2022年新苏科版物理九上同步讲义：11.2 滑轮-（含解析）.docx

1、1 第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功 11.211.2 滑轮滑轮 理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用； 理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。 不计绳重及绳与滑轮间的摩擦力时，拉力的大小； 以及此时绳自由端移动距离，以及速度； 滑轮滑轮：主要部分是能绕轴转动的轮子。 定滑轮定滑轮：工作时，轴的位置； 特点：可以改变，但既，也不省距离； 拉力大小关系：F=G物；绳自由端移动距离 S，以及速度关系：s=h，v绳=v物 杠杆模型：定滑轮是，支点在圆心，定滑轮的 l动=l阻=半径； 动滑轮动滑轮：轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮； 特点：单个动滑轮最多可以省一半力，但不改变施力的方向，也不

2、省距离； 杠杆模型：动滑轮可以看成支点在一侧的，它的支点是在拉力 作用边的另一侧，l动=2l阻，所以使用它最多可以省一半的力； 忽略绳重、摩擦及动滑轮重：F=G物/2 ；如只考虑滑轮重：F=（G物+G轮）/2； 绳自由端移动速度和距离：s=2h，v绳=2v物； 滑轮组滑轮组：滑轮组是和的组合； 特点：既能改变，也能，但。 注： 有几股绳子与动滑轮相连， 承担物重的绳子股数 n 就是几。 如左图 n=2， 右图 n=3； 2 忽略绳重、摩擦及动滑轮重：F=G/n；如只考虑滑轮重：F=（G物+G轮）/n； 绳自由端移动速度和距离：s=nh，v绳=nv物 滑轮组组装和绕绳法滑轮组组装和绕绳法：一般来

3、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； 实验时，尽量缓慢(或匀速)拉动滑轮，方向尽量竖直向上（以确保动力臂的大小为圆的直径） ； 考点一考点一定滑轮、动滑轮及其基本特点定滑轮、动滑轮及其基本特点 例例 1 1 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 答案A题图中动滑轮可省力,但不能改变施力方向,即不借助它,需要用方向向上的 力提升重物,现在使用动滑

4、轮,仍需用向上的力提升重物。 变式变式 1 1 关于如图中的两类滑轮甲和乙，下列说法正确的是 （） A甲能改变拉力的方向B甲是等臂杠杆 C甲比乙省力D甲比乙省距离 【答案】C 【解析】乙滑轮的轴是固定的，所以是定滑轮，定滑轮是等臂杠杆，使用乙滑轮不能够省力， 3 但可以改变力的方向； 甲滑轮的轴随物体一起运动， 是动滑轮， 使用甲滑轮可以省力但费距离， 故 C 符合题意。 考点二考点二定滑轮、动滑轮的原理及其基本性质定滑轮、动滑轮的原理及其基本性质 例例 2 2 用如图所示的滑轮匀速提升重物，那么 （） Aa 方向的拉力最小Bb 方向的拉力最小 Bc 方向的拉力最小D三个方向的拉力都一样大 解

5、：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 G， 沿三个不同方向，用的拉力大小相等，都等于物体的重力。故 A、B、C 错误。 故选：D。 变式变式 1 1 如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起，则拉力 F1与 F2相比较（） AF1较小BF2较小CF1与 F2一样大D无法确定 【答案】A 【解析】如图所示：F1的力臂 L 大于 F2的力臂 L，由于提起的重物一定，根据杠杆平衡的条 件，阻力和阻力臂的乘积一定，动力臂越长，动力越小.故 F1较小。 变式变式 2 2 如图所示，动滑轮重为 1N，拉力 F 为 5N，则重物 G 和弹簧秤读数为 （） 4

6、AG 为 4N，弹簧秤读数为 5N BG 为 9N，弹簧秤读数为 10N CG 为 10N，弹簧秤读数为 5N DG 为 9N，弹簧秤读数为 5N 解：此时弹簧秤与拉力 F 共同承担重物和滑轮的重力， 因拉力 F 为 5N，所以弹簧秤读数也为 5N； 1N+G=10N，所以 G=9N，故选项 D 正确， 故选：D。 变式变式 3 3 小可在 A 端用如图所示的动滑轮匀速提起 200 N 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 110 N,不计绳重及摩擦,则滑轮重 为N。 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

