2024-2025學(xué)年浙教版九年級科學(xué)上冊滑輪講義

滑輪

定義實質(zhì)特點

軸固定不使用定滑輪——力，但可以改變動力的

定滑輪

動的滑輪杠桿

軸可以隨動力臂

物體一起為阻力使用動滑輪省_____力，但費一倍距離，且動滑

動滑輪

運動的滑臂—輪不能改變力的方向

輪的杠桿

①在忽略滑輪組與軸之間的摩擦和繩重的情況

滑輪組是

下，使用滑輪組時，重物和動滑輪總重由幾段繩

由定滑輪

滑輪組子承擔(dān)，提起重物所用的力就等于總重的幾分之

和動滑輪

組合而成②可以既省力又改變力而作用方向

［說明］滑輪組中拉力尸應(yīng)為所承擔(dān)重物總重的士例如在考慮動滑輪重，不計摩擦?xí)r，

n

則拉力產(chǎn)=續(xù)士國5為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)）。

n

另外，無論是否考慮輪重與摩擦，以下兩點均成立：

（1）繩子自由端（即：拉力作用點）移動距離s與重物被提升距離力的關(guān)系：s=nh

5為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)）。

（2）繩子自由端（即：拉力作用點）移動速度o與重物被提升速度外的關(guān)系：vF=nvG

（A為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)）。

知識點3機械效率

1.有用功，額外功和總功

定義公式應(yīng)用

斜面、杠桿、

/有用=必（提升重物）=（總一/額=nW滑

有用功對人們有用的功

總輪及滑輪組：

W有用=Gh

斜面、杠桿、

并非我們需要但又不/額=肌B一必有用=G動力（忽略輪軸摩擦

額外功滑輪及滑輪組：

得不做的功的動滑輪、滑輪組）

濟額=塞或公

杠桿、滑輪及

有用功加額外功或動給用

總功十總一例有用十例額一展一〃滑輪組：

力所做的功

W!&=fL+Gh=FL

［注意］判斷有用功與額外功的根本依據(jù)是做功的目的，例如：當(dāng)我們用水桶從井中提水時,

則對水做的功為有用功，對水桶做的功為額外功；當(dāng)水桶掉到井里打撈時，則對水桶做的

功為有用功，而對水桶里的水做的功為額外功。

水平拉動物體：〃有用=尸拉物XS物；提升物體：〃有用=GX瓦

知識歸納：三種簡單機械做功的比較

\1n械

l杠桿滑輪組(提重物)斜面

功

W有用=GhW有用=GhW有用=Gh

有用功

克服動滑輪重、繩重、摩

克服摩擦力所做的功

克服杠桿本身重力、摩擦力所做的功

擦力所做的功⑴+額外=%一%用

(1)印額外=印總一%用

額外功

%額外=%-%用

(2)若不計繩重、摩擦力，(2)W額外=4(L為斜

W額外=G動，面的長)

總功%=Fs%=Fs%=Fs

三種簡單機械機械效率的計算

滑輪或滑輪組

杠桿斜面

豎直提升重物水平拉物體

%FsnF(1)

W^_Gh(2)不計繩重、摩擦q=%用=/物=/W^_Gh

“W!!——

eFsGhG一明一Fs繩一nF

77——%FL

G/z+G動〃G+G動

其中f為物體與水平地

其中G為物重，h為重物上升

其中G為提升面間的摩擦力，F(xiàn)為拉(2)

