___________方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 （3）用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】（1）力 力的方向 （2）竖直 用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力 （3）变大 【解析】（1）分析前2次实验数据，钩码重力增大，拉力也增大，且拉力总等于钩码重力，第1次时拉力方向向上，第2次时拉力方向向下，所以可以得出：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 （2）进行图丙（动滑轮装置）所示的实验时，应沿竖直方向匀速拉动绳子自由端，这样才能保证拉力等于钩码重力与动滑轮重力之和的一半（题中已说明不计绳重及摩擦）。 分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力。 （3）利用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右偏转一定角度匀速拉动，此时拉力的力臂变小，根据杠杆平衡原理，拉力的大小将变大。 9．同学们用如图所示装置研究滑轮的特点： （1）在研究定滑轮时小明做的实验如图1所示，根据实验结果可知，使用定滑轮______（选填“能”或“不能”）省力，但可以改变力的______。 （2）在研究动滑轮时，小明照图2操作测绳端拉力时，应尽量沿竖直方向______拉动弹簧测力计，且在______（选填“静止”或“拉动”）时读数， （3）在研究动滑轮时，记录数据如上表，分析数据发现，弹簧测力计的示数F______（选填“大于”“小于”或“等于”）物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是______。减小此差异的建议______。 【答案】（1）不能 方向 （2）匀速 拉动 （3）大于 动滑轮也有重力 选用轻质动滑轮做实验 【解析】（1）定滑轮的轴固定不动，动力臂和阻力臂均等于滑轮半径，实质是等臂杠杆。实验中，无论拉力方向如何，弹簧测力计示数均等于物重，说明定滑轮不能省力；但拉力方向可改变，如从竖直向下变为水平向右，因此可以改变力的方向。 （2）研究动滑轮时，需沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，因为匀速时物体和动滑轮处于平衡状态，拉力等于弹簧测力计示数；且需在拉动时读数，静止时仅考虑静摩擦，而实际使用时需克服动摩擦，拉动时的示数更符合真实情况。 （3）表格中物重G的一半分别为0.5N、0.75N、1.00N，而弹簧测力计示数F分别为0.65N、0.90N、1.15N，F大于G的一半。原因是动滑轮本身有重力，且绳子与滑轮间存在摩擦力，拉力需同时克服物重、动滑轮重和摩擦力，因此；实验中可选用轻质动滑轮或减小滑轮与绳子间的摩擦来减小此差异。 题型3 竖直方向滑轮组的计算 10．如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离是 B．动滑轮的重是 C．物体上升的速度是 D．吊起动滑轮绳子的股数是3 【答案】C 【解析】AD．由图可知，承担物重的绳子有2段，则绳子自由端移动的距离，故AD错误； B．忽略绳重和摩擦，动滑轮的重，故B错误； C．物体上升的速度是，故C正确。 故选C。 11．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 【答案】C 【解析】观察滑轮组，有2段绳子承担动滑轮和物重，不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力 故选C。 12．用如图所示的滑轮组提升100N的重物，绳子自由端的拉力F为60N，在10s时间内物体被提升2m。若不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则下列说法中错误的是（　　） A．使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．动滑轮的重力为20N C．绳子自由端移动4m D．绳子自由端移动的速度是0.6m/s 【答案】D 【解析】A．由图可知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，拉力方向向下，使用该滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，故A正确； B．由图可知，动滑轮上的绳子段数，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，拉力，则动滑轮重力，故 B 正确； CD．绳子自由端移动的距离，绳子自由端的速度，故C正确、D错误。 本题选择说法错误的，故选D 。 13．如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。则动滑轮重为______N，此过程拉力的功率是______W。 【答案】20 80 【解析】由图可知，动滑轮承担物重的绳子段数，不计绳重和摩擦，根据动滑轮拉力公式可得，动滑轮重为 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功为 拉力的功率为 14．工人用如图所示的装置提升重物，已知每个滑轮的重为10N，若不考虑绳子的重和摩擦，绳的拉力F为90N，则重物的重力为______N。 【答案】260 【解析】由图可知，承担动滑轮和重物总重的绳子段数为 。若不考虑绳子的重和摩擦，绳端拉力，可得重物重力 15．如图所示，小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体，定滑轮本质上是______杠杆（选填“等臂”“省力”或“费力”），不计绳重和摩擦，则绳子拉力为______N；，他向右行走时，物体匀速上升，绳子拉力F的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】等臂 200 不变 【解析】定滑轮的轴固定不动，其动力臂和阻力臂均等于滑轮的半径，因此定滑轮实质是等臂杠杆；不计绳重和摩擦时，定滑轮不省力也不费力，拉力大小等于物体的重力。已知物体重力为200N，因此绳子拉力 当小宣向右行走时，物体匀速上升，处于平衡状态。由于定滑轮仅改变力的方向，不改变力的大小，且不计绳重和摩擦，拉力始终等于物体重力。因此，绳子拉力F的大小不变。 题型4 水平方向滑轮组的计算 16．如图所示，重为的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知物体A运动的速度为0.2m/s，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列分析计算正确的是（    ） A．物体A受到的拉力为 B．物体A受到的摩擦力为 C．竖直墙受到的拉力为 D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s 【答案】B 【解析】A．物体A受到的拉力等于动滑轮对A的拉力，动滑轮由3段绳子拉动，因此物体A受到的拉力为，故A错误； B．物体A匀速直线运动，水平方向拉力和摩擦力是平衡力，大小相等，因此摩擦力，故B正确； C．定滑轮固定在竖直墙，定滑轮受到向左的拉力是两段绳子的拉力，总拉力为 根据力的作用相互性，竖直墙受到的拉力为6N，不是9N，故C错误； D．绳子自由端移动速度满足，故D错误。 故选 B。 17．利用如图所示的滑轮组，使重100N的物体A沿水平地面匀速向左移动了1m，物体A与地面间摩擦力为25N，不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（    ） A．拉力F为25N B．滑轮组挂钩拉物体A的力为25N C．该滑轮组既能省力又可以省距离 D．绳子自由端移动的距离为3m 【答案】B 【解析】A．不计绳重、滑轮重、轴间摩擦，水平滑轮组拉力，故A错误； B．物体A匀速向左运动，受力平衡，滑轮组挂钩拉物体A的力与摩擦力大小相等，摩擦力为，因此拉力大小为，故B正确； C．根据功的原理，任何机械都不能省功，省力的机械必然费距离，不可能既省力又省距离，故C错误； D．绳子自由端移动距离，故D错误。 故选 B。 18．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60N，B重10N（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．物体A所受地面的摩擦力为60N B．物体B下降1m，物体A 向右移动3m C．若对A施加一个水平向左的拉力为40N，刚好使A匀速向左运动 D．匀速上升时，绳子对物体B的拉力等于20N 【答案】C 【解析】A．物体B匀速下降，绳子拉力等于B的重力 ，动滑轮有两段绳子拉物体A，所以A受到的拉力为 。