11.2 滑轮（暑假培优·预习讲义）新九年级物理新教材苏科版

第02讲 滑轮（培优讲义） 课标要点 1.认识滑轮，知道定滑轮和动滑轮的结构特点，能区分定滑轮与动滑轮。 2.理解定滑轮的本质是等臂杠杆，动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。 3.掌握滑轮组的特点：既能省力又能改变力的方向，能根据承担重物的绳子段数n确定拉力（不计摩擦和绳重）。 4.会分析滑轮组中绳子自由端移动距离s与物体移动距离h的关系：。 1.通过观察和实验，探究定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮不省力但能改变力的方向，动滑轮省一半力但不能改变力的方向。 2.学会组装简单的滑轮组，根据省力要求或力的方向要求确定绳子的绕法（“奇动偶定”原则）。 3.能正确判断承担重物的绳子段数n（从动滑轮出发的绳子段数），并运用公式进行拉力计算（考虑动滑轮重力时）。 方法指导 考点01 定滑轮和动滑轮 1．滑轮的定义：滑轮是周边有槽，并可以绕轴转动的轮子。滑轮主要由轮、轴、框等部分组成，根据使用时轴的位置是否变化可分为定滑轮和动滑轮。 2．定滑轮：工作时，轴固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力也不费力，定滑轮的作用是可以改变力的方向。 定滑轮的工作原理： 定滑轮的实质相当于是等臂杠杆，定滑轮的中心轴为支点，动力臂与阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆平衡条件，可得出定滑轮不能省力的结论。 特别提醒：实际使用时，由于绳与滑轮，滑轮与轴间存在摩擦，拉力会比阻力略大，一般解题时，若无特殊说明，一般不考虑摩擦的影响。 3. 动滑轮：工作时，轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。一般情况下，动滑轮可以省一半的力，但同时需要费一倍的距离。 动滑轮的工作原理： 动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆，动滑轮与固定端绳子的相交点为支点，动力臂为滑轮的直径，阻力臂滑轮的半径，根据杠杆平衡条件，动滑轮可以省一半的力，同时费一倍的距离。 特别提醒：动滑轮会随着物体一起移动，即在提升物体的同时也在提升动滑轮，在实际解题过程中，要注意是否需要考虑滑轮本身的重力（若无特殊说明，一般不考虑绳与轮间的摩擦），如果滑轮重力不能忽略，拉力等于物体和动滑轮总重的一半，即。 【深化点拨】 1．对于滑轮使用时绳的认识 滑轮问题解题的关键在于绳子段数的确定，同一段绳上力处处相等，使用动滑轮时，可以看作两端绳在共同拉动物体，所以动滑轮能省一半的力。 2．动滑轮的另类使用方式 如图，反向使用动滑轮时，向下有两段绳，向上的拉力应该为物重的两倍（不计摩擦与滑轮重），此时动滑轮不光不省力，还要费力，但在费力的同时可以省距离。 题型1：定滑轮及其工作特点 1．如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 【答案】C 【详解】AD．乙保持静止状态，乙物体重2N，所以乙受到绳子拉力为2N，因为定滑轮绳子两端拉力相同，所以弹簧测力计挂钩处受到绳子拉力大小也为2N，弹簧测力计静止，因此弹簧测力计两侧受到绳子的拉力相等，所以弹簧测力计拉环处受到左侧绳子拉力也为2N，同理可知，甲受到绳子的拉力也为2N，故AD错误； B．乙保持静止状态，所以受力平衡，因此乙受到的合力为0N，故B错误； C．甲静止，处于平衡状态，对甲进行受力分析有 所以支持力等于重力和拉力的差值等于 支持力和压力是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，所以甲对地面的压力为5N，故C正确。 故选C。 2．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 【详解】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。 3．如图所示，这是一种健身用的简易拉力器，它的滑轮属于________（选填“定”或“动”）滑轮，作用是改变力的________，不计绳重和摩擦，配重的重力为200N，人拉动配重的最小力为________N。 【答案】 定 方向 200 【详解】定滑轮的轴固定不动，动滑轮会随被拉物体一起运动。图中滑轮的轴固定在墙面上，位置不变，因此属于定滑轮；定滑轮不省力，但可以改变力的方向，方便施力； 不计绳重和摩擦时，定滑轮不省力，拉力大小等于配重的重力，因此最小拉力 题型2：计算定滑轮对天花板的拉力大小 4．如图所示，弹簧测力计下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B均处于静止状态，GB＝100N，GA＝10N，则弹簧测力计的示数为（　　） A．100N B．111N C．21N D．20N 【答案】C 【详解】看图可知，弹簧测力计挂钩受到A、B的拉力和滑轮的重力三个向下力的合力；GA处于静止状态说明GA对绳子左端施加一个10N的向下的拉力，由定滑轮的特点知，绳子处于静止状态说明绳子右端也受到一个向下的10N的拉力，GB对定滑轮的拉力为10N，定滑轮的重力为1N，所以弹簧测力计的示数为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N 【答案】C 【详解】A．由图可知，A处于静止状态，则绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力，大小相等，则绳对A的拉力大小为6N，故A错误； B．使用定滑轮不能改变力的大小，且同一根绳子的拉力相等，所以绳对B的拉力为6N，故B错误； C．B受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力，则地面对B的支持力大小为 9N﹣6N＝3N 故C正确； D．有两断绳子向下拉定滑轮，故定滑轮受到向下的拉力为 2×6N＝12N 不计滑轮和绳的重力及摩擦，则天花板所受拉力大小等于12N，故D错误。 故选C。 6．如图所示，小明的体重为，脚与地面的接触面积为，拉起质量为的物体，静止在空中。此时，小明对地面的压强为___________；天花板受到的拉力为___________N（不计定滑轮重力，不计绳重与摩擦，g取）。 【答案】 【详解】[1]该滑轮是定滑轮，静止时绳子对小明向上的拉力等于物体重力，即 小明受到向上的拉力、地面对其向上的支持力以及向下的重力作用，则有 则地面对小明的支持力为 根据物体间力的作用是相互的，小明对地面的压力 小明对地面的压强为 [2]不计定滑轮重力，定滑轮受到两段绳子的拉力（物体的重力和小明对绳子的拉力），所以天花板受到的拉力 题型3：动滑轮及其工作特点 7．如图所示，在“使用动滑轮”的实验中，竖直匀速向上拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数分别是、，则下列相关说法正确的是（     ） A．该滑轮是定滑轮 B．该滑轮可以改变施力的方向 C．、的大小相等 D．若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是0.4m 【答案】C 【详解】A．该滑轮的轴会随钩码一起运动，是动滑轮，故A错误； B．该滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是省力，但不能改变施力的方向，故B错误； C．、拉的是同一根绳子，同一根绳子的拉力（张力）大小处处相等，两个弹簧测力计的示数就是绳子拉力的大小，因此和大小相等，故C正确； D．使用此动滑轮时，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的两倍，自由端移动距离，故D错误。 故选C。 8．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 【详解】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。 9． 利用如图所示动滑轮提升重物G， 已知物重G=80N，动滑轮重为20N，重物匀速升高0.5m。（不考虑绳重与摩擦）求： （1）拉力F的大小； （2）动滑轮向上移动的距离。 【答案】（1）180N；（2）0.25m 【详解】解：（1）根据定滑轮的特点可得，拉力F的大小为 （2）根据定滑轮的特点可得，动滑轮向上移动的距离为 答：（1）拉力F的大小为180N； （2）动滑轮向上移动的距离为0.25m。 题型4：辨析定滑轮与动滑轮的区别 10．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 【详解】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。 11．如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，运用所学滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中（　　） A．甲树相当于定滑轮 B．乙树相当于动滑轮 C．可以省距离 D．如果不计绳重和摩擦，乙树受到200N拉力，则甲树受到的拉力为400N 【答案】D 【详解】AB．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，而乙树不动，乙树并非动滑轮，则甲的树干相当于动滑轮，故AB不符合题意； C．使用动滑轮可以省力，但费距离，故C不符合题意； D．拉甲树干的绳子段数是2，不计绳重和摩擦，拉甲树的力由小欣和乙树的拉力共同平均分担，如果乙树受到的拉力大小为200N，等于1段绳子的拉力，则小欣对绳子的拉力 F=F乙=200 N 则甲树受到的拉力为 F甲=nF=2×200N=400N 故D符合题意。 故选D。 12．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 【详解】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。 考点02 滑轮组 1. 滑轮组：在实际使用中，人们经常将定滑轮和动滑轮组合起来形成滑轮组，以实现既省力又改变力的方向的目的，同样滑轮组在省力的同时也要费距离。 2. 滑轮组省力倍数n的确定方法： 滑轮组省力的实质是依靠多段绳来共同拉动物体（同一段绳上力处处相等），动滑轮会随着物体一起移动，故省力倍数一般由被拉动物体或动滑轮上所连接的绳子段数决定，有多少段绳就省多少倍力，同时费多少倍距离。 3. 滑轮组解题时的注意事项： 竖直拉动物体时，需克服物体的重力，同样需注意是否考虑动滑轮的重力，在不计绳与轮间的摩擦，动滑轮重的情况下，若动滑轮重不能忽略，，其中n 表示滑轮组的省力倍数，同时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的n倍，既，拉绳端的速度是物体提升速度的n倍，。 水平拉动物体时，需克服物体的摩擦，在不计绳与轮间摩擦的情况下，同时，。 【深化点拨】 滑轮组的设计与组装 （1）确定省力倍数：根据拉力与物重的大小（需注意是否考虑滑轮重），或拉绳端距离与物体提升高度，当n取不到整数时，需采用进一法。 （2）确定动滑轮的个数： 滑轮组中真正起到省力作用依靠的是动滑轮，在动滑轮与定滑轮个数相同的情况下，省力倍数为动滑轮个数的2倍或2倍加1。省力倍数为偶数时，动滑轮个数当省力倍数为奇数时，动滑轮个数。 （3）绕线方法： 滑轮组绕线遵循“奇动偶定，从内到外”的原则，既绕线时从内部向外部依次绕线，若省力倍数为奇数，从动滑轮的挂钩处开始绕线，否则省力倍数为偶数时，从定滑轮挂钩处开始绕线。 题型5：滑轮组及其工作特点 13．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下了4m B．这个滑轮组能省距离 C．用这个滑轮组提起重物一定省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 【答案】A 【详解】A.由题图可知，提起动滑轮绳子的段数为，绳子自由端向下移动的距离，故A正确； B.绳子移动的距离大于物体移动的距离，所以这个滑轮组不能省距离，故B错误； C.由于不知道动滑轮的重力以及摩擦情况，所以无法确定用这个滑轮组提起重物是否省力，故C错误； D.既省力又省距离的机械是不存在的，故D错误。 故选A。 14．某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 【答案】A 【详解】A．由题可知，三段绳子直接与动滑轮相连，拉力F向上，说明拉力方向与重物被提升的方向相同，因此该滑轮组可以省力，但不能改变拉力的方向，故A错误，符合题意； B．不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦时，拉力F与物重G的关系为，其中n=3，所以拉力 即要提起重物，拉力至少为10N，故B正确，不符合题意； C．使用滑轮组时，绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh，将重物提升3cm，即h=3cm，n=3，所以绳子自由端需要移动的距离s=3×3cm=9cm 故C正确，不符合题意； D．实验中，存在绳重、滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，这些都会导致拉力增大，因此匀速提升物体时，所用拉力会大于不考虑这些因素时的10N，故D正确，不符合题意。 故选A。 15．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 【详解】[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 题型6：滑轮组的一般计算 16．如图，物体重120N，用力F使物体缓慢匀速上升，绳的重力和摩擦不计。 (1)如果不计动滑轮重力，求绳子的拉力的大小； (2)而实际上绳子的拉力为50N，求动滑轮的重力大小； (3)如果绳子能承受的最大拉力为100N，求该滑轮组最多能吊起多大重量的物体。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，绳子承重段数，不计绳重、摩擦及滑轮重力，绳子的拉力 （2）考虑动滑轮重力时 动滑轮的重力 （3）能吊起的最大物重 17．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上质量是50千克的物体，已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，动滑轮重1N，物体被拉动的速度是0.2米/秒，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。