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滑轮的应用.docx

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滑轮的应用

一、填空题

1．如图是人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是　_________　滑轮（填“定”或“动”），使用　_________　图中的滑轮能够省力．

2．（2007•襄阳）用如图所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G为　_________　N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高　_________　m．

3．如图所示，物重50N，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平地面匀速前进．拉力F为10N．不计绳和滑轮重，物体受到的阻力　_________　N．

4．如图，分别用不同的滑轮或滑轮组匀速提起重为1800N的物体时，则F1=　_________　，F2=　_________　，F3=　_________　，F4=　_________　．

5．如图所示，在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧秤和滑轮组相连接，不计摩擦和绳、滑轮、弹簧秤的重，若拉力F=5N，则弹簧秤P的读数是　_________　N，弹簧秤Q的读数是　_________　N．

6．如图所示，动滑轮右边绳子固定，左边悬挂物体A，动滑轮受拉力F作用将物体A匀速提高2m，则动滑轮升高　_________　m，动滑轮这种使用方法的好处是　_________　（填“省力”或“省距离”）．

二、选择题

7．如图所示的装置处于静止状态，不计滑轮和绳重，如果物体重力分别是G1和G2，那么G1和G2的关系是（　　）

A．

G1=G2

B．

G1=2G2

C．

G1=

D．

无法判断

8．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（　　）

A．

G为4N，弹簧秤读数为5N

B．

G为9N，弹簧秤读数为10N

C．

G为10N，弹簧秤读数为5N

D．

G为9N，弹簧秤读数为5N

9．如图所示的装置中，最省力的是（　　）

A．

B．

C．

D．

10．物体甲重40N，物体乙重70N，如图所示两物体都静止．此时甲、乙两物体所受合力分别为（　　）

A．

0N、30N

B．

0N、0N

C．

30N、30N

D．

30N、110N

11．如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（　　）

A．

a下降

B．

a上升

C．

仍保持平衡

D．

条件不足，不能判断

12．用滑轮组提升重物，当绳子自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，被提升的物体质量是20kg，若不计动滑轮重力和摩擦阻力，则拉绳子的力应为（　　）（g取10N/kg）

A．

40N

B．

20N

C．

60N

D．

50N

13．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1，F2，F3，那么，下列关系式中正确的是（　　）

A．

F1＞F2＞F3

B．

F1＜F2＜F3

C．

F2＞F1＞F3

D．

F2＜F1＜F3

14．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧秤示数为10N，不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是（　　）

A．

F=20N，f=20N

B．

F=10N，f=20N

C．

F=20N，f=10N

D．

F=10N，f=10N

三、解答题

15．设计一个滑轮组，使拉力是物重G的

，人的拉力方向向下，要求所用滑轮个数最少．（不计滑轮重和摩擦）

16．如图所示，人站在岸上，借助一个树桩、一个滑轮和一些绳子，要把船拉上河滩且能省力，在图中画出滑轮应装的位置以及绳子绕法的示意图．

17．小明同学利用定滑轮设计了一种拉动窗帘的简易装置（如图）．设计时他采用一根闭合的拉线绕在滑轮上，在右侧拉动这根拉线，就可以实现窗帘的打开与闭合．请你在图上画出这根拉线在滑轮上的绕法以及窗帘细线与拉线的连接．

18．请你设计一个滑轮组，并画出组装图，具体要求如下：

（1）穿绕滑轮的绳子最大承受力是800N，需要挂重物的重力是3300N（滑轮重不计、摩擦及绳重不计）

（2）需要改变用力的方向

（3）所用滑轮的个数最少，根据你设计的滑轮计算提起重物时所用的拉力？

如果要使重物升高2m，绳子自由端必须移动多少m？

19．如图所示的两个滑轮组提住两个不同的重物，但两个拉绳子的力F相等．问：

哪个滑轮组提住的重物较重？

重的是轻的多少倍？

20．按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法．图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力．

