1、第十二章简单机械知识点一知识点一定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮 定滑轮动滑轮概念轴固定不动的滑轮轴可以随物体一起运动的滑轮特点不省力也不省距离,可以改变力的方向可以省力,但费距离,且不能改变力的方向说明说明(1)从理论上看从理论上看,使用定滑轮不省力也不费力使用定滑轮不省力也不费力,但由于摩擦力的存在但由于摩擦力的存在,实际动力要大于阻力。使用动滑轮可以省力实际动力要大于阻力。使用动滑轮可以省力,当当F竖直向上拉动时竖直向上拉动时,在不计在不计摩擦和绳重的情况下摩擦和绳重的情况下,F=(G动动+G物物),由于摩擦和绳重的存在由于摩擦和绳重的存在,F(G动动+G物物),但绳端移动的距离却刚好是重物
2、移动距离的二倍。但绳端移动的距离却刚好是重物移动距离的二倍。(2)在这里在这里,我们所讲的动滑轮的轴要和重物一起运动我们所讲的动滑轮的轴要和重物一起运动,如果动滑轮的轴不如果动滑轮的轴不是和重物一起运动而是和动力一起运动就不能简单地说能省一半的力了是和重物一起运动而是和动力一起运动就不能简单地说能省一半的力了,我们可以根据受力分析及动滑轮的特点対这种情况进行研究。我们可以根据受力分析及动滑轮的特点対这种情况进行研究。1212例例1如下图如下图12-2-1所示所示,古代护城河吊桥上安装的古代护城河吊桥上安装的滑轮滑轮A是是()图图12-2-1A.动滑轮动滑轮,能省力能省力B.定滑轮定滑轮,能改变
3、力的方向能改变力的方向C.定滑轮定滑轮,能省力能省力D.动滑轮,能改变力的方向解析解析从图中可以看出,护城河吊桥上安装的滑轮是一个定滑轮,不能省力,但能改变力的方向。答案答案 B知识点二知识点二滑轮组滑轮组1.概念概念把动滑轮和定滑轮组合在一起,构成滑轮组。2.特点特点滑轮组既可以省力,也可以改变力的方向,但是费距离。3.省力情况及判断省力情况及判断(1)使用滑轮组时使用滑轮组时,假设不计机械摩擦及绳重假设不计机械摩擦及绳重,滑轮组由几段绳子承担物重滑轮组由几段绳子承担物重,提提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的几分之一起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的几分之一,即动力即动力F=,假设假设
4、忽略动滑轮重忽略动滑轮重,那么有那么有F=,其中其中n为承担物重的绳子的段数。为承担物重的绳子的段数。(2)确定承担物重的绳子的段数确定承担物重的绳子的段数n的方式的方式:在动滑轮与定滑轮之间画一条虚在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线线,只计算提升只计算提升”动滑轮的绳子段数。如下图动滑轮的绳子段数。如下图12-2-2甲所示甲所示,有有4段绳子吊段绳子吊着动滑轮着动滑轮,n甲甲=4;如下图乙所示如下图乙所示,有有5段绳子吊着动滑轮段绳子吊着动滑轮,n乙乙=5。GGn物动Gn物 图12-2-2例例2用相同的滑轮组装成如下图的滑轮组用相同的滑轮组装成如下图的滑轮组,用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方
5、式是用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方式是()解析解析在不计滑轮自重、绳重及摩擦的情况下,FA=,FB=G,FC=,FD=,FC最小,因此答案为C。2G3G2G答案答案C题型一题型一滑轮组的组装及设计滑轮组的组装及设计例例1(2017山东泰安肥城期末山东泰安肥城期末)如下图如下图12-2-3所示所示,用甲、乙两个滑轮组提起用甲、乙两个滑轮组提起重物时重物时,甲滑轮组的绕绳方式最省力甲滑轮组的绕绳方式最省力,乙滑轮组用乙滑轮组用80N的力提起了重的力提起了重300N的物体的物体(不计摩擦和动滑轮重、绳重不计摩擦和动滑轮重、绳重)。请你画出两个滑轮组的绕绳方。请你画出两个滑轮组的绕绳方法。法。图
6、图12-2-3解析解析甲图由一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组,当n=3时最省力,绳子的固定端固定在动滑轮上。乙图中的滑轮组要求用80 N的力提起重300 N的物体,可以求出物重与拉力之比为:=3.75,故该滑轮组承担物重的绳子的段数n应为4。GF物拉300N80N答案如下图答案如下图12-2-4所示所示图12-2-4求求承担物重的绳子的“段数”求解方法有两种,一是根据n=去求,当G物+G动不能被F整除时,要采用“只入不舍”的方法来处理小数位;二是根据移动距离的关系n=来求定确定动滑轮的“个数”根据求出的绳子的段数n来确定。当n为奇数时,动滑轮的个数N=;当n为偶数时,动滑轮的个数N=GGF物动