因为A匀速运动，摩擦力和拉力平衡，所以摩擦力是 ，故A错误； B．B下降的距离是绳端移动的距离，A移动的距离是绳端移动距离的一半。B下降 ，A向右移动 ，故B错误； C．当对A施加水平向左的拉力使A匀速向左运动时，A受到的摩擦力大小不变还是 （方向向右），同时滑轮组对A的拉力也是 （方向向右）。根据二力平衡，向左的拉力需要平衡这两个向右的力，即 ，故C正确； D．B匀速上升时，处于平衡状态，绳子对B的拉力等于B的重力，即 ，故D错误。 故选C。 题型5 滑轮的特殊用法 19．如图所示，小铝用绳子将两个滑轮组装成滑轮组，他在滑板车上拉动手中的绳子。小铝重力500N，他用15N的拉力在6s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.8m，滑轮重、轴摩擦和绳重忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．滑板车对人施加的摩擦力沿水平方向向左 B．竖直墙壁受到的拉力是30N C．小铝重力做功 D．动滑轮对滑板车拉力的功率为9W 【答案】D 【解析】A．小铝做匀速直线运动，水平方向受力平衡，绳子对小铝的拉力向左，滑板车对小铝的摩擦力需要向右，与绳子的拉力相平衡，故A错误； B．定滑轮固定在竖直墙壁上，定滑轮受到3段绳子向右的拉力，每段绳子拉力都等于小铝的拉力，因此定滑轮对墙壁的总拉力为 即竖直墙壁受到的拉力为45N，故B错误； C．重力方向竖直向下，小铝沿水平方向运动，在重力方向没有移动距离，因此重力做功为0，故C错误； D．动滑轮固定在滑板车左端，受到2段绳子向左的拉力，因此动滑轮对滑板车的拉力为 动滑轮对滑板车做的功 功率，故D正确。 故选D。 20．如图把等质量的甲、乙两物体挂在滑轮组下，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（　　） A．甲上升 B．乙上升 C．甲、乙均静止 D．无法判断运动状态 【答案】B 【解析】不计绳子、滑轮的重力和摩擦，乙所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，甲所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，甲与乙质量相等，重力相等，拉起乙的力只需甲重力的一半即可，所以甲下降，乙上升。 故选B。 21．如图所示，在竖直向上大小为20N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.1m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（　　） A．40N  0.2m/s B．10N  0.05m/s C．10N  0.2m/s D．40N  0.05m/s 【答案】B 【解析】该滑轮受力平衡，不计滑轮重、绳重和摩擦，滑轮受到向上的拉力F，向下的两段绳子的拉力，每段绳子的拉力都等于物体A的重力G，因此有，代入得 动滑轮这种反向使用时，物体移动的距离是滑轮移动距离的2倍，因此物体上升速度是滑轮上升速度的2倍，已知，因此滑轮上升速度 综上，物体重力为10N，滑轮上升速度为0.05m/s，故选B。 22．如图所示，木板A放在一水平面上，用的水平拉力拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，与物块B相连的弹簧测力计的示数为，若不计滑轮重，弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．木板A与地的摩擦力为 B．滑轮向右移动的速度为0.1m/s C．物块B受到的摩擦力为，方向水平向左 D．绳子拉木板A的功率为0.6W 【答案】B 【解析】AC．图中是动滑轮，拉力作用在滑轮轴上，不计滑轮重，弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，因此每段绳子的拉力为 物块B静止，受力平衡，弹簧测力计向左拉B，因此A对B的摩擦力方向向右，大小等于弹簧测力计示数3N，根据物体间力的作用是相互的，B对A的摩擦力向左，大小为3N，木板A匀速运动，受力平衡，所以木板A与地的摩擦力为，故AC错误； B．动滑轮拉力拉轴时，滑轮移动速度是绳子端速度的一半，因此滑轮速度，故B正确； D．绳子拉木板A的功率为，故D错误。 故选B。 23．如图所示，分别用滑轮和滑轮组匀速提升同一重物G时，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计绳重、动滑轮重及摩擦，则下列关系式正确的是（　　） A．F4<F1<F3<F2 B．F1>F2>F3>F4 C．F4<F2<F1<F3 D．F4<F2=F3<F1 【答案】A 【解析】：常规动滑轮，动滑轮由2段绳子承担物重，；：反向使用的动滑轮，此时拉力作用在动滑轮的轴上，需要2倍的物重，；：定滑轮不省力，只能改变力的方向，；：滑轮组承担物重的绳子段数为3，。因此，，故选A。 24．如图所示，每个滑轮都是相同的，物体重为2000N，人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，则滑轮重为（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 【答案】B 【解析】人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，则人的拉力。若不计绳重和摩擦，根据定滑轮的特点，物体右侧绳子的拉力 对下方滑轮受力分析，则下方滑轮受到绳子向上的拉力为 则物体左侧绳子的拉力 物体匀速上升，受力平衡，则有，即 解得滑轮重力。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 25．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，若不计滑轮、绳子和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是________N，则拉力F是________N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了________m。 【答案】5 10 4 【解析】弹簧测力计的示数为5N，所以下面一段绳子对物体的拉力也是5N，物体做匀速直线运动，所受拉力与摩擦力平衡，所以物体受到的摩擦力等于5N。因为拉力作用在动滑轮轴上，所以可得。动滑轮由2段绳子承担，若拉力F端移动了2m，则物体A移动4m。 26．如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 【答案】动滑轮 80 【解析】该滑轮的轴会随物体A一起运动，因此是动滑轮；A与滑轮相连的绳子所受的拉力，绳子也拉着动滑轮，由以上两式得 物体A受力平衡得 则 B与地面间的摩擦力为 题型6 滑轮组的设计 27．一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按如图所示的方法安装滑轮，可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。 【答案】 【解析】一个定滑轮和一个动滑轮最多可以让3段绳子拉动滑轮，最省力的绕法如图所示。 28．如下图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 【答案】 【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮。 29．如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图； 【答案】 【解析】人站在高台上向下拉绳子，可以借助自身的体重（身体微微下蹲或后仰）来帮助施力，感觉更轻松、更稳定。因此将绳子起点固定在定滑轮挂钩，依次绕过动滑轮、定滑轮，即可得到符合要求的绕线。 30．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】 【解析】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。 题型7 斜面和轮轴 31．用下图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处。在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（温馨提示：在直角三角形中，角所对的直角边等于斜边的一半）（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即 B．根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得 C．设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得 D．定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则； 综上可知，最省力的是B选项的拉力F。