滑轮的应用

参考答案与试题解析

一、填空题

1．如图是人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是　定　滑轮（填“定”或“动”），使用　乙　图中的滑轮能够省力．

考点：

定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点。

专题：

应用题。

分析：

甲图中拉力的方向和物体的运动方向相反，可以看出是什么装置，乙图的滑轮是一个动滑轮，可以省一半的力．

解答：

解：

甲图中拉力的方向和物体的运动方向相反，可以判断甲图中的滑轮是定滑轮，能够省力的是动滑轮，所以乙图的滑轮能够省力．

故答案为：

定；乙．

点评：

本题考查动滑轮和定滑轮的使用以及工作特点，本题重点考查动滑轮和定滑轮的工作特点．

2．（2007•襄阳）用如图所示滑轮组提起重物，不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G为　150　N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高　0.2　m．

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

由图可知，使用滑轮组提起重物，承担物重的绳子股数（直接从动滑轮上引出的绳子股数）n=3，则绳子的自由端移动的距离s=nh，据此求重物被提升的高度h；若不计动滑轮自重和摩擦，拉力F=

G，知道拉力大小，求物重；

解答：

解：

由图知，承担物重的绳子股数n=3，

∵绳子的自由端移动的距离s=nh，

∴重物上升的高度：

=0.2m；

∵不计动滑轮自重和摩擦，

∴拉力F=

G，

∴提升物体的重：

G=3F=3×50N=150N．

故答案为：

150，0.2．

点评：

本题的关键有二：

一是n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是不计滑轮自重和摩擦时，拉力F=

G．

3．如图所示，物重50N，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平地面匀速前进．拉力F为10N．不计绳和滑轮重，物体受到的阻力　20　N．

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

分析：

当滑轮组水平使用时，克服的就不是物体的重力，而是物体受到的阻力．

解答：

解：

从图中可以看出，有两段绳子在拉重物，因不计绳和滑轮重，故F阻=2F=2×10N=20N．

故本题答案为：

点评：

本题的考点有二：

一是对滑轮组的水平使用情况的分析；二是在不计绳和滑轮重情况下拉力的计算．

4．如图，分别用不同的滑轮或滑轮组匀速提起重为1800N的物体时，则F1=　900N　，F2=　450N　，F3=　360N　，F4=　1800N　．

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

分析：

用滑轮组来拉升重物时，绳子拉力的计算，就是看有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一．

具体来看，滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组成，因为定滑轮是固定的，而动滑轮是随物体一起运动的，绳子也是绕在动滑轮上，所以我们说的“有几段绳子拉着重物”实际上就是有几段绳子拉着随重物一起移动的动滑轮．

所以我们在数有几段绳子拉着重物时，不需要看定滑轮，只需要看动滑轮上有几段绳子．

解答：

解：

（1）随重物一起移动的动滑轮上只有两段绳子，所以拉力只需重力的二分之一，即1800N÷2=900N；

（2）随重物一起移动的动滑轮有两个，这时要算两个动滑轮上总共有几段绳子，上面一个动滑轮上是两段，下面一个也是两段，总共是4段绳子，所以拉力只需重力的4分之一，即1800N÷4=450N；

（3）随重物一起移动的动滑轮有两个，两个动滑轮上一共有5段绳子，所以拉力只需重力的5分之一，即1800N÷5=360N；

（4）本小题绳子是直接系在重物上，而没有随物体一起移动的动滑轮，所以拉力就是等于重力，也就是1800N；

故本题答案为：

900N；450N；360N；1800N．

点评：

滑轮组计算拉力的题目实际就是有几段绳子在拉重物，关键在于这“几段”是怎么看是几段的，要抓住“在拉重物”这几个字，只有拉重物的绳子才能算进去，也就是在拉动滑轮（或直接拉重物）的段数，拉定滑轮的是不算的．