7、shn-12n2方式归纳解答滑轮组的组装及设计方式归纳解答滑轮组的组装及设计”问题时问题时,一般要按照以下思路解一般要按照以下思路解答答:找找绳子的“起点”可依据“奇动偶定”的原则来确定。当n为奇数时,绳子的起始端在动滑轮的挂钩上;当n为偶数时,绳子的起始端在定滑轮的挂钩上画画绕线、确定滑轮个数根据要求确定滑轮的个数,最后得到符合要求的装配图说明定滑轮和动滑轮个数已知的滑轮组组装问题,可以按照“求、找、画”的思路解答题型二题型二滑轮及滑轮组的水平使用滑轮及滑轮组的水平使用例例2(2019河南郑州模拟河南郑州模拟)如下图如下图12-2-5所示所示,物体物体A重重120N,在重力为在重力为GB的物
8、的物体体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,A与桌面之间的摩擦力为与桌面之间的摩擦力为f。如果在如果在A上加一个水平向左、大小为上加一个水平向左、大小为180N的拉力的拉力F(注注:图中未画出图中未画出),当物当物体体B匀速上升时匀速上升时(不计摩擦、绳重及滑轮重不计摩擦、绳重及滑轮重),那么以下选项准确的选项是哪一那么以下选项准确的选项是哪一项：项：()图图12-2-5A.GB=30NB.GB=90NC.f=90ND.f=180N解析解析由图可知,该滑轮组左侧为动滑轮,右侧为定滑轮。物体A在物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,可知物体A所受摩擦力等于
9、绳子的拉力,由动滑轮的特点可知,f=2GB,在A上加一个水平向左、大小为180 N的拉力F,物体B匀速上升,物体A所受摩擦力变为向右,可得F-f=2GB,计算可得,f=90 N,GB=45 N,故答案为C。答案答案C点拨解答在水平方向上使用滑轮和滑轮组问题时点拨解答在水平方向上使用滑轮和滑轮组问题时,要注意此时克服的是要注意此时克服的是物体与水平面间的摩擦力。対于复杂不便直接观察的水平使用的滑轮物体与水平面间的摩擦力。対于复杂不便直接观察的水平使用的滑轮和滑轮组和滑轮组”,可以将图形顺时针或逆时针旋转可以将图形顺时针或逆时针旋转90变为竖直变为竖直”来帮助我来帮助我们分析。们分析。易错点易错点
10、动滑轮不一定都省一半的力动滑轮不一定都省一半的力例如下图例如下图12-2-6所示所示,物体物体A重重60N,当滑轮在力当滑轮在力F的作用下的作用下,以以0.4m/s的速的速度匀速上升时度匀速上升时,物体物体A的速度为的速度为,F的大小为的大小为。(不计绳不计绳重、滑轮重及摩擦重、滑轮重及摩擦)图图12-2-6解析首先対滑轮进行受力分析解析首先対滑轮进行受力分析,它共受它共受3个力的作用个力的作用,向下的两个力向下的两个力(大小大小相等且都等于物体相等且都等于物体A的重力的重力)及向上的拉力及向上的拉力F,因为滑轮匀速运动因为滑轮匀速运动,所以这所以这3个力平衡个力平衡,即即F=2G。滑轮速度等
11、于物体移动速度的一半。滑轮速度等于物体移动速度的一半。答案答案0.8m/s120N易错警示使用动滑轮时易错警示使用动滑轮时,如果动力作用在动滑轮绳子自由端如果动力作用在动滑轮绳子自由端,那么省力那么省力,不不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时考虑动滑轮重、绳重和摩擦时,可省一半的力可省一半的力;如果动力作用在动滑轮的轴如果动力作用在动滑轮的轴上上,那么费力那么费力,不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时不考虑动滑轮重、绳重和摩擦时,费一倍的力费一倍的力,省一半的距离。省一半的距离。知识点一知识点一定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮1.(2018上海静安二模上海静安二模)如下图如下图12-2-1所示所示,分别用力分别用
12、力F1、F2、F3匀速提起物体匀速提起物体A,不考虑摩擦、绳重不考虑摩擦、绳重,三个力的大小关系是三个力的大小关系是()图图12-2-1A.F1F2F2F3D.F2F1=F3答案答案B定滑轮相当于一等臂杠杆定滑轮相当于一等臂杠杆,能改变力的方向能改变力的方向,但不能省力。利用但不能省力。利用定滑轮沿三个差别方向拉同一物体时定滑轮沿三个差别方向拉同一物体时,所用拉力的大小相等所用拉力的大小相等,均等于物体的均等于物体的重力重力,应选应选B。2.(独家原创试题)在移动比较重的石滚时,可以用一根绳子一端固定,并绕着石滚的另一端用力将石滚沿地面匀速滚动,如下图12-2-2所示,假设石滚重2 000 N