（g取10N/kg）。 (1)物体在水平面上受到的滑动摩擦力是多少？ (2)拉力F的大小是多少？ (3)拉力F在10秒内移动的距离是多少？ 【答案】(1)50N (2)17N (3)6m 【详解】（1）物体的重力 物体在水平面上受到的滑动摩擦力 （2）从图中可知滑轮组有效绳子段数为 不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，拉力 （3）物体在10s内移动的距离 拉力F在10秒内移动的距离 18. 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7：滑轮组的设计与组装 19．图中物体G重20N，每只滑轮重1N，现在要利用此滑轮组将物体移到某一高度处，需要的最小拉力F为___________N（不计绳重及摩擦），并在图中画出此滑轮组的绕线方法___________。 【答案】 7 【详解】利用此滑轮组将物体移到某一高度处，需要的拉力最小，可设计滑轮组承担物重的绳子的段数为3段，用力方向向上，故滑轮组绳子绕法如图所示： 不计绳重及摩擦，最小的拉力 20．如图所示，工人利用滑轮组用最小为150N的力将重400N的物体拉起，绳子自由端匀速移动了9m，不计摩擦及绳重。 (1)在图中画出最省力的绳子绕法； (2)物体上升的高度是多少？ (3)若绳子所能承受的最大拉力为500N，用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 【答案】(1) (2)3m (3)1450N 【详解】（1）为了最省力，应使承担动滑轮和物体重力的绳子股数n最大，图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，最省力的绕法是绳子始于动滑轮挂钩，此时向下的拉力对应的绳子股数n=3，故作图如下： （2）由最省力的绕法可知，承担物重的绳子股数n为3，绳子自由端匀速移动了9m，则物体上升的高度为 （3）不计摩擦及绳重。设动滑轮的重力为G动，提升的最大物重为G最大，则 根据初始条件计算动滑轮的重力 当绳子承受的最大拉力时，滑轮组能提升的最大物重 21．如图所示，站在水平地面上的人用滑轮组拉着物体匀速上升，物体重力为400N，每个滑轮重力是50N（不计所有摩擦力和绳自重），求： (1)在图中画出滑轮组最省力时绳子的绕法； (2)人在绳子自由端的拉力是多少？ (3)若绳子自由端通过的距离是1.2m，则物体上升的高度是多少？ (4)若人的体重是500N，该装置最多可以提升多重的物体？ 【答案】(1) (2)150N (3)0.4m (4)1450N 【详解】（1）当绳子与动滑轮连接的绳子的股数越多，滑轮组越省力，图中人站在地面，应向下拉绳子，所以，应从动滑轮的挂钩开始绕起，直到每个滑轮均绕过一遍，绳子与动滑轮连接的绳子的股数最多，此时滑轮组最省力，注意绳子不重叠、不交叉，如图所示： （2）由图得绳子承重段数为；不计所有摩擦力和绳自重，人在绳子自由端的拉力 （3）当绳子自由端移动的距离是，物体则匀速上升的距离 （4）人的体重是500N，他站在地面向下拉绳子的力最大为 根据滑轮组的省力公式可得，物体的最大重力为 考点03 轮轴 1. 轮轴的定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。通常把半径较大的部分称为轮，半径较小的部分称为轴。（例：汽车方向盘、水龙头旋钮、扳手、螺丝刀等）。 轮轴与滑轮一致，本质都是杠杆。 2. 轮轴的实质： 轮轴是一个可以连续旋转的变形的杠杆，支点在轴心处。 轮半径R对应动力臂，轴半径r对应阻力臂。由于轮半径通常大于轴半径，因此轮轴在常规使用中是一个省力杠杆，省力的同时要费距离。 3. 轮轴省力与否的判断： 轮轴省力与否取决于动力作用的位置： 动力作用在轮上：由于轮半径R大于轴半径r，动力臂大于阻力臂，因此省力，但费距离。轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的几分之一。 动力作用在轴上：阻力臂大于动力臂，因此费力，但省距离。（应用实例：纺纱机中的锭子） 日常使用中，我们通常将动力作用在轮上，以达到省力的目的。 4. 轮轴的计算公式：。 题型8：轮轴模型及其相关计算 22．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。图甲是一种辘轳，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。 (1)图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它按照______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。 (2)图甲所示，设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶的总质量为6kg，则水桶受到的总重力为______N。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。（不计井绳的粗细和自重，g取10N/kg） (3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用______（选填“①”或“②”）。 (4)图丁的螺丝刀在使用的时候，发现手柄位置是粗糙不平的，这样做的好处是____________。 【答案】(1)省力 (2) 60 20 (3)① (4)增大摩擦/增大摩擦力 【详解】（1）辘轳本质是轮轴，属于不等臂杠杆：动力作用在大轮，动力臂（大轮半径）大于阻力臂（小轮半径），因此是按照省力杠杆设计的。 （2）水桶的总重力为 根据杠杆平衡条件，要得到最小力，需取最大力臂（大轮半径R），阻力为水桶重力G，阻力臂为小轮半径r，已知 因此，解得 （3）轮轴越省力，需要轮（动力作用部分）半径越大，动力臂越大越省力。①的轮半径更大，更省力，因此选①。 （4）粗糙不平的手柄增大了接触面的粗糙程度，压力一定时，可以增大摩擦力，防止握持时打滑，方便操作。 23．用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 【答案】 轮轴 力 C 【详解】扳手拧螺丝时，以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征，所以该工具使用时是一个轮轴。扳手的轮半径大于轴半径，可以省力。 用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。 24．轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆，如图B所示，当轮轴绕O点匀速转动时（处于平衡状态），有。如图A所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长，由踏脚板带动半径为的大齿盘，通过链条与半径为的后轮齿盘连接，再带动半径为的后轮转动。设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T（同一条链条上拉力相等），地面对后轮的摩擦力为f，分别写出T与F，T与f之间的关系式。 