人教版 八年級物理下冊 第12章《簡單機(jī)械》第2節(jié) 滑輪 講義（知識點總結(jié)+例題講解）序號知識點難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計一定滑輪及其工作特點★★2224二動滑輪及其工作特點★★55三滑輪組及其工作特點★★★33四斜面與輪軸★★22一、定滑輪及其工作特點：1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。2.定滑輪：（1）定義：工作時，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪。如下左圖所示。（2）實質(zhì)：是個等臂杠桿。（如下中圖所示）軸心O點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件，可知，因為重物勻速上升可知，則，不省力。        （3）特點：不省力，但可改變力的方向。                         所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力（圖中F1方向向下）能得到一個與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。（4）動力移動的距離與重物移動的距離相等，S=h。（如上右圖所示）對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計繩重和摩擦）【例題1】學(xué)校旗桿頂上的滑輪是一個　　，使用該滑輪的好處是　　。【變式練習(xí)1】學(xué)校升旗時，旗桿頂端裝的滑輪是　　滑輪，它的作用是　　，當(dāng)國旗緩緩上升10m，旗手向下拉動繩端移動的距離為　　m。【例題2】如圖所示，用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用力F1、F2、F3勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，則F1、F2、F3的大小關(guān)系是（　?。?/span>A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F1＝F2＝F3D.F1、F2、F3的大小不能確定【變式練習(xí)2】學(xué)校升旗時，旗手向下拉繩子，國旗徐徐上升，旗杠頂部安裝了定滑輪，使用它可以　　；如圖所示，某人用一個定滑輪將水平地面上一個質(zhì)量為68kg的的物體向上拉，此人的質(zhì)量為60kg。當(dāng)此人用550N的拉力拉物體時，此時物體對水平地面的壓力為　　N。（不計繩重與摩擦，g取10N/kg）二、動滑輪及其特點：1.定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪。（如下左圖所示）      2.實質(zhì)：是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿。（如上中圖所示）圖中O可看作是一個能運(yùn)動的支點，其動力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，當(dāng)重物豎直勻速向上時，F2=G，則。3.特點：省一半力，但不能改變力的方向。4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍。（如上右圖所示）對于動滑輪來說：（1）動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；（2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力F1的方向與并排繩子平行；不計動滑輪重、繩重和摩擦。【例題3】如圖所示，工人用動滑輪提升重物，使用動滑輪的作用是（　　）A.既能省力，又能改變力的方向B.既不能省力，也不能改變力的方向C.不能省力，但能改變力的方向D.能省力，但不能改變力的方向【變式練習(xí)3】如題圖所示為“探究動滑輪的作用”實驗，每個鉤碼所受的重力為1N，動滑輪所受的重力為1N，鉤碼在保持靜止的情況下，即將向上運(yùn)動時彈簧測力計的示數(shù)最符合實際的是（　?。?/span>A.1.0NB.1.5NC.1.7ND.2N【例題4】如圖所示，用5牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2米。若不計滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s，下列判斷中正確的是（　　）A.G＝2.5牛  s＝0.1米 B.G＝2.5牛  s＝0.4米C.G＝10 牛  s＝0.1米 D.G＝10牛  s＝0.4米【變式練習(xí)4】如圖所示，用力將重為120N物體勻速提升0.2m，（不計動滑輪重、繩重和摩擦），則拉力F＝　　N，繩子自由端移動的距離s＝　　m，若拉力F′為70N，則動滑輪重為　　N。（不計繩重和摩擦）【例題5】如圖所示，用滑輪提升重為G＝100N的物體，使物體以0.2m/s速度上升（繩重和各種摩擦不計），已知動滑輪重G動＝10N，則繩端拉力F和移動速度v的判斷正確的是：（　?。?/span>A.55N，0.1m/sB.210N，0.1m/sC.55N，0.4m/sD.210N，0.4m/s【變式練習(xí)5】如圖所示，在豎直向上的力F的作用下，重為10N的物體A沿豎直方向勻速上升，已知重物上升速度為0.4m/s，不計繩與滑輪摩擦以及滑輪重和繩重，則拉力F的大小為　N，若本題中滑輪重為6N，則力F的大小為　　N才能使重為10N的物體A沿豎直方向勻速上升，滑輪上升的速度為　　m/s。【例題6】如圖所示，F1＝6N，F2＝3N。物體A靜止于光滑水平面上，物體B在物體A表面向左勻速運(yùn)動了0.2米（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。   （1）滑輪1和滑輪2中，屬于動滑輪的是　　。（2）彈簧測力計讀數(shù)為　　牛。（3）若F2增大，則物體A相對地面的運(yùn)動狀態(tài)如何？　　。（填“向左運(yùn)動”、“向右運(yùn)動”或“靜止”）【變式練習(xí)6】兩個滑輪用如圖所示的方式組合，其中A是　　滑輪，B滑輪可以改變施力的　　（選填“大小”或“方向”），用力F拉動繩端時，物體向左做勻速直線運(yùn)動，此時物體所受摩擦力為0.4N，不計繩、滑輪重及滑輪的摩擦，則拉力為　N。    【例題7】小黃同學(xué)用水平力F拉動如圖所示裝置，使重200N的A物體5s內(nèi)在水平地面上勻速運(yùn)動了120cm，物體B重100N（物體B與A始終接觸），此過程中A受到地面的摩擦力為24N，彈簧測力計的示數(shù)為16N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為　　m/s，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大小為　　N。