第12-2講滑輪-2024年中考一輪復(fù)習(xí)講義

第122講滑輪知識點1：滑輪定滑輪：高高的旗桿矗立在操場上。旗手緩緩向下拉繩子，旗子就會徐徐上升。這是因為旗桿頂部有一個滑輪，它的軸固定不動，這種滑輪叫做定滑輪。定滑輪可以改變力的方向，但不能省力，相當(dāng)于一個等臂杠桿。動滑輪：電動起重機吊鉤上有一種滑輪，它的軸可以隨被吊物體一起運動，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)動并收繩子時，物體和滑輪就被提起，這種滑輪叫做動滑輪。動滑輪可以省力，但不可以改變力的方向且費距離，相當(dāng)于一個省力杠桿。滑輪組：既可以省力也可以改變力的方向，但不能省功和省距離。輪軸和斜面：輕輕轉(zhuǎn)動門把手，就可以把門打開；司機用不大的力轉(zhuǎn)動方向盤，在軸上就能產(chǎn)生較大的力使汽車轉(zhuǎn)彎。門把手、方向盤等屬于又一類簡單機械——輪軸。輪軸由有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸。斜面也是一種簡單機械，在生活和生產(chǎn)中隨處可見?！镜淅骄?】用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在相同時間內(nèi)把相同的物體提升相同的高度，在不計繩重及機械摩擦的情況下，則甲、乙兩工人拉力的功率大小為P甲________P乙〔選填“大于”、“小于”或“等于”）?！窘忸}思路】如何準(zhǔn)確確定承擔(dān)重物繩子的股數(shù)n？在滑輪組中，承擔(dān)物重的是吊著動滑輪的那幾段繩子．而定滑輪只起改變動力方向的作用．所以，只要數(shù)一數(shù)有幾段繩子吊著動滑輪，就能算出省力到幾分之一。利用“隔離法”可以準(zhǔn)確確定承擔(dān)重物繩子的股數(shù)n。方法：在動滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開來，只算繞在動滑輪上的繩子股數(shù)。【答案】等于【解析】甲圖動滑輪上的繩子根數(shù)為2，乙圖動滑輪上的繩子根數(shù)為3，在不計繩重及機械摩擦的情況下，，由可知甲圖拉力的功率為乙圖拉力的功率為故P甲=P乙?！镜淅骄?】如圖所示，要想用最小的力將汽車拖出來，請給滑輪組繞繩。【解題思路】如何組裝滑輪組？首先根據(jù)省力公式或根據(jù)求出繩子的股數(shù)n。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則(若繩子的起點在動滑輪上，則有奇數(shù)股繩子承擔(dān)重物；若繩子的起點在定滑輪上，則有偶數(shù)股繩子承擔(dān)重物)。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。注意：若求得n不是整數(shù)，應(yīng)采取”進(jìn)一法”取成整數(shù)?！敬鸢浮俊窘馕觥恳米钚〉牧⑵囃铣鰜?，則應(yīng)有三段繩子吊著動滑輪，繩子的固定端應(yīng)從動滑輪開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，故如下圖所示：一、單選題1．（2023·四川自貢·統(tǒng)考中考真題）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、、勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是（）A．較大 B．較大C．較大 D．、、的大小相等【答案】D【解析】由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，所以忽略繩子與滑輪的摩擦，勻速向上拉物體時，無論向哪個方向拉動繩子，施加在繩子上的拉力都與物體重力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大，故ABC錯誤，D正確。故選D。2．（2023·湖南常德·統(tǒng)考中考真題）如圖所示小明組裝了甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物=200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（）A．F甲=200N，并向上移動4mB．F甲=100N，并向上移動2mC．F乙=200N，并向上移動1mD．