【答案】， 【详解】自行车传动系统中有2个转动轴；对踏脚齿盘中心的转动轴可列出FR1=T1r1 所以。 对后轮的转动轴可列出 所以。 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 【答案】A 【详解】AB．为定滑轮相当于一个等臂杠杆，力臂均为轮的半径，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，则 故A 正确，B错误； CD．二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，和、和G均不满足“方向相反、作用在同一条直线上”这一条件，所以都不是一对平衡力，故C、D错误。 故选A。 2．（2025·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N 【答案】A 【详解】作用在绳子自由端的拉力 用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升，则动滑轮承担的绳子股数为n=2，则 若，则 但实际动滑轮必有重力，即 因此拉力 则作用在绳子自由端的拉力不可能是1N，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（2024·江苏盐城·中考真题）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。 故选A。 4．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是______；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是______m。 【答案】 0.2 【详解】[1][2]由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，所以；动滑轮可以省一半力，则费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 5．（2024·甘肃白银·中考真题）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，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 20 40 【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力 F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 6．（2024·江苏扬州·三模）请作出图中，滑轮组最省力的绕线方法。 【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，如图所示： 7．（2026·江苏南通·模拟预测）水平桌面上放有一柱形容器．容器内底面积为100cm2，里面装有24cm深的水。容器正上方有一滑轮组，滑轮组吊着一个质量为3kg的长方体金属块，其底面积为60cm2，高为10cm，长方体金属块下表面恰好与水面接触（如图所示）。动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。求： (1)金属块下表面刚好与水面接触时，绳子自由端的拉力F1是多大？ (2)移动滑轮组自由端的绳子，使金属块向下移动2cm后静止（水没有溢出），此时金属块受到的浮力和绳子自由端的拉力F2分别是多大？ 【答案】(1)16N (2)14.5N 【分析】第2小题中，金属块向下移动的距离不是金属块浸入水中的高度，由于水的总体积不变，通过切割的方法可以得到金属块浸入水中体积的关系，从而得到金属块浸入水中的高度。 【详解】（1）金属块的重力为 所以金属块和动滑轮的总重力为 由图可知，，金属块下表面刚好与水面接触时，绳子自由端的拉力为 （2）金属块向下移动后，水没有溢出，所以水会上升一段距离，水的总体积为V，则 即 所以 所以金属块浸入水的体积为 金属块受到的浮力 绳子自由端的拉力 8．（2025·四川南充·三模）工人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起一根实心的石柱（不吸水），如图甲所示，动滑轮的质量为20kg。石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中，其下底面受到水的压强与时间的关系如图乙所示。石柱从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间的关系如图丙所示。已知人的质量为60kg，人双脚站立时，与地面接触的总面积为，石柱的底面积为，不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力，石柱底部与池底不密合，忽略水面高度变化。求： (1)池水深度； (2)石柱全部露出水面后人对绳的拉力； (3)石柱的密度。 【答案】(1)6m (2)540N (3) 【详解】（1）石柱下底面在池底时受到的压强最大，由图乙可知，石柱下底面受到水的最大压强，故池水深度 （2）由图甲可知，滑轮组中承担物重的绳子段数n=2，人的重力 由图丙可知，石柱全部露出水面后，人对地面的压强，人双脚与地面接触总面积S=300cm2=0.03m2 根据，可得人对地面的压力 地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力，则地面对人的支持力也为60N，此时人静止，所以石柱全部露出水面后人对绳的拉力 （3）动滑轮重力 则石柱的重力 石柱的质量 由图乙可知，石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中，用时 30s ，石柱匀速上升，速度 则石块的高度 石柱的体积 则石柱的密度 1．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 【详解】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。 2．1948年淮海战役中，群众用独轮车支援前线，彰显了人民的力量。如图所示，当独轮车的车把在水平位置静止时，下列说法正确的是（     ） A．独轮车相当于费力杠杆 B．独轮车的车轮属于定滑轮 C．其他条件不变时，物资越靠近车轮的轴心，人越省力 D．其他条件不变时，若手握车把的位置前移，提起车把的力会变小 【答案】C 【详解】A．独轮车的支点在车轮的轴心，车把在水平位置静止时，手到轴心的距离为动力臂，车上物资的重心到轴心的距离为阻力臂，动力臂大于阻力臂，因此独轮车是省力杠杆，故A错误； B．定滑轮的轴固定不动，独轮车的车轮随车身一起运动，不属于定滑轮，B错误； C．根据杠杆平衡条件，在物资总重力和动力臂不变时，物资越靠近车轴，阻力臂越小，动力减小，因此人越省力，故C正确； D．手握车把的位置前移，动力臂减小，根据杠杆平衡条件，在物资总重力和阻力臂不变时，动力会变大，故D错误。 故选C。 3．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 【详解】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。 4．在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，装置如图所示。