13、,匀速滚动时与地面间的滚动摩擦力约为200 N,那么该装置相当于一个 ,拉力的大小为 N。图12-2-2解析解析 由图知,该装置相当于一个动滑轮,用力拉着石滚运动时,克服的是石滚与地面间的摩擦力,因为动滑轮可以省一半的力,故拉力F=f=200 N=100 N。1212答案答案动滑轮 1003.(2017广西柳州城中一模)如下图12-2-3所示,被匀速提升的物体重100 N,动滑轮重5 N,忽略绳重和摩擦,绳子自由端的拉力F是 N。动滑轮实质是一个 杠杆。图12-2-3答案答案52.5省力解析解析因为忽略绳重和摩擦,所以匀速提升物体时绳子自由端的拉力:F=52.5 N。动滑轮实质是一个省力杠杆。
14、2GG物动100N5 N2知识点二知识点二滑轮组滑轮组4.(2019上海宝山二模)在图所示中,用轻质滑轮匀速提升同一重物G,所用拉力F最小的是图()答案答案D A、B中,定滑轮只改变力的方向,不会省力,F=G;C中,F=2G;D中,F=。因此答案为D。2G5.(2018四川成都高新区二模)在图12-2-4中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,人用力往下拉绳使重物升起。图12-2-4答案如下图答案如下图解析解析人用力往下拉绳使重物升起,因此人的动力方向向下,重物运动方向向上,故由两根绳子承担物重,绳子一端固定在定滑轮上。1.(2019湖南永州模拟)在日常生活中,用100 N的拉力不能提起重
15、150 N的物体的简单机械是()A.杠杆B.斜面C.一个定滑轮D.一个动滑轮答案答案C用100 N的拉力提起重150 N的物体,必然是一个可以省力的简单机械。杠杆、斜面可以省力;定滑轮只能改变力的方向,不可以省力;动滑轮可以省力。因此定滑轮不能用100 N的拉力提起重150 N的物体,故正确答案为C。2.如下图是塔式起重机的起重滑轮组的三种绕绳方式,摩擦和绳重不计,起吊相同重物时,钢丝绳上的拉力()A.甲最小 B.乙最小C.丙最小 D.三种方式同样大答案答案C吊起相同重物,滑轮组的动滑轮上绳子股数越多越省力,丙图中的绳子股数最多,所以最省力的是丙。3.如下图的装置中,每个滑轮重1 N,物块重1
16、0 N,不考虑绳重及摩擦,当物块匀速上升时,拉力F为()答案答案D如下图如下图,F1提起下面的重物和其中一个动滑轮提起下面的重物和其中一个动滑轮,2股绳子承担股绳子承担物重物重,根据根据F=(G+G动动)可知可知,F1=(10N+1N)=5.5N,同理同理,F=(5.5N+1N)=3.25N。1n12124.(2018湖南长沙模拟)使用如下图的装置提升同一个物体,(不计滑轮重、绳重和摩擦)最省力的装置是()答案答案D在不计滑轮重、绳重和摩擦的情况下在不计滑轮重、绳重和摩擦的情况下:A图是定滑轮图是定滑轮,由定滑轮由定滑轮的特点可知的特点可知,不省力不省力,即即FA=G;B图是动滑轮图是动滑轮,
17、由动滑轮的特点可知由动滑轮的特点可知,省一半的省一半的力力,即即FB=G;C图是滑轮组图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有绕在动滑轮上的绳子有2股股,那么那么FC=G;D图是图是滑滑轮组轮组,绕在动滑轮上的绳子有绕在动滑轮上的绳子有3股股,那么那么FD=G。由以上分析可知。由以上分析可知:在滑轮重、在滑轮重、绳重及摩擦不计的情况下最省力的是绳重及摩擦不计的情况下最省力的是D。1212131.(2019湖南邵阳绥宁模拟)用如下图12-2-5所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧测力计,不计滑轮和弹簧测力计的重力及轮与轴的摩擦,那么()图12-2-5A.F=,a的读数等于F B.F=,a的读数等于
18、FC.F=,a的读数等于G D.F=,a的读数等于G3G2G3G2G答案答案B由图可知由图可知,与动滑轮相连的绳子有与动滑轮相连的绳子有2段段,那么那么F=;与动滑轮相连的与动滑轮相连的两段绳子是由一条绳子缠绕而成两段绳子是由一条绳子缠绕而成,因此绳子上的拉力都相等因此绳子上的拉力都相等,a的读数等于的读数等于F。2G2.(独家原创试题)如下图12-2-6所示的装置中,物体重为G,不计绳重,假设使重物匀速下降时的拉力为F,那么使重物匀速上升时的拉力为()图12-2-6A.G B.F C.小于F D.大于G答案答案D物体重为物体重为G,不计绳重不计绳重,假设使重物匀速下降时的摩擦力为假设使重物匀
19、速下降时的摩擦力为f,那么那么F=G-f,使重物匀速上升时的摩擦力为使重物匀速上升时的摩擦力为f2,拉力拉力F2=G+f2,故拉力大于故拉力大于G。3.(2019辽宁铁岭一模)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图12-2-7为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。假设5 s内坠砣串下降了40 cm。那么输电线A端向左移动速度是 m/s。(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)图12-2-7解析解析坠砣的总重力坠砣的总重力G=20mg=2025kg10