7、 F= 2 1 G= 2 1 200N=100N； （2）若不计绳重及摩擦，实际测量 A 端的拉力为 110N 时，根据 F= 2 1（G+G 动） 得 G动=2F-G=2110N-200N=20N。 故答案为：100；20。 考点三考点三滑轮组及其工作特点滑轮组及其工作特点 例例 3 3 下列几种说法中正确的是 （） A任何一个滑轮组都具备既省力又改变动力方向的优点 B滑轮组的省力情况决定于动滑轮的个数 C滑轮组的省力情况决定于承担物重的绳子段数 D任何滑轮组都具有既省力又省距离的优点 【答案】C 5 【解析】将动滑轮和定滑轮结合在一起使用时组成滑轮组，根据滑轮组的省力特点，承担物重 的绳子

8、段数越多， 越省力,与动滑轮的个数无关,且当承担物重的绳子段数是奇数时， 并不能达 到改变动力方向的优点，所以 A、B 错误，C 正确，功的原理告诉我们使用任何机械都不省功， 所以滑轮组使用时，一样不能既省力又省距离的，即 D 错误，故选 C。 变式变式 1 1 小宇同学想用 10N 的力提起重 20N 的物体，下列简单机械中（不计机械重及摩擦） ，不 可以使用的是 （） A一个定滑轮 B一个动滑轮 C杠杆 D一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组 解：A、定滑轮既不省力也不费力，因此不能用 10N 的力提起重 20N 的物体；符合题意； B、不计机械重及摩擦，动滑轮省一半力，即 F= 2 1 2

9、0N=10N，因此可以用 10N 的力提起重 20N 的物体；不符合题意； C、杠杆可以利用力臂的长短来改变用力的大小，不计机械重及摩擦，当动力臂与阻力臂的比 值为 2：1 时，动力为 10N 时，刚好提起 20N 重的物体，不符合题意； D、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，若由 2 段绳子承担物重，不计机械重及摩擦，则 能用 10N 的拉力刚好提起 20N 的物重，不符合题意； 故选：A。 变式变式 2 2 一名体重 500N 的举重运动员，可举起 1200N 的物体，这个人站在地面上，用如图的装 置提升重物，滑轮重和摩擦均忽略不计，在下列四个不同重力的物体中，他能提起最重的物重 是 （

10、） A500NB2400NC1200ND1000N 解：人的体重为 500N， 人能施加的最大拉力 F=500N， F= n 1 G= 2 1 G，且滑轮重和摩 擦均忽略不计， 他能提起最重的物重： G=2F=2500N=1000N。 故选：D。 6 考点四考点四卧式滑轮卧式滑轮 例例 4 4 小明利用如图所示的简单机械移动物体 A 时当沿不同方向分别用 F1、F2、F3的力，以不 同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是 （） AF1=F2F3BF1F2F3CF1F2F3DF1=F2=F3 解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，因为物体 A 匀速运动，所以 F

11、1、F2、F3 都与物体 A 受到地面的摩擦力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故 ABC 错误；故 D 正确。 故选：D。 变式变式 1 1 如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动，所用拉力分别在一个平面 上，所使用的拉力分别为 F1，F2和 F3，那么有 （） AF1F2F3BF1F2F3CF2F1F3DF2F1F3 解：不计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 f， 第一个图中滑轮 为定滑轮，不省力，F1=f； 第二个图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则 F2=f / 2； 第三个图 中滑轮为动滑轮，但 F3处作用在动滑轮上，费 2 倍的力，所以 F3=2f；

12、 故 F2F1F3； 故选： C。 变式变式 2 2 在水平桌面上放一个重 300N 的物体，物体与桌面的摩擦力为 60N，如图所示，若不考 虑绳的重力和绳的摩擦，匀速移动物体时，水平拉力 F 为N， 绳端移动的速度是物体 移动速度的倍。 解析：根据动滑轮省一半力的性质，拉力大小为物体摩擦力大小的一半 30N；绳自由端速度为 物体的 n 倍，本题中绳子股数为 2，所以移动速度为 2 倍。 7 考点五考点五滑轮滑轮( (组组) )的绕绳方法的绕绳方法 例例 5 5 如图所示,通过滑轮组向下用力提升物体,请画出滑轮组的绳子绕法 答案如图所示 解析绕绳子时,绳子的固定端有两种选择:可以在定滑轮上也可

13、以在动滑轮上。 但由于题目要 求通过滑轮组向下用力提升物体,所以只有固定端在定滑轮上才符合要求。 8 一、单选题一、单选题 1学校国旗的旗杆下有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，对该滑轮的说法， 正确的是： A这是一个定滑轮，可改变力的方向B这是一个定滑轮，可省力 C这是一个动滑轮，可改变力的方向D这是一个动滑轮，可省力 2关于滑轮，下列说法错误的是 A使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向 B使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向 C定滑轮实质是个等臂杠杆 D动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 3使用滑轮组时，下列说法正确的是（） A一定省力但不改变力的作用方向B一定能改变力