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 32．如图所示，盘山公路的设计采用弯曲路线，目的是减小坡度以便车辆上山。关于这一设计原理，下列说法正确的是（　　） A．通过增加道路长度来减小坡度，使车辆上坡更省力 B．减小轮胎与地面的摩擦力，防止车辆打滑 C．改变汽车行驶轨迹，使车辆重力减小 D．盘山公路既可以省力，也可以省功 【答案】A 【解析】A．盘山公路是斜面原理的典型应用，盘山公路的设计是通过增加道路长度来减小坡度，使车辆上坡更省力，故A正确； B．盘山公路的设计，减小了坡度，增大了车辆对路面的压力，从而增大了摩擦力，可防止车辆打滑，故B错误； C.根据G=mg可知，改变汽车行驶轨迹，车辆的质量不变，g的值不变，则车辆重力不能减小，故C错误； D．根据斜面的工作特点和功的原理可知，盘山公路虽然可以省力，但要做额外功，所以不可以省功，故D错误。 故选A。 33．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，这样比直接向上抬起货物省力很多。这块倾斜的木板就是斜面。斜面是与水平面成一定角度的平面，也是一种简单机械。下列说法错误的是（　　） A．木板受到的摩擦力的方向沿斜面向下 B．将货物沿着木板匀速往上推时，货物受平衡力作用 C．同样的高度，斜面的倾角越小，斜面就越长，也就越省力 D．盘山公路是斜面在生活中的应用 【答案】A 【解析】A．货物沿着木板往上推，则货物受到沿斜面向下的摩擦力，因为物体间力的是相互的，则木板受到的摩擦力的方向沿斜面向上，故A错误，符合题意； B．物体受力平衡时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，将货物沿着木板匀速往上推时，则货物受平衡力作用，故B正确，不符合题意； C．同样的高度，倾斜度越小，斜面越平缓，所需的力就越小，也就越省力，故C正确，不符合题意； D．根据斜面的特点，生活中的应用有盘山公路等，故D正确，不符合题意。 故选A。 34．如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，，该工具使用时是一个______（选填“滑轮”“轮轴”），图______（选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松地拧动螺丝，因为这种方法对应的__________大。 【答案】轮轴 乙 动力臂 【解析】[1]轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械；滑轮是可以绕着中心轴旋转的圆轮。用于松紧内六角螺丝的扳手，使用时以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征。 [2][3]轮轴的本质是杠杆，扳手使用时，动力施加在轮上；在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。图乙中，动力作用在A点，动力臂为AB的长度；图丙中，动力作用在C点，动力臂为BC的长度，由于动力臂为AB大于动力臂为BC，由杠杆平衡条件知，使用乙方法更省力，所以图乙中的方法可以更轻松地拧动螺丝。 35．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置—辘轳，沿用至今。如图甲所示是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。如图甲所示辘轳可视为杠杆，用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是图中的______点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮转动的距离为______m；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为______N。（不计井绳的半径和自重） 【答案】B 1 30 【解析】[1]支点是辘轳绕着转动的固定点，即B点。 [2]设大轮与小轮的半径比为3∶1，使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，由圆的周长公式C=2πr可知，小轮的周长为大轮周长的，小轮转动的距离为 [3]若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力为垂直于BC（即半径）的力F，根据杠杆的平衡条件有FR=Gr 则作用在C点最小的力 基础练 1．如图所示，是小城家安装在房顶上的健身器材，该器材中有一个滑轮，关于该滑轮，下列说法正确的是（     ） A．使用的是定滑轮，可以省力 B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向 C．使用的是动滑轮，可以省力 D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向 【答案】B 【解析】在图中，滑轮固定在房顶上，位置不随物体的移动而改变，因此这是一个定滑轮。定滑轮的特点是可以改变力的方向，但不省力。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．如图所示，利用两只滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，最省力的滑轮组合是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】利用两只滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，设重物的重力为G。A图由2段绳子承担物重，所以F=G，B图是两个定滑轮，所以F=G，C图由3段绳子承担物重，所以F=G，D图由2段绳子承担物重，所以F=G，所以最省力的是C组合。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．绳端的拉力： B．绳子自由端移动距离： C．拉力做的功： D．绳子拉力的功率： 【答案】C 【解析】A．不计绳重及摩擦，根据，由图可知，甲滑轮组绳子的段数，乙滑轮组绳子的段数，则绳端的拉力分别为，，所以绳端的拉力，故A错误； B．由s=nh可得，绳子自由端移动的距离分别为s1=2h，s2=3h，所以绳子自由端移动距离，故B错误； C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由、可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，而总功，所以拉力做的总功相同，即，故C正确。 D．因为拉力做的总功相同，所用时间相同，根据可知，绳子拉力的功率，故D错误。 故选C。 4．如图所示，重为500N的工人师傅用300N的拉力，在10s内将550N的货物沿竖直方向匀速提升了4m，不计绳重与摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．所用动滑轮的重力是100N B．绳自由端移动速度是0.2m/s C．人拉绳时，拉力的功率是240W D．人受到地面的支持力是200N 【答案】C 【解析】A．由图可知，滑轮是动滑轮，不计绳重与摩擦，动滑轮的重力G动=nF-G=2×300N-550N=50N 故A错误； B．绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m=8m 绳子自由端移动的速度 故B错误； C．人拉绳时，拉力的功率 故C正确； D．人受到地面的支持力F支=G+F=500N+300N=800N 故D错误。 故选C。 5．如图所示，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体匀速动时，它与桌面的摩擦力为40N，当不计滑轮重时，水平拉F是（　　） A．200N B．100N C．20N D．80N 【答案】C 【解析】因物体在水平面上做匀速运动，故物体所受的拉力 由图知，故绳子末端拉力为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．下图为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，钩码匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（    ） A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N 【答案】C 【解析】图示中，使用动滑轮提升的钩码总重力G=2N+2N=4N 不计绳重及摩擦时，绳端拉力，即弹簧测力计示数 绳重及摩擦不能忽略时，测力计的示数比3N略大，最接近3.2N，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7W C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N 【答案】A 【解析】AC．