20、N/kg=5103N,坠砣处为定滑坠砣处为定滑轮轮,只改变力的方向只改变力的方向,不改变力的大小不改变力的大小,因此钢绳受到的拉力因此钢绳受到的拉力F绳绳=G=5103N;输电线处为一个动滑轮输电线处为一个动滑轮,输电线处受到的拉力输电线处受到的拉力F电电=2F绳绳=25103N=1104N;5s内坠砣串下降了内坠砣串下降了40cm,那么输电线移动了那么输电线移动了20cm,那么输电线的速度那么输电线的速度v=0.04m/s。st0.2m5s答案答案11040.044.如下图12-2-8所示,滑轮A、B组成滑轮组,滑轮 可以看做等臂杠杆,重为500 N的人站在重为300 N的吊篮内,他至少用
21、N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。(不计滑轮重、绳重和摩擦)图12-2-8解析滑轮解析滑轮A的轴固定不动的轴固定不动,是定滑轮是定滑轮,可以看做等臂杠杆。可以看做等臂杠杆。B随物体运动随物体运动是动滑轮。対人和吊篮整体受力分析是动滑轮。対人和吊篮整体受力分析,如下图如下图,整体受重力整体受重力G总总,竖直向上竖直向上的拉力的拉力F1、F2、F3,由图知由图知F3=2F1=2F2。由受力平衡有。由受力平衡有G总总=4F2,解得解得F2=200N,那么人拉绳的力那么人拉绳的力F2=F2=200N。答案答案 A2005.(2018山东临沂模拟)某小组同学研究动滑轮的使用特点,他们先用
22、弹簧测力计缓慢提起钩码,如下图12-2-9(a)所示,再分别用重力差别的动滑轮甲、乙、丙(G甲G乙G丙)缓慢提起相同钩码,如下图(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数,然后归纳得出结论。(1)比较(a)与(b)【或(a)与(c),或(a)与(d)两图可得:;(2)比较(b)、(c)、(d)三图可得 。图12-2-9答案答案(1)使用动滑轮能省力使用动滑轮能省力,但不能改变用力方向但不能改变用力方向(2)使用动滑轮匀速使用动滑轮匀速提起相同重物时提起相同重物时,动滑轮的重力越小动滑轮的重力越小,所用的拉力越小所用的拉力越小解析解析(1)比较比较(a)与与(b)【或【或
23、(a)与与(c),或或(a)与与(d)两图可得两图可得:使用动滑轮能省力使用动滑轮能省力,但不能改变用力方向。但不能改变用力方向。(2)比较比较(b)、(c)、(d)三图可得三图可得:使用动滑轮匀速提使用动滑轮匀速提起相同重物时起相同重物时,动滑轮的重力越小动滑轮的重力越小,所用的拉力越小。所用的拉力越小。1.(2017江苏扬州江都邵樊期中)在学校物理科技节上,玲玲老师给大家演示了神奇的二力平衡”。如下图,当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时,玲玲老师用两个弹簧测力计拉动圆柱体两侧的同一根”细线,使整根”细线向右做匀速运动,神奇的是:左手甲弹簧测力计的示数为4.8 N,右手乙弹簧测力计的示
24、数却只有1.6 N。同一根”细线右端所受拉力小,为何细线还能向右匀速运动呢?原来中空的细圆柱体内部另有机械”,你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是以下图中的(不计滑轮重、线重及摩擦)()答案答案B由左手甲弹簧测力计的示数为由左手甲弹簧测力计的示数为4.8N,右手乙弹簧测力计的示右手乙弹簧测力计的示数却只有数却只有1.6N”可知可知,F乙乙=F甲甲,A图中图中,F甲甲=F乙乙,C图中图中,F甲甲=F乙乙,D图中图中,F甲甲=4F乙。故只有乙。故只有B符合题意。符合题意。13132.(2018四川绵阳二模)如下图,物体M放在水平桌面上。现通过一动滑轮(质量和摩擦均不计)在绳子自由端施加一拉力F,拉着
25、M向左做匀速直线运动,此时弹簧测力计(质量可忽略)示数为10 N。假设在M上加放一物块m,要保持M向左继续做匀速直线运动,需在绕过动滑轮绳子的自由端施加一拉力F,那么()A.M运动时受到向左的摩擦力B.加放m前,M受到20 N的摩擦力C.加放m前,M受到10 N的摩擦力D.加放m后,力F保持10 N不变答案答案B加放加放m前前,M向左做匀速直线运动向左做匀速直线运动,F的大小等于弹簧测力计的示的大小等于弹簧测力计的示数数,并且并且M受到向左受到向左210N=20N的拉力作用的拉力作用,而而M受到向右的摩擦力与向受到向右的摩擦力与向左的拉力为平衡力左的拉力为平衡力,因此加放因此加放m前前,M受到