14、的作用方向 C一定能省力，但不一定改变的方向D一定能省力又改变力的方向 4如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是 F1、 F2、F3，则 AF1最大BF2最大CF3最大D三个力一样大 5如图所示，在竖直向上大小为 10N 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 0.2 m/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（） A20N， 0.4msB20N ，0.1 msC5 N， 0.4ms 9 D5N ，0.1 ms 6如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重物 A 沿竖直方向匀速上升已知

15、 A 的重力G 100N，重物 A 上升速度为 0.2 m /s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的 大小和滑轮上升的速度分别为（ ） A50N 0.4 m/sB50N0.1 m /s C200N 0.4m/sD200N0.1m /s 7如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、 F3，下列关系中正确的是 AF1F2F3 BF1F2F3 CF2F1F3 DF2F1F3 二、作图题二、作图题 8小明站在地面上，用图所示滑轮组匀速提起重物，画出滑轮组的绕绳方法 （_） 10 9做出图示滑轮的动力臂l1和阻力臂l2 （_） 10请在图中画出人拉重物上

16、升时，最省力的绕线方法 11如图所示，在A处或B处的虚线框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用 时最省力.添加滑轮并完成滑轮组绕法 （_） 12在图中画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法. （_） 11 13如图所示，某人在 A 处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法 三、填空题三、填空题 14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F1、 F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1_F2。 15如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计 绳重与摩擦，且动滑轮重小于物重，使用甲图滑轮最大的优点是_

17、 ；所用的拉力F甲 _F乙（选填“” 、 “”或“=” ） 。 12 16如图甲，G1=30N，台秤示数 18N，不计一切摩擦和滑轮的重，物体G2重为_ N； 图乙，木棒和绳子组成了_，由图可以得出的结论是 _。 17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 （1）两根木棍和绳子组成的机械相当于_； （2）若小华的用力 50N，则小明承受的拉力为_N 18 如图， 把重30 N的物体匀速向上拉起， 弹簧测力计的示数是16 N， 若

18、不计摩擦， 拉力F=_N， 动滑轮重_N 19某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察 图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。 13 比较(a)、(b)两图可知：_。 比较(b)、(c)、(d)三图可知：_。 20如图，用 10N 的水平拉力F拉滑轮，可以使重 20N 的物体 A 以 0.1m/s 的速度在水平地面 上匀速运动，物体 B 重 10N，弹簧测力计的示数为 1.5N 且保持不变，忽略滑轮、弹簧测力计 和绳的重量，不计滑轮的摩擦。 (1)物体 B 受到的摩擦力为_N， 方向_。 物体 A 受到地面的摩擦力为_N。 (2)若将水平拉力F增加到

19、 15N，则物体 A 做_（选填“减速” 、 “匀速”或“加速” ）直 线运动，弹簧测力计的示数_（选填“变小” 、 “不变”或“变大” ） 。 四、实验题四、实验题 21在“探究动滑轮工作时的特点”的实验中： （1）测出_的总重力，然后按如图所示组装动滑轮 （2）若实验中提供三种重力不同的钩码：0.2N、0.5N 和 1N，实验时最好选择_ 14 A0.2 NB0.5NC1N （3）实验时，_拉弹簧测力计，使钩码_上升，读出弹簧测力计的示数 15 1A 【解析】因为滑轮的轮轴固定在旗杆上，所以该滑轮是个定滑轮，使用定滑轮的优点是可以 改变拉力的方向；故选 A. 2B 【详解】 AC定滑轮实质

20、是一个等臂杠杆，使用定滑轮时不省力但可以改变力的方向，故 AC 正确， 不符合题意； BD动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮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。 3C 【详解】 使用滑轮组时，由多股绳子承重，所以一定可以省力； 但由于绕绳方式的不同，可能改变力的方向，也可能不改变力的方向； 故 C 正确，ABD 错误 故选 C 4D 【详解】 滑轮根据在使用过程中轴心的位置是否发生改变分为定滑轮和动滑轮， 定滑轮实质是一个等 臂杠杆，在使用过程中既不省力，也不省距离，但能改变力的方向；动滑轮实质是一个省力 杠杆，在使用过程中能省

21、力，但不能改变用力方向由题意知，该滑轮为定滑轮，不能省力， 故本题正确选项是 D 5D 【详解】 根据动滑轮特点，在竖直向上大小为F=10N，所以 A 物体的重力为 5N；重物 A 上升速度为 0.2 m/s，则力F上升的速度是 0.1 m/s。 故选 D。 16 6D 【解析】 【详解】 重物 A 沿竖直方向匀速上升，取滑轮为研究对象，滑轮合力为零，则 2100 2N200NFG 由GvA=Fv可得 A 100 0.2 m/s=0.1m/s 200 Gv v F 故 D 符合题意，ABC 不符合题意。 7D 【详解】 第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力， 所以根据