从甲图可以看到，在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线，虚线往下，有三条绳子吊着动滑轮，即甲中，动滑轮由三根绳子吊着，故C错误；再由题意可知，物体A在2s内拉升了20cm，三条绳子吊着动滑轮，则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍，即 甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确； B．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍，即 相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度 根据可知，乙中拉力的功率 乙中拉力的功率是1.8W；故B错误； D．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，设动滑轮的重力，物体A的重力是17N，则 代入数据可得 解得 乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。 故选A。 8．如图，用滑轮组拉动放在水平桌面上重240N的物体。物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为60N，不计绳重、滑轮自重及绳与滑轮间的摩擦，水平拉F为（　　） A．120N B．80N C．30N D．20N 【答案】C 【解析】物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为f=60N，此时物体所受拉力；该滑轮组分担拉力的绳子有2段，所以绳子自由端的水平拉力 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．小红设计了一个升降装置，如图所示。通过它把一个重力为260N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力为90N，用时10s，不计绳重和摩擦，动滑轮的质量为___________kg，绳端移动的速度为___________m/s。（取10N/kg） 【答案】1 2.7 【解析】[1]由图得绳子承重段数 由得，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 由得，动滑轮的质量为 [2]绳子移动的距离为 绳端移动的速度为 10．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。 【答案】改变力的方向 1600 【解析】[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。 [2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得 汽车受到的摩擦力 11．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 【答案】5 10 7 【解析】[1][2]由题知，物体乙重，因为提升物体乙的滑轮为动滑轮，所以绳子上的拉力 点受到的力 B点受到的力 地面对甲的支持力 由力的作用相互性可知，甲对地面的压力 12．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 【解析】（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。 13．用轻质滑轮组将重力为G的物体提起来，请按要求在下图中画出不同的绕线方法。要求：不计绳重和摩擦，。 【答案】 【解析】左边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为4股，所以绳子始端固定在定滑轮的下挂钩上，然后依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮、下面的动滑轮，如左图所示；右边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为3股，所以绳子始端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次是上面的的定滑轮和下面的动滑轮。 提升练 1．如图所示，一轻质弹簧测力计上端固定于天花板上的O点，下端悬挂一个滑轮。A、B两重物用一跨过滑轮的细绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为和，此时弹簧测力计的示数为，忽略绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　） A．地面对重物A的支持力大小为 B．滑轮的重力大小为 C．弹簧测力计的示数 D．细绳受到的拉力大小为 【答案】B 【解析】D．图示滑轮为定滑轮，B在空中静止，由二力平衡得，细绳受到的拉力，故D错误； A．细绳对A的拉力。A在竖直向下的重力和竖直向上的拉力、支持力的作用下，处于平衡状态，由二力平衡得，地面对重物A的支持力，故A错误； C．弹簧测力计的示数，故C错误； B．由于得，滑轮的重力，B正确。 故选B。 2．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．物体所受地面的摩擦力为5N B．使用该动滑轮的目的是为了省力 C．水平拉力F的功率20W D．物体A的运动速度为0.5m/s 【答案】C 【解析】A．物体A匀速运动，说明物体A受到水平方向的拉力与摩擦力平衡，即大小相等，弹簧测力计的示数为10N，即物体A受到水平方向的拉力为10N，故摩擦力也应为10N，故A错误； B．使用该动滑轮不可以省力，但可以省距离，故B错误； C．对动滑轮进行受力分析可知，拉力F=10N+10N=20N，故拉力的功率为，故C正确； D．滑轮的速度为1m/s，则物体A的运动速度为 故D错误。 故选C。 3．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，A图中，根据杠杆平衡的条件可知，G×L=F1×3L，可得； B．图中是定滑轮，只能改变力的方向，不能改变力的大小，故F2=G； C．图中是动滑轮，动滑轮上绳子的根数为2，则绳端的拉力为 D．图中是滑轮组，动滑轮上绳子的根数为2，则绳端的拉力为 综上所述，，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如图所示，某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体，则该同学所用拉力F的可能值是（　　） A．20N B．25N C．30N D．32N 【答案】D 【解析】由题图可知，拉力F的方向不是竖直向上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示： 根据杠杆的平衡条件Fl=(G动+G物)r 因为l<2r，所以 由题意可知 即F>30N，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图所示，木板A放在水平面上，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，与物块B相连的弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　） A．木板A与地面间的摩擦力为5N B．滑轮向右移动的速度为0.2m/s C．物块B受到的摩擦力为3N，方向水平向右 D．绳子拉木板A的功率为0.6W 【答案】C 【解析】AC．由图可知，这是一个动滑轮，木板A接在绳子自由端，力F作用在动滑轮上，因为不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，所以木板A受到绳对其水平向右的拉力，大小为 拉动过程中B相对于地面静止，受力平衡，因为B相对于A向左运动，所以受到A对其水平向右的滑动摩擦力，大小等于弹簧测力计的示数，即 因为A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，所以A受到B对其水平向左的滑动摩擦力，大小为 对A进行受力分析可知，在水平方向上A受到水平向右的拉力，水平向左的地面对它的摩擦力和B对它的摩擦力，因为A做匀速直线运动，受力平衡，所以木板A与地面间的摩擦力为，故A错误，C正确； B．因为木板A接在绳子自由端，力F作用在动滑轮上，根据动滑轮的特点可知，滑轮向右移动的速度为，故B错误； D．绳子拉木板A的功率为，故D错误。 故选C。 6．