26、受到20N的摩擦力的摩擦力,故故A、C错误错误,B正正确确;假设在假设在M上加放一个物块上加放一个物块m,在绳自由端施加力在绳自由端施加力F使使M和和m向左做匀速直线向左做匀速直线运动运动,此时物块此时物块m不受摩擦力作用不受摩擦力作用,由于由于M対桌面的压力增大対桌面的压力增大,所以所以M受到桌受到桌面的摩擦力增大面的摩擦力增大,故故F大于大于10N,故故D错。错。1.(2019山东济南历下一模,8,)如下图12-2-10所示,分别用定滑轮和动滑轮将重为G的物体提升相同的高度。不计滑轮重、绳重及摩擦,以下说法准确的选项是哪一项：()图12-2-10A.F1大于F2 B.F1小于F2C.F1等
27、于F2 D.F1大小随方向改变答案答案A不计滑轮重、绳重及摩擦,定滑轮只能改变力的方向,不能省力,F1=G;动滑轮可以省力,且F2=,因此F1F2,答案为A。2G2.(2017山东泰安肥城期末,16,)观察如下图12-2-11所示的科学漫画,漫画中胖子、瘦子、袋子重分别为G1、G2、G3,那么三者大小关系为 。图12-2-11答案答案 G1G3G2 解析解析由图可知,胖子重G1大于袋子重G3,瘦子重G2小于袋子重G3,所以三者的关系为G1G3G2。3.(2017陕西西安高新一中模拟,11,)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,然后如下图12-2-12所示依次将绳
28、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 。假设小华所用的拉力为30 N,那么小明和小杰受到的拉力分别为 N、N(绳重、摩擦忽略不计)。图12-2-12答案答案滑轮组180210解析解析从使用的情况看,两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组;小华所用的拉力是30 N,由题图可见,小明那端木棍有6段绳子相连,因此小明受到的拉力为30 N6=180 N;小杰那端木棍有7段绳子相连,因此小杰受到的拉力为30 N7=210 N。4.(2019湖南郴州模拟,24,)在图12-2-13中画出滑轮组最省力的绕线方式
29、。图12-2-13答案如下图答案如下图解析解析滑轮重、绳重、摩擦不计的情况下,使用滑轮组时,由几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的几分之一。根据题意,仅有一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最多可以有3段绳子承担物重,此时拉力为物重的,绳子的起始端在动滑轮挂钩上。131.(2018四川成都成华模拟,32,)如下图,质量分别为m1、m2、m3(m1m2)的物体通过轻绳和弹簧连接起来,三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦,关于此装置的说法准确的选项是哪一项：()A.绳子対质量为m1的物体的拉力大小为m1gB.绳子対质量为m2的物体的拉力大小为m2gC.弹簧中拉力大小为(m2-m1)
30、gD.地面対质量为m2的物体的支持力大小为(m2+m3-m1)g答案答案A定滑轮只能改变力的方向定滑轮只能改变力的方向,不能改变力的大小不能改变力的大小,因此绳子対质量因此绳子対质量为为m1的物体的拉力大小为的物体的拉力大小为m1g,故故A准确准确;绳子各处拉力相等绳子各处拉力相等,因此绳子対质因此绳子対质量为量为m2的物体的拉力大小为的物体的拉力大小为m1g,故故B错误错误;因因m1m2,所以所以m1gm2g,那么対那么対质量质量为为m2的物体进行受力分析有的物体进行受力分析有:m2g+F弹弹=m1g,因此因此F弹弹=(m1-m2)g,故故C错误错误;対対质质量为量为m2的物体进行受力分析的
31、物体进行受力分析,质量为质量为m2的物体只受到弹簧的拉力、绳子的的物体只受到弹簧的拉力、绳子的拉力和自身的重力拉力和自身的重力,因此地面対质量为因此地面対质量为m2的物体的支持力大小为的物体的支持力大小为0,故故D错错误。误。2.(2017云南一模,4,)如下图,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10 N,那么弹簧测力计A和B静止时的读数分别为()A.10 N,20 NB.10 N,10 NC.10 N,0D.0,0答案答案B弹簧测力计弹簧测力计A受到向右受到向右10N的拉力的拉力,保持静止保持静止,受向左的拉力也受向左的拉力也是是10N,那么弹簧测力计那么弹簧测力计A的
32、读数为的读数为10N;同理同理,弹簧测力计弹簧测力计B两端受的力都是两端受的力都是10N,保持静止保持静止,那么弹簧测力计那么弹簧测力计B的读数也为的读数也为10N。3.(2018湖南长沙模拟,6,)如下图,在一水平地面上,木箱重600 N,受到的摩擦力为300 N,用力F拉动木箱使它匀速直线运动了2 m(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦),以下说法准确的选项是哪一项：()A.拉力F的大小为100 NB.拉力F的大小为200 NC.绳自由端移动了4 mD.绳自由端移动了1 m答案答案C由图知由图知,n=2,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,那么拉力那么拉力