【變式練習(xí)7】如圖，用100N的力拉著物體A以2m/s的速度在水平面勻速前進(jìn)，若A受到的摩擦力是20N，則B受到的摩擦力是　　N，B物體的速度是　　m/s。（不考慮繩子與滑輪之間的摩擦）三、滑輪組及其工作特點：1.定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。2.特點：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動滑輪的重量則：3.動力移動的距離s和重物移動的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的n倍，即s=nh。如下圖所示。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)）4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：        5.滑輪組的組裝：（1）根據(jù)的關(guān)系，求出動滑輪上繩子的段數(shù)n；（2）確定動滑輪的個數(shù)；（3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個數(shù)。確定定滑輪個數(shù)的原則是：一個動滑輪應(yīng)配置一個定滑輪，當(dāng)動滑輪上為偶數(shù)段繩子時，可減少一個定滑輪，但若要求改變力的作用方向時，則應(yīng)在增加一個定滑輪。在確定了動、定滑輪個數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇拴動、偶拴定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。【例題8】在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度，下列關(guān)于這個滑輪組工作的說法中，正確的是（　?。?/span>A.繩子自由端被拉下了10mB.這個滑輪組能省距離C.這個滑輪組能省力D.這個滑輪組不僅能省力，還能省距離【變式練習(xí)8】在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度，下列關(guān)于這個滑輪組工作的說法中，正確的是（　?。?/span>A.繩子自由端被拉下了10mB.這個滑輪組能省距離C.這個滑輪組能省力D.這個滑輪組能省功【例題9】小明用圖中裝置提升某一物體，拉力為100N，物體勻速上升了2m，不計摩擦、繩重和滑輪自重，下列說法正確的是（　?。?/span>A.兩個滑輪均為定滑輪B.小明克服重力做功為200JC.物體的重力為200ND.使用該裝置不但能省力，還能省功【變式練習(xí)9】如圖（繩子和滑輪重不計，忽略繩子和動滑輪的摩擦力）重為60N的物體A，在10N的拉力作用下，物體在水平路面上以1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動6s，則（　?。?/span>（多選）A.物體A與水平路面間的摩擦力為120NB.物體A與水平路面間的摩擦力為20NC.在6s內(nèi)繩子自由端移動了12mD.在6s內(nèi)繩子自由端移動了18m【例題10】如圖是某工地施工時用于提升重物的滑輪組，工人作用在繩子自由端的大小為160N的拉力，在10s內(nèi)將重為400N的重物在豎直方向上勻速提升2m。若不計繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則下列判斷錯誤的是（　?。?/span>A.繩子自由端移動的距離為6mB.動滑輪的重力為80NC.動滑輪上升的速度為0.6m/sD.工人克服重物的重力做功800J【變式練習(xí)10】小王用如圖所示的滑輪組經(jīng)過10s的時間，用150N的拉力將一個重270N的重物提高1m，求此過程：拉力F自由端拉出的距離是　　m；小黃所做的有用功是　　J；總功是　　J；拉力做功的功率是　　W。四、斜面與輪軸：1.斜面：（1）如圖所示斜面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但卻費(fèi)距離。（2）如下圖所示：當(dāng)斜面高度h一定時，斜面L越長，越省力（即F越?。划?dāng)斜面長L相同時，斜面高h越小，越省力（即F越小）；當(dāng)斜面L越長，斜面高h越小時，越省力（即F越小）。    2.輪軸：（1）定義：由兩個半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的裝置叫做輪軸。半徑較大的輪叫輪，半徑較小的輪叫軸。（2）實質(zhì)：輪軸可看作是杠桿的變形。如右上圖所示。（3）特點：當(dāng)把動力施加在輪上，阻力施加在軸上，則動力臂l1=R，阻力臂l2=r，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2，即F1R=F2r，∵R＞r，∴F1＜F2，即使用輪軸可以省力，也可以改變力的方向，但卻費(fèi)了距離。【例題11】如圖所示，甲、乙兩斜面（不計摩擦）高度均為h，但甲比乙長，現(xiàn)把質(zhì)量相等的兩個物體從斜面底端勻速推到斜面頂端，則推力F1與F2的關(guān)系為（　?。?/span>A.F1＞F2 B.F1＜F2C.F1＝F2 D.無法確定【變式練習(xí)11】如圖所示，AC＞BC，把同一物體分別沿光滑斜面AC、BC以相同的速度勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，則（　?。?/span>A.F1＜F2        P1＝P2 B.F1＜F2        P1＜P2C.F1＝F2        P1＝P2 D.F1＜F2         P1＞P2【例題12】如圖所示，已知固定斜面長5m、傾角為30°，木箱重150N。某同學(xué)用大小為100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面勻速從底端運(yùn)動到頂端的過程中，下列描述正確的是（　?。?/span>（多選）A.斜面是省力機(jī)械B.木箱受到斜面的摩擦力大小為100NC.使用斜面提升物體省的功為125JD.斜面的支持力沒有對物體做功【變式練習(xí)12】如圖所示，利用斜面向上移動物體可以　　（選填“省力”“省距離”“省功”），小明把質(zhì)量為50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如圖所示沿斜面向上用的拉力F＝250N，木箱以0.2m/s的速度勻速上升的過程中，斜面的機(jī)械效率為　　，木箱在斜面上勻速運(yùn)動時受到摩擦力為　　N．（g取10N/kg） 

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12.2 滑輪

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