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、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：假设物块与地面的摩擦力为 �� ，左滑轮为定滑轮，处于绳端，所以 ；中滑轮为动滑轮， 处于绳端，则；右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力 等于向右的拉力 ，即 ，故，故A正确，BCD错误。故选A。 7．如图所示，人站在木板上在空中拉绳，木板和人的总重力为600N，不计摩擦，绳重，滑轮重与空气作用力。下列说法正确的是（　　） A．当人拉动绳子使木板上升，A、B都是定滑轮 B．人拉动绳子使木板上升，A、B都是动滑轮 C．当木板和人静止于空中，人拉绳的力为150N D．当木板和人静止于空中，人拉绳的力为 【答案】C 【解析】AB．滑轮A固定在天花板上，位置不变，是定滑轮；滑轮B随着人往下拉绳子，B与木板之间的距离逐渐缩短，它是不断移动的，是动滑轮，故AB错误； CD．人用拉力F向下拉着绳子静止于空中时，有2段绳子共同向下拉动滑轮B，所以栓滑轮B挂钩的绳子，也就是滑轮A的绳子所受的拉力为2F，这样把整个系统看做一个整体，承担木板和人的总重力的拉力有三个，则有F+F+2F=4F=G总=600N 解得F=150N，故C正确，D错误。 故选C。 8．（多选）如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为2N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（     ） A．在运动过程中若将拉力F增大到16N，则弹簧测力计的示数大于2N B．地面受到的摩擦力为4N C．绳子拉物体A的功率为1.2W D．滑轮移动的速度为0.4m/s 【答案】BC 【解析】A．物体B始终静止，受力平衡，弹簧测力计的拉力大小等于A、B间的滑动摩擦力大小。滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关，拉力F增大后，两个因素都不变，因此A、B间滑动摩擦力仍为，弹簧测力计示数仍为2N，故A错误； B．本题中动滑轮的拉力作用在轴上，因此每段绳子的拉力为 即绳子拉A的力为。B静止，弹簧测力计示数为，说明A对B的滑动摩擦力为，根据力的作用是相互的，B对A的摩擦力大小为，方向向左。A匀速运动受力平衡，因此地面对A的摩擦力 根据力的作用相互性，地面受到的摩擦力大小为，故B正确； C．绳子拉物体A的功率 故C正确； D．拉力作用在动滑轮的轴上，滑轮移动速度是物体A移动速度的一半，即 不是0.4m/s，故D错误。 故选BC。 9．如图甲，方向盘相当于一个_________，若F1＝20N，轮盘的半径为20cm，轴的半径为2cm，不计摩擦阻力，该轮轴平衡时F2＝_________N。如图乙，门锁的把手相当于一个_________（省力/费力）机械。 【答案】轮轴 200 省力 【解析】[1]方向盘由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转，所以方向盘相当于一个轮轴。 [2]已知，轮盘的半径，轴的半径。 根据轮轴实质是杠杆变形，利用杠杆平衡条件，即 将已知数值代入公式可得 解得。 [3]门锁的把手，外轮半径大于轴半径，动力作用在轮上。根据轮轴原理，当动力作用在轮上时，利用杠杆平衡条件，即，可得，因为，所以，也就是用较小的动力就能克服较大的阻力，所以门锁的把手相当于一个省力机械。 10．如图所示，物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动，已知物体A与水平桌面之间的摩擦力是50N，则物体B的重力做功功率是________W。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦） 【答案】10 【解析】由图可知，动滑轮上绳子的有效股数为2，由滑轮组的特点可知物体B下降的速度为 不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦，则绳端的拉力 物体B匀速下降，则B的重力为 根据可知，物体B的重力做功功率是 11．如图，物体A在物体B的拉力作用下竖直匀速上升。已知每个滑轮的重力都与物体A重力相同。若不计绳重和摩擦，则物体A和物体B的重力比值为______。 【答案】1:1 【解析】由图可知，若不计绳重和摩擦，物体A和动滑轮的总重由两股绳子承担，则绳子自由端的拉力F与物体A和动滑轮的总重之间的关系是，由于滑轮的重与物体A的重相等，故，由于物体A和B系统做匀速直线运动，则有，故物体A和物体B的重力比值为。 12．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为______N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为______N。 【答案】20 60 【解析】[1]当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，由图可知动滑轮上的绳子段数为n=2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦时 则动滑轮的重力 [2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦 物体与桌面之间的滑动摩擦力 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.3 滑轮 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 定滑轮和动滑轮 ►知识点2 滑轮组 ►知识点3 轮轴和斜面 03方法技巧 ►方法技巧1 使用定滑轮和动滑轮的几种特殊情况 ►方法技巧2 滑轮组的绕绳方法 ►方法技巧3 特殊情况下拉力F与物重G的关系 04经典题型 题型1 定滑轮和动滑轮及其特点 题型2 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 题型3 竖直方向滑轮组的计算 题型4 水平方向滑轮组的计算 题型5 滑轮的特殊用法 题型6 滑轮组的设计 题型7 斜面和轮轴 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 定滑轮和动滑轮 1、认识滑轮 滑轮：一个能绕轴自由转动、周边有槽的轮子。 实质：滑轮是一种变形的杠杆，滑轮可以连续旋转，因此可以看成连续旋转的杠杆。 分类 定滑轮 动滑轮 概念 滑轮的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮 滑轮的轴可以随物体一起运动，这种滑轮叫作动滑轮 图示 2、研究定滑轮和动滑轮的特点 （1）实验思路：分别在不使用滑轮、使用定滑轮、使用动滑轮时匀速提升同一物体动，记录整个过程需要用力的大小、物体移动的距离及动力移动的距离、动力的方向，然后由数据分析得出结论。 匀速拉动弹簧测力计使钩码匀速上升，并读取弹簧测力计示数，而不是让钩码静止读数，目的是保证测量的准确性，使测量结果更能反映实际情况。 （2）实验过程 ①按图甲所示，用弹簧测力计测出一个钩码所受的重力，记下弹簧测力计的示数。 ②按图乙所示安装定滑轮，让钩码匀速上升高度h，记录弹簧测力计的示数F、拉力方向及绳子自由端移动的距离s。 ③按图丙所示安装动滑轮，让钩码匀速上升高度h，记录弹簧测力计的示数F、拉力方向日及绳子自由端移动的距离s。 ④换用不同数量的钩码，重复上面的步骤。 【注意】1、换用不同数量的钩码，以获得多组数据，使结论更具有普遍性。 2、定滑轮轴上可加润滑油，以减小摩擦力对实验的影响。 3、选择质量较小的动滑轮和质量较大的钩码，以减小实验中摩擦力、动滑轮自重的影响。 （3）实验表格 实验类别 拉力大小F/N 钩码提升10cm时 绳子自由端移动距离s/cm 拉力方向 实验1 实验2 实验3 不使用滑轮 1 2 6 10 上 使用定滑轮 1 2 6 10 下 使用动滑轮 0.5 1 3 20 上 （4）实验分析 （5）实验结论 ①使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。 ②使用动滑轮可以省力，但费距离，而且不改变力的方向。 3、定滑轮和动滑轮的实质 定滑轮 动滑轮 实质 能够连续转动的等臂杠杆 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 示意图 分析 滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以使用定滑轮时不省力 支点O在滑轮的边缘上，动力臂为滑轮所在圆的直径，阻力臂为圆的半径，因此动力臂为阻力臂的2倍，故动力是阻力的二分之一，即忽略动滑轮自重、绳重及摩擦，使用动滑轮能够省一半力 拉力方向对拉力大小的影响 1．定滑轮：改变拉力的方向后，根据几何知识可知，动力臂都等于定滑轮的半径，因此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。 2．