第10章　機械與人10.2 滑輪及其應用目錄1.滑輪定滑輪：（1）滑輪的軸心位置不移動的滑輪叫定滑輪。（2）定滑輪特點是不省力、不省距離，但可以改變力的方向動滑輪：（1）軸和重物一起移動的滑輪叫動滑輪。（2）動滑輪特點是可以省一半力，但費一倍的距離，不可以改變力的方向。2.滑輪組滑輪組：（1）定滑輪、動滑輪組合在一起構成滑輪組。（2）既能省力又能改變力的方向。（3）F拉與G物關系：F拉=1/nG物；繩子自由端移動距離與物體上升距離關系：S繩=n*h。  1.滑輪【例1】（2020·延安）用輕質(zhì)滑輪勻速提升同一重物，下列選項中所用拉力最小的是（     ）A .     B .     C .      D . 【答案】D【解析】A．此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F=G；B．此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F＝G；C．此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，則F=2G；D．此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，則F=1/2G．2.滑輪組【例2】（2021·重慶南開中學初二期中）如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個重為600N的物體，人拉繩的力F為250N（不計繩重和摩擦）。若用這個滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時，人的拉力F為（　?。?/span>A．400N B．450N C．500N D．600N【答案】B【解析】由圖可知，繩子承擔重物的段數(shù)n為3，提升一個重為600N的物體時，拉繩的力F為250N，根據(jù)求出動滑輪的重力為當提升一個重為1200N的物體時，人的拉力為綜上所述，ACD項不符合題意，B項符合題意。故選B。 【?？?/span>1】認識滑輪【例1】（2020·深圳市高級中學初三其他）下列各圖中利用了動滑輪的是（　　）A． B．C． D．【答案】D【解析】因為動滑輪會隨物體一起運動，定滑輪不隨物體運動，由此知道A、B、C圖中滑輪是固定不動的，是定滑輪，D圖中的滑輪與物體一起運動，是動滑輪，故選D。【?？?/span>2】滑輪組【例2】（2020·遼寧省初三其他）如圖所示是由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組。a、b為兩個彈簧測力計，不計滑輪重及摩擦。當勻速提升的重物G＝300N時，a、b兩彈簧測力計上的示數(shù)應為（　?。?/span>A．300 N、100 NB．200 N、100 NC．300 N、150 ND．100 N、100 N【答案】B【解析】由圖知道繩子的有效股數(shù)是n=3，所以，不計滑輪重及摩擦時，b彈簧秤的示數(shù)是由平衡條件知道，a彈簧秤的向上的拉力等于兩股繩子向下的拉力和，即 a彈簧秤的示數(shù)是F′=2Fb=2×100N=200N故選B。【熱點題型1】滑輪組的計算【例1】（2020·延安）由以上可知：在滑輪重及摩擦不計的情況下最省力的是D．如圖所示，物體重G＝500N，滑輪重10N，當物體G勻速上升時，則掛鉤B承受拉力為________N，掛鉤A承受________N的拉力，拉力F為________N，若繩子自由端向上拉動0.6m，則物體向上移動________m。【答案】500   520   170   0.2  【解析】（1）因為物體重G＝500N，掛鉤B受到的拉力FB＝G＝500N；掛鉤A承受的是滑輪和物體的總重力：FA＝G+2G滑輪＝500N+2×10N＝520N，滑輪承重繩子的股數(shù)n＝3，拉力F=1/3(G+G動)=1/3×(500N+10N)＝170N，（2）n＝3，物體上升的高度h=s/n=0.6m/3=0.2m。1.（2019·福建省初二期末）學校都裝有升旗桿，在旗桿的上端裝有一種簡單機械，它是（  ）A．杠桿 B．定滑輪C．動滑輪 D．輪軸【答案】B【解析】根據(jù)我們對生活的觀察可以知道，旗桿頂端是一個滑輪，這個滑輪的作用是改變了拉力的方向，即定滑輪，可以改變力的方向。故選B。2.（2019·福建省初二期末）關于滑輪，下列說法錯誤的是A．使用定滑輪不省力，但是能改變動力的方向B．使用動滑輪能省一半力，還能改變動力的方向C．定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿D．動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂兩倍的杠桿【答案】B【解析】AC．定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿，使用定滑輪時不省力但可以改變力的方向，故AC正確，不符合題意；BD．