33、F=f=300N=150N,故故A、B错错;绳自由端移动的距离绳自由端移动的距离s=2s箱箱=22m=4m,故故C准确、准确、D错。错。12124.(2019天津一模,16,)如下图,用滑轮匀速提升物体,滑轮 (选填A”或B”)可以等效为等臂杠杆,使用它的好处是 ,假设物体的重力G均为20牛,不计摩擦和滑轮重力,力F1为 牛,物体在5秒内上升2米的过程中,力F1的功率为 瓦,机械能 (选填变大”变小”或不变”)。解析解析定滑轮只能改变力的方向,不能省力,它的本质是等臂杠杆,因此滑轮A可以等效为等臂杠杆;使用定滑轮的好处是可以改变力的方向;不计摩擦和滑轮重力,F1=G=20 N;W=F1s=20
34、 N2 m=40 J,P=8 W;物体在上升的过程中,速度不变,质量不变,高度升高,因此重力势能增大,动能不变,机械能变大。Wt40J5s答案答案A可以改变力的方向208变大 5.(2018广西北海模拟,17,)用如下图的滑轮组提升重物,用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法。答案如下图答案如下图解析图中只有一个动滑轮解析图中只有一个动滑轮,那么由那么由3段绳子承担物重是最省力的绕绳方式段绳子承担物重是最省力的绕绳方式;绳子先系在动滑轮的固定挂钩上绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮即可。再绕过动滑轮即可。6.(2017山东泰安肥城二模,34,)如下图,是
35、一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图。已知井深12 m,石块重G石=6103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F拉=2.2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.1,忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力。(g取10 N/kg)求:(7分)(1)动滑轮的重力;(2)将石块从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力対滑轮组做了多少功?解析解析(1)由图可知由图可知,承担物重的绳子股数承担物重的绳子股数n=3,由于忽略绳重及绳子与滑轮由于忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力之间的摩擦力,由由F拉拉=得动滑轮的重力得动滑轮的重力:G动动=nF拉拉-G石石=32.2103N-6103
36、N=600N。(2)绳子自由端移动的距离绳子自由端移动的距离:s=3h=312m=36m,汽车拉绳汽车拉绳子的拉力対滑轮组做的功子的拉力対滑轮组做的功:W=F拉拉s=2.2103N36m=7.92104J。GGn石动答案答案(1)600 N(2)7.92104 J1.(2019湖南郴州中考,14,)利用如下图12-2-14所示的滑轮组匀速提升200 N的重物,动滑轮重为10 N(不计绳重与摩擦),那么拉力F的大小为()图12-2-14A.70 NB.100 NC.105 ND.110 N答案答案C由图知,动滑轮和物体的重力由2段绳子承担,故拉力F=(G物+G动)=(200 N+10 N)=10
37、5 N。12122.(2017山东济宁中考,15,)小可在A端用如下图12-2-15所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶,假设不计绳重、滑轮重及摩擦,那么人拉绳子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,那么滑轮重为 N。图12-2-15解析因为有两段绳子承担物重解析因为有两段绳子承担物重,不计滑轮重、绳重和摩擦不计滑轮重、绳重和摩擦,拉力拉力F=G=200N=100N;假设不计绳重及摩擦假设不计绳重及摩擦,实际测量实际测量A端的拉力为端的拉力为110N时时,G动动=2F-G=2110N-200N=20N。1212答案答案10020 3.(2015广东中考,12,)如下