动滑轮：使用动滑轮时，若拉力F不沿竖直方向（或两侧绳子不平行），动力臂l1小于OB，即小于2l2，故，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，甚至可能会更费力。 由此可见，对于动滑轮来说，动滑轮省一半力的条件之一是跨过动滑轮的两段绳平行（或跨过动滑轮的两段绳夹角较小）。但在初中阶段如无特殊说明，一般认为动滑轮两侧绳子是平行的，即不考虑动滑轮两侧两段绳夹角的影响。 4、定滑轮和动滑轮的比较 定滑轮 动滑轮 物重 G G 拉力 大小 F＝G（不考虑摩擦） （不考虑摩擦和动滑轮重） 方向 与物体上升方向相反 与物体上升方向相同 物体移动距离 h h 拉力移动距离 s＝h s＝2h 省力情况 不省力 省力 改变力的方向情况 能改变力的方向 不能改变力的方向 实质 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 应用实例 升旗 起重机 知识点2 滑轮组 1、滑轮组 在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。使用滑轮组既可省力又可改变力的方向，但同时要费距离。 2、与滑轮组有关的规律 （1）省力情况：提升重物时，忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，则拉力。 若考虑动滑轮重，仅忽略绳重与摩擦，则（n为承担物重的绳子段数）。 （2）移动距离：若物体升高h，绳子自由端移动的距离s＝nh。 （3）移动速度：绳子自由端移动的速度v和物体移动速度v物之间的关系为v＝nv物。 滑轮组横放 动滑轮上有几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力的大小就是物体所受摩擦力的几分之一。不计绳与滑轮之间的摩擦时，，此时绳子自由端移动的距离与物体移动的距离的关系为。 例如，下图中动滑轮上有3段绳子拉着物体，所以n＝3，，。 3、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，只数绕在动滑轮上的绳子段数，有几段绳子与动滑轮相连，n就等于几。 知识点3 轮轴和斜面 1、轮轴 （1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。使用轮轴能省力，还能改变力的方向。 （2）实质：轮轴相当于一个可连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上。 （3）轮轴的平衡公式：或，即轮半径为轴半径的几倍，作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。 使用轮轴不一定省力 当把动力施加在轴（小轮）上时，此时由于轴半径小于轮半径，l1＜l2，故F1＞F2，此时使用轮轴费力，但省距离。因此不要错误地认为使用轮轴一定省力，关键是看动力施加在轮上还是轴上。 2、斜面 （1）倾斜的木板、弯曲的盘山公路都构成了斜面。斜面是一种简单机械，可以省力但费距离。 （2）原理：当斜面高度h一定时，斜面l越长，越省力（即F越小）；当斜面长l相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面l越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小)。 理想情况下斜面公式：或。斜面长（l）是斜面高（h）的几倍，所用的拉力F就是物重G的几分之一。 方法技巧1 使用定滑轮和动滑轮的几种特殊情况 1、定滑轮 力的关系：；速度、距离的关系：，。 2、动滑轮 （1）力的关系：；速度、距离的关系：，。 （2）力的关系：；速度、距离的关系：，。 （3）力的关系：；速度、距离的关系：，。 方法技巧2 滑轮组的绕绳方法 1、限定绳端拉力方向：从限定绳端开始按照“由外向内”的顺序绕绳，先绕大轮后绕小轮，保证绳子竖直且每个轮槽只通过一股绳子（倒绕法）。 2、不限定绳端拉力方向且最省力的绕法 （1）定滑轮和动滑轮个数相同时，从动滑轮挂钩端开始绕。 （2）定滑轮和动滑轮个数不同时，从数量少的滑轮挂钩端开始绕（接少绕多）。（绕绳时从内到外，从小到大） 3、利用“奇动偶定”确定绕法 （1）确定绳子段数n：①根据可知，；②根据s＝nh可知，；③根据v＝nv物可知，。 （若n计算结果不是整数，采取“进一法”，使n取整数）。 （2）“奇动偶定”：①当n为奇数时，从动滑轮的挂钩端开始绕；②当n为偶数时，从定滑轮的挂钩端开始绕。（绕绳时从内到外，从小到大） 方法技巧3 特殊情况下拉力F与物重G的关系 特殊情况下，承担物重的绳子段数n不等于绕在动滑轮上绳子的段数，此时可根据动滑轮和定滑轮的特点进行受力分析，忽略动滑轮重，可得出力F与物重G（甲、丙图包括人的重力）的关系。 甲图中；乙图中；丙图中。 “人货同车（筐）”的滑轮组绳子段数判断 第一步：定整体：人站在筐/车里、和货物一起被提升 → 人+货+筐＝一个总重物，不分彼此。 第二步：数绳子：只数从动滑轮上出来、竖直向上拉整体的绳子，手拉的那一段也要算进去（这是和普通滑轮组最大区别）。 区分：固定在定滑轮、天花板的绳子，不算段数。 例如下图，①人、筐、动滑轮，这三者是一起被提升的，所以把它们看成一个整体。 ②判断绳子段数n：看有几段绳子的拉力，是直接作用在整体上的。人站在被提升的筐里，自己拉的绳子对整体也有拉力，所以，总共n＝3段绳子在承担总重。 【易错点】 1、❌ 错误：以为人手拉的那根不算 。 ✅ 正确：人在筐内自拉，手拉的这段一定计入n。 2、❌ 错误：把人、筐分开算重物。 ✅ 正确：全部合并为G总＝G人＋G物＋G筐。 题型1 定滑轮和动滑轮及其特点 1．《天工开物・作咸》中记录了井盐的生产过程。题图是古人从井中汲卤的示意图，顶端的装置是（     ） A．动滑轮 B．定滑轮 C．滑轮组 D．斜面 2．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=100N（不计绳重、滑轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升4m。下列说法中正确的是（    ） A．F甲=100N，并向上移动8m B．F甲=100N，并向上移动4m C．F乙=100N，并向上移动2m D．F乙=200N，并向上移动2m 3．在襄阳滨江大道改造项目中，为了移走影响施工的某球形石墩，设计了如图三种方案，“桩”固定在地面上，且使用的绳子相同。关于方案，下列说法正确的是（　　） A．方案二一定比方案三省力 B．方案三可以省力，但无法省功 C．方案二可以省功，但无法省力 D．使用机械一定比不使用机械省力 4．如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是_______（选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_______cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。 5．如图（1），弹簧测力计读数是____N；如图（2）所示匀速提升重物时，小明所用的是____（选填“定”或“动”）滑轮；物体重为100N，滑轮重20N，不计绳重和摩擦力，则手的拉力为_____N。 6．如图所示的动滑轮实质上是一个_______杠杆。物体重110 N，滑轮重10 N（绳重、摩擦不计），匀速提升重物，自由端匀速竖直向上的拉力F为60N，若拉力F的方向向右倾斜一些，如图4中虚线所示，则拉力将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 题型2 实验：研究定滑轮和动滑轮的特点 7．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： （1）比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以______； （2）如图丙所示，为探究使用动滑轮是否可以省力，需要匀速竖直向上拉弹簧测力计，并将弹簧测力计的示数与______（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较； （3）如图丙所示，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_______。 a、使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b、提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a B．只有b C．a和b均可 D．a和b均不可 8．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中，小明用同一个滑轮做了4次实验，前2次分别按图甲、乙所示装置进行，后2次按图丙所示装置进行，并将测得的数据记录在表格中。