九年级物理 简单机械滑轮 练习题 人教新课标版.docx
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九年级物理简单机械滑轮练习题人教新课标版
力和机械－简单机械-滑轮
教学目标：
⒈知道什么是定滑轮、动滑轮、滑轮组，并能识别；
⒉理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，会根据滑轮组的挂线判断滑轮组的省力情况，会根据要求，正确组装滑轮组；
⒊认识滑轮的实质。
⒋了解其他一些简单机械的应用。
重点：
定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，滑轮的实质。
难点：
正确判断滑轮组的省力情况
温习：
如下图，O是杠杆的中点，G=100N，在力F、F1的作用下,使杠杆水平静止，请画出各力的力臂，并计算求出F、F1的大小。
如下图所示利用滑轮匀速提升重物。
（一）定滑轮
⒈构造：
带有凹槽的轮、转轴、外框；
⒉定义：
工作时，滑轮的轴固定不动的滑轮。
⒊定滑轮的特点：
使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向。
⒋定滑轮实质：
支点在转轴，力臂为轮子半径的等臂杠杆。
F3
L2
（二）、动滑轮
⒈定义：
动滑轮工作时，轴和重物一起移动。
⒉动滑轮的特点：
使用动滑轮可以省一半力，此时钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。
但是动滑轮不能改变动力的方向，且要多费距离。
⒊动滑轮实质：
支点在轮边缘，动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
L2
（三）、滑轮组
⒈提问：
如果在实际生活中既想改变力的方向，又要省力，该怎么办？
⒉定义：
由定滑轮和动滑轮组合成滑轮组
⒊滑轮组的特点：
①优点：
既节省了力，又能改变动力的方向，要多费距离。
②缺点：
结构复杂，需要较多的滑轮
⒋滑轮组中F与G的关系
看有n段绳子支持物重（最后一段向下的不能算），那么F＝G/n
⒌按照要求组成滑轮组
F＝G/5
滑轮组虽然既节省了力，又能改变动力的方向，但是要多费距离。
如果F＝G/n，那么S＝nh
其他简单机械练习
1.定滑轮实质是________杠杆，不省力也不费力，但是可以改变________的作用方向；动滑轮实质是________________的杠杆，省力________，多费________的距离，不能改变________的作用方向。
思路解析：
定滑轮的动力臂与阻力臂都为滑轮的半径，所以为等臂杠杆，既不省力也不费力。
但可以改变力的作用方向。
动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，所以是省一半力的杠杆，多费一倍的距离，且不能改变力的方向。
答案：
等臂 力 动力臂为阻力臂的二倍
一倍 力
2.滑轮组是由________和________组成的，________省力，________改变力的作用方向（选填“能”或“不能”）；若滑轮组由n段绳子吊着物体，则提起物体所用的力是物重的________。
思路解析：
使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力但不能改变力的方向，很多情况下单独使用很不方便，因此动滑轮与定滑轮组合起来使用。
滑轮组由几段绳子吊着物体时，提起物体所用的力是物重的几分之一。
答案：
定滑轮 动滑轮 能 能
3.如图13-5-1所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，则最大拉力是________。
图13-5-1
思路解析：
根据F1=G/4，F2=3G，F3=G/3，则最大的拉力是F2。
答案：
F2
强化训练
1.希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装在旗杆顶端的是（ ）
A.杠杆 B.动滑轮 C.定滑轮 D.斜面
思路解析：
旗杆顶端的滑轮应该是固定不动的，所以应使用定滑轮。
答案：
C
2.如图13-5-2所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（ ）
图13-5-2
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
思路解析：
由于定滑轮支点在轮中心，而轮中心到轮边的各点距离相等（半径），即三个力的力臂都相等且都等于物体重力的力臂。
答案：
D
3.要用30N的力刚好提起重40N的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦）（ ）
A.一个定滑轮B.一个动滑轮
C.杠杆D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
思路解析：
定滑轮不省力；一个动滑轮省力一半，不必用30N的力；一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提起重40N的物体时只需用力20N或
N。
答案：
C
4.如图13-5-3所示，G=200N，滑轮重G′=40N，要使物体能匀速上升2m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（ ）
图13-5-3
A.F=440N，并向上移动4mB.F=140N，并向上移动4m
C.F=440N，并向上移动1mD.F=480N，并向上移动1m
思路解析：
动滑轮两侧绳中拉力均为T=G=200N，所以向上的拉力为F=G′+2T=G′+2G=40N+2×200N=440N。
物体上升2m，动滑轮每侧绳子只需缩短1m，所以施力端向上移动1m。
答案：
C
5.如图13-5-4，滑轮A上挂一重10N的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）。
图13-5-4
思路解析：
在相等的时间t内，B上升的速度vB=
，A上升的速度vA=
，显然vA=
vB。
又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计，故F＝2GB＝20N。
答案：
20
6.如图13-5-5所示，若拉力F=900N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。
当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_________N，物体A移动_________m。
图13-5-5
思路解析：
这是一类滑轮组常见的问题。
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体A与地面间是有摩擦力的。
分析可知：
有3段绳子分担了对A向左的拉力，即F=
F拉，因为物体A沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知：
水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大小相等，题中物体A的重力是干扰条件，所以f=F拉。
由此可知：
f=3F=3×900N=2700N，绳子自由端移动距离s与物体A移动距离s′间有如下关系：
s=3s′，所以
s′=
=
=1m。
答案：
2700 1
课后作业
30分钟训练（巩固类训练，可用于课后）
1.如图13-5-6所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是（ ）
图13-5-6