38、图12-2-16所示,已知物体A和动滑轮的总重为200 N,当物体A匀速上升高度为1 m 时,绳子移动的距离为 m,人対绳子的拉力为 N,拉力所做的功为 J。(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)图12-2-16解析解析 由题图知,承担物重的绳子的段数n=2,s=nh=21 m=2 m,F=100 N,W=Fs=100 N2 m=200 J。2G总200N2答案答案21002004.(2019贵州铜仁中考,20,)一个工人站在地面上,使用如下图12-2-17所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方式。图12-2-17答案如下
39、图答案如下图解析解析要使滑轮组最省力,需要使动滑轮处的绳子段数最多,所以要从动滑轮绕起。1.(2019四川绵阳中考,20,)用水平力F1拉动如下图装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相対地面静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑。那么F1与F2的大小关系是()A.F1=F2 B.F2F12F2 答案答案D不计滑轮重和绳重不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑滑轮轴光滑,由图知由图知,物体物体A対滑轮的拉力対滑轮的拉力F绳绳=F1,把把A、B看成一个整体看成一个整体,它在水平方向上受到绳対它向右的拉力它在水平方向上受到绳対它向右的拉力(大
40、小大小为为F绳绳)和向左的拉力和向左的拉力F2、向左的摩擦力、向左的摩擦力f,该整体匀速运动该整体匀速运动,受力平衡受力平衡,故故F绳绳=F2+fF2,即即F1F2,所以所以F12F2。12122.(2016福建龙岩中考,12,)如下图,用重为0.2 N的动滑轮将重2 N的物体匀速提升,不计摩擦和绳重,那么所用的拉力为()答案答案B由图知由图知,n=2,不计摩擦和绳重不计摩擦和绳重,那么拉力那么拉力F=(G物物+G动动)=(2N+0.2N)=1.1N。12123.(2018浙江宁波中考,15,)如下图,F1=4 N,F2=3 N,此时物体A相対于地面静止,物体B以0.1 m/s的速度在物体A表
41、面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。以下说法错误的选项是哪一项：()A.F2的功率为0.6 WB.弹簧测力计读数为9 NC.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F2,物体A可能向左运动答案答案D由图知由图知,水平使用滑轮组水平使用滑轮组,n=2,绳端移动速度绳端移动速度v=2v物物=20.1m/s=0.2m/s,拉力做功的功率拉力做功的功率P2=F2v=3N0.2m/s=0.6W,A准确准确;不计弹簧测力不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数F=3F2=33N
42、=9N,B准确准确;物体物体B受绳的拉力受绳的拉力FB=2F2=23N=6N,由于物体由于物体B向左向左做匀速直线运动做匀速直线运动,那么那么fB=FB=6N,方向水平向右。対方向水平向右。対A受力分析知受力分析知,A受水平受水平向向右的右的F1=4N、B対対A水平向左的摩擦力水平向左的摩擦力fA=fB=6N、地面対、地面対A的摩擦力的摩擦力f,由力由力的平衡有的平衡有fA=F1+f,代入数据得代入数据得f=fA-F1=6N-4N=2N,方向水平向右方向水平向右,C准确准确;如如果增大果增大F2,B対対A的压力和接触面的粗糙程度不变的压力和接触面的粗糙程度不变,B与与A之间的摩擦力不变之间的摩
43、擦力不变,A受力不变受力不变,还是处于静止状态还是处于静止状态,故故D错。错。4.(2016山东东营中考,19,)如下图,某人在A处提起物体,请在图中画出最省力的绳子绕法。答案如下图答案如下图解析解析题图中定、动滑轮各一个,人在A处向上拉绳子,绕成由三股绳子承担物重的滑轮组最为省力,如答案图。(2018北京昌平二模)小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验,拉力F与重力G的实验数据如表所示。请根据表中数据判断:当G=8 N时,拉力F=N。G/N13691215F/N0.51.32.53.74.96.1答案答案3.3解析此题借助探究滑轮组的数据记录来考查获取和处理信息解析此题借助探究滑轮组的数据记录来考
44、查获取和处理信息”以及以及利用数学知识加以计算的能力利用数学知识加以计算的能力,対物理观念、科学思维、科学探究等素养対物理观念、科学思维、科学探究等素养进行了综合考查。进行了综合考查。由表格数据可知由表格数据可知,3NG15N时时,随着物重的增加随着物重的增加,拉力均匀增大拉力均匀增大,物重每物重每增加增加3N,拉力增大拉力增大1.2N,所以所以,拉力拉力F与重力与重力G的关系为一次函数关系的关系为一次函数关系,设设F=kG+b,由表格第（三）第四列的数据可得由表格第（三）第四列的数据可得:1.3N=k3N+b;2.5N=k6N+b。解解得得:k=0.4,将将k=0.4代入得代入得:b=0.1