（不计绳重及摩擦） 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 20 1 20 2 2 20 2 20 3 1 20 0.7 40 4 2 20 1.2 40 （1）分析前2次的实验数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能省___________，但可以改变___________。 （2）进行图丙所示的实验时，应沿___________方向匀速拉动绳子自由端。分析第3、4次实验数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 （3）用图丙装置进行实验时，若小明将绳子向右倾斜一定角度匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 9．同学们用如图所示装置研究滑轮的特点： （1）在研究定滑轮时小明做的实验如图1所示，根据实验结果可知，使用定滑轮______（选填“能”或“不能”）省力，但可以改变力的______。 （2）在研究动滑轮时，小明照图2操作测绳端拉力时，应尽量沿竖直方向______拉动弹簧测力计，且在______（选填“静止”或“拉动”）时读数， （3）在研究动滑轮时，记录数据如上表，分析数据发现，弹簧测力计的示数F______（选填“大于”“小于”或“等于”）物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是______。减小此差异的建议______。 题型3 竖直方向滑轮组的计算 10．如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离是 B．动滑轮的重是 C．物体上升的速度是 D．吊起动滑轮绳子的股数是3 11．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 12．用如图所示的滑轮组提升100N的重物，绳子自由端的拉力F为60N，在10s时间内物体被提升2m。若不计绳重和滑轮与轴的摩擦，则下列说法中错误的是（　　） A．使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．动滑轮的重力为20N C．绳子自由端移动4m D．绳子自由端移动的速度是0.6m/s 13．如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。则动滑轮重为______N，此过程拉力的功率是______W。 14．工人用如图所示的装置提升重物，已知每个滑轮的重为10N，若不考虑绳子的重和摩擦，绳的拉力F为90N，则重物的重力为______N。 15．如图所示，小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体，定滑轮本质上是______杠杆（选填“等臂”“省力”或“费力”），不计绳重和摩擦，则绳子拉力为______N；，他向右行走时，物体匀速上升，绳子拉力F的大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 题型4 水平方向滑轮组的计算 16．如图所示，重为的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知物体A运动的速度为0.2m/s，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列分析计算正确的是（    ） A．物体A受到的拉力为 B．物体A受到的摩擦力为 C．竖直墙受到的拉力为 D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s 17．利用如图所示的滑轮组，使重100N的物体A沿水平地面匀速向左移动了1m，物体A与地面间摩擦力为25N，不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（    ） A．拉力F为25N B．滑轮组挂钩拉物体A的力为25N C．该滑轮组既能省力又可以省距离 D．绳子自由端移动的距离为3m 18．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60N，B重10N（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．物体A所受地面的摩擦力为60N B．物体B下降1m，物体A 向右移动3m C．若对A施加一个水平向左的拉力为40N，刚好使A匀速向左运动 D．匀速上升时，绳子对物体B的拉力等于20N 题型5 滑轮的特殊用法 19．如图所示，小铝用绳子将两个滑轮组装成滑轮组，他在滑板车上拉动手中的绳子。小铝重力500N，他用15N的拉力在6s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.8m，滑轮重、轴摩擦和绳重忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．滑板车对人施加的摩擦力沿水平方向向左 B．竖直墙壁受到的拉力是30N C．小铝重力做功 D．动滑轮对滑板车拉力的功率为9W 20．如图把等质量的甲、乙两物体挂在滑轮组下，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（　　） A．甲上升 B．乙上升 C．甲、乙均静止 D．无法判断运动状态 21．如图所示，在竖直向上大小为20N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.1m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（　　） A．40N  0.2m/s B．10N  0.05m/s C．10N  0.2m/s D．40N  0.05m/s 22．如图所示，木板A放在一水平面上，用的水平拉力拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，与物块B相连的弹簧测力计的示数为，若不计滑轮重，弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．木板A与地的摩擦力为 B．滑轮向右移动的速度为0.1m/s C．物块B受到的摩擦力为，方向水平向左 D．绳子拉木板A的功率为0.6W 23．如图所示，分别用滑轮和滑轮组匀速提升同一重物G时，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计绳重、动滑轮重及摩擦，则下列关系式正确的是（　　） A．F4<F1<F3<F2 B．F1>F2>F3>F4 C．F4<F2<F1<F3 D．F4<F2=F3<F1 24．如图所示，每个滑轮都是相同的，物体重为2000N，人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，则滑轮重为（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 25．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，若不计滑轮、绳子和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是________N，则拉力F是________N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了________m。 26．如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 题型6 滑轮组的设计 27．一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按如图所示的方法安装滑轮，可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。 28．如下图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。 29．如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图； 30．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。 题型7 斜面和轮轴 31．用下图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处。在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（温馨提示：在直角三角形中，角所对的直角边等于斜边的一半）（   ） A． B． C． D． 32．如图所示，盘山公路的设计采用弯曲路线，目的是减小坡度以便车辆上山。关于这一设计原理，下列说法正确的是（　　） A．通过增加道路长度来减小坡度，使车辆上坡更省力 B．减小轮胎与地面的摩擦力，防止车辆打滑 C．改变汽车行驶轨迹，使车辆重力减小 D．