决战中考2018物理高频考点解读（通用版）：力学部分专题八：滑轮（组）设计问题（原卷＋解析卷）（通用版）

力学部分 专题八：滑轮（组）设计问题 考点扫描☆名师点拨 一、考点解析 滑轮（组）是简单机械的主要内容，也是本部分内容中学习较难的内容。简单机械在中考所占分值较大，所占分值一般在3~7分左右，同时也是必考命题。在中考试卷中，常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题；估计2018年本部分内容考题仍会出现。从试题的内容看，作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线；计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算。 这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。主要有滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例，探究影响简单机械的机械效率因素等等。而这些领域不少同学又存在思维误区，解题错误率很高，在复习时要给与足够的重视，以便在应对中考题时做到游刃有余。 复习重点：滑轮组省力情况的分析：（1）不计摩擦和机械本身的重力是： F= G 物/n ；（2）只考虑滑轮的重力，不计摩擦力和绳重时：（G物+G动）/n；C.滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端位置：奇动偶定；（3）掌握承载物体绳子的段数n的判断方法。 滑轮组机械效率的计算：首先应该理解功、功率和机械效率三者之间的联系和不同；然后准确判断有用功、额外功和总功；特别是滑轮组的机械效率的计算。 1.定滑轮问题 工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。特点不省力，但可改变力的方向。动力移动的距离与重物移动的距离相等。 例如：（2017•黄石）下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（　）。 A．指甲剪是省力省功的机械； B．定滑轮不省力，但能改变力的方向； C．滑轮组既省力，又省距离，还省功； D．斜面的机械效率可以达到100% 【考查角度】定滑轮及其工作特、滑轮组及其工作特点、功的原理、机械效率。 【解析】（1）根据指甲剪的结构和功的原理分析；（2）定滑轮的实质是等臂杠杆；（3）根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断；（4）机械效率永远小于1。 解：A、指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。 B、定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。 C、滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。 D、使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。故选B。 【答案】B。 2.动滑轮问题 工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。特点省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。 对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。 例如：（2017•济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为　 　N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为　 　N。 【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算。 【解析】（1）如不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。 解：（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=×200N=100N。 （2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。 故答案为：100、20。 3.滑轮组问题 由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即 （条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则： 动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。（n表示承担物重绳子的段数） 例如：（2017·益阳）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）。下列说法正确的是（　）。 A．拉力F1小于拉力F2； B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同； C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械； D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等 【考查角度】机械效率的大小比较；滑轮组绳子拉力的计算。 【解析】不计绳重及摩擦，因为拉力 ，n1=2，n2=3， 所以绳端的拉力为： ， ，所