思路解析：
图A中动力F=
G；图B中，由F·R=G·r，得动力F=
；图C中F=
；图D中F=
。
答案：
D
2.如图13-5-7所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。
不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
图13-5-7
A.G1B.G2C.G3D.G4
思路解析：
图
（1）是定滑轮：
其作用是不省力。
拉力大小与物重相同，即G1=F。
图
（2）是动滑轮：
其作用是省一半力，拉力F是物重的1/2，即G2=2F。
图（3）是滑轮组：
承担重物和动滑轮的绳子有三段拉力F是物重的1/3，即G3=3F。
图（4）的滑轮组：
承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是物重的1/2，即G4=2F。
物重最大的是G3，正确的选项是C。
答案：
C
3.如图13-5-8所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。
则（ ）
图13-5-8
A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3
C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F3
思路解析：
图
（1）是定滑轮，其作用是不省力，但能改变力的方向，即物体前进过程中所受的地面摩擦力f=F1。
图
（2）是动滑轮，其作用是省一半力，拉力F2是摩擦力f的1/2，即f=2F2或F2=f/2。
图（3）是动滑轮，拉力F3是摩擦力f的2倍，即f=F3/2或F3=2f。
比较F1、F2、F3可知，F3＞F1＞F2
答案：
D
4.如图13-5-9所示，若每个滑轮重均为1N，在绳的自由端用力将重25N的物体匀速提起，不计摩擦，则拉力F=________N。
图13-5-9
思路解析：
滑轮A是定滑轮，滑轮B是动滑轮，承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是总重的1/2。
即F=
=
=13N。
答案：
13N
5.使用图13-5-10所示的滑轮，将重200N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120N，则拉力F=________N。
（绳子、滑轮重及摩擦不计）
图13-5-10
思路解析：
题图中所示的滑轮是动滑轮，其作用是省一半力，即拉力F是摩擦力f的1/2。
F=
f=
×120N=60N。
答案：
60
6.如果物体和动滑轮的总重是90N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。
（不计摩擦）
思路解析：
用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，绳子的绕法有两种。
一种是由2段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力是总重的
，即F=G总/2=
=45N。
另一种绕法是由3段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力就是总重的
，
即F=G总/3=
=30N。
答案：
45N 30N
7.如图13-5-11所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600N。
要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F甲=_________，F乙=_________，F丙=_________，F丁=_________。
图13-5-11
思路解析：
根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知：
图甲，3F=G,F=
G=
×600N=200N
图乙，8F=G,F=
G=
×600N=75N
图丙，7F=G,F=
G=
×600N=85.7N
图丁，2F=G,F=
G=×
600N=300N。
答案：
200N 75N 85.7N 300N
8.如图13-5-12所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。
已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。
则：
图13-5-12
（1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（2）动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（3）当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲=_______m，s乙=_______m，s丙=________m。
（4）如果物体被提升的速度都是0.2m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：
v甲=________m/s，v乙=________m/s，v丙=________m/s。
思路解析：
定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：
不省力，但是可以改变用力方向。
动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：
省力，但不能改变用力方向。
首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后找F与G的关系。
答案：
（1）50 100 150
（2）47 97 147 （3）2 4 6 （4）0.2 0.4 0.6
9.如图13-5-13所示，若加在绳的自由端的拉力F=G/3，试画出绳子的绕法。
图13-5-13
思路解析：
若使拉力F=G/3，则承担重物和动滑轮的绳子段数应是三段。
绳子的起始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如下图。
答案：
如下图所示。
10.如图13-5-14所示，当水平拉力F为20N时，刚好使放在水平地面上的200N的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。
图13-5-14
思路解析：
本题考查学生能否根据物体的运动状态对物体进行受力分析，及对滑轮组的知识能否灵活运用。
因为物体在水平方向上受到滑轮组拉力F′和地面的摩擦力f作用，做匀速直线运动。
拉力等于摩擦力，即F′=f。
又因为动滑轮由两段绳子承担阻力F′，那么F′=2F，所以f=2F。
答案：
摩擦力f=2F=2×20N=40N
11.一根绳子只能承担5000N的力，用它提起1.8×104N的重物，应选什么样的滑轮组？
怎样绕线？
画出绕线图。
思路解析：
先利用滑轮组计算拉力的公式F=G总/n算出绳子的段数n。
n=G总/F=1.8×104N/5×103N=3.6，
应取4段绳子。
由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。
再确定滑轮组。
要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承担重物。
如不改变力的方向，则只要1个定滑轮，如题图（甲）所示。
如果改变用力的方向，则要2个定滑轮，如题图（乙）所示。
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