5．如图所示，在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧秤和滑轮组相连接，不计摩擦和绳、滑轮、弹簧秤的重，若拉力F=5N，则弹簧秤P的读数是　15　N，弹簧秤Q的读数是　10　N．

考点：

动滑轮拉力的计算。

专题：

计算题；应用题。

分析：

弹簧秤P连接的滑轮上有3股绳子，所以读数是拉力的3倍；弹簧秤Q连接的滑轮上有2段绳子，读数是拉力的2倍．

解答：

解：

弹簧秤P的读数为3F=3×5N=15N．弹簧秤Q的读数为2F=2×5N=10N．

故答案为：

15；10．

点评：

本题考查了学生对动滑轮上绳子有效股数的理解，能判断动滑轮上绳子的股数是解决本题的关键，也是本题的重点．

6．如图所示，动滑轮右边绳子固定，左边悬挂物体A，动滑轮受拉力F作用将物体A匀速提高2m，则动滑轮升高　1　m，动滑轮这种使用方法的好处是　省距离　（填“省力”或“省距离”）．

考点：

动滑轮及其工作特点。

分析：

解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮，如图所示，当直接用手拉动滑轮时，这样使用动滑轮的方法其特点是费力但可以省距离．

解答：

解：

由图可知，该滑轮是动滑轮，由于绳子的一端固定，所以当滑轮上升1m，物体就会上升2m；

故当物体升高2m时，滑轮就会上升1m；

由此可知，物体上升的距离大于滑轮上升的距离，因此使用该动滑轮可以省距离；

故答案为：

1，省距离．

点评：

此题灵活考查了动滑轮的使用特点，要结合实例进行分析解答．

二、选择题

7．如图所示的装置处于静止状态，不计滑轮和绳重，如果物体重力分别是G1和G2，那么G1和G2的关系是（　　）

A．

G1=G2

B．

G1=2G2

C．

G1=

D．

无法判断

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

分析：

在滑轮组中有几股绳子承担物重，则绳头的拉力大小就等于物重和动滑轮重力之和的几分之一（

）；滑轮组中有几股绳子承担物重可用分割法来判断，即在动滑轮和定滑轮之间划一道横线，然后只数与动滑轮相连接的绳子的股数．

解答：

解：

如图所示：

由公式

可知滑轮组

（2）中需要施加的力最小．

故选B．

点评：

能否用分割法准确判断承担物重的绳子股数n是本题的解题关键所在．

8．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（　　）

A．

G为4N，弹簧秤读数为5N

B．

G为9N，弹簧秤读数为10N

C．

G为10N，弹簧秤读数为5N

D．

G为9N，弹簧秤读数为5N

考点：

动滑轮拉力的计算。

分析：

该题应紧密结合定滑轮的特点展开分析，动滑轮的特点是可以省力如不考虑动滑轮重力和摩擦，恰好可以省一半力．

解答：

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．

点评：

此题主要考查学生对动滑轮拉力的计算的理解和掌握．在此应特别注意动滑轮的工作特点．

9．如图所示的装置中，最省力的是（　　）

A．

B．

C．

D．

考点：

滑轮组及其工作特点；定滑轮及其工作特点。

分析：

定滑轮不省力，但可以改变力的方向；滑轮组由几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的几分之一．

