11.2滑轮--2021-2022学年九年级物理上册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）-(解析版)_9上-初中物理苏科版(4)_赠送：旧版资料（和新版好多一样，仍具有很大参考价值）_03讲义

第十一章 简单机械和功 课时11.2 滑轮 1. 理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用； 2. 理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。 题型汇总：定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点、动滑轮拉力的计算、滑轮组及其工作特点 滑轮组绳子拉力的计算、滑轮组的设计与组装。  定滑轮、动滑轮、滑轮组 滑轮：主要部分是能绕轴转动的轮子。  滑轮组横放 使用这类滑轮组时，滑轮组用几段绳子承担物体所受摩擦力，拉力大 小就是物体所受摩擦力大小的几分之一，即F拉= f / n（不计绳重、滑轮 重及绳与轮、轮与轴间的摩擦）。 滑轮组组装和绕绳法 一般来说，在给滑轮组绕绳时，首先要确定承担物重的绳子股数 n，然后根据“奇动偶定，由 内向外”的原则绕绳。如承担物重的绳子段数为奇数时，绳子的起点从动滑轮开始绕线； 考点一 定滑轮及其工作特点 1．学校旗杆顶装有定滑轮，这样做（ ） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向 C．不省力，但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 【解答】解：定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，但能改变力的方向。 故选：C。 2．用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，不计摩擦，比较拉力 、 、 的大小（ F F F 1 2 3 ） A． B． C． D． F F F F F F F F F F F F 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物 ，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即 、 、 都等于物体的重力。故 不符合题 G F F F ACD 1 2 3 意； 故选：B。 3．每周一学校都举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。 这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能改变力的方向，但 （选填“能”或“不能” )省 力。【解答】解：根据生活经验可知：旗杆顶部的定滑轮只能改变力的方向，而不能省力。 故答案为：定；不能。 4．学校开展“升国旗，唱国歌”的主题活动，如图所示为某学校升旗的情景，旗杆顶装的滑轮是 滑轮，它的作用是 。 【解答】解：由图可知，旗杆顶部滑轮的轴是固定的，所以该滑轮为定滑轮；使用定滑轮的优点是 可以改变力的方向，但不能省力。 故答案为：定；改变力的方向。 考点二 动滑轮及其工作特点 5．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（ ） A．省力，不改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向 C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 【解答】解： 动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A 正确、BCD错误。 故选：A。 6．关于动滑轮和定滑轮的特点，下列结论正确的是（ ） A．动滑轮不能改变施力方向 B．定滑轮不能改变施力方向 C．动滑轮不能省力 D．定滑轮能省一半力【解答】解： AC、动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍的杠杆，使用动滑轮能省一半的力，不能改变动力方向，故 A正确，C错误； BD、使用定滑轮不能省力，是因为定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，动力就等于阻力，能 改变动力方向，故BD错误。 故选：A。 7．如图所示，在竖直方向大小为20N 的拉力F 作用下，重物 A沿竖直方向，以0.2m/s的速度匀 速上升。不计滑轮重、绳重、摩擦，物体A的重力及滑轮移动的速度是（ ） A．40N 0.4m/s B．10N 0.1m/s C．20N 0.1m/s D．10N 0.4m/s 【解答】解：由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A上升速度为0.2m/s时，滑轮上升速度应该是 物体速度的一半，即v0.1m/s；此时拉力应该是物重的2倍，即物体A的重力为10N，故B正确， ACD错误。 故选：B。 8．利用如图所示的动滑轮（重0.4N)提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是( ) A．竖直匀速提升0.4N 的钩码 B．竖直匀速提升0.8N的钩码 C．竖直匀速提升1.2N 的钩码 D．竖直匀速提升1.6N 的钩码 G G 【解答】解：使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为：F  钩 动 ； 2 当 时， 。即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明动滑轮能省力。动滑 G �G F�G 钩 动 钩轮重0.4N ，所以提升钩码重力小于或等于0.4N 的不能证明； 故选：A。 9．如图所示，分别用滑轮 A、B匀速提升甲、乙两个重力相同的物体（物重大于滑轮重，不计绳 重及摩擦）。滑轮 实质上是一个 杠杆；拉力 （选填“小于”、“等于”或“大 A F F 1 2 于” ；若拉力 、 做的功相同，则物体被竖直提升的高度 与 的大小关系是 ) F F h h 1 2 甲 乙 （选填“ ”、“ ”、“ ”或“无法确定” 。 h h h h h h ) 甲 乙 甲 乙 甲 乙 【解答】解：（1）由图示可知， 是定滑轮，实质是等臂杠杆；则 ， A F G 1 甲 B是动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，已知乙物体的重力大于滑轮重，则 1 1 F  G G  G G G ， 2 2 乙 轮 2 乙 乙 乙 已知甲、乙两个重力相同的物体，所以， ； F F 1 2 （2）拉力做功时，根据定滑轮的特点可知： ，根据动滑轮的特点可知： ， s h s 2h 甲 甲 乙 乙 则拉力 做的功为： ， F W Fs Fh G h 1 1 1 甲 1 甲 甲 甲 1 拉力F 做的功为：W Fs F 2h 2F h 2 G G h G G h ， 2 2 2 乙 2 乙 2 乙 2 乙 轮 乙 乙 轮 乙 若拉力 、 做的功相同，则： ， F F W W 1 2 1 2 即： G h G G h ， 甲 甲 乙 轮 乙 已知甲、乙两个重力相同的物体，则：h G G 。 甲  乙 轮 1 h G 乙 甲所以， 。 h h 甲 乙 故答案为：等臂；大于； 。 h h 甲 乙 10．用一个动滑轮将重200N的物体匀速提起，动力臂是 （用图中的字母表示）；若不改变力 的大小，通过向下施加拉力就能将重物提起，则需再增加一个 滑轮即可实现。 【解答】解：（1）使用动滑轮时，绳端的拉力为动力，支点到动力作用线的距离为动力臂，故 l 1 是动力臂； （2）定滑轮可以改变力的方向，故若不改变力的大小，通过向下施加拉力就能将重物提起，则需 再增加一个定滑轮即可实现。 故答案为： ；定。 l 1 11．如图（a）、（b）所示，分别用力 、 匀速提升重为 的物体，图（a）中的滑轮作用 F F 10N 1 2 ，若不计摩擦、绳重和滑轮重力，力 的大小为 ，力 的大小为 。 F N F N 1 2 【解答】解：（1）a是定滑轮，本质是等臂杠杆，可以改变力的方向； b是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，可以省力； （2）不计摩擦、绳重和滑轮重力，使用定滑轮不省力也不费力，则 ； F G10N 11 1 使用动滑轮省一半的力，即F  G 10N 5N。 2 2 2 故答案为：改变力的方向；10；5。 考点三 动滑轮拉力的计算 12．如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体，不计摩擦，则该同学所用 拉力F 的可能值是（ ） A．20N B．25N C．30N D．35N 【解答】解：由图可知，物体与滑轮的总重力由两段绳子承担，又由于两根绳子的拉力的方向不平 行， 所以由力的合成可得： ，即： ，故 错误， 正确。 2F G G 10N 50N 60N F 30N ABC D 滑轮 物 故选：D。 13．如图所示，一个重G20N的物体在拉力F 的作用下被匀速提升了20cm。若不计滑轮重和摩 擦，则拉力F 及其向上移动的距离s分别为（ ） A．F 10 N，s0.2m B．F 10N，s0.4m C．F 20 N，s0.2m D．F 20 N，s0.4m 【解答】解： 1 1 由图知，使用的是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则拉力F  G 20N 10N； 2 2 拉力端向上移动的距离：s2h220cm40cm0.4m。 故选：B。14．一名体重600N 的举重运动员，可举起1300N的物体，这个人站在地面上，用如图装置提升物 体，滑轮重和摩擦均忽略不计，在下列四个不同重力的物体中，他能提起的最重的物重是（ ） A．600 N B．1300 N C．1900 N D．700 N 【解答】解：由图可知该装置是定滑轮，定滑轮不省力， 因为人的体重为600N，人能施加的最大拉力F 600N ， 滑轮重和摩擦均忽略不计， 他能提起最重的物重： GF 600N。 故选：A。 15．如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为70N 的物体，不计绳重和摩擦，则该同 学所用拉力F 的可能值是（ ） A．30N B．35N C．40N D．45N 【解答】解： 动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当 于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是：必 须竖直向上拉绳子。 不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担， 1 1 当沿竖直方向拉动时，拉力F  G G  70N 10N40N； 2 物 动 2 图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由 杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F 的范围是F 40N 。故选：D。 16．如图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升了1m，不计摩擦和滑轮重，在此过程 中，工人用的拉力为 N，绳子自由端提高了 m。 【解答】解： 由图知，使用的是动滑轮，承重物重的有效股数n2； 不计摩擦和滑轮重， 1 1 （1）工人用的拉力F  G 400N 200N； 2 2 （2）绳子自由端移动的距离s2h21m2m。 故答案为：200；2。 17．如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用 、 F 1 匀速提起同一物体时，则 、 的大小关系是： 。 F F F F F 2 1 2 1 2 【解答】解： ①图乙的滑轮随物体一起运动，属于动滑轮； ②不计摩擦和动滑轮重：用 的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故 ； F F G 1 1 用 的力提升重物时，用的是动滑轮；滑轮的自重和摩擦不计，根据动滑轮能够省一半的力，故 F 2 1 F  G； 2 2所以 。 F F 1 2 故答案为：乙；大于。 考点四 滑轮组及其工作特点 18．使用滑轮组肯定做不到的是（ ） A．既省力又改变用力的方向 B．既省力又省距离 C．省力，但没有改变用力的方向 D．以上三种情况都有可能 【解答】解： 滑轮组中动滑轮能省力，定滑轮能改变用力的方向；故A能够做到。 在滑轮组中，绳子的末端没有经过定滑轮时只能省力，但是不改变用力的方向；故C也能做到。 使用滑轮组可以省力和改变用力的方向，但是要费距离，即使用滑轮组肯定做不到的是既省力又省 距离，故B符合题意。 故选：B。 19．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下 列组合中最省距离的是（ ） A． B． C． D． 【解答】解：滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计， G A图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F  ； 2 B图，两个滑轮都是定滑轮，所以拉力F G。G C图，动滑轮上有3段绳子，物重G由3段绳子承担，所以拉力F  ； 3 G D图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F  ； 2 由功的原理可知，机械最省距离时，最费力，拉力最大。 比较可知，拉力最大的是B图，即B图最省距离。 故选：B。 20．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依 次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图 A处拉绳子的另一 端，用很小的力便能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于 ，小明受到的拉力 小杰受到的拉力（填“大于”“小于”或“等于” )。如果小华将绳子在木棍上又多绕几卷，在小 华拉力与上次相同时，小明和小杰的拉力将 。（填“变大”“变小”或“不变” ) 【解答】解：（1）从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组； （2）由图可见，小明那端木棍有6段绳子相连，小杰那端木棍有7段绳子相连，因此小明受到的 拉力小于小杰受到的拉力； （3）如果小华将绳子在木棍上又多绕几卷，绳子的段数增大，在小华拉力与上次相同时，小明和 小杰的拉力将变大。 故答案为：滑轮组；小于；变大。 21．小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重 均为1N ，不计绳重及摩擦，则绳端移动距离是 m，施加在绳端的拉力F 是 N，悬挂定滑 轮处拉力F是 N．【解答】解： （1）由图知，n2，绳端移动距离s2h21m2m； 1 1 （2）不计绳重及摩擦，绳端拉力F  GG  5N 1N3N； 2 动 2 （3）滑轮组处于平衡状态，以定滑轮为研究对象，其受到向上的拉力 、向下的重力 和向下 F G 定 的3段绳子的拉力 ，由力的平衡条件可得，悬挂定滑轮处拉力 ， 3F F3F G 33N 1N 10N 定 所以F的大小为10N。 故答案为：2；3；10。 考点五 滑轮组绳子拉力的计算 22．如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N ，绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为100N 的物体， 所用的拉力F 是（ ） A．50N B．60N C．70N D．120N 【解答】解：图中绳子股数 n2，不计绳重及摩擦，所以拉力为： 1 1 F  GG  100N 20N60N。 2 动 2 故选：B。 23．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下 列组合中最省力的是（ ）A． B． C． D． 【解答】解：滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计， 1 A图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F  G； 1 2 图，两个滑轮都是定滑轮，所以拉力 。 B F G 2 1 C图，动滑轮上有3段绳子，物重G由3段绳子承担，所以拉力F  G； 3 3 1 D图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F  G； 4 2 比较可知，拉力最小的是C图，即C图最省力。 故选：C。 24．用一个重为20N 动滑轮，匀速提升重为100N 的物体，绳重及摩擦不计。所用的拉力 F 是（ ） A．50N B．60N C．70N D．120N 【解答】解：图中承担重物的绳子股数n2，不计绳重及摩擦，所以拉力为： 1 1 F  GG  100N 20N60N。 n 动 2故选：B。 25．如图所示装置中，A物体重力为100N ，B物体重力为30N ，此时A物体恰好向右做匀速直线 运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳和滑轮摩擦）（ ） A．A受到绳子的拉力为30N B．动滑轮的重力为10N C．若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增大一倍 D．若将B的重力减小一半，则A受到的摩擦力也减小一半 【解答】解： 、物体 向右匀速直线运动时受到的摩擦力： ， 物 A A f 0.2G 0.2100N 20N A A 体受到的绳子的拉力F 与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则F  f 20N ，故A错误； 1 B、不计绳重和摩擦，F  G G ，则动滑轮的重力：G 2F G 220N 30N 10N， 2 B 动 动 B 故B正确； C、若将B的重增加一倍，A物体受到的拉力变大，由匀速变为加速运动，A与地面的粗糙程度 不变，压力不变，因此A受到的滑动摩擦力也不会改变，故C错误； D、 若 将 B的 重 减 小 一 半 ， A物 体 受 到 向 右 的 拉 力 为 ： 11  1 1  F   G G   30N 10N12.5N，此时A物体处于静止状态，摩擦力与拉力是一 1 22 B 动  2 2  对平衡力，大小相等，则 ，不等于滑动摩擦力的一半，故 错误； f F 12.5N D 1 1 故选：B。 考点六 滑轮组的设计与组装 26．在图中。画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。【解答】解：图中只有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由3段绳子承担物重，是最省力 的绕绳方法；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： 27．在图中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。 【解答】解： 要求图中滑轮作为动滑轮来提升物体，滑轮要随物体一起上升，所以绳子自由端要向上拉，绳子的 另一端要固定，绕线方法如图所示：28．向下拉绳将重物提升，画出图中滑轮组绕绳方法。 【解答】解：向下拉绳将重物提升，从绳子自由端向上绕起，先绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮， 最后系在定滑轮下面的挂钩上，如图所示：