F乙=400N，并向上移動lm【答案】D【解析】AB．不計繩重、輪重和摩擦，圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，但是可以省一半的力，所以拉力端移動的距離為s=2h=2×2m=4m故AB錯誤；CD．不計繩重、輪重和摩擦，圖乙是動滑輪，拉力作用在動滑輪的軸上，拉力F乙=2G物=400N拉力端移動的距離為故C錯誤，D正確。故選D。3．（2023·甘肅蘭州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，為了測量某金屬塊B的密度，小形設(shè)計了如圖所示的裝置，金屬塊B未放入量筒時，水面位置如圖甲所示，將金屬塊B完全浸沒在水中時，水面升高至如圖乙所示的位置。當(dāng)動滑輪下方所掛鉤碼A的總質(zhì)量為220g時，A、B在圖示位置達(dá)到平衡。已知每個滑輪的質(zhì)量為20g，，繩重與摩擦均不計。下列說法中不正確的是（）A．金屬塊B的密度為8g/cm3B．金屬塊B的體積為10cm3【答案】A【解析】BC．由圖甲可知量筒中水的體積是30mL，圖乙中水和金屬塊的總體積是40mL，金屬塊的體積V=40mL30mL=10mL=10cm3金屬塊受到的浮力故BC正確，不符合題意；AD．A的重力GA=mAg每個滑輪的重力G輪=m輪g滑輪組的動滑輪繞3段繩，繩重與摩擦均不計，繩子的拉力金屬塊B的重力金屬塊B的密度故A錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。故選A。4．（2023·四川遂寧·統(tǒng)考中考真題）用如圖所示的四種簡單機械，將同一重物從低處勻速提升到高處，在不計機械自重及摩擦的情況下，最省力的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【解析】如選項A中圖，動滑輪是省力杠桿，其動力臂是阻力臂的2倍，則動力是阻力的一半，即如選項B中圖，根據(jù)機械功原理，任何機械都不省功，所以由得如選項C中圖，設(shè)阻力臂為L，則從支點到動力作用點長度為3L，因為動力作用線與橫桿夾角為30°，說明動力臂長度為橫桿的一半，即。根據(jù)杠桿平衡條件可得如選項D中圖，定滑輪是等臂杠桿，動力臂等于阻力臂，則。綜上所述，通過比較得知，B選項中最小，即在不計機械自重及摩擦的情況下，最省力的是斜面，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。二、計算題5．（2023·湖南長沙·統(tǒng)考中考真題）如圖，小明用一個動滑輪和幾個相同的杠鈴片自制了一個健身器，已知動滑輪的質(zhì)量為5kg，每個杠鈴片的質(zhì)量為10kg。不計繩重和摩擦，g取10N/kg，小明通過握桿豎直向上勻速拉動繩子提升杠鈴片的過程中，求：（1）杠鈴片在0.5s內(nèi)上升0.2m，杠鈴片的速度；（2）動滑輪下掛著兩個杠鈴片，握桿對繩子拉力的大?。唬?）動滑輪下掛著四個杠鈴片，杠鈴片上升了0.1m，在此過程中握桿對繩子的拉力做的功?！敬鸢浮浚?）0.4m/s；（2）125N；（3）45J【解析】解：（1）杠鈴片上升的速度（2）由圖可知，動滑輪由兩段繩子承擔(dān)，即n=2,當(dāng)動滑輪下掛兩個杠鈴片，不計繩重和摩擦，握桿對繩子的拉力（3）動滑輪下掛著四個杠鈴片，拉力所做的功答：（1）杠鈴片的速度為0.4m/s；（2）動滑輪下掛著兩個杠鈴片，握桿對繩子拉力的大小為125N；（3）動滑輪下掛著四個杠鈴片，拉力做的功為45J。三、填空題6．（2023·四川達(dá)州·統(tǒng)考中考真題）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重30N，B重5N，則A所受地面的摩擦力為N；若對A施加一個水平向左的拉力F，剛好使A勻速向左運動，則拉力F=N。（不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦）【答案】1020【解析】[1][2]如圖所示，物體A和B通過動滑輪相連，動滑輪上有2段繩子，已知A重30N，B重5N，物體B恰好勻速下降，說明物體A處于平衡狀態(tài)，則A所受地面的摩擦力與動滑輪的鉤子拉A的力是一對平衡力，即若對A施加一個水平向左的拉力F，則物體A受到三個力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB，水平向右的摩擦力10N，所以，水平剛好使A勻速向左運動，則拉力F7．