高度，s為繩自由端移動距

重物的重力，hGh

離，n為承擔(dān)重物的繩子數(shù)力，s物為物體移動的77—

為重物升高的Gh+fL

進一步化簡

高度，F(xiàn)為動其中G為物重，

GhG1距離，s繩為繩子自由

力，s為動力77=--------=-------=----h為斜面高度，

Gh+GhG+G動—

作用點移動的7J1詢移動的距離，n為承L為斜面長度，

C

距離'擔(dān)摩擦力的繩子段數(shù)F為拉力，f為

所以適當(dāng)增大物重可提高機

摩擦力

械效率

常見例題講解

類型一常規(guī)題型

例1.用如圖所示的滑輪組來提水，已知每個滑輪重5N,空桶重5N,桶中裝5kg水，先將這

桶水在20s內(nèi)勻速提升5m,(不計繩重和摩擦)求：

(1)拉力F的大?。?/p>

(2)拉力F的功率；

(3)計算滑輪組的機械效率；

(4)若滑輪組的機械效率是90%,滑輪的重不變，則桶中的水的質(zhì)量變化了多少

例2.用如右圖所示滑輪組勻速提起重400N的貨物，勻速上升2m,不計繩重和摩擦，此時

滑輪組的機械效率為80%。

(1)求此時繩子的拉力，。

(2)若繩子最大能承受200N的拉力，此滑輪組的機械效率最大是多少？

圖7

例3.用圖7所示的滑輪組拉物體A在水平桌面上做勻速直線運動。如果拉力尸=3N,物體A

的速度v=0.2m/s,忽略滑輪重、繩重和軸摩擦。下列說法中正確的是

A.物體A受到合力不為零B.物體A受到的拉力為9N

C.豎直墻受到的拉力為9ND.拉力尸每秒鐘做功為1.8J

例4.如圖8所示裝置中，長木板甲重20N,物體乙重10N。甲、乙之間用一根輕繩通過定滑

輪相連，當(dāng)水平方向的拉力尸的大小為6N時，長木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s,

向左做勻速直線運動。不計滑輪處摩擦，繩子拉物體乙的功率是W,

變式訓(xùn)練

1.如圖5所示裝置中，物體甲重20N,乙重10N。甲、乙之間用一根輕繩通過定滑輪相連，

沿著水平方向的拉力尸的大小為5N時，物體甲恰能在光滑的水平桌面上向左做勻速直線運

動。不計滑輪處摩擦，下列說法中正確的是

B.物體乙受到的運動阻力為5N尸乙解j

C.豎直墻面對滑輪沿水平方向的拉力為5N"tl——忠一一

D.甲乙兩物體的物重不同，受到摩擦力的大小也不同圖5

2.如圖12所示裝置，物體6所受重力為&物體/在物體6的作用下在水平桌面上向右勻

速運動.小明用一個水平向左的力拉物體4使物體8以速度P勻速上升，此時滑輪組的機

械效率為80%；若將物體方換成物體。后，小明用另一個水平向左的力拉物體4使物體C

以4y的速度勻速上升，此時滑輪組的機械效率為60%.不計繩重及滑輪組裝置的摩擦，則

第二次水平向左拉物體力時，拉力的功率是.

類型二滑輪與壓強結(jié)合1,

例1.如圖8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0.01m/s

的速度勻速運動。此時滑輪組的機械效率為75%,運動中物體A受到地面的摩擦阻力為物體

重力的0.3倍，不計繩重、滑輪摩擦，地面上定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，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，則下列計算結(jié)果正確的是()

A.繩子自由端受到拉力的功率是2W

B.人所受到的合力為零

C.繩子自由端運動的速度是0.01m/s

D.人對地面的壓力是410N

例2.如圖是一個上肢力量健身器示意圖.D是動滑輪；配重A的質(zhì)量為140kg,杠桿EH可

繞。點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，0E：OH=1：2.假定運動員體重是600N,(不計杠桿重、繩重及

摩擦，).問：

(1)配重A自由放置時對地面的壓力是多大？

(2)當(dāng)人將配重A勻速提升0.2m時，人做功340J,動滑輪重為多少？

(3)如果運動員對H端施加一個豎直向下100牛的力，并保持EH水平，則左側(cè)繩子對E

端的拉力是多少？

變式訓(xùn)練

《旨平)39.如圖24所示.質(zhì)量為60kg的工人在水平地面上*用滑輪組把貨物運到高處.第一次

運送貨物時，貨物質(zhì)量為130kg工人用力Q勻速拉繩,地面對工人的支持力為2,滑輪組的機械效

率為力：第二次運送貨物時，貨物質(zhì)量為90kg.工人用力入勻速拉繩的功率為生.貨箱以O(shè).lm/s

的速度勻速上升,地面對人的支持力為M，M與恒之比為2:3.

(不計繩重及滑輪摩擦,g取10N/kg)

求:(1)動滑輪重和力Fi的大??；

⑵機械效率7＞：

(3)功率七?

類型三滑輪與浮力結(jié)合

例1.如圖正方體A在水平面處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知A的邊長為10cm,密度為8g/cm3,動滑輪

總重為20N,不計繩重和摩擦。

(1)求正方體A的質(zhì)量

(2)當(dāng)繩的自由端拉力Q10N時，求物體A對水平地面的壓強多大？

(3)把物體A完全浸沒在水中時，用此滑輪組勻速提升物體，求露出水面前滑輪組的機械效

率。

A

77777777777

例

2.

（崇文）34.小文的體重為600N,當(dāng)他使用如圖24所示的滑輪組勻速提升水中的體積為0.01m5

解物/時（重物始終未出水面），他對地面的壓強為8.75X10'Pa.已知小文與地面的接觸面

積為400cm、當(dāng)他用此滑輪組在空，中勻速提升重物8時，滑輪組的機械效率是80%.已知

重物/重物力所受重力之比G：fi=5：12,若不計繩童和摩擦，g=10N/kg.