两个钩码总重为G，弹簧测力计静止时的示数分别为、，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.1m B．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m C．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.05m D．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m 【答案】B 【详解】由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，所以；动滑轮可以省一半力，费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是，故ACD错误，B正确。 故选B。 5．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【答案】C 【详解】A．由图可知，上面的滑轮是定滑轮，绳子a一端在定滑轮上另一端在天花板上，所受的力为绳子两端拉力和滑轮的重力即，故A错误； B．和拉环连接的滑轮是动滑轮，故滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，滑轮移动10cm，绳子移动20cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以弹簧拉伸20cm，故B错误； C．由图可知弹簧在弹性限度内最大拉力为400N，最大伸长量为80cm，弹簧伸长率为5N/cm，弹簧拉力为300N时，弹簧拉伸60cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以定滑轮右侧绳子移动也60cm，和拉环连接的滑轮是动滑轮，滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，绳子移动60cm，滑轮移动30cm；故C正确； D．由图可知、弹簧最大拉力为400N，在滑轮或滑轮组中，同一根绳子的各股拉力相等，动滑轮向上受2个力，向下受1个力，受三力平衡，动滑轮上左右两侧绳子各400N，故向上的力为 故向下受的力也是800N，滑轮自重20N，所以拉环受到的拉力为，故D错误。 故选C。 6．工人用如图所示的滑轮组匀速提升建材，两个滑轮完全相同，建材重为400N，工人质量为60kg，工人向下的拉力大小为210N，不计绳重和摩擦，工人用该滑轮组可提升重物的最大质量为_______kg。（取10N/kg） 【答案】118 【详解】从图中可知，该滑轮组承担物重的绳子段数 。 动滑轮重力 工人的重力 工人站在地面拉绳子，最大拉力不能超过自身重力，因此 最大物重 最大提升质量 7．如图所示，物体A重10N，B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接，放手后，A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动，如图甲所示；现用水平向左的力F拉A，使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动，如图乙所示，则F大小为_________N。（水平桌面足够长，不计绳重及滑轮与轴的摩擦） 【答案】8 【详解】A做匀速直线运动，受力平衡。A受到向右的拉力大小等于B的重力，即 因此A受到向左的滑动摩擦力和拉力平衡，可得 滑动摩擦力的大小只和压力、接触面粗糙程度有关，两个条件都不变，因此滑动摩擦力大小仍为；此时A向左运动，滑动摩擦力方向向右，同时绳子对A还有向右的拉力，大小仍等于。 A匀速运动受力平衡，向左的拉力F等于两个向右的力之和，即 8．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了两次实验，已知每个钩码的重力为1N，滑轮转动部件间的摩擦很小。两次实验装置分别如甲、乙两图所示，小明将测得的数据记录在表格中。 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 1.0 20.0 0.7 40.0 (1)在图甲的实验中，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，对绳子拉力的大小将_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）；在图乙的实验中，要沿着________方向匀速拉动绳子自由端。 (2)分析第1次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮________。 A．省力但不省距离         B．不省力但省距离 C．既不省力又不省距离 (3)分析第2次实验数据时发现，虽然由两段绳子承担了物重，但绳子自由端拉力的大小比钩码重力的一半要大一些，这主要是因为___________。 【答案】(1) 不变 竖直（或竖直向上） (2)C (3)动滑轮自身受到重力 【详解】（1）[1]在图甲的实验中，定滑轮实质是一个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。因此，无论小明将绳子的自由端沿着哪个方向匀速拉动，只要保持匀速，对绳子的拉力大小都将不变，都等于钩码的重力。所以，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，对绳子拉力的大小将不变。 [2]在图乙的实验中，动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，它能省力但不能省距离。为了准确测量拉力的大小，并确保滑轮能正常工作，我们需要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端。 （2）分析第1次实验的数据，我们可以看到拉力F等于钩码的重力G，且绳子自由端移动的距离s等于钩码上升的高度h。这说明使用定滑轮时，既不省力也不省距离。因此，选项C“既不省力又不省距离”是正确的。 （3）这主要是因为动滑轮在转动过程中，滑轮与绳子之间以及滑轮自身的转动部件之间都存在摩擦。这些摩擦会消耗一部分能量，使得拉力需要做得功除了提升钩码外，还要克服这些摩擦做功。因此，拉力的大小会比理想情况下的钩码重力的一半要大一些。 9．如图所示，工人通过滑轮组匀速提升重为350N的物体，物体移动的速度为0.5m/s，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求： (1)匀速拉动10s，物体移动的距离； (2)匀速拉动10s，绳子自由端移动的距离； (3)动滑轮的重力； (4)若人的质量为50kg，拉动过程中绳始终未断裂，用此滑轮组能提升的最大物体重力。 【答案】(1)5m (2)10m (3)50N (4)950N 【详解】（1）物体移动距离为 （2）绳子自由端移动的距离为 （3）不计绳重和摩擦，由可知，动滑轮重力为 （4）人向下拉动绳子时，最大拉力等于自身重力，即 由可知，能提升的最大物重为 10．用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。 