（2023·寧夏·統(tǒng)考中考真題）某校組織學(xué)生參加觀軍事博物館，學(xué)生發(fā)現(xiàn)潛水艇的形狀如圖所示，頭部粗，尾部細(xì)，由此提出疑問。若潛水艇頭部細(xì)，尾部粗，所受的體阻力是否不同？同學(xué)們選取完全相同的模型A和B照圖乙組裝進(jìn)行探究所掛物重的質(zhì)量均為0.5kg（g=10N/kg）。（1）圖乙的兩個滑輪為作用是模型所受拉力是N（忽略沉重和摩擦）；（2）探究過程如圖丙所示，t0時刻重物開始下落，t1時刻發(fā)現(xiàn)模型B運動較快，說明模型B在運動過程中所受液體阻力較；（3）實驗中液體阻力大小是通過模型運動快慢來體現(xiàn)的，這種研究物理問題的方法叫做?！敬鸢浮慷ɑ喐淖兞Φ姆较?小轉(zhuǎn)換法【解析】（1）[1][2][3]圖乙中兩個滑輪使用時，軸的位置固定不動，是定滑輪，作用是改變力的方向；使用定滑輪不省力，因此模型所受拉力是F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N（2）[4]所掛重物的質(zhì)量相等，模型所受拉力相等，重物同時開始下落，一段時間后發(fā)現(xiàn)模型B運動較快，說明模型B在運動過程中，所受液體阻力較小。（3）[5]實驗中液體阻力大小不易直接測量，是通過模型運動快慢來體現(xiàn)的，這種研究物理問題的方法叫做轉(zhuǎn)換法。四、作圖題8．（2023·甘肅金昌·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，小亮用滑輪組將裝修材料運到樓上，請用筆畫線幫他組裝最省力的滑輪組?！敬鸢浮?/p>

【解析】要使滑輪組最省力，則動滑輪上纏繞的繩子數(shù)應(yīng)最多，由圖中可知，滑輪組中有一個動滑輪，則動滑輪上最多可纏繞三股繩子，如下圖所示一、單選題1．（2023·湖南邵陽·統(tǒng)考三模）下列各種機械中，不省力的機械是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【解析】A．鋼絲鉗在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．動滑輪最多可以省一半力，但不能改變力的方向。故B不符合題意；C．定滑輪不省力，但可以改變力的方向。故C符合題意；D．斜面可以省力，坡度越小越省力，故D不符合題意。故選C。2．（2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，一個重G=20N的物體在拉力F的作用下被勻速提升了20cm。若滑輪重為10N、不計繩重和摩擦，則拉力F及其向上移動的距離s分別為（）A．F=10N，s=20cm B．F=10N，s=40cmC．F=15N，s=20cm D．F=15N，s=40cm【答案】D【解析】由圖知，使用的是動滑輪，不計滑輪重和摩擦，則拉力為拉力端向上移動的距離為s=2h=2×20cm=40cm故選D。3．（2023·山東菏澤·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如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，吊籃可在電動機的作用下實現(xiàn)升降，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為40kg，兩名工人及工具的總質(zhì)量為200kg，某次吊升過程中，吊籃在30s內(nèi)勻速上升了6m。若不計滑輪重、繩重和摩擦，下列關(guān)于該過程的分析正確的是（g=10N/kg）（）A．吊籃的動能增大 B．吊籃的機械能守恒C．電動機對繩子的拉力為800N D．電動機拉動繩子的功率為480W【答案】D【解析】A．吊籃勻速上升過程中質(zhì)量不變，速度不變，所以吊籃的動能不變，故A錯誤；B．吊籃勻速上升過程中質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；但吊籃高度增加，重力勢能變大，所以吊籃的機械能變大，故B錯誤；C．吊籃的總重力該裝置動滑輪上有4段繩子承載重物，所以電動機對繩子的拉力故C錯誤；D．電動機處繩端移動的距離電動機拉力做的功電動機拉動繩子的功率故D正確。故選D。4．（2023·廣東廣州·統(tǒng)考一模）分別使用甲、乙兩個滑輪組將重為10N的物體A在2s內(nèi)勻速拉升20cm，拉力大小如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲更省力 B．乙繩子自由端移動距離更大C．兩次所做的有用功都是200J D．此過程做的功比做的功多【答案】D【解析】由圖得，甲滑輪組乙滑輪組A．由圖得，拉著同一物體，甲繩子末端的拉力大于乙繩子末端的拉力，因此乙更省力，故A錯誤；

B．由得，乙繩子自由端移動距離更小，故B錯誤；C．兩次所做的有用功都是故C錯誤；D．此過程做的功做的功故D正確。故選D。5．（2023·廣東廣州·統(tǒng)考二模）人直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是W1，功率是P1；再使用定滑輪在相同時間內(nèi)勻速提升該重物到同一高度，則人的拉力為F2，所做的功是W2，功率是P2，（考慮摩擦因素）則（）A．F1大于F2 B．W1大于W2C．F1小于F2 D．P1等于P2【答案】C【解析】AC．直接用F1的力勻速提升重物，則F1=G；定滑輪在相同時間內(nèi)勻速提升該重物到同一高度，考慮摩擦，拉力大小F2＞G，即F1小于F2，故A不符合題意，C符合題意；B．F1小于F2，使用定滑輪時，拉力移動的距離等于物體上升的高度，根據(jù)W=Fs知，W1小于W2，故B不符合題意；D．時間相同，根據(jù)知，P1小于P2，故D不符合題意。故選C。二、填空題6．（2023·吉林延邊·統(tǒng)考模擬預(yù)測）工人用如圖所示的滑輪組來提升貨物，已知貨物重400N，每個滑輪重50N，若物體在10s內(nèi)被提升了6m，不計繩重和摩擦，則拉力F是N，繩自由端移動的速度是m/s。【解析】[1]由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)是n=2，不計繩重和摩擦，則拉力F為[2]繩自由端移動的距離s繩=nh物=2×6m=12m繩自由端移動的速度7．（2023·廣東中山·華南師范大學(xué)中山附屬中學(xué)校考模擬預(yù)測）用如圖所示的滑輪組，拉動水平地面上重為100N的物體勻速前進(jìn)2m，測出繩子上A點拉力的大小為16Ｎ，忽略滑輪和繩重，繩子末端的拉力F至少要等于N，力F做功J，此時物體受到地面的摩擦力大小為N?！敬鸢浮?3216【解析】[1]對動滑輪進(jìn)行受力分析，受到了向左的兩段繩子的拉力和向右的繩子的拉力，不考慮繩重與摩擦，同一根繩子處處受力相同，故繩子末端的拉力F為若考慮摩擦力，必然大于8N，故繩子末端的拉力F至少要等于8N。[2]一共有兩段繩子分擔(dān)動滑輪所受的拉力，故物體移動2m，則繩子移動的距離為4m，則力F做功[3]對物體A進(jìn)行受力分析，在水平方向上受到了向左的拉力16N，向右的摩擦力，物體A勻速運動，拉力與摩擦力是平衡力，其大小相等，方向相反，故此時物體受到地面的摩擦力大小為16N。8．（2023·廣東韶關(guān)·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，把重為1000N的物體A勻速提升2m，不計滑輪自重和摩擦，則作用在細(xì)繩自由端的拉力F大小為N，細(xì)繩自由端移動了m。若提升物體A所用時間為40s，則拉力F做功的功率為W?！敬鸢浮?00450【解析】[1]由圖知，使用的是動滑輪，因為不計滑輪自重和摩擦，所以拉力[2]細(xì)繩自由端移動的距離s=2h=2×2m=4m[3]拉力做的功W=Fs=500N×4m=2000J拉力做功功率9．（2023·山東威?！そy(tǒng)考一模）如圖所示，倉庫工人用電動葫蘆（滑輪組）將重為3000N的貨物勻速吊起，用時10s將貨物提升到了2m的高處。已知拉力F的大小為1020N，不計繩重和軸的摩擦，則動滑輪重為N；拉力的功率為W?！敬鸢浮?0612【解析】[1]由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)n=3，因為不計繩重和摩擦?xí)r，所以動滑輪的重力G動=nFG=3×1020N3000N=60N[2]繩子自由端移動的距離s=nh=3×2m=6m拉力做的總功W總=Fs=1020N×6m=6120J拉力做功的功率10．（2023·新疆·校聯(lián)考模擬預(yù)測）圖中，三個物體的重力均為200N，底面積1m2，方向豎直向上的拉力F=50N，地面對物體的支持力F1N，地面受到的壓強Pa。圖b中，不計繩和動滑輪的重力摩擦，勻速提升中午時的拉力F2=N，物體上升5m做功J。圖c中，大小活塞的面積之比時5∶1，不計摩擦及活塞的重力，則勻速舉起重物時的壓力F3=N?！敬鸢浮?5015010050040【解析】