专题122 滑轮八年级物理人教版下册.docx

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专题122滑轮八年级物理人教版下册

第十二章简单机械

第2节滑轮

一、定滑轮

1．定义：

轴线固定，只有轮绕轴线转动，其轴不随物体一起移动。

2．实质：

是一个__________杠杆的变形。

3．特点：

不省力也不费距离，但可以改变力的方向。

4．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：

____________。

5．使用定滑轮时，不论向哪个方向拉弹簧秤的示数都___________。

二、动滑轮

1．定义：

轮绕轴线转动，轴线也同时随物体一起移动。

2．实质：

是动力臂为阻力臂两倍的杠杆的变形。

3．特点：

能省一半力，但__________力的方向且_________距离。

4．省力情况：

F＝G物/2（不考虑动滑轮重和摩擦）

F＝（G物＋G动）/2（不考虑摩擦）

5．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：

s绳=2h。

6．使用动滑轮时，如果跨过滑轮的两段绳子不平行，它们间的夹角越大，弹簧秤的示数___________。

三、滑轮组

1．定义：

由动滑轮和定滑轮组成的装置。

2．特点：

___________________________。

3．省力情况：

（竖直提物，n为跨在动滑轮上的绳子股数）

（1）不考虑动滑轮重和摩擦：

F＝G物/n

（2）不考虑摩擦，但计动滑轮重F＝（G物＋G动滑轮）/n

（3）拉力绳子自由端伸长的距离s与物体上升的距离h的关系：

s＝nh

（4）物体移动的速度v物与绳子自由端绳子伸长的速度v绳的关系：

v绳＝nv物

等臂s=h不变不改变多费越大既能省力又改变力的方向

1．定滑轮

（1）定义：

中间的轴固定不动的滑轮。

（2）实质：

等臂杠杆

（3）特点：

不能省力但是能改变动力的方向。

（4）对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）：

F=G，绳子自由端移动距离sF（或速度vF）=重物移动的距离sG（或速度vG）。

2．动滑轮

（1）定义：

和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动）

（2）实质：

动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

（3）特点：

省一半的力，但不能改变动力的方向。

（4）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）：

F=

，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=

，绳子自由端移动距离sF（或vF）=2倍的重物移动的距离sG（或vG）。

【例题1】工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了选项所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。

其中最省力的方案是

A．

B．

C．

D．

参考答案：

C

够省一半的力，所以，此时的拉力等于物体与地面之间滚动摩擦力的一半，所以此时所用的力最小，即最省力。

故选C。

3．滑轮组

（1）定义：

定滑轮和动滑轮组合在一起使用。

（2）特点：

使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，但要多移动距离。

（3）滑轮组的计算：

有几股绳子吊在动滑轮上，拉力就是物体重（包括动滑轮重）的几分之一（不计绳重和摩擦）。

（4）公式：

F=

（G=G物+G动），绳子自由端移动距离：

s=nh。

注意：

组装滑轮组时，吊在动滑轮上绳子股数为n，若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上，若n为偶数时，绳子的固定端挂在定滑轮上。

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【例题2】某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物，在拉力F作用下，30s时间内，物体向上移动了12m，若滑轮组的机械效率为80%，绳重、摩擦阻力不计，则

A．拉力做的功为12000J

B．拉力的功率为50W

C．绳子自由端被拉下距离为36m

D．动滑轮重力大小为100N

参考答案：

A

1．在研究定滑轮特点时，做的实验如图所示，弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3，则三个力的大小关系是

A．F1最大B．F2最大

C．F3最大D．三者一样大

2．如图所示，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10N。

若在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′，则

A．M运动时受到向左的摩擦力

B．加放m前，M受到20N的摩擦力

C．加放m前，M受到10N的摩擦力

D．加放m后，力F′保持10N不变

3．下图所示的滑轮或滑轮组，匀速提高同一物体，最省力的是（滑轮重和摩擦不计）

A．

B．

C．

D．

4．工人师傅用拉力F1将重物匀速搬运到h高处，对重物做的功是W1；若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到h高处，拉力为F2，对重物做的功是W2（滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计），则下列说法正确的是

A．F1=F2B．F1W1D．W2=W1

5．如图所示，两个物体的重量分别是G1和G2，当滑轮平衡时，G1:

G2为（忽略绳子和滑轮的重力及绳子和滑轮间的摩擦力）

A．1:

1B．2:

1C．1:

3D．1:

2

6．如图中某同学体重为500N，他的手能承受的最大拉力为600N，动滑轮重100N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过

A．1000NB．1200NC．900ND．1100N

7．分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度时

A．用装置甲或装置乙吊起重物所用拉力相同

B．用装置甲吊起重物比用装置乙省力

C．用装置乙吊起重物比用装置甲省力

D．用装置乙吊起重物，动力移动的距离比用装置甲小

8．用滑轮组牵引重物沿水平面匀速滑动，如图所示。

已知重物120N，物体与地面的摩擦力为90N，不计滑轮摩擦和重力，则拉力F为

A．40NB．30NC．140ND．280N

9．学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个__________滑轮，它能改变力的方向，但__________（选填“能”或“不能”）省力。

10．如图所示，被提升的物体重100N，动滑轮重5N，忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力F是__________N。

动滑轮的实质是一个__________杠杆。

11．如图所示，已知物体A重为180N，滑轮的重为20N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子自由端移动的距离为__________m，拉力所做的功为__________J（绳子的重力、绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）。

12．如图所示，在拉力F的作用下，总重60N的物体被匀速提升了10cm，若不计滑轮、绳的重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为

A．F=60N，s=0.2mB．F=30N，s=0.2m

C．F=60N，s=0.1mD．F=30N，s=0.1m

13．对于使用滑轮组，下列说法正确的是

A．可以省力，但必须改变用力的方向

B．可以省力，但不能改变用力的方向

C．可以省力，同时又可以省距离

D．可以省力，同时可以改变用力的方向，但不能同时省距离

14．使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体的四种方式如图所示，不计机械自重和摩擦，其中能省力又能改变施力方向的是

15．如图所示，是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12m，石块重G石=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F拉=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力。

（g取10N/kg）求：

（1）动滑轮的重力；

（2）将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？

16．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求：

（1）动滑轮重；

（2）绳自由端的移动速度为多大？

（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？

17．（2017·六盘水卷）如图所示，在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分別为

A．20N2WB．20N6W

C．60N2WD．30N6W

18．（2017·桂林卷）某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是

A．动滑轮B．定滑轮

C．轮轴D．斜面

19．（2017·黔南州卷）“每天锻炼一小时，幸福生活一辈子”的健康理念被人们接受，引导广大市民走向全民健身行列。

如图所示是某型号健身器的结构简化图，每个滑轮质量为2kg。

小刚质量为60kg，他竖直向下拉手柄，将20kg的配重匀速向上拉。

2s配重上升了1m，不计绳重和摩擦，

。

求：

（1）手柄移动的速度；

（2）小刚做功的功率；

（3）若小刚站立时，鞋底与地面的接触面积为

，配重被匀速拉起时，他对地面的压强是多少？

1．D【解析】因为使用定滑轮不能省力，所以F1=F2=F3=G，所以这三个力的大小相等。

故选D。

3．C【解析】由题知，滑轮重和摩擦不计，A、图中使用的是动滑轮，则拉力

；B、图中使用的是定滑轮，则拉力F2=G；C、图中使用的是滑轮组，n=3，则拉力

；D、图中使用的是滑轮组，n=2，则拉力

。

由此可知，拉力F3最小，即C图中最省力。

故选C。

4．D【解析】用拉力F1将重物匀速提升时，手对物体的拉力：

F1=G；手对重物做的功为：

W1=F1h=Gh；不计摩擦、绳重及动滑轮重，这时绳端的拉力

；绳端向上移动的距离s=2h，手拉绳子做的功：

W2=F2s=

×2h=Gh；故F1>F2，W1=W2，故ABC错误，D正确。

故选D。

5．B【解析】图中是“一定一动”的滑轮组，可以将G2对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力（该拉力F=G2）；最后一段绳子是由定滑轮引出的，绳子股数是2，不计摩擦及滑轮重（即理想情况下），则

，所以

，即G1:

G2=2:

1。

故选B。

6．C【解析】由图可知，n=2，因G人=500N

可得，最大物重：

G=nF–G动=2×500N–100N=900N。

故选C。

7．C【解析】此图是滑轮组，甲图绕在动滑轮上的绳子由2股，则

。

乙图绕在动滑轮上的绳子由3股，则

；故用装置乙吊起重物比用装置甲省力，则动力移动的距离甲图为2h，乙图为3h，故ABD错误，C正确。

故选C。

8．B【解析】由图可知，n=3，不计滑轮摩擦和重力，则拉力

。

故选B。

9．定不能

【解析】根据生活经验可知：

旗杆顶部的定滑轮只能改变力的方向，而不能省力。

10．52.5省力

【解析】摩擦不计，动滑轮重G轮=5N，匀速提升重物时绳子的拉力：

，由此可知，动滑轮的实质是一个省力杠杆。

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11．2200

【解析】由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：

s=2h=2×1m=2m；绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计，则人对绳子的拉力：

，则拉力所做的功：

W=Fs=100N×2m=200J。

12．B【解析】由图知，此时拉力：

．拉力作用点上移的高度是物体上移的距离的2倍，为：

s=2h=2×10cm=20cm=0.2m。

故选B。

13．D【解析】AB、滑轮组可以省力，也可以改变用力的方向，但不是必须改变用力的方向，故AB错误。

C、滑轮组可以省力，但不能省距离，故C错误。

D、滑轮组可以省力，也可以改变力的方向，省力一定费距离，即不能同时省距离，故D正确。

故选D。

15．

（1）600N

（2）7.92×104J

【解析】

（1）由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，

由于忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力，

由

得动滑轮的重力：

G动=nF拉–G石=3×2.2×103N–6×103N=600N，

（2）绳子自由端移动的距离：

s=3h=3×12m=36m，

汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：

W=F拉s=2.2×103N×36m=7.92×104J；

16．

（1）120N

（2）0.3m/s（3）250N

【解析】

（1）由F=

（G+G动）可知，G动=3F–G=3×200N–480N=120N；

（2）物体移动的速度：

，

自由端移动的速度：

v′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s；

（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力：

。

17．B【解析】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力F=f/3=60N/3=20N；绳子自由端的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确，故选B。

19．

（1）0.25m/s

（2）105W（3）3600Pa

【解析】

（1）由图可知，健身器是由两个定滑轮和一个费力的动滑轮组成（绳子的拉力作用在动滑轮的挂钩上），则手柄下降的距离

，

手柄移动的速度

；

（2）小刚对配重做功

，

动滑轮上升的高度

，

小刚对动滑轮做功

，

小刚所做的总功

，

小刚做功的功率

；

（3）手柄对小刚向上的拉力

，

小刚所受重力

，

小刚对地面的压力

，

小刚对地面的压强

。