【答案】（1）200N；（2）230N 【详解】解：（1）当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以A排开水的体积为 V排=VA=0.02m3 所以A受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N （2）水位上涨过程中，当A物体露出水面时，A排开水的体积为 物体A此时受到的浮力为 F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N 物体A受到浮力、重力和滑轮组的拉力，三力平衡，所以滑轮组的拉力为 F′=GA-F浮′=450N-80N=370N 根据力的作用的相互性可知，物体A对滑轮组拉力 F′′= F′=370N 不计绳重与摩擦，用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，则动滑轮的重力为 G动=3F-G=3×50N-100N=50N 滑轮组绳子自由端的拉力为 根据力的作用的相互性可知，绳子转自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等，大小FC=140N。杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有 Fc·OC=FD·OD 变形代入数据，解得 绳子对D端拉力为70N，所以B物体受到拉力为 FB拉=FD=70N B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡，所以B受到的支持力为 F支=GB-FB拉=300N-70N=230N 所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于230N。 答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力为230N。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 滑轮（培优讲义） 课标要点 1.认识滑轮，知道定滑轮和动滑轮的结构特点，能区分定滑轮与动滑轮。 2.理解定滑轮的本质是等臂杠杆，动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。 3.掌握滑轮组的特点：既能省力又能改变力的方向，能根据承担重物的绳子段数n确定拉力（不计摩擦和绳重）。 4.会分析滑轮组中绳子自由端移动距离s与物体移动距离h的关系：。 1.通过观察和实验，探究定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮不省力但能改变力的方向，动滑轮省一半力但不能改变力的方向。 2.学会组装简单的滑轮组，根据省力要求或力的方向要求确定绳子的绕法（“奇动偶定”原则）。 3.能正确判断承担重物的绳子段数n（从动滑轮出发的绳子段数），并运用公式进行拉力计算（考虑动滑轮重力时）。 方法指导 考点01 定滑轮和动滑轮 1．滑轮的定义：滑轮是周边有槽，并可以绕轴转动的轮子。滑轮主要由轮、轴、框等部分组成，根据使用时轴的位置是否变化可分为定滑轮和动滑轮。 2．定滑轮：工作时，轴固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力也不费力，定滑轮的作用是可以改变力的方向。 定滑轮的工作原理： 定滑轮的实质相当于是等臂杠杆，定滑轮的中心轴为支点，动力臂与阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆平衡条件，可得出定滑轮不能省力的结论。 特别提醒：实际使用时，由于绳与滑轮，滑轮与轴间存在摩擦，拉力会比阻力略大，一般解题时，若无特殊说明，一般不考虑摩擦的影响。 3. 动滑轮：工作时，轴随被拉动的物体一起运动的滑轮称为动滑轮。一般情况下，动滑轮可以省一半的力，但同时需要费一倍的距离。 动滑轮的工作原理： 动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆，动滑轮与固定端绳子的相交点为支点，动力臂为滑轮的直径，阻力臂滑轮的半径，根据杠杆平衡条件，动滑轮可以省一半的力，同时费一倍的距离。 特别提醒：动滑轮会随着物体一起移动，即在提升物体的同时也在提升动滑轮，在实际解题过程中，要注意是否需要考虑滑轮本身的重力（若无特殊说明，一般不考虑绳与轮间的摩擦），如果滑轮重力不能忽略，拉力等于物体和动滑轮总重的一半，即。 【深化点拨】 1．对于滑轮使用时绳的认识 滑轮问题解题的关键在于绳子段数的确定，同一段绳上力处处相等，使用动滑轮时，可以看作两端绳在共同拉动物体，所以动滑轮能省一半的力。 2．动滑轮的另类使用方式 如图，反向使用动滑轮时，向下有两段绳，向上的拉力应该为物重的两倍（不计摩擦与滑轮重），此时动滑轮不光不省力，还要费力，但在费力的同时可以省距离。 题型1：定滑轮及其工作特点 1．如图所示的装置中，甲物体重7N，乙物体重2N。甲、乙均保持静止状态。不计弹簧测力计及绳重，则下列说法正确的是（　　） A．甲受到绳子的拉力为5N B．乙受到的合力为5N C．甲对地面的压力为5N D．弹簧测力计的示数为0N 2．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”）。 3．如图所示，这是一种健身用的简易拉力器，它的滑轮属于________（选填“定”或“动”）滑轮，作用是改变力的________，不计绳重和摩擦，配重的重力为200N，人拉动配重的最小力为________N。 题型2：计算定滑轮对天花板的拉力大小 4．如图所示，弹簧测力计下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B均处于静止状态，GB＝100N，GA＝10N，则弹簧测力计的示数为（　　） A．100N B．111N C．21N D．20N 5．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N 6．如图所示，小明的体重为，脚与地面的接触面积为，拉起质量为的物体，静止在空中。此时，小明对地面的压强为___________；天花板受到的拉力为___________N（不计定滑轮重力，不计绳重与摩擦，g取）。 题型3：动滑轮及其工作特点 7．如图所示，在“使用动滑轮”的实验中，竖直匀速向上拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数分别是、，则下列相关说法正确的是（     ） A．该滑轮是定滑轮 B．该滑轮可以改变施力的方向 C．、的大小相等 D．若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是0.4m 8．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。 9． 利用如图所示动滑轮提升重物G， 已知物重G=80N，动滑轮重为20N，重物匀速升高0.5m。（不考虑绳重与摩擦）求： （1）拉力F的大小； （2）动滑轮向上移动的距离。 题型4：辨析定滑轮与动滑轮的区别 10．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 11．如图所示，小欣同学只有一根绳子，他想把被风刮倒的甲树拉正，运用所学滑轮知识，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中（　　） A．