動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪省力但不能改變力的方向，故B錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。故選B。3.（2020·上海初二月考）如圖所示使用下列三個裝置分別用F1、F2、F3勻速提起同樣的重物，不計滑輪的重力和摩擦，則F1、F2、F3的大小關系為（　?。?/span>A．F1＜F2＝F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F3＜F2【答案】D【解析】不計滑輪的重力和摩擦且不計繩重的情況下：左邊的滑輪是動滑輪，能省一半的力，故右邊的滑輪是定滑輪，只能改變力的方向，不省力也不費力，故中間的滑輪是動滑輪，F(xiàn)2作用在動滑輪的軸上，費一倍的力，則所以故選D。4.（2020·全國初三專題練習）如圖所示滑輪分別在力F1、F2、F3的作用下勻速提升物體，這三個力的大小關系是（ ）  A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3C． F1＜F2= F3 D．F1=F2=F3【答案】B【解析】固定繩子的一端與動滑輪接觸的地方為支點，各力臂如下：F1的力臂為直徑，力臂最大，F(xiàn)2的力臂較大，F(xiàn)3的力臂最小，由杠桿平衡條件可知，當阻力與阻力臂的積一定時，力臂越大，力越小，所以最小的拉力是F1，其次是F2和F3，即F1＜F2＜F3故選B。5.（2019·廣西壯族自治區(qū)初三三模）如圖所示的機械中，使用時不能省力，但能省距離的是（　　）A．動滑輪B．訂書機C．定滑輪D．鑷子【答案】D【解析】A、動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的杠桿，能省力，但費距離； B、訂書機在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離； C、定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，動力臂等于阻力臂，不省力，也不省距離； D、鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力但省距離。故選：D。6.（2019·廣西壯族自治區(qū)初三期中）用一個動滑輪將重120N的物體勻速提起（動滑輪、繩重和摩擦忽略不計），所用拉力為（　?。?/span>A．120N B．60NC．240N D．30N【答案】B【解析】動滑輪重、繩重和摩擦忽略不計，使用動滑輪，能省一半力，所用拉力為F=G=×120N=60N故選B。7.（2019·江蘇省初三期中）如圖所示，升旗過程中，向下拉繩子，國旗向 ______ 運動，旗桿頂端的滑輪是 _____ 滑輪，升旗過程中所起的作用是 _____ 。【答案】上    定    改變力的方向    【解析】[1][2]因為旗桿頂端的滑輪不會隨著國旗的運動而運動，可以看出滑輪是固定不動的，所以該滑輪是定滑輪，滑輪兩側的物體運動方向相反，向下拉繩子，國旗會向上運動。[3]定滑輪的作用是改變力的方向。8.（2020·延安）如圖所示，同時用力F1和F2沿豎直方向勻速提起相同的重物，物體在上升時，滑輪___________（前兩空選填“A”或“B”）可以看作省力杠桿，滑輪__________可以看作等臂杠桿；【答案】B   A  【解析】滑輪B為動滑輪，其實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，因此，可以省一半的力，是省力杠桿；而滑輪A為定滑輪，不能省力，拉力等于物重，可以看作等臂杠桿1.（2020·哈爾濱市蕭紅中學初三月考）如圖所示，在水平拉力F的作用下重100N的物體A，沿水平桌面做勻速直線運動，彈簧測力計B的示數(shù)為10N，則拉力F以及物體A與水平桌面的摩擦力大小分別為（　?。?/span>A．10N  10N B．20N  20NC．20N  10N D．10N  20N【答案】C【解析】由圖可知，同一根繩子上的拉力相同，所以彈簧測力計B的示數(shù)為10N時，A物體受的拉力為10N，沿水平桌面做勻速直線運動，由力的平衡可知物體A與水平桌面的摩擦力大小為10N，拉力F作用在動滑輪的軸上，因此，在不計摩擦與輪重時，F(xiàn)的大小等于彈簧秤的示數(shù)再加物體A與水平桌面的摩擦力的大小。則拉力的大小為故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。2.