盘山公路既可以省力，也可以省功 33．如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，这样比直接向上抬起货物省力很多。这块倾斜的木板就是斜面。斜面是与水平面成一定角度的平面，也是一种简单机械。下列说法错误的是（　　） A．木板受到的摩擦力的方向沿斜面向下 B．将货物沿着木板匀速往上推时，货物受平衡力作用 C．同样的高度，斜面的倾角越小，斜面就越长，也就越省力 D．盘山公路是斜面在生活中的应用 34．如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手，，该工具使用时是一个______（选填“滑轮”“轮轴”），图______（选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松地拧动螺丝，因为这种方法对应的__________大。 35．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置—辘轳，沿用至今。如图甲所示是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。如图甲所示辘轳可视为杠杆，用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是图中的______点。设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮转动的距离为______m；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为______N。（不计井绳的半径和自重） 基础练 1．如图所示，是小城家安装在房顶上的健身器材，该器材中有一个滑轮，关于该滑轮，下列说法正确的是（     ） A．使用的是定滑轮，可以省力 B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向 C．使用的是动滑轮，可以省力 D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向 2．如图所示，利用两只滑轮提升同一重物，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，最省力的滑轮组合是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．绳端的拉力： B．绳子自由端移动距离： C．拉力做的功： D．绳子拉力的功率： 4．如图所示，重为500N的工人师傅用300N的拉力，在10s内将550N的货物沿竖直方向匀速提升了4m，不计绳重与摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．所用动滑轮的重力是100N B．绳自由端移动速度是0.2m/s C．人拉绳时，拉力的功率是240W D．人受到地面的支持力是200N 5．如图所示，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体匀速动时，它与桌面的摩擦力为40N，当不计滑轮重时，水平拉F是（　　） A．200N B．100N C．20N D．80N 6．下图为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，钩码匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（    ） A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N 7．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7W C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N 8．如图，用滑轮组拉动放在水平桌面上重240N的物体。物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为60N，不计绳重、滑轮自重及绳与滑轮间的摩擦，水平拉F为（　　） A．120N B．80N C．30N D．20N 9．小红设计了一个升降装置，如图所示。通过它把一个重力为260N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力为90N，用时10s，不计绳重和摩擦，动滑轮的质量为___________kg，绳端移动的速度为___________m/s。（取10N/kg） 10．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。 11．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 12．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 13．用轻质滑轮组将重力为G的物体提起来，请按要求在下图中画出不同的绕线方法。要求：不计绳重和摩擦，。 提升练 1．如图所示，一轻质弹簧测力计上端固定于天花板上的O点，下端悬挂一个滑轮。A、B两重物用一跨过滑轮的细绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为和，此时弹簧测力计的示数为，忽略绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　） A．地面对重物A的支持力大小为 B．滑轮的重力大小为 C．弹簧测力计的示数 D．细绳受到的拉力大小为 2．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．物体所受地面的摩擦力为5N B．使用该动滑轮的目的是为了省力 C．水平拉力F的功率20W D．物体A的运动速度为0.5m/s 3．如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（   ） A． B． C． D． 4．如图所示，某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体，则该同学所用拉力F的可能值是（　　） A．20N B．25N C．30N D．32N 5．如图所示，木板A放在水平面上，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，与物块B相连的弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　） A．木板A与地面间的摩擦力为5N B．滑轮向右移动的速度为0.2m/s C．物块B受到的摩擦力为3N，方向水平向右 D．绳子拉木板A的功率为0.6W 6．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、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，人站在木板上在空中拉绳，木板和人的总重力为600N，不计摩擦，绳重，滑轮重与空气作用力。下列说法正确的是（　　） A．当人拉动绳子使木板上升，A、B都是定滑轮 B．人拉动绳子使木板上升，A、B都是动滑轮 C．当木板和人静止于空中，人拉绳的力为150N D．当木板和人静止于空中，人拉绳的力为 8．（多选）如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为2N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（     ） A．在运动过程中若将拉力F增大到16N，则弹簧测力计的示数大于2N B．地面受到的摩擦力为4N C．绳子拉物体A的功率为1.2W D．滑轮移动的速度为0.4m/s 9．如图甲，方向盘相当于一个_________，若F1＝20N，轮盘的半径为20cm，轴的半径为2cm，不计摩擦阻力，该轮轴平衡时F2＝_________N。如图乙，门锁的把手相当于一个_________（省力/费力）机械。 10．如图所示，物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动，已知物体A与水平桌面之间的摩擦力是50N，则物体B的重力做功功率是________W。（不计绳重、滑轮重、绳与滑轮及轮轴间的摩擦） 11．如图，物体A在物体B的拉力作用下竖直匀速上升。已知每个滑轮的重力都与物体A重力相同。若不计绳重和摩擦，则物体A和物体B的重力比值为________。 12．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为________N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为________N。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $