第13讲 滑轮（预习）暑假培优讲义 -2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

第13讲 滑轮 本讲定位：滑轮是杠杆的变形，承接上一讲杠杆知识点，属于简单机械核心内容，中考高频考查辨别、作图、计算题。 核心重点：定滑轮、动滑轮特点与杠杆本质；滑轮组绳子段数判断与拉力计算；轮轴原理及生活应用 。 高频易错点：数绳子段数漏数、多数；忽略动滑轮自重；分不清定、动滑轮作用；轮轴动力、阻力臂颠倒。 学习建议：先分清定、动滑轮核心区别；牢记 “奇动偶定” 绕线规则；计算题看清是否计动滑轮重力再套公式。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 2.2.6 知道简单机械；能区分定滑轮、动滑轮、滑轮组；知道滑轮实质是变形杠杆；会进行滑轮简单计算；了解轮轴结构与省力规律，解释生活轮轴工具 物理观念 建立滑轮、轮轴物理模型，明确定滑轮为等臂杠杆、动滑轮为省力杠杆，能识别升旗、起重机、方向盘等生活滑轮、轮轴实例 科学思维 依托杠杆平衡条件推导滑轮省力规律；根据承担重物绳段数推理拉力大小，完成定量计算 科学探究 完成探究定、动滑轮特点实验，通过多次实验总结省力、改变拉力方向的规律 科学态度与责任 认识滑轮、轮轴在建筑、交通、生活用品中的广泛应用，体会简单机械提升劳动效率的价值 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 定滑轮、动滑轮基础概念与探究实验 （1）定滑轮、动滑轮核心区分标准：以滑轮转轴是否随重物同步移动作为判断依据；轴固定不动为定滑轮，轴跟随物体升降为动滑轮。 （2）探究实验规范操作要求：提升钩码时必须保持匀速竖直拉动弹簧测力计，只有匀速运动时拉力与阻力平衡，测力计示数稳定、读数准确；实验需要更换多组不同数量钩码重复操作，避免单次数据偶然性，得出普遍规律。 （3）定滑轮实验结论与杠杆本质： ①使用定滑轮提升重物，拉力大小等于物体重力，不能省力； ②拉力方向可上下任意改变，能够改变施力方向； ③本质模型：支点在滑轮中心转轴，动力臂、阻力臂都等于滑轮半径，属于等臂杠杆，根据杠杆平衡条件，可得。 （4）动滑轮实验结论与杠杆本质： ①不计动滑轮自身重力、竖直匀速拉动时，拉力仅为物重一半，最多省一半力； ②拉力只能向上，无法改变施力方向； ③本质模型：支点在滑轮边缘与绳子接触点，阻力臂是滑轮半径，动力臂为滑轮直径，动力臂 = 2 倍阻力臂，省力不等臂杠杆。 2. 滑轮组的组成、绳子段数与计算 （1）滑轮组组成：由定滑轮、动滑轮搭配组合而成，结合两类滑轮优势，既能省力，又可按需改变拉力方向，是生产起重设备最常用机械。 （2）绳子段数判断规则（必考）：只统计直接挂在动滑轮上的绳子，绕过定、滑轮仅改变方向的绳段不计入；代表分担物体总重的绳子数量。 （3）拉力计算公式分两种情况： ①忽略动滑轮重力、绳重、摩擦：； ②实际计算，需要计入动滑轮自重：； （4）绕线规律 “奇动偶定”：若承担重物绳段数为奇数，绳子起始端固定在动滑轮挂钩；若承担重物绳段数为偶数，绳子起始端固定在定滑轮挂钩。 3．轮轴（变形杠杆，生活拓展机械） （1）轮轴基础结构：由同一根固定转轴连接大轮、小轴两部分组成，大轮半径记作，小轴半径记作。 （2）轮轴平衡推导公式：将轴心看作支点，轮半径为动力臂，轴半径为阻力臂，根据杠杆平衡条件得。 （3）省力规律：，在大轮上施加动力时，动力小于阻力，属于省力机械；反之在轴上用力费力。 （4）教材典型生活实例：汽车方向盘、门把手、活动扳手；拓展实例：螺丝刀、自来水龙头。 4．滑轮、轮轴综合生活应用 （1）工业起重：起重机、升降货梯内部大量使用多组滑轮组，实现提升重型货物； （2）趣味模拟实验：两根木棍+细绳缠绕模拟滑轮组，缠绕层数越多、等效越大，省力效果越明显； （3）自行车机械识别：自行车车把属于轮轴，脚踏盘、后轮构成轮轴传动结构，部分刹车装置用到小型杠杆、滑轮。 重点难点・易错警示 误区：统计绳子段数时计入定滑轮上的绳子；纠正：仅数直接拉住动滑轮的绳段，定滑轮上绳子不参与计数。 误区：动滑轮一定省一半力；纠正：仅竖直匀速拉动、不计动滑轮自重时省一半力，斜拉或滑轮有自重省力效果减弱。 误区：所有滑轮组都能改变拉力方向；纠正：为奇数时，绳端从动滑轮引出，拉力与物体运动同向，无法换向。 误区：轮在轴上用力省力；纠正：大轮半径更长，在轮上施加动力才省力，轴上施力费力。 误区：计算拉力忽略动滑轮自身重力；纠正：题干给出动滑轮质量、重力时，总阻力需加上动滑轮重力再均分。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀速提升。（不计绳重及摩擦） （1）求5s内绳子自由端移动的距离； （2）求动滑轮的重力； （3）若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ 【答案】（1）3m；（2）60N；（3）1440N 【解析】（1）5s内物体移动的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m 动滑轮上有3股绳，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m （2）由图可知，动滑轮上有3股绳，用120N的拉力拉300N的物体，则动滑轮重力 （3）因为工人师傅体重为500N，绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重 思路分析：考点：滑轮组速度、距离计算；不计绳摩擦时拉力公式；人拉滑轮最大拉力受自身体重限制。 本题核心：图中；不计绳重摩擦，；人能施加的拉力不能超过自身重力。 关键思路：先算物体上升高度，再由求绳端距离；变形公式计算动滑轮自重；绳子最大拉力 600N，但工人只有 500N，实际最大拉力取 500N，再用。 做题技巧：滑轮组计算题先数；人站地面拉绳，最大拉力等于自身重力，不是绳子承重上限。 典例02．如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。    【答案】     【解析】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子，据此作图。   思路分析：考点：滑轮组 “奇动偶定” 绕线规则，动滑轮越多、绳子段数越大越省力。 本题核心：只有 1 个动滑轮，最多可绕 3 段绳子（），绳子起点固定在动滑轮挂钩。 关键思路：动滑轮数量为 1，最大；为奇数，起始绳端固定在动滑轮，依次绕过定、动滑轮。 做题技巧：求最省力绕线：绳子从动滑轮开始缠绕，取最大值。 典例03．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为______N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为______N。 【答案】 5 10 【解析】[1]当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，物体A所受的摩擦力 [2]当A向左做匀速直线运动使，A处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上绳子对A向右的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为 绳子对A的拉力不变，，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为 思路分析：考点：水平动滑轮受力平衡；滑动摩擦力只与压力、粗糙程度有关，运动方向改变摩擦力不变。 本题核心：动滑轮拉力；A 匀速时水平二力平衡；反向拉动时摩擦力、绳拉力均向右。 关键思路：B 匀速下落，绳子拉力等于 A 受到滑动摩擦力：；A 向左匀速，向右有摩擦力、绳子拉力两个阻力，。 做题技巧：水平滑轮分清：物体滑动摩擦力大小不变；反向拉动时两个阻力相加。 六、基础过关精练 1．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 【答案】B 【解析】AC．定滑轮本质是等臂杠杆，使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向，故AC正确，不符合题意； BD．动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故B错误，符合题意；D正确，不符合题意。 故选B。 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 【解析】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．实践活动中，小明为了把地面上的重物提升一定高度，用同样的器材设计了甲、乙两种方案（如图所示）。若匀速提升过程中，绳重及摩擦忽略不计，下列分析正确的是（　　） A．图甲是定滑轮，可以省力 B．图甲是动滑轮，改变了用力方向 C．图乙是动滑轮，可以省力 D．图乙是定滑轮，改变了用力方向 【答案】C 【解析】AB．甲图中的滑轮的轴固定不动，是定滑轮，不省力，不省距离，可以改变力的方向，故AB错误； CD．乙图的滑轮与被拉物体一起运动，是动滑轮，可以省力，不能改变力的方向，故C正确，D错误。 故选C。 4．如图所示，利用同一个滑轮分别按照不同方式拉着同一个物体，在竖直方向匀速上升，所用拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．F1最大 B．F2最小 C．F3最小 D．F2最大 【答案】B 【解析】由图可知，不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦，第一个图是利用定滑轮拉着物体，根据定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但能改变力的方向，即F1=G； 第二个图是利用动滑轮拉着物体，根据动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离，即； 第三个图是动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即，则所用拉力最小的为F2，F3最大，故B正确，ACD错误。 故选B。 5．将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 【答案】 轮轴 省力 【解析】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。 6．如图所示，滑轮提升重物时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，可观察到：当重物上升时，滑轮绕轴________时针转动，该滑轮可视为杠杆的变形，其支点为________（选填“A”、“B”或“C”）点。 【答案】 逆 A 【解析】[1]当重物上升时，滑轮上A点位置下降、B点位置上升，滑轮绕轴逆时针转动。 [2]该滑轮可视为杠杆的变形，实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，动力为右侧绳子对滑轮竖直向上的拉力，阻力为重物上方的绳子对滑轮竖直向下的拉力，其支点为A点。 7．在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，盘山公路就相当于一个__________。如图汽车在盘山公路上行驶上陡坡时，司机常要换用低速挡，这样做是在发动机输出功率一定时，增大爬坡时的__________。 【答案】 斜面 牵引力 【解析】[1]在高度一定的情况下，盘山公路增加了路面的长度，盘山公路实际上是简单机械中的斜面，使用斜面可以省力。 [2]由可知，在发动机的输出功率一定时，换用低速挡降低行驶速度可以增大牵引力。 8．如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），它的摇柄属于简单机械中的______（选填“省力”或“费力”）机械；若想让提升物体时更省力可以适当增加______（选填“A”或“B”）的长度。 【答案】 轮轴 省力 B 【解析】[1]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，通常把大轮叫轮，小轮叫轴，所以辘轳是轮轴的一种。 [2]辘轳其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂远大于阻力臂，故辘轳是省力机械。 [3]若增加B的长度，就增加了动力臂，动力臂越长就越省力，因此增加B的长度，提物体时会更省力。 9．在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中： （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，使用弹簧测力计的操作方法是__________（填序号）。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动。 实验次序 1 2 3 （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计的示数会__________（变大/不变/变小），其理由是_________________。 （3）在探究动滑轮工作的特点时，先测出__________的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，_________拉弹簧测力计，使钩码_________上升，读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整__________（不要求填入实验记录数据）；该实验至少要测量三组数据的目的是___________；此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论？答：__________。 【答案】（1）③；（2）变小 忽略了弹簧测力计的重力；（3）钩码和动滑轮竖直向上匀速 实验次序 钩码和动滑轮的总重力G 弹簧测力计的示数F 1 2 3 ；寻找普遍性规律，避免实验结论的偶然性 不能 【解析】（1）在探究定滑轮工作的特点时，要匀速向下拉动弹簧测力计，此时钩码受力平衡，故选③。 （2）[1][2]因为测力计自身有重力，所以倒过来拉时，左侧拉力等于右侧拉力加测力计的重力，所以测力计示数会变小。 （3）[1]在探究动滑轮工作的特点时，由于绳子拉起动滑轮和物体，故先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮。 [2][3]实验时，应匀速竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数。 [4]实验中需要测量钩码和动滑轮的总重力和绳子的拉力，故第一行为钩码和动滑轮的总重力G/N和绳子的拉力F/N。 [5]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性的发生。 [6]“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的，动滑轮的重力可以尽量减小，但不可能为零。所以此次实验不能直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。 10．如图所示，工人用滑轮组吊起质量为10kg的箱子，动滑轮的重力为10N，箱子10s内被匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，g取。 （1）箱子受到的重力是多少？ （2）工人所施加的拉力是多少？ （3）绳子自由端移动的速度是多少？ 【答案】（1）100N；（2）55N；（3）0.4m/s 【解析】（1）箱子的质量为10kg ，则箱子的重力为 （2）由图可知，绳子的段数为2，不计绳重和摩擦，则工人所施加的拉力是 （3）物体上升的高度为2m，则绳自由端移动的距离为 绳子自由端移动的速度是 11．通过如图所示的滑轮组，用向下的300N的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处（绳重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳子的绕法。 【答案】 【解析】此滑轮组承担物重的绳子的段数为 同时用力方向向下，据此作图。 12．某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量．如图，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：    a、如图1，将铁笼系于槽钢上的点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至点时，槽钢在水平位置平衡； b、如图2，将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得，，铁笼重，弹簧测力计的示数为。（） （1）步骤a的目的是消除_____对杠杆平衡的影响，便于测量力臂；此时槽钢为_____杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）； （2）求槽钢的重力是多少_________； （3）求大象的质量为多少___________； （4）一位学生看到后，设计了如图3所示的滑轮组来代替测力计，每个滑轮重力为，滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。 ①请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计___________； ②挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡，试计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少__________？（不计绳重及摩擦） 【答案】槽钢和铁笼重力对测量的影响 省力 100N 2×104N    780N 【解析】（1）[1]当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡，说明此时槽钢和铁笼的重心过O点，这样可以消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。 [2]根据图可知，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 （2）[3]槽钢的重力力臂是OM=0.5AB﹣OB＝0.5×510cm﹣10cm＝245cm 根据杠杆的平衡条件 （3）[4]由杠杆的平衡条件有F×OA＝G象×OB 即400N×500cm＝G象×10cm 所以G象＝2×104N （4）①[5]根据题意作图如下：    ②[6]根据题意可知，所挂重物的总重力为G'＝nF-G动＝2×400N-20N＝780N 七、拔高培优专练 1．月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 【答案】C 【解析】定滑轮只改变力的方向，不省力，所以航天员在月球上用定滑轮提起重物，最多可以提起的重物重力与他在月球的总重力相同，根据可知，质量也相同（提起的重物质量等于他航天员的总质量），因此他最多可以提起的重物质量为192kg。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图是同学们所画的示意图，其中正确的是（　　） A．图甲为勺子静止时受到的重力示意图 B．图乙为作用在杠杆上的动力F的力臂L C．图丙为该滑轮组最省力的绕线法 D．图丁为小球对斜面的压力示意图 【答案】C 【解析】A．如图甲，勺子静止时处于平衡状态，受到手的支持力和重力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反，在一条直线上，因此勺子受到的重力的作用点应在手指上方的勺柄上，故A错误； B．如图乙，过支点做动力F的作用线的垂线段，即为作用在杠杆上的动力F的力臂L，如图的L为力F的反向延长线，故B错误； C．如图丙，下面动滑轮上最多有三根绳承担物重，图丙为该滑轮组最省力的绕线法，故C正确； D．如图丁，小球对斜面的压力作用点在斜面上，压力的方向垂直斜面向下，图丁作用点画在了小球上，故D错误。 故选C。 3．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 【解析】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。 4．如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景，钩码静止时，图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置，下列说法不正确的是（    ） A．力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同 B．去掉力 F₂后，橡皮筋会缩短 C．力F的大小等于F₁与F₂的大小之差 D．滑轮的作用是改变施力的方向 【答案】B 【解析】A．因为图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置，所以力的作用效果与力、的共同作用效果相同，故A正确，不符合题意； B．力、的方向相反，且，共同作用使橡皮筋伸长；去掉力后，由可知，合力变大，橡皮筋会伸长，故B错误，符合题意； C．由图可知，力、方向不同，力的大小等于与的大小之差，即，故C正确，不符合题意； D．由图可知，此滑轮为定滑轮，定滑轮的作用就是改变施力的方向，故D正确，不符合题意。 故选 B。 5．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”）。 【答案】 省力 205 变大 【解析】[1]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。 [2]由题意可得： [3]因为若拉力的方向向右倾斜一些，动力臂减小，所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。 6．如图所示，工人分别用甲、乙两种滑轮匀速提升物体。若物重为180N，滑轮重均为20N，不计绳重和摩擦。则拉力F甲=________N，F乙=________N。若使用滑轮乙匀速提升物体，物体上升1m，则绳子自由端移动的距离为________m。 【答案】 180 100 2 【解析】[1]甲是定滑轮：定滑轮不省力，不计绳重和摩擦时，拉力等于物重，即 [2]乙是动滑轮：动滑轮省力（承担物重的绳子段数 n=2 ），不计绳重和摩擦时，拉力 [3]动滑轮中，绳子自由端移动距离 7．如图所示是一种用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，装置中滚轴B的作用是______（省力/省距离）。利用该装置提升重600N的物体时，人至少要施加______N拉力。 【答案】 省力 120 【解析】[1]由图可知，装置中滚轴B相当于动滑轮，省力，费距离。 [2]由图可知，绳子的股数 则至少需要的拉力为 8．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于______（选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”下同）；图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是______，若晾衣架的总重为100N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝______N；丙图的螺丝刀也是一种简单机械一轮轴，手柄越______（选填“粗”或“细”）的螺丝刀搭配螺纹越______（选填“疏”或“密”）的螺钉使用起来更省力。 【答案】 动滑轮 定滑轮 25 粗 密 【解析】[1]将A树拉正时，A的树干随着移动，相当于动滑轮。 [2]靠近天花板的轮子位置固定不动，是定滑轮。 [3]由图乙知有四段绳子提起晾衣杆，，晾衣架的总重为100N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力 [4]螺丝刀手柄相当于轮轴中的轮，同样的轴，轮越大力臂越长，越省力，因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 [5]螺纹越密，斜面的坡度越小，越省力。 9．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 （1）分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮___________（选填“能”或“不能”）省力，___________（选填“能”或“不能”）省距离，___________（选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 【答案】（1）不能 不能 能 不变；（2）见解析 【解析】（1）[1]由图甲可知钩码的重力是1N，由图乙可知，用定滑轮提起重为1N的钩码，所用的拉力1.1N，由此可知使用定滑轮不能省力。 [2]由图乙可知，钩码升高的高度0.2m，通过定滑轮提升钩码弹簧测力计移动的距离也是0.2m可见使用定滑轮不能省距离。 [3]甲实验中，提升钩码所用的力方向向上。由乙实验可知，通过定滑轮提升钩码所用的拉力方向向下，使用定滑轮能改变力的方向。 [4]用定滑轮来提升物体时，如果绳子的自由端沿水平向右的方向拉动，拉力的大小将不变。因为无论绳子朝哪个方向拉，定滑轮都可以看成是一个等臂杠杆。 （2）实际在实验时，动滑轮自身的重力、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半。 10．如图所示，是某建筑工地上，一个重500N的工人利用滑轮组从竖直的深井中提升泥土的情形。某次操作中，工人用160N的拉力F在10s内将总重为400N的泥土匀速提升1m。在此过程中不计摩擦、绳重和装泥土的容器重。求： （1）绳子自由端移动的速度为多少？ （2）工人使用的滑轮组中，动滑轮的重力是多少？ （3）如果绳子能承受的最大拉力为700N，请计算工人利用此装置一次最多能提升重为多少N的泥土？ 【答案】（1）0.3m/s；（2）80N；（3）1420N 【解析】解：（1）由图知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端移动的速度 （2）不计摩擦、绳重和装泥土的容器重，拉力为 则动滑轮重力为 （3）因为工人的重力为500N，绳子能承受的最大拉力为700N，所以人能施加的最大拉力为 否则人会被绳子拉起来，不计摩擦、绳重和装泥土的容器重，最大拉力 则提升泥土的最大重力为 11．如图所示的滑轮组，李伟同学用了最省力的方式提升重为600N的物体，当物体匀速上升时，他用力F1为250N（不计绳重及摩擦）。 （1）请在图中画出滑轮组的绕线方式； （2）动滑轮的重G动是多少？ （3）当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离s是多少？ （4）若用该滑轮组匀速提起750N重的物体，需要的拉力F2是多大？ 【答案】（1）；（2）150N；（3）1.5m；（4）300N 【解析】解：（1）图示滑轮组中，用最省力的方式提升物体，应将绳子固定在动滑轮上，则承重绳子为3根，据此作图。 （2）据滑轮组的特点知，不计绳重及摩擦时，图示中滑轮组动滑轮的重力G动=3F1-G1=3×250N-600N=150N （3）物体上升0.5m，绳子自身上端移动的距离s=3h=3×0.5m=1.5m （4）不计绳重及摩擦时，提起物体的重力为750N时，绳端的拉力 12．（1）如图所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），乙图为单侧钳柄及相连部分示意图。请在乙图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。 （2）如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，并在B处挂重物G，欲在杠杆上施加一最小动力F，使其在图示位置平衡，请作出该最小动力F示意图及其力臂L。 （3）请你在图中画出最省力的绕绳方法。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）在B点施加如图所示的动力时，钳子将沿顺时针方向转动，所以A点的阻力方向向下；从支点向动力作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂。据此作图。 （2）要找到最小动力，要先找最长力臂，杠杆上离O点最远点为B点，则最长力臂为OB，过B点作OB的垂线，即为最小动力F。据此作图。 （3）根据题意，一个动滑轮，最多可以使用3股绳，若最省力，则滑轮组由3段绳子承担物重和滑轮重，从动滑轮的上侧挂钩绕起，从里到外，一动一定绕线，最终拉力向上。据此作图。 13．阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况﹣﹣需要爬坡时，可以降低挡位，此时会感觉自己骑起来“更轻松”，到了下坡时，可以提升挡位，此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奥秘在哪里呢，让我们一起来探究吧！ 如图1所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上：选择低挡位时，链条调整到半径较大的齿轮上，选择高挡位时，链条调整到半径较小的齿轮上。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，因此需要把后齿轮的半径（动力臂）调整得大一些，以达到相对省力的效果。在下坡时，自行车受到的摩擦阻力较小，此时为了让自行车更快前进，可以将后齿轮的半径调小。 （1）自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个_________（省力/费力/等臂）杠杆； （2）请在图2中画出最省力时，人脚对脚踏板的力F（作用点面在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂L_________；（提示：脚可以向各个方向用力踩脚踏板，脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。） （3）爬坡时，应将链条调整至半径较_________（大/小）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的； （4）前齿轮和后齿轮在共同工作时，其特征是_________ ； A．相同时间转过的圈数相同 B．相同时间带动链条转动的长度相同 C．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同 D．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同 （5）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为20N，一辆自行车后车轮的半径约为35cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为_________N。 【答案】 费力 大 B 56 【解析】（1）[1]阅读材料知，自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个费力杠杆。因为动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 （2）[2]当脚对脚踏板的力垂直于板柄时，对应的力臂最大，最省力时，所以人脚对脚踏板的力F，以及这个力对应的力臂L，如下图所示： （3）[3]由题文可知，爬坡时，要增大动力臂，应将链条调整至半径较大的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 （4）[4]骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。所以其特征是相同时间带动链条转动的长度相同，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）[5]根据轮轴工作原理可得 前齿轮通过链条对后齿轮的拉力为 由于力的作用是相互的，则前齿轮受到后齿轮向后的拉力为F前齿=F后齿=140N 根据轮轴工作原理，人蹬车的力至少应为 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲 滑轮 本讲定位：滑轮是杠杆的变形，承接上一讲杠杆知识点，属于简单机械核心内容，中考高频考查辨别、作图、计算题。 核心重点：定滑轮、动滑轮特点与杠杆本质；滑轮组绳子段数判断与拉力计算；轮轴原理及生活应用 。 高频易错点：数绳子段数漏数、多数；忽略动滑轮自重；分不清定、动滑轮作用；轮轴动力、阻力臂颠倒。 学习建议：先分清定、动滑轮核心区别；牢记 “奇动偶定” 绕线规则；计算题看清是否计动滑轮重力再套公式。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 2.2.6 知道简单机械；能区分定滑轮、动滑轮、滑轮组；知道滑轮实质是变形杠杆；会进行滑轮简单计算；了解轮轴结构与省力规律，解释生活轮轴工具 物理观念 建立滑轮、轮轴物理模型，明确定滑轮为等臂杠杆、动滑轮为省力杠杆，能识别升旗、起重机、方向盘等生活滑轮、轮轴实例 科学思维 依托杠杆平衡条件推导滑轮省力规律；根据承担重物绳段数推理拉力大小，完成定量计算 科学探究 完成探究定、动滑轮特点实验，通过多次实验总结省力、改变拉力方向的规律 科学态度与责任 认识滑轮、轮轴在建筑、交通、生活用品中的广泛应用，体会简单机械提升劳动效率的价值 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 定滑轮、动滑轮基础概念与探究实验 （1）定滑轮、动滑轮核心区分标准：以滑轮转轴是否随重物同步移动作为判断依据；轴固定不动为定滑轮，轴跟随物体升降为动滑轮。 （2）探究实验规范操作要求：提升钩码时必须保持匀速竖直拉动弹簧测力计，只有匀速运动时拉力与阻力平衡，测力计示数稳定、读数准确；实验需要更换多组不同数量钩码重复操作，避免单次数据偶然性，得出普遍规律。 （3）定滑轮实验结论与杠杆本质： ①使用定滑轮提升重物，拉力大小等于物体重力，不能省力； ②拉力方向可上下任意改变，能够改变施力方向； ③本质模型：支点在滑轮中心转轴，动力臂、阻力臂都等于滑轮半径，属于等臂杠杆，根据杠杆平衡条件，可得。 （4）动滑轮实验结论与杠杆本质： ①不计动滑轮自身重力、竖直匀速拉动时，拉力仅为物重一半，最多省一半力； ②拉力只能向上，无法改变施力方向； ③本质模型：支点在滑轮边缘与绳子接触点，阻力臂是滑轮半径，动力臂为滑轮直径，动力臂 = 2 倍阻力臂，省力不等臂杠杆。 2. 滑轮组的组成、绳子段数与计算 （1）滑轮组组成：由定滑轮、动滑轮搭配组合而成，结合两类滑轮优势，既能省力，又可按需改变拉力方向，是生产起重设备最常用机械。 （2）绳子段数判断规则（必考）：只统计直接挂在动滑轮上的绳子，绕过定、滑轮仅改变方向的绳段不计入；代表分担物体总重的绳子数量。 （3）拉力计算公式分两种情况： ①忽略动滑轮重力、绳重、摩擦：； ②实际计算，需要计入动滑轮自重：； （4）绕线规律 “奇动偶定”：若承担重物绳段数为奇数，绳子起始端固定在动滑轮挂钩；若承担重物绳段数为偶数，绳子起始端固定在定滑轮挂钩。 3．轮轴（变形杠杆，生活拓展机械） （1）轮轴基础结构：由同一根固定转轴连接大轮、小轴两部分组成，大轮半径记作，小轴半径记作。 （2）轮轴平衡推导公式：将轴心看作支点，轮半径为动力臂，轴半径为阻力臂，根据杠杆平衡条件得。 （3）省力规律：，在大轮上施加动力时，动力小于阻力，属于省力机械；反之在轴上用力费力。 （4）教材典型生活实例：汽车方向盘、门把手、活动扳手；拓展实例：螺丝刀、自来水龙头。 4．滑轮、轮轴综合生活应用 （1）工业起重：起重机、升降货梯内部大量使用多组滑轮组，实现提升重型货物； （2）趣味模拟实验：两根木棍+细绳缠绕模拟滑轮组，缠绕层数越多、等效越大，省力效果越明显； （3）自行车机械识别：自行车车把属于轮轴，脚踏盘、后轮构成轮轴传动结构，部分刹车装置用到小型杠杆、滑轮。 重点难点・易错警示 误区：统计绳子段数时计入定滑轮上的绳子；纠正：仅数直接拉住动滑轮的绳段，定滑轮上绳子不参与计数。 误区：动滑轮一定省一半力；纠正：仅竖直匀速拉动、不计动滑轮自重时省一半力，斜拉或滑轮有自重省力效果减弱。 误区：所有滑轮组都能改变拉力方向；纠正：为奇数时，绳端从动滑轮引出，拉力与物体运动同向，无法换向。 误区：轮在轴上用力省力；纠正：大轮半径更长，在轮上施加动力才省力，轴上施力费力。 误区：计算拉力忽略动滑轮自身重力；纠正：题干给出动滑轮质量、重力时，总阻力需加上动滑轮重力再均分。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀速提升。（不计绳重及摩擦） （1）求5s内绳子自由端移动的距离； （2）求动滑轮的重力； （3）若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ 思路分析：考点：滑轮组速度、距离计算；不计绳摩擦时拉力公式；人拉滑轮最大拉力受自身体重限制。 本题核心：图中；不计绳重摩擦，；人能施加的拉力不能超过自身重力。 关键思路：先算物体上升高度，再由求绳端距离；变形公式计算动滑轮自重；绳子最大拉力 600N，但工人只有 500N，实际最大拉力取 500N，再用。 做题技巧：滑轮组计算题先数；人站地面拉绳，最大拉力等于自身重力，不是绳子承重上限。 典例02．如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。    思路分析：考点：滑轮组 “奇动偶定” 绕线规则，动滑轮越多、绳子段数越大越省力。 本题核心：只有 1 个动滑轮，最多可绕 3 段绳子（），绳子起点固定在动滑轮挂钩。 关键思路：动滑轮数量为 1，最大；为奇数，起始绳端固定在动滑轮，依次绕过定、动滑轮。 做题技巧：求最省力绕线：绳子从动滑轮开始缠绕，取最大值。 典例03．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为______N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为______N。 思路分析：考点：水平动滑轮受力平衡；滑动摩擦力只与压力、粗糙程度有关，运动方向改变摩擦力不变。 本题核心：动滑轮拉力；A 匀速时水平二力平衡；反向拉动时摩擦力、绳拉力均向右。 关键思路：B 匀速下落，绳子拉力等于 A 受到滑动摩擦力：；A 向左匀速，向右有摩擦力、绳子拉力两个阻力，。 做题技巧：水平滑轮分清：物体滑动摩擦力大小不变；反向拉动时两个阻力相加。 六、基础过关精练 1．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 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．实践活动中，小明为了把地面上的重物提升一定高度，用同样的器材设计了甲、乙两种方案（如图所示）。若匀速提升过程中，绳重及摩擦忽略不计，下列分析正确的是（　　） A．图甲是定滑轮，可以省力 B．图甲是动滑轮，改变了用力方向 C．图乙是动滑轮，可以省力 D．图乙是定滑轮，改变了用力方向 4．如图所示，利用同一个滑轮分别按照不同方式拉着同一个物体，在竖直方向匀速上升，所用拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．F1最大 B．F2最小 C．F3最小 D．F2最大 5．将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 6．如图所示，滑轮提升重物时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，可观察到：当重物上升时，滑轮绕轴________时针转动，该滑轮可视为杠杆的变形，其支点为________（选填“A”、“B”或“C”）点。 7．在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，盘山公路就相当于一个__________。如图汽车在盘山公路上行驶上陡坡时，司机常要换用低速挡，这样做是在发动机输出功率一定时，增大爬坡时的__________。 8．如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），它的摇柄属于简单机械中的______（选填“省力”或“费力”）机械；若想让提升物体时更省力可以适当增加______（选填“A”或“B”）的长度。 9．在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中： （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，使用弹簧测力计的操作方法是__________（填序号）。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动。 实验次序 1 2 3 （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计的示数会__________（变大/不变/变小），其理由是_________________。 （3）在探究动滑轮工作的特点时，先测出__________的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，_________拉弹簧测力计，使钩码_________上升，读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整__________（不要求填入实验记录数据）；该实验至少要测量三组数据的目的是___________；此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论？答：__________。 实验次序 钩码和动滑轮的总重力G 弹簧测力计的示数F 1 2 3 10．如图所示，工人用滑轮组吊起质量为10kg的箱子，动滑轮的重力为10N，箱子10s内被匀速竖直提升了2m。不计绳重和摩擦，g取。 （1）箱子受到的重力是多少？ （2）工人所施加的拉力是多少？ （3）绳子自由端移动的速度是多少？ 11．通过如图所示的滑轮组，用向下的300N的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处（绳重及摩擦不计），请画出滑轮组上绳子的绕法。 12．某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量．如图，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：    a、如图1，将铁笼系于槽钢上的点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至点时，槽钢在水平位置平衡； b、如图2，将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得，，铁笼重，弹簧测力计的示数为。（） （1）步骤a的目的是消除_____对杠杆平衡的影响，便于测量力臂；此时槽钢为_____杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）； （2）求槽钢的重力是多少_________； （3）求大象的质量为多少___________； （4）一位学生看到后，设计了如图3所示的滑轮组来代替测力计，每个滑轮重力为，滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。 ①请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计___________； ②挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡，试计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少__________？（不计绳重及摩擦） 七、拔高培优专练 1．月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 2．如图是同学们所画的示意图，其中正确的是（　　） A．图甲为勺子静止时受到的重力示意图 B．图乙为作用在杠杆上的动力F的力臂L C．图丙为该滑轮组最省力的绕线法 D．图丁为小球对斜面的压力示意图 3．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 4．如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景，钩码静止时，图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置，下列说法不正确的是（    ） A．力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同 B．去掉力 F₂后，橡皮筋会缩短 C．力F的大小等于F₁与F₂的大小之差 D．滑轮的作用是改变施力的方向 5．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”）。 6．如图所示，工人分别用甲、乙两种滑轮匀速提升物体。若物重为180N，滑轮重均为20N，不计绳重和摩擦。则拉力F甲=________N，F乙=________N。若使用滑轮乙匀速提升物体，物体上升1m，则绳子自由端移动的距离为________m。 7．如图所示是一种用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，装置中滚轴B的作用是______（省力/省距离）。利用该装置提升重600N的物体时，人至少要施加______N拉力。 8．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于______（选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”下同）；图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是______，若晾衣架的总重为100N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝______N；丙图的螺丝刀也是一种简单机械一轮轴，手柄越______（选填“粗”或“细”）的螺丝刀搭配螺纹越______（选填“疏”或“密”）的螺钉使用起来更省力。 9．如图所示，这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如表所示，请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 拉力方向 甲 1 0.2 1.0 0.2 向上 乙 1 0.2 1.1 0.2 向下 丙 1 0.2 0.7 0.4 向上 （1）分析甲、乙两次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮___________（选填“能”或“不能”）省力，___________（选填“能”或“不能”）省距离，___________（选填“能”或“不能”）改变力的方向；用图乙装置进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）分析丙实验的数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为___________。 10．如图所示，是某建筑工地上，一个重500N的工人利用滑轮组从竖直的深井中提升泥土的情形。某次操作中，工人用160N的拉力F在10s内将总重为400N的泥土匀速提升1m。在此过程中不计摩擦、绳重和装泥土的容器重。求： （1）绳子自由端移动的速度为多少？ （2）工人使用的滑轮组中，动滑轮的重力是多少？ （3）如果绳子能承受的最大拉力为700N，请计算工人利用此装置一次最多能提升重为多少N的泥土？ 11．如图所示的滑轮组，李伟同学用了最省力的方式提升重为600N的物体，当物体匀速上升时，他用力F1为250N（不计绳重及摩擦）。 （1）请在图中画出滑轮组的绕线方式； （2）动滑轮的重G动是多少？ （3）当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离s是多少？ （4）若用该滑轮组匀速提起750N重的物体，需要的拉力F2是多大？ 12．（1）如图所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），乙图为单侧钳柄及相连部分示意图。请在乙图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。 （2）如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，并在B处挂重物G，欲在杠杆上施加一最小动力F，使其在图示位置平衡，请作出该最小动力F示意图及其力臂L。 （3）请你在图中画出最省力的绕绳方法。 13．阅读短文，回答问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况﹣﹣需要爬坡时，可以降低挡位，此时会感觉自己骑起来“更轻松”，到了下坡时，可以提升挡位，此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奥秘在哪里呢，让我们一起来探究吧！ 如图1所示是变速自行车的驱动结构，它与普通自行车的区别在于，它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成（普通自行车的后齿轮只有一个）。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上：选择低挡位时，链条调整到半径较大的齿轮上，选择高挡位时，链条调整到半径较小的齿轮上。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，此时动力臂小于阻力臂。 骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮跟着转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时，链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，因此需要把后齿轮的半径（动力臂）调整得大一些，以达到相对省力的效果。在下坡时，自行车受到的摩擦阻力较小，此时为了让自行车更快前进，可以将后齿轮的半径调小。 （1）自行车驱动结构中，后齿轮和后车轮组成一个_________（省力/费力/等臂）杠杆； （2）请在图2中画出最省力时，人脚对脚踏板的力F（作用点面在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂L_________；（提示：脚可以向各个方向用力踩脚踏板，脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。） （3）爬坡时，应将链条调整至半径较_________（大/小）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的； （4）前齿轮和后齿轮在共同工作时，其特征是_________ ； A．相同时间转过的圈数相同 B．相同时间带动链条转动的长度相同 C．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同 D．相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同 （5）自行车在水平道路上行驶时，后车轮所受的摩擦阻力约为20N，一辆自行车后车轮的半径约为35cm，若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为_________N。 / 学科网（北京）股份有限公司 $