甲树相当于定滑轮 B．乙树相当于动滑轮 C．可以省距离 D．如果不计绳重和摩擦，乙树受到200N拉力，则甲树受到的拉力为400N 12．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 考点02 滑轮组 1. 滑轮组：在实际使用中，人们经常将定滑轮和动滑轮组合起来形成滑轮组，以实现既省力又改变力的方向的目的，同样滑轮组在省力的同时也要费距离。 2. 滑轮组省力倍数n的确定方法： 滑轮组省力的实质是依靠多段绳来共同拉动物体（同一段绳上力处处相等），动滑轮会随着物体一起移动，故省力倍数一般由被拉动物体或动滑轮上所连接的绳子段数决定，有多少段绳就省多少倍力，同时费多少倍距离。 3. 滑轮组解题时的注意事项： 竖直拉动物体时，需克服物体的重力，同样需注意是否考虑动滑轮的重力，在不计绳与轮间的摩擦，动滑轮重的情况下，若动滑轮重不能忽略，，其中n 表示滑轮组的省力倍数，同时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的n倍，既，拉绳端的速度是物体提升速度的n倍，。 水平拉动物体时，需克服物体的摩擦，在不计绳与轮间摩擦的情况下，同时，。 【深化点拨】 滑轮组的设计与组装 （1）确定省力倍数：根据拉力与物重的大小（需注意是否考虑滑轮重），或拉绳端距离与物体提升高度，当n取不到整数时，需采用进一法。 （2）确定动滑轮的个数： 滑轮组中真正起到省力作用依靠的是动滑轮，在动滑轮与定滑轮个数相同的情况下，省力倍数为动滑轮个数的2倍或2倍加1。省力倍数为偶数时，动滑轮个数当省力倍数为奇数时，动滑轮个数。 （3）绕线方法： 滑轮组绕线遵循“奇动偶定，从内到外”的原则，既绕线时从内部向外部依次绕线，若省力倍数为奇数，从动滑轮的挂钩处开始绕线，否则省力倍数为偶数时，从定滑轮挂钩处开始绕线。 题型5：滑轮组及其工作特点 13．车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组的说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下了4m B．这个滑轮组能省距离 C．用这个滑轮组提起重物一定省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离 14．某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 15．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。 题型6：滑轮组的一般计算 16．如图，物体重120N，用力F使物体缓慢匀速上升，绳的重力和摩擦不计。 (1)如果不计动滑轮重力，求绳子的拉力的大小； (2)而实际上绳子的拉力为50N，求动滑轮的重力大小； (3)如果绳子能承受的最大拉力为100N，求该滑轮组最多能吊起多大重量的物体。 17．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上质量是50千克的物体，已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，动滑轮重1N，物体被拉动的速度是0.2米/秒，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。（g取10N/kg）。 (1)物体在水平面上受到的滑动摩擦力是多少？ (2)拉力F的大小是多少？ (3)拉力F在10秒内移动的距离是多少？ 18. 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7：滑轮组的设计与组装 19．图中物体G重20N，每只滑轮重1N，现在要利用此滑轮组将物体移到某一高度处，需要的最小拉力F为___________N（不计绳重及摩擦），并在图中画出此滑轮组的绕线方法___________。 20．如图所示，工人利用滑轮组用最小为150N的力将重400N的物体拉起，绳子自由端匀速移动了9m，不计摩擦及绳重。 (1)在图中画出最省力的绳子绕法； (2)物体上升的高度是多少？ (3)若绳子所能承受的最大拉力为500N，用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 21．如图所示，站在水平地面上的人用滑轮组拉着物体匀速上升，物体重力为400N，每个滑轮重力是50N（不计所有摩擦力和绳自重），求： (1)在图中画出滑轮组最省力时绳子的绕法； (2)人在绳子自由端的拉力是多少？ (3)若绳子自由端通过的距离是1.2m，则物体上升的高度是多少？ (4)若人的体重是500N，该装置最多可以提升多重的物体？ 考点03 轮轴 1. 轮轴的定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。通常把半径较大的部分称为轮，半径较小的部分称为轴。（例：汽车方向盘、水龙头旋钮、扳手、螺丝刀等）。 轮轴与滑轮一致，本质都是杠杆。 2. 轮轴的实质： 轮轴是一个可以连续旋转的变形的杠杆，支点在轴心处。 轮半径R对应动力臂，轴半径r对应阻力臂。由于轮半径通常大于轴半径，因此轮轴在常规使用中是一个省力杠杆，省力的同时要费距离。 3. 轮轴省力与否的判断： 轮轴省力与否取决于动力作用的位置： 动力作用在轮上：由于轮半径R大于轴半径r，动力臂大于阻力臂，因此省力，但费距离。轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上的阻力的几分之一。 动力作用在轴上：阻力臂大于动力臂，因此费力，但省距离。（应用实例：纺纱机中的锭子） 日常使用中，我们通常将动力作用在轮上，以达到省力的目的。 4. 轮轴的计算公式：。 题型8：轮轴模型及其相关计算 22．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。图甲是一种辘轳，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。 (1)图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它按照______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。 (2)图甲所示，设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶的总质量为6kg，则水桶受到的总重力为______N。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。（不计井绳的粗细和自重，g取10N/kg） (3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用______（选填“①”或“②”）。 (4)图丁的螺丝刀在使用的时候，发现手柄位置是粗糙不平的，这样做的好处是____________。 23．用如下图所示的扳手拧螺丝时，该扳手相当于一个______（选填“轮轴”或“滑轮”），使用时可以省______（选填“力”或“距离”）。一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在______（选填“A”“B”或“C”）点处更容易拧动螺丝。 24．轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆，如图B所示，当轮轴绕O点匀速转动时（处于平衡状态），有。如图A所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长，由踏脚板带动半径为的大齿盘，通过链条与半径为的后轮齿盘连接，再带动半径为的后轮转动。设自行车在水平路面上匀速行进时，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条受到的拉力为T（同一条链条上拉力相等），地面对后轮的摩擦力为f，分别写出T与F，T与f之间的关系式。 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 2．（2025·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N 3．（2024·江苏盐城·中考真题）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 4．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是______；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是______m。 5．（2024·甘肃白银·中考真题）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，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 6．（2024·江苏扬州·三模）请作出图中，滑轮组最省力的绕线方法。 7．（2026·江苏南通·模拟预测）水平桌面上放有一柱形容器．容器内底面积为100cm2，里面装有24cm深的水。容器正上方有一滑轮组，滑轮组吊着一个质量为3kg的长方体金属块，其底面积为60cm2，高为10cm，长方体金属块下表面恰好与水面接触（如图所示）。动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。求： (1)金属块下表面刚好与水面接触时，绳子自由端的拉力F1是多大？ (2)移动滑轮组自由端的绳子，使金属块向下移动2cm后静止（水没有溢出），此时金属块受到的浮力和绳子自由端的拉力F2分别是多大？ 8．（2025·四川南充·三模）工人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起一根实心的石柱（不吸水），如图甲所示，动滑轮的质量为20kg。石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中，其下底面受到水的压强与时间的关系如图乙所示。石柱从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间的关系如图丙所示。已知人的质量为60kg，人双脚站立时，与地面接触的总面积为，石柱的底面积为，不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力，石柱底部与池底不密合，忽略水面高度变化。求： (1)池水深度； (2)石柱全部露出水面后人对绳的拉力； (3)石柱的密度。 1．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 2．1948年淮海战役中，群众用独轮车支援前线，彰显了人民的力量。如图所示，当独轮车的车把在水平位置静止时，下列说法正确的是（     ） A．独轮车相当于费力杠杆 B．独轮车的车轮属于定滑轮 C．其他条件不变时，物资越靠近车轮的轴心，人越省力 D．其他条件不变时，若手握车把的位置前移，提起车把的力会变小 3．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 4．在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，装置如图所示。两个钩码总重为G，弹簧测力计静止时的示数分别为、，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.1m B．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m C．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.05m D．，若钩码上升0.1m，则绳子自由端移动0.2m 5．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 6．工人用如图所示的滑轮组匀速提升建材，两个滑轮完全相同，建材重为400N，工人质量为60kg，工人向下的拉力大小为210N，不计绳重和摩擦，工人用该滑轮组可提升重物的最大质量为_______kg。（取10N/kg） 7．如图所示，物体A重10N，B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接，放手后，A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动，如图甲所示；现用水平向左的力F拉A，使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动，如图乙所示，则F大小为_________N。（水平桌面足够长，不计绳重及滑轮与轴的摩擦） 8．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了两次实验，已知每个钩码的重力为1N，滑轮转动部件间的摩擦很小。两次实验装置分别如甲、乙两图所示，小明将测得的数据记录在表格中。 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 1.0 20.0 0.7 40.0 (1)在图甲的实验中，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，对绳子拉力的大小将_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）；在图乙的实验中，要沿着________方向匀速拉动绳子自由端。 (2)分析第1次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮________。 A．省力但不省距离         B．不省力但省距离 C．既不省力又不省距离 (3)分析第2次实验数据时发现，虽然由两段绳子承担了物重，但绳子自由端拉力的大小比钩码重力的一半要大一些，这主要是因为___________。 9．如图所示，工人通过滑轮组匀速提升重为350N的物体，物体移动的速度为0.5m/s，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求： (1)匀速拉动10s，物体移动的距离； (2)匀速拉动10s，绳子自由端移动的距离； (3)动滑轮的重力； (4)若人的质量为50kg，拉动过程中绳始终未断裂，用此滑轮组能提升的最大物体重力。 10．用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $