滑輪（解析版）-2022-2023學(xué)年八年級物理下冊同步備課系列（人教版）

PAGE24課時(shí)12.2滑輪（幫課堂）（解析版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組；2.理解定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的工作特點(diǎn)；3.通過實(shí)驗(yàn)探究理解動(dòng)滑輪力與距離特點(diǎn)；4.會(huì)進(jìn)行有關(guān)滑輪計(jì)算；5.能分析滑輪的應(yīng)用實(shí)例?！局R(shí)導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識(shí)】知識(shí)點(diǎn)一、定滑輪和動(dòng)滑輪1.認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪（1）滑輪：周邊有槽，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪，如圖甲所示。（2）定滑輪和動(dòng)滑輪：在實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)輪的中心軸是否隨物體移可分為定滑輪和動(dòng)滑輪，即軸不隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫定滑輪，如乙所示；軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪，如圖丙所示?！镜淅?】下列各圖中利用了動(dòng)滑輪的是（）。A．

B．C．D．【答案】D?！窘馕觥恳?yàn)閯?dòng)滑輪會(huì)隨物體一起運(yùn)動(dòng)，定滑輪不隨物體運(yùn)動(dòng)，由此知道A、B、C圖中滑輪是固定不動(dòng)的，是定滑輪，D圖中的滑輪與物體一起運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)滑輪，故選D。2.實(shí)驗(yàn)：研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)提出問題(1)使用定滑輪、動(dòng)滑輪是否省力(或更費(fèi)力)?(2)使用定滑輪、動(dòng)滑輪是否省距離(或費(fèi)距離)?(3)什么情況下使用定滑輪,什么情況下使用動(dòng)滑輪?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪緩緩（使物體處于平衡狀態(tài)，且便于讀取彈簧測力計(jì)示數(shù)）提升同一物體，記錄整個(gè)過程中用力大小、物體移動(dòng)距離及動(dòng)力移動(dòng)的距離、動(dòng)力的方向，找出動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材及裝置彈簧測力計(jì)、鉤碼（多個(gè)）、滑輪、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、刻度尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)拉鉤碼勻速（勻速時(shí)，拉力才等于重力）上升h=10cm,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F?、拉力方向及繩子自由端移動(dòng)的距離s?；(2)按圖乙所示安裝定滑輪,讓鉤碼勻速上升h=10cm,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F?、拉力方向及繩子自由端移動(dòng)的距離s?；(3)按圖丙所示安裝動(dòng)滑輪,讓鉤碼勻速上升h=10cm,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F?、拉力方向及繩子自由端移動(dòng)的距離s?；(4)換用數(shù)量不同的鉤碼,重復(fù)上面的步驟。實(shí)驗(yàn)記錄拉力大小F/N將鉤碼提升10cm時(shí)繩子自由端移動(dòng)的距離s/m=cm拉力方向?qū)嶒?yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3不使用滑輪12610上使用定滑輪12610下使用動(dòng)滑輪0.51320下分析與論證實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）使用定滑輪既不省力，也不省距離，但可以改變力的方向；（2）使用動(dòng)滑輪能省力，但要費(fèi)距離，且不能改變力的方向?！锾貏e提醒1.實(shí)驗(yàn)中安裝定滑輪時(shí)，注意繩子要放在槽內(nèi)，以免繩子脫落使摩擦變大，影響實(shí)驗(yàn)效果；2.實(shí)驗(yàn)中，注意要使動(dòng)滑輪兩側(cè)繩子平行或夾角很?。?.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用重一些的鉤碼、較輕的動(dòng)滑輪、光滑的細(xì)繩，以減小實(shí)驗(yàn)中摩擦力、動(dòng)滑輪自重的影響.4.實(shí)驗(yàn)中要保證輪和軸間有良好的潤滑，以減小摩擦?！镜淅?】如圖所示，用定滑輪提升重物（摩擦和繩重不計(jì)）時(shí)（）。A．沿1方向拉力最小B．沿2方向拉力最小C．沿3方向拉力最小D．沿三個(gè)方向拉力相同【答案】D?！窘馕觥恳?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物G，沿三個(gè)不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物體的重力。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。3.定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)種類實(shí)質(zhì)示意圖作用分析定滑輪能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的等臂杠桿如圖所示，定滑輪兩邊的力的方向與輪相切，定滑輪的中心為杠桿的支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂相等,且都等于輪的半徑r,所以使用定滑輪時(shí)不省力動(dòng)滑輪動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿如圖所示，重物的重力作用線通過滑輪中心軸，滑輪的“支點(diǎn)”位于繩與輪相切的點(diǎn)O,因此動(dòng)力臂等于直徑(2r),阻力臂等于半徑r,動(dòng)力臂是阻力臂的二倍，所以理論上動(dòng)滑輪能省一半的力▲拓展培優(yōu)滑輪中拉力方向?qū)Υ笮〉挠绊懀?）定滑輪如圖所示，利用定滑輪拉起一個(gè)重為C的物體時(shí)，改變拉力的方向后，根據(jù)幾何知識(shí)可知，動(dòng)力臂都等于定滑輪的半徑，因此不管拉力的方向如何，所用力的大小不變，始終等于物體重力C。（2）動(dòng)滑輪使用動(dòng)滑輪時(shí)，若拉力F不沿豎直方向(或兩側(cè)繩子不平行)，如圖所示，動(dòng)力臂l?小于OB，即小于2l?,故F1>（1/2）G，此時(shí)動(dòng)滑輪將不能省一半力，如杲再加上動(dòng)滑輪的自身重力，甚至?xí)M(fèi)力。由此可見，對于動(dòng)滑輪來說，動(dòng)滑輪省一半力的條件之一是跨過動(dòng)滑輪的兩段繩平行(或跨過動(dòng)滑輪的兩段繩夾角較小)。但在初中階段如無特殊說明，一般認(rèn)為動(dòng)滑輪兩側(cè)繩子是平行的，即不考慮動(dòng)滑輪兩側(cè)兩段繩夾角的影響。4.幾種常見情況中的等量關(guān)系（圖中物體均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，忽略繩重及摩擦）圖示等量關(guān)系定滑輪F=G，s繩=s物，v繩=v物F=f，s繩=s物，v繩=v物（其中，f為物體所受的摩擦力）動(dòng)滑輪，s繩=2s物，v繩=2v物，s繩=2s物，v繩=2v物，s輪=（1/2）s物，v輪=（1/2）v物，s輪=（1/2）s物，v輪=（1/2）v物【典例3】如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦和滑輪重力，力F1的大小為______N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功?！敬鸢浮緼；30；不能。【解析】[1][2]A是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向；力F1通過定滑輪拉物體，不計(jì)摩擦，力F1的大小等于物體的重力，即。[3]使用任何機(jī)械都不能省功，滑輪B是動(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費(fèi)距離，根據(jù)可知，使用動(dòng)滑輪不能省功。知識(shí)點(diǎn)二、滑輪組1.滑輪組定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置。使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費(fèi)距離。2.確定承擔(dān)物重繩子段數(shù)n的方法在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開，只計(jì)算繞在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)，在圖甲中，有兩段繩子吊著動(dòng)滑輪，n=2，圖乙中有三段繩子吊著動(dòng)滑輪，n=3。3.省力情況使用滑輪組時(shí)，不計(jì)繩重及摩擦，則滑輪組用幾段繩子提起物體，提起物體所用的力就是物重和動(dòng)滑輪重的幾分之一，即動(dòng)力，若再忽略動(dòng)滑輪重，則，其中n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。4.費(fèi)距離情況用滑輪組提升物體時(shí)，雖然省了力，但是費(fèi)距離，滑輪組用幾段繩子提起物體，繩子自由端移動(dòng)的距離就是物體升高距離的幾倍。設(shè)物體升高的距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh(n表示該擔(dān)物重的繩子段數(shù))。教材深挖滑輪組中的隱含關(guān)系每當(dāng)物體升高h(yuǎn)，繩子自由端就移動(dòng)s=nh，可推知繩子自由端移動(dòng)約速度v和物體移動(dòng)速度v物之間的關(guān)系v=nv物?！卣古鄡?yōu)特殊情況下拉力F與物重G的關(guān)系特殊情況下，如圖所示，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n不等于繞在動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，此時(shí)可根據(jù)動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)進(jìn)行受力分析，忽略動(dòng)滑輪重，可得出力F與物重G(甲、丙兩圖包括人的重力)的關(guān)系。甲圖中，乙圖中，丙圖中。5.滑輪組的組裝(1)確定繩子的段數(shù)根據(jù)省力情況，用來求，或根據(jù)移動(dòng)距離的關(guān)系，用來求。當(dāng)n不是整數(shù)時(shí)，要采用只入不舍的“進(jìn)一法”處理小數(shù)位。(2)滑輪組的繞繩方法滑輪組繞繩采用“奇動(dòng)偶定”的原則.即當(dāng)承重繩子的段數(shù)為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端在動(dòng)滑輪上；當(dāng)承重繩子的段數(shù)為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端在定滑輪上?！镜淅?】如圖所示，小明用一個(gè)滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內(nèi)上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動(dòng)的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力為___________N。【答案】4；125；50?！窘馕觥縖1]根據(jù)圖示可知，滑輪組承重的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=2×2m=4m[2]拉力所做的總功為W總=Fs=125N×4m=500J拉力的功率為[3]不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N?！镜淅?】如圖所示，某工人站在地面上使用由三個(gè)滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法?！窘馕觥坑捎趫D中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多為

3

段，此時(shí)最省力，其繞法如圖所示：知識(shí)點(diǎn)三、輪軸與斜面1.輪軸(1)輪軸：由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成的簡單機(jī)械.通常把大輪叫輪，小輪叫軸。使用輪軸能省力，還能改變力的方向(如圖所示)。(2)輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，支點(diǎn)在輪軸的軸線上，如圖所示。(3)輪軸的平衡公式：F?R=F?r或。即輪半徑為軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就為作用在軸上的力的幾分之一。(4)輪軸的特點(diǎn)：當(dāng)動(dòng)力作用在輪上，阻力作用在軸上時(shí)，因l?>l?,故F?<F?,此時(shí)使用輪軸省力，費(fèi)距離；當(dāng)動(dòng)力作用在軸上，阻力作用在輪上時(shí)，因l?<l?,故F?>F?,此時(shí)使用輪軸費(fèi)力，但省距離。注意：不要錯(cuò)誤地認(rèn)為使用輪軸一定省力，關(guān)鍵要看動(dòng)力是施加在輪上還是施加在軸上。2.斜面(1)如圖所示，向車上裝重物時(shí)常用木板搭成斜面，把重物推上車。斜面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但費(fèi)距離。(2)特點(diǎn)：如圖所示，設(shè)斜面長度為l，高為h，重物重力為G，在理想情況下，不考慮斜面摩擦，即斜面是光滑的，則沿斜面向上的推力(即斜面長是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之一)，因l>h，故F<G。即在斜面高度一定時(shí)，斜面越長越省力。【歸納總結(jié)】1.杠桿、滑輪、輪軸、斜面都屬于簡單機(jī)械。2.凡是省力的機(jī)械都費(fèi)距離，省距離的機(jī)械都費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是不存在的?！镜淅?】如圖所示，下列簡單機(jī)械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當(dāng)提起同一重物時(shí)，最省力的是（）。A．B．C．

D．【答案】A?！窘馕觥緼．由圖可知，動(dòng)力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1＝G；B．由圖可知，動(dòng)滑輪省一半的力，所以拉力F2＝G；C．設(shè)斜面的高度為h，斜面長度為s，則＝sin30°＝，由功的原理可得，F(xiàn)3s＝Gh，所以F3＝G＝G；D．由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，所以拉力F4＝G，綜上可知，當(dāng)提起同一重物時(shí)，最省力的是A。選A?！痉椒◣汀款}型一：識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪判斷滑輪類型的方法判斷滑輪是定滑輪還是動(dòng)滑輪，關(guān)鍵看它的軸是否和被拉物體一起移動(dòng)，若一起移動(dòng)，則滑輪為動(dòng)滑輪；若不一起移動(dòng)，則為定滑輪。另外，定滑輪常常會(huì)固定在其他不動(dòng)的物體上，我們也可依據(jù)這一特點(diǎn)來判斷滑輪是否為定滑輪?！镜淅?】如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)摩擦和滑輪重力，力F1的大小為______N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功?！敬鸢浮緼；30；不能。【解析】[1][2]A是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向；力F1通過定滑輪拉物體，不計(jì)摩擦，力F1的大小等于物體的重力，即。[3]使用任何機(jī)械都不能省功，滑輪B是動(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費(fèi)距離，根據(jù)可知，使用動(dòng)滑輪不能省功。題型二：滑輪組的計(jì)算【角度1】理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算在理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算中，不需要考慮繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，可以直接使用，s=nh，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算?！镜淅?】在圖示的裝置中，已知重物牛，重物牛，在摩擦和動(dòng)滑輪重力均不考慮的情況下，使重物保持平衡的拉力應(yīng)等于（）。A．牛B．牛C．牛D．?！敬鸢浮緼?！窘馕觥坑蓤D可知，三個(gè)滑輪都是定滑輪，在不考慮摩擦和動(dòng)滑輪重力，，要使重物G1保持平衡，F(xiàn)=G1=500N；G2受到的拉力：2F=2×500N＜G2=1200N，則重物G1、G2都處于靜止?fàn)顟B(tài)。故選：A。【角度2】非理想狀態(tài)下滑輪組的計(jì)算在非理想狀態(tài)下，需要考慮動(dòng)滑輪自重，計(jì)算拉力的大小時(shí)要使用，但s=nh，進(jìn)行還可以繼續(xù)使用?！镜淅?】如圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N【答案】B。【解析】由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設(shè)動(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（G1+G輪）＝（G2+G輪），即：（60N+G輪）＝（38N+G輪），解答動(dòng)滑輪的重力：G輪＝6N。故選B。【角度3】水平方向滑輪組的計(jì)算使用滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí)，理想狀態(tài)下滑輪組用幾段繩子拉著動(dòng)滑輪，拉力就是物體所受摩擦力的幾分之一，即。物體移動(dòng)的距離與繩子自由端移動(dòng)距離的關(guān)系為s繩=ns物，速度關(guān)系為?！镜淅?0】用水平力F1拉動(dòng)如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2．不計(jì)滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是（）。A．F1＝F2B．F2＜F1＜2F2C．F1＝2F2D．F1＞2F2【答案】D。【解析】由圖知，（1）動(dòng)滑輪在水平方向上受到三個(gè)力的作用：水平向右的拉力F1，墻壁對它水平向左的拉力F墻，木板A對它水平向左的拉力F木板，由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng)，所以F1＝F墻+F木板，由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板＝F1，由于力的作用是相互的，所以動(dòng)滑輪對木板A的拉力為F動(dòng)＝F木板＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；（2）物塊B在水平方向上受到兩個(gè)力的作用：繩子對它向左的拉力F2，木板A對它向右的摩擦力fA對B；由于物塊B保持靜止，所以F2＝fA對B；木板A在水平方向上受到三個(gè)力的作用：動(dòng)滑輪對木板向右的拉力F動(dòng)，物體B對木板向左的摩擦力fB對A，地面對木板向左的摩擦力f地面，由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng)，所以F動(dòng)＝fB對A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由于力的作用是相互的，所以fB對A＝fA對B＝F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得F動(dòng)＝F2+f地面，即F1＝F2+f地面，也就是F1＝2F2+2f地面，所以F1＞2F2。故選：D?！窘嵌?】反向滑輪組的受力分析較復(fù)雜的滑輪組，常常不能直接用滑輪組公式進(jìn)行分析、求解，故需要用受力分析法求解滑輪組中力的大小。此時(shí)，一般以滑輪或物體為研究對象，沿豎直方向或水平方向進(jìn)行受力分析，根據(jù)物體受力平衡的條件進(jìn)行求解，如圖所示?！镜淅?1】小麗同學(xué)用水平力F拉動(dòng)如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內(nèi)在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)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(jì)的示數(shù)為8N．若不計(jì)輪重、彈簧測力計(jì)重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動(dòng)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為_____N，水平拉力F的功率為_____W?！敬鸢浮?.1；水平向右；36；3.6。【解析】（1）物體移動(dòng)的速度，滑輪移動(dòng)的速度；（2）因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，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．（3）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(dòng)滑輪，水平拉力F為F左的2倍，故則拉力做功功率。題型三：滑輪組的繞繩滑輪組的繞繩方法（1）采用“進(jìn)一法”確定繩子的段數(shù)；（2）采用“奇動(dòng)偶定”的方法確定繩子的起始端；（3）從起始端繞繩，最后在自由端畫箭頭、標(biāo)拉力。【典例12】如圖所示，在圖中畫出最省力的繞繩方法?！窘馕觥繄D中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，要求最省力，則由3段繩子承擔(dān)物重，是最省力的繞繩方法；繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動(dòng)滑輪，如圖所示：題型四：斜面和輪軸(1)輪軸的實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就是作用在軸上的力的幾分之一，即輪越大、軸越小，輪軸越省力；(2)斜面是一種簡單機(jī)械，省力情況取決于斜面的長度與高度的比值，比值越大越省力?！镜淅?3】盤山公路的物理模型是______（選填“輪軸”或“斜面”），利用該裝置可以______（填“省力”或“省距離”）【答案】斜面；省力?！窘馕觥吭诟叨纫欢ǖ那闆r下，盤山公路增加了路面的長度，盤山公路實(shí)際上是簡單機(jī)械中的斜面，使用斜面可以省力。故答案為：斜面；省力?！局锌紟汀靠键c(diǎn)一：滑輪組的計(jì)算【典例14】（2022·濰坊）圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景，吊籃可在電動(dòng)機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)升降，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為，兩名工人及工具的總質(zhì)量為，某次吊升過程中，吊籃在內(nèi)勻速上升了。不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，關(guān)于該過程的分析正確的是（）。A.吊籃的動(dòng)能不變 B.吊籃的機(jī)械能守恒C.電動(dòng)機(jī)對繩子的拉力為 D.電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率為【答案】AD?！窘馕觥緼B．吊籃勻速上升的過程，質(zhì)量不變，速度不變，高度升高，所以動(dòng)能不變，重力勢能變大，機(jī)械能變大，機(jī)械能不守恒，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由圖示知，承重繩子為4根。不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦?xí)r，電動(dòng)機(jī)對繩子的拉力故C錯(cuò)誤；D．繩子在30s內(nèi)移動(dòng)的距離s=4h=4×6m=24m繩子移動(dòng)的速度電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率P=Fv=600N×0.8m/s=480W故D正確。故選AD。該中考題要求同學(xué)們理解滑輪組的工作特點(diǎn)，能對涉及滑輪的綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理。這是物理核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的分析和推理能力的體現(xiàn)?？键c(diǎn)二：滑輪組繞繩【典例15】（2022·金昌）如圖所示，某工人站在地面上使用由三個(gè)滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法?！窘馕觥坑捎趫D中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多為3段，此時(shí)最省力，其繞法如圖所示該中考題要求同學(xué)們熟悉滑輪的物理模型，能根據(jù)要求利用動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)組裝滑輪組，這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)思維的體現(xiàn)?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識(shí)鞏固）1.用如圖所示的四種方式勻連提升同一物體（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），其中最費(fèi)力的是（）。A．B．C．D．【答案】A?！窘馕觥吭O(shè)物體重力為G，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，則沒有額外功。選項(xiàng)A中為動(dòng)滑輪，拉力F1=2G；選項(xiàng)B中為定滑輪，拉力F2=G；選項(xiàng)C中滑輪組有效繩子段數(shù)n=3，則拉力F3=；選項(xiàng)D中有用功等于總功，斜面長為高的2倍，則W有=W總Gh=F4s，Gh=F4×2h解得F4=。綜上分析可知，F(xiàn)1最大、最費(fèi)力。故選A。2.如圖所示，用不變的拉力F勻速拉動(dòng)重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動(dòng)了一段距離s，在此過程中拉力F做的功為（）。A．FsB．GsC．2FsD．（G+F）s【答案】C?！窘馕觥坑深}知：拉力為F，繩子自由端移動(dòng)距離是2s，由功的公式得拉力F做的功為W=2Fs。故選C。3.如圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止．則每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N【答案】B。【解析】由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設(shè)動(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（G1+G輪）＝（G2+G輪），即：（60N+G輪）＝（38N+G輪），解答動(dòng)滑輪的重力：G輪＝6N。故選B。4.如圖所示，工人用動(dòng)滑輪勻速提升重物，這樣做（）。A．省力，不改變施力的方向B．不省力，改變施力的方向C．既省力，也改變施力的方向D．既不省力，也不改變施力的方向【答案】A?！窘馕觥縿?dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿，使用動(dòng)滑輪時(shí)能省力，但不能改變施力的方向，故A正確、BCD錯(cuò)誤。選A。5.關(guān)于滑輪，下列說法中正確的是()。A．使用動(dòng)滑輪一定可以改變力的方向；B．使用定滑輪一定可以省力；C．定滑輪實(shí)質(zhì)上是一種等臂杠桿；D．動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿【答案】C?！窘馕觥緼D、動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動(dòng)滑輪省力但不能改變力的方向，故AD錯(cuò)誤；BC、定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，使用時(shí)既不省力也不費(fèi)力，優(yōu)點(diǎn)是可以改變力的方向；故B錯(cuò)誤，C正確；故選C。6.如圖所示，如果繩重和摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪重不計(jì)，物重G=300N，則圖中的拉力F=_____N；如果不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪的重力為30N，物重G=300N，拉力F′=_____N?！敬鸢浮?00；110?！窘馕觥坑蓤D示可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3。[1]如果繩重和摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重不計(jì)，拉力大小為[2]如果不計(jì)繩重及摩擦、動(dòng)滑輪的重力為30N，拉力大小為。7.請按題目要求作答。如圖所示，人利用滑輪組提升重物，請?jiān)趫D中畫出最省力的繞線方法?！窘馕觥繄D中滑輪組有兩種繞線方法，一種是由兩根繩子承擔(dān)重物，一種是由三根繩子承擔(dān)重物，要想最省力，應(yīng)選用三根繩子承擔(dān)的繞法，即從動(dòng)滑輪開始纏繞，如圖所示：二、綜合練（能力提升）8.工人用如圖所示的裝置運(yùn)送砂石．下列說法正確的是（）。A．滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大?。籅．圖中動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿；C．繩子自由端下拉1m，桶上升2m；D．質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石【答案】B?！窘馕觥緼．由定滑輪的特點(diǎn)知，定滑輪可以改變力的方向，不能改變力的大小，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿，所以是相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿，故B正確；C．圖中由兩段繩子承重，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升距離的2倍，所以繩子自由端下拉1m，桶上升0.5m，故C錯(cuò)誤；D．工人重約G=mg=65kg×10N/kg=650N，由于是兩根繩子承擔(dān)著物重，所以人最多能拉起650N×2＝1300N的物體，而砂石重約G’=m’g=150kg×10N/kg=1500N，故D錯(cuò)誤。9.如圖所示，用不變的拉力F勻速拉動(dòng)重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動(dòng)了一段距離s，在此過程中拉力F做的功為（）。A．FsB．GsC．2FsD．（G+F）s【答案】C?！窘馕觥坑深}知：拉力為F，繩子自由端移動(dòng)距離是2s，由功的公式得拉力F做的功為W=2Fs。故選C。10.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(gè)滑輪組工作的說法中，正確的是（）。A．繩子自由端被拉下了10m；B．這個(gè)滑輪組能省距離；C．這個(gè)滑輪組能省力；D．這個(gè)滑輪組能省功【答案】C?！窘馕觥緼B、由圖知，n＝2，拉力端移動(dòng)距離s＝2h＝2×2m＝4m，使用該滑輪組要費(fèi)距離，故AB錯(cuò)誤；C、使用這個(gè)滑輪組由兩股繩子承擔(dān)物重和動(dòng)滑輪重，能省力，故C正確；D、使用該滑輪組要提升動(dòng)滑輪、克服摩擦做額外功，所以要多做功，故D錯(cuò)誤。11.用如圖所示的滑輪組勻速提起重1000N的物體，每個(gè)滑輪重100N，拉力F為______N；如果要用275N的拉力提升同一個(gè)重物，滑輪組承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)應(yīng)為______段。（不計(jì)摩擦和繩重）【答案】300；5?！窘馕觥縖1]不計(jì)摩擦和繩重，由圖可知，滑輪組由4段繩子承擔(dān)物重，則拉力大小[2]如果要用275N的拉力提升同一個(gè)重物，滑輪組承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)所以滑輪組承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)應(yīng)為5段。12.如圖所示，小明用一個(gè)滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內(nèi)上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動(dòng)的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力為___________N。【答案】4；125；50?！窘馕觥縖1]根據(jù)圖示可知，滑輪組承重的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=2×2m=4m[2]拉力所做的總功為W總=Fs=125N×4m=500J拉力的功率為[3]不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N。三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）13.如圖所示，體重為510N的人，用滑輪組拉重500N的物體A沿水平方向以0.02m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)中物體A受到地面的摩擦阻力為200N。動(dòng)滑輪重為20N（不計(jì)繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動(dòng)滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上）。則下列計(jì)算結(jié)果中正確的是（）。A．人對地面的壓力為400N；B．繩子自由端受到的拉力大小是100N；C．人對地面的壓力為250N；D．繩子自由端運(yùn)動(dòng)速度是0.06m/s【答案】A?！窘馕觥坑蓤D知，n=2，所以拉力；所以人對地面的壓力；繩子自由端運(yùn)動(dòng)速度。14.新開學(xué)，班級領(lǐng)取分發(fā)一批新書，每捆新書重為100N，小明抱著一捆書先經(jīng)過50米的水平過道，此過程對書做功為___________J；后經(jīng)過10米長的樓梯，爬上層高為3米的二樓，爬樓過程人對書做功為______