22、二力平衡，此时拉力F1=f； 第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力， 所以根据二力平衡，此时拉力F2= 1 2 f； 第三个图中滑轮为动滑轮， 由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力， 即F3=2f； 由此可得F2F1 【分析】 定滑轮是指固定不动的滑轮， 动滑轮是指和物体一块移动的滑轮； 定滑轮的特点是能够改变 力的方向，但是不能省力；动滑轮的特点是能够省一半力，但是费距离。 【详解】 1甲图是一个定滑轮，定滑轮的特点是能够改变力的方向，但是不能省力，因此F甲=G。 2乙图是一个动滑轮，且动滑轮重小于物重，动滑轮的特点是能够省一半力，则有 2 () 1 FGGG 乙动 所以

23、FF 甲乙 。 1633滑轮组滑轮组可以省力 【详解】 1G1重力为 30N， 动滑轮上有两段绳子， 则每段绳子拉力为 15N， 当G2受到向上 15N 拉力时， 台秤示数为 18N，则可得G2重力为 G2=15N+18N=33N 20 23绳子和木棍组合在一起， 起到滑轮组的作用， 而用较小的力就可以使作用有较大力的 两根木棍靠拢，说明使用滑轮组可以省力。 17滑轮组300N 【解析】 （1）由题图，两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组。小华在图 A 处拉绳子的另 一端，用很小的力便能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力。 （2） 若小华的用力 50N， 由图可知小明所拿木棍端有 6 段绳子，

24、所以小明承受的拉力为 F=50N 6=300N； 18162 【详解】 1同一根绳子上的拉力都相等，因此拉力F=16N； 2重物和动滑轮的总重由 2 段绳子承担，则有 2F=G物+G轮， G轮=2F-G物=216N-30N=2N 19使用定滑轮不能省力，但可以改变拉力的方向使用定滑轮提起重物，沿不同方向的 拉力大小都相等 【详解】 1(a)图使用测力计直接提起两个钩码，拉力向上，b 图通过定滑轮提起两个相同的钩码， 两次的测力计示数相等，但 b 图拉力方向向下，可心得出结论使用定滑轮不能省力，但可以 改变拉力方向； 2由 b、c、d 三图可以看出，使用定滑轮，当拉力方向改变时，拉力大小不变，所

25、以得出 结论，使用定滑轮时，不省力，力的大小与力的方向无关。 201.5水平向左3.5加速不变 【详解】 12弹簧测力计的示数是 1.5N，因为物体 B 水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力， 所以物体 A 对物体 B 的摩擦力是 1.5N，方向水平向左。 3物体 A 在水平方向上受到向左的拉力和物体 B 对 A 的向右的摩擦力以及地面对 A 的向右 的摩擦力，由于弹簧测力计示数为 1.5N，手拉滑轮的力为F=10N，则木板 A 受到的地面的摩 擦力为 10N 1.5N1.5N=3.5N 22 F f 21 方向水平向右。 45在运动过程中若将拉力F增加到 15N，物体 A 会做加速运动；但

26、是 A、B 间的压力大 小和接触面的粗糙程度不变，则 A、B 间的滑动摩擦力不变，故弹簧测力计的示数不变。 21钩码和动滑轮C竖直向上匀速 【分析】 （1）利用动滑轮提升重物时，不仅要克服物体的重力，而且要克服动滑轮的重力 （2）使用动滑轮时，动滑轮的重力越小，钩码的重力越大，做的有用功越大 （3）利用二力平衡的条件可知，只有让钩码沿竖直方向匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力 的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小 【详解】 （1）动滑轮在提升时，不仅要提升物体，而且要提升动滑轮，所以在探究动滑轮工作时的 特点时，先测出滑轮与钩码的总重 （2）在使用动滑轮提升物体时，同时要克服动滑轮的重力，故在不超过弹簧测力计量程的 限度下，使用的钩码重力越大越好，所以最好选择 1N 的钩码 （3） 只有让钩码沿竖直方向匀速上升， 此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力， 测力计的示数才等于拉力的大小 故答案为（1）钩码和动滑轮； （2）C； （3）竖直向上；匀速 【点睛】 本题考查学生对探究动滑轮省力特点实验的掌握情况， 注意实验中动滑轮的选取、 钩码的选 择标准，实验中要竖直向上匀速拉动测力计