小幣同學用水平力F拉動如圖所示裝置，使重100N的A物體在水平地面上勻速運動了80cm，物體B重50N（物體B與A始終接觸），此過程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測力計的示數(shù)為8N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則物體A受到B施加的摩擦力_________（選填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力F為___________N。【答案】水平向右    36    【解析】[1]因為力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物體B受到A的摩擦力所以，物體A受到B施加的摩擦力方向水平向右。[2]物體A受到向左的拉力等于地面對A的摩擦力f地加上物體A受到B施加的摩擦力fA滑輪為動滑輪，水平拉力F為F左的2倍，故3.（2020·安徽省初三其他）物體A和物體B的質(zhì)量分別為M和m。用跨過定滑輪的輕繩將它們相連，物體A靜止于水平地面上，如圖所示。若不計繩重和各種摩擦，則物體A對水平地面的壓力的大小為____（填代數(shù)式）。【答案】（M-m）g【解析】以B為研究對象，根據(jù)平衡條件繩子的拉力F=GB=mg  ①再以A為研究對象，A受到重力、支持力、繩子的拉力三力平衡，因此可得F+FN=GA=Mg ②將①帶入可得FN=Mg-F=(M-m）g4.（2020·渦陽縣王元中學初二月考）如圖所示，三個質(zhì)量相同的滑輪提起相同質(zhì)量的重物時，所需拉力分別為F1、F2和F3，不計繩重和摩擦，若滑輪和物體重分別為2N和10N，勻速提升重物G時，拉力最大的是_______（選填“F1”、“F2”或“F3”），其大小為________N。【答案】F2    22    【解析】[1][2]不計繩重和摩擦，甲圖所使用的是動滑輪，則所用拉力為乙圖中所用的拉力為丙圖所使用的是定滑輪，則所使用的拉力為所以拉力最大的是F2大小為22N。5.（2020·江蘇）如圖所示，把重6N的物體勻速向上提起，彈簧測力計的示數(shù)為________N，不計繩重和摩擦，動滑輪重力________N．若繩子自由端上升的速度是0.3m/s，則重物上升的速度是________m/s．【答案】2.4   1.2   0.1  【解析】彈簧測力計的分度值為0.2N，所以拉力為F=2N+0.4N=2.4N；滑輪組的繩子股數(shù)為：n=3，不計繩重和摩擦F=1/3(G+G動)，即：2.4N=1/3×(6N+G動)，解得：G動=1.2N；因為s=nh，時間相同，所以v拉=nv物，所以v物=1/nv拉=1/3×0.3m/s=0.1m/s．6.（2019·吉林省初二期末）如圖所示，在A或B處的虛線框內(nèi)添加一個滑輪，組成新的滑輪組，要求使用時最省力，畫出滑輪組的繞線。（______）【答案】見解析【解析】由題知，在A或B處的虛線框內(nèi)添加一個滑輪，組成新的滑輪組，要求使用時最省力。若在A處添加滑輪，是一個定滑輪，則滑輪組只有一個動滑輪，繞線后通過動滑輪的繩子段數(shù)最多為三段。若在B處添加滑輪，是一個動滑輪，繩子先系在定滑輪下面的掛鉤上，繞線后通過動滑輪繩子段數(shù)最多為四段，此時最省力。如圖所示：7.（2018·甘肅省初三三模）利用圖中的滑輪組，用200N的拉力將重為800N的物體勻速提升到高處（繩、滑輪的自重及摩擦不計），請畫出滑輪組上繩的繞法。（______）【答案】見解析【解析】因繩、滑輪的自重及摩擦不計，則承擔物重的繩子段數(shù)為同時用力方向向上，滑輪組繩子繞法如下圖所示。8.（2020·廣東省初三一模）一個工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉，請你用筆畫線代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。（______）【答案】見解析【解析】要求繩子的自由端要向下拉，且要使滑輪組最省力，則承擔物重的繩子段數(shù)最多，應該從動滑輪繞起，依次繞過各個滑輪，三段繩子承重，如圖： 9.（2020·渦陽縣王元中學初二月考）如圖所示，利用滑輪組將200N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上，求：(1)畫出滑輪組的繞線方式；(2)繩子自由端向下移動的距離；(3)若實際拉力為110N，不計繩重及摩擦，則動滑輪重是多少N。【答案】(1)見解析 ；(2) 4m；(3) 20N【解析】(1)滑輪組是由一個定滑輪和一個動滑輪組成，人站在地面上向下拉繩子，則有兩段繩子與動滑輪相連，繩子自由端在人的手中，如下圖：(2)繩子自由端向下移動的距離(3)因不計繩重及摩擦，則動滑輪重力為 

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第二節(jié) 滑輪及其應用

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