解答：

解：

动滑轮不省力，F1=G；B中由两段绳子承担物重，所以F2=

G；

C相当于两个定滑轮，所以F3=G；D中由3段绳子承担物重，所以F4=

G．所以F4最小．

故选D．

点评：

此题主要考查了定滑轮、滑轮组的省力特点．

10．物体甲重40N，物体乙重70N，如图所示两物体都静止．此时甲、乙两物体所受合力分别为（　　）

A．

0N、30N

B．

0N、0N

C．

30N、30N

D．

30N、110N

考点：

力的合成与应用；二力平衡条件的应用；定滑轮及其工作特点。

分析：

由题意可知两物体均处于平衡状态，故可知两物体所受合力大小．

解答：

解：

甲、乙两物体都处于静止状态，都受平衡力的作用，故合力都为0；

故选B．

点评：

本题考查物体的平衡状态，应明确当物体处于平衡状态或静止状态时，其所受合力一定为零．

11．如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（　　）

A．

a下降

B．

a上升

C．

仍保持平衡

D．

条件不足，不能判断

考点：

滑轮组及其工作特点。

分析：

滑轮组由几段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的几分之一．

解答：

解：

由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重．不计动滑轮重，当ab平衡时，Gb=

Ga．

若ab处各加一个质量相等的砝码，设其重力为G，则：

定滑轮右端的拉力为：

Fb=Gb+G；

定滑轮左端的拉力为：

Fa=

（Ga+G）=

Ga+

G；

显然：

Fb＞Fa．所以a上升．

故选B．

点评：

此题主要考查了滑轮组的省力特点．

A．

40N

B．

20N

C．

60N

D．

50N

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

分析：

不计动滑轮重力和摩擦阻力，则有几段绳子在拉重物，拉绳子的力就是重物重力的几分之一．而有几段绳子在拉，则可由绳端移动距离和物体移动距离看出．

解答：

解：

绳子自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，说明有4段绳子在拉重物．故拉力为物体重力的四分之一，即：

mg=

×20kg×10N/kg=50N

故选D．

点评：

本题在不考虑额外功的情况下，灵活地考查了学生对F、G和s、h之间的关系．

13．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1，F2，F3，那么，下列关系式中正确的是（　　）

A．

F1＞F2＞F3

B．

F1＜F2＜F3

C．

F2＞F1＞F3

D．

F2＜F1＜F3

考点：

滑轮组绳子拉力的计算；二力平衡条件的应用。

专题：

计算题。

分析：

物体在水平方向上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力，然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F1、F2、F3，即可比较其大小．

解答：

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=

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左的拉力，即F3=2f；

由此可得F2＜F1＜F3．

故选D．

点评：

此题考查的知识点是滑轮组绳子拉力的计算，解答此题的关键是首先分清定滑轮和动滑轮，然后再根据其工作特点作出判断．

A．

F=20N，f=20N

B．

F=10N，f=20N

C．

F=20N，f=10N

D．

F=10N，f=10N

考点：

动滑轮及其工作特点；二力平衡条件的应用。

分析：

本题为动滑轮的使用，绳子两端的力的和等于轴的力，再由二力平衡的条件分析．

解答：

解：

图中实质是一个动滑轮，绳子两端的力相等，都为10N，轴上的力F等于绳子两端的力的和为20N；

物体匀速运动，则绳子对物体的拉力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力，大小相等．

故选C．

点评：

本题考查了动滑轮的特点和二力平衡的条件的应用．注意不要机械地应用动滑轮省一半力．

三、解答题

15．设计一个滑轮组，使拉力是物重G的

，人的拉力方向向下，要求所用滑轮个数最少．（不计滑轮重和摩擦）

考点：

滑轮组的设计与组装。

专题：

作图题。

分析：

不计滑轮质量及转动摩擦，拉力是物体重力的几分之一，动滑轮就有几段绳子承担重力．

解答：

解：

拉力是物重G的

，动滑轮由3段绳子承担，要使所用滑轮个数最少，拉力的方向向下，应增加一个定滑轮．

故答案：

点评：

绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍．

16．如图所示，人站在岸上，借助一个树桩、一个滑轮和一些绳子，要把船拉上河滩且能省力，在图中画出滑轮应装的位置以及绳子绕法的示意图．

考点：

滑轮组的设计与组装。

专题：

作图题。

分析：

此题有一个树桩、一个滑轮和一些绳子，要省力，我们可将滑轮安装在船上，当做动滑轮使用．

解答：

解：

将滑轮安装在小船上滑轮当做动滑轮来使用能够省一半的力

故答案：

点评：

“省力”就是在动滑轮个数相同时，尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方法

考点：

滑轮组的设计与组装。

专题：

作图题。

分析：

从图中知：

有3个滑轮且都为定滑轮，要求用一根闭合拉线实现窗帘的打开与闭合．题意是想利用定滑轮的特点，达到改变力的方向的目的，同时实现两侧窗帘的打开与闭合，说明两侧窗帘不拴在同一段绳子上，而应分别拴在运动方向正好相反的两段绳子上．