45、N;所以拉力所以拉力F与重力与重力G的关系式是的关系式是:F=0.4G+0.1N,当当G=8N时时,拉力拉力F=0.4G+0.1N=0.48N+0.1N=3.3N。1.在生产、生活中,人们会用到轮轴,轮轴由具有公共转轴的轮子和轴构成。(1)辘轳(如下图1所示)就是轮轴的一种,它的侧面图如下图2所示,辘轳也可以看成是杠杆的变形,辘轳绕着转动的轴心就是支点,作用在把手上的力为动力F1,井绳対轴向下的拉力是阻力F2,请在辘轳的侧面图上画出辘轳的杠杆示意图。通过示意图可以发现辘轳是 杠杆。图1 图2 图3(2)动手探究:选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验,如:圆珠笔芯(可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔
46、笔芯,如下图3所示),假设手头没有圆珠笔笔芯也可以选用其他一头粗一头细的笔芯代替。该实验不考虑摩擦力差别対结果的影响。左手捏紧笔头,右手旋转笔管,那么左手不能使笔头部分保持不被旋转。左手捏紧笔管,右手旋转笔头,那么左手能使笔管部分保持不被旋转。当笔管转动一圈,笔头也转动一圈,由于笔头的直径小于笔管的直径,所以捏住笔管的手比捏住笔头的手费距离。根据以上实验,圆珠笔笔芯也相当于轮轴,笔管相当于 (填轮”或轴”),笔头相当于 (填轮”或轴”),所以使用轮轴时,当轮带动轴,那么 (填省”或费”)力,但 (填省”或费”)距离。(3)应用:通过以上学习,判断图4中不是轮轴的实例是 ;体重相同、力气一样的A
47、和B两同学在玩游戏。A握住如下图5所示球棒的细端,B握住球棒的粗端,各自向相反方向拧,获胜者是 。答案答案(1)如下图省力如下图省力(2)轮轴省费轮轴省费(3)DB解析准确解答此题需要从题干中获取有效信息解析准确解答此题需要从题干中获取有效信息,考查了全面利用简单机考查了全面利用简单机械物理观念械物理观念”解答实际问题的能力解答实际问题的能力,対物理观念、科学思维、科学探究対物理观念、科学思维、科学探究等素养进行了综合考查。等素养进行了综合考查。(1)辘轳相当于杠杆。其支点在轴心辘轳相当于杠杆。其支点在轴心,阻力作用在阻力作用在轴上轴上,动力作用在轮上动力作用在轮上;动力臂大于阻力臂动力臂大于
48、阻力臂,所以辘轳是一个省力杠杆。所以辘轳是一个省力杠杆。(2)用圆珠笔笔芯探究轮轴的实验中用圆珠笔笔芯探究轮轴的实验中,笔管相当于轮笔管相当于轮,而笔头相当于轴。使用轮而笔头相当于轴。使用轮轴时轴时,当轮带动轴当轮带动轴,轮半径大于轴半径轮半径大于轴半径,省力但费距离。省力但费距离。(3)螺丝刀、方向螺丝刀、方向盘和扳手在使用时都是轮轴盘和扳手在使用时都是轮轴,羊角锤在使用时不是轮轴羊角锤在使用时不是轮轴;体重相同、力气体重相同、力气一样的一样的A和和B两同学两同学,A握住球棒的细端握住球棒的细端,B握住球棒的粗端握住球棒的粗端,B端半径大省力端半径大省力,A端半径小费力端半径小费力,因此因此
49、B同学获胜。同学获胜。2.(2018浙江湖州期末)小科、小明和小红进行探究定滑轮的特点的实验。(1)这个探究活动中弹簧测力计需要测量的量是 。(2)小科、小明和小红分别利用如下图甲、乙和丙所示方式対弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丁的实验操作,那么准确的实验操作是 。A.甲 B.乙C.丙 D.都可以(3)本实验始终利用图丁的方式拉弹簧测力计,対以下实验探究方案的分析,最合理的是 。A.方案一:拉相同数量钩码,多次测量求平均值。B.方案二:拉差别数量钩码,各测一组数据。答案答案(1)绳子自由端的拉力和物体的重力绳子自由端的拉力和物体的重力(2)B(3)B解析此题通过如下图实验解读考查了基于实验
50、得出结论解析此题通过如下图实验解读考查了基于实验得出结论”的探究能力的探究能力,通过分析实验方案考查了评估、反思通过分析实验方案考查了评估、反思”探究能力。探究能力。(1)用弹簧测力计来用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和物体的重力测绳子自由端的拉力和物体的重力;(2)图丁将弹簧测力计倒过来使用图丁将弹簧测力计倒过来使用,需需要考虑弹簧测力计外壳重力的影响要考虑弹簧测力计外壳重力的影响,使用前需要倒过来调零使用前需要倒过来调零,故乙操作正故乙操作正确确,应选应选B;(3)多次测量求平均值可以减小误差多次测量求平均值可以减小误差,而我们是研究定滑轮的特而我们是研究定滑轮的特点点,应选差别数量的钩码