解答：

解：

根据题意，得

点评：

本题考查了定滑轮的应用，定滑轮的特点是不省力但可以改变力的方向．

18．请你设计一个滑轮组，并画出组装图，具体要求如下：

（1）穿绕滑轮的绳子最大承受力是800N，需要挂重物的重力是3300N（滑轮重不计、摩擦及绳重不计）

（2）需要改变用力的方向

（3）所用滑轮的个数最少，根据你设计的滑轮计算提起重物时所用的拉力？

如果要使重物升高2m，绳子自由端必须移动多少m？

考点：

滑轮组的设计与组装；滑轮组绳子拉力的计算。

专题：

计算题；作图题。

分析：

先根据拉力与物重的关系求出承担物重的绳子股数，因为要求所用滑轮的个数最少，确定需要定滑轮和动滑轮个数，再根据需要改变用力的方向（最后绳子必须从定滑轮绕出来，从而再往回画），画出绕法；

知道了承担物重的绳子股数n，利用s=nh求绳子自由端必须移动的距离．

解答：

解：

承担物重的绳子股数

，

要求所用滑轮的个数最少，要改变用力的方向，至少需要2个定滑轮和3个动滑轮，

最后绳子必须从定滑轮绕出来，这样再往回画，绕过上面的定滑轮，

再绕过下面的动滑轮，这样反复完成，如右图所示；

∵滑轮重不计、摩擦及绳重不计，n=5，

∴提起重物时所用的拉力：

，

绳子自由端移动的距离：

s=5h=5×2m=10m．

答：

滑轮组组装如图所示，提起重物时所用的拉力为660N，绳子自由端移动的距离为10m．

点评：

本题利用拉力与重力的关系求出承担物重的绳子股数n是突破口，由n=5确定动滑轮的个数是关键．

19．如图所示的两个滑轮组提住两个不同的重物，但两个拉绳子的力F相等．问：

哪个滑轮组提住的重物较重？

重的是轻的多少倍？

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

从绕在动滑轮上的绳子的股数来分析，图a中绕在动滑轮上的绳子有2股，则F=

Ga，图b中绕在动滑轮上的绳子有3股，则F=

Gb，然后即可得出答案．

解答：

解：

∵图a中F=

Ga，

∴Ga=2F；

∵图b中F=

Gb，

∴Gb=3F．

，所以b滑轮组提住的重物较重，

重的是轻的1.5倍．

答：

b滑轮组提住的重物较重；重的是轻的1.5倍．

点评：

此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算这一知识点，解答此题的关键是学生要明确绕在动滑轮上的绳子的股数，然后方可解题．

20．按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法．图中G表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力．

考点：

滑轮组的设计与组装。

专题：

作图题。

分析：

滑轮组绳子的绕法，有两种：

一是如果承担物重的绳子股数n为偶数，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是n为奇数，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．据此画出．

解答：

解：

左图，由省力情况可以得出n=2，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，

绕过下面的动滑轮，再绕过定滑轮即可，如左图所示；

中图，由省力情况可以得出n=3，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，

绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮即可，如中图所示；

右图，由省力情况可以得出n=4，绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，

绕过下面的动滑轮，再绕过定滑轮，依次绕过即可，如右图所示．

答：

各滑轮组绳子穿绕方法如图所示．

点评：

考查滑轮组的组装，学生在平时的学习中应注意归纳总结规律：

绳子自由端位置的确定“奇动偶定”．

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