求；（1）提升重物力時小文對地面的壓力.

（2）物體力的密度.

（3）在水中提升重物A時滑輪組的機械效率.

（4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度勻速上升，

小文拉繩的功率凡

變式訓(xùn)練

1.用如圖滑輪組將480N的物體以0.3m/s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200N（不

計摩擦和繩重）

求：（1）滑輪組的機械效率

（2）拉力的功率

（3）若重600N的人，用該滑輪組將重600N,密度為6g/cm，的另一浸沒在水中物體勻速拉起

時，求：物體浸沒在水中時，人對地面的壓強（人每只腳的底面積為2dm今

類型四機械效率問題

例1.利用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在相同的時間內(nèi)用大小相同的力Fi和FZ分別把質(zhì)

量相等的重物G和G?提升到相同的高度，則（）

A、甲滑輪組的機械效率高B、乙滑輪組的機械效率高

C、F2做功的功率大D、Fi、F,做功的功率一樣大

例2.兩滑輪組裝置如圖所示，已知每個滑輪重力都為G。，摩擦和繩重均不計，用它們分別

勻速提起重為G=5G。的物體時，甲、乙兩滑輪組的機械效率之比是（）

◎

◎

4

0

。

口

A、6：7B、7：6

C、5：6D、5：7

例3.如圖所示，斜面長6m,高3m,用沿斜面向上、大小為100N的拉力F使物體在5s內(nèi)沿

斜面移動了2m,下列說法正確的是（）

A、滑輪組的機械效率是40%B、物體重300N

C、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W

類型五簡單機械結(jié)合類問題（難點）

例1.如圖所示的裝置，。為杠桿的支點，在杠桿上掛有重為60N的重物6,杠桿的左端通過

細繩（繩的中間串一個彈簧測力計）跨過定滑輪懸掛著重物/處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧測力

計的示數(shù)為40N,杠桿處于水平位置平衡。保持M點位置不動，向容器。中緩慢注水至/完

全浸沒在水中，測力計示數(shù)變?yōu)?0N。托起容器C,使4接觸容器的底部，彈簧測力計的示

數(shù)逐漸減為10N,同時移動物體方的懸掛點，使杠桿仍在水平位置平衡。若已知容器的底面

積為200cm）杠桿、彈簧測力計、細繩和滑輪的質(zhì)量以及一切

摩擦均可忽略不計，水的密度og.OXlO'kg/m：取g=10N/kg。Wf

則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知]

TT

A.物體力的體積為ZXlO'cn?

B.物體力的密度為ZXIOTg/n?

C.物體6的懸掛點應(yīng)向左移動的距離為杠桿長度的23

10

D.若將物體/從容器中取出，取出前后容器底部受水的壓強的變化量為lOOPa

例2.如圖是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。/是動滑輪，6是定滑輪，C是卷揚

機，，是油缸，￡是柱塞。作用在動滑輪上共三股鋼絲繩，卷揚機轉(zhuǎn)動使鋼絲繩帶動動滑輪

上升提取重物，被打撈的重物體積-0.5m3?若在本次打撈前起重機對地面的壓強R=2.0

X107Pa,當(dāng)物體在水中勻速上升時起重機對地面的壓強.=2.375X10'Pa,物體完全出水后

起重機對地面的壓強R=2.5Xl()7pa。假設(shè)起重時柱塞沿豎直方向，物體出水前、后柱塞對

吊臂的支撐力分別為5和%,4與、之比為19：24。重物出水后上升的速度y=0.45m/s。

吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。(g取10N/kg)求：

(1)被打撈物體的重力；

(2)被打撈的物體浸沒在水中上升時，滑輪組4?的機械效率；

(3)重物出水后，卷揚機牽引力的功率。不。

斜面

考點：斜面的機械效率摩擦力求解

斜面的機械效率：斜面越粗糙，機械效率越小;

斜面的傾角越大，機械效率越小;

斜面與提升的物體重量無關(guān)

綜合計算：找準(zhǔn)功并把功作為中間量；注意滑輪自由端移動的距離；熟悉用兩個已知量求

第三個量

W=FS=Pt=FvtW總=W額+W有用=w有用/n

w有用=w^—3額=nW總

常見題型

例1.如圖所示，在探究“斜面的機械效率”的實驗中，測斜面的機械效率的實驗中:

(1)測斜面機械效率的原理是;

(2)實驗中需要測的量是、、、.

(3)n=o(用上面的量描述)曠

例2.已知斜面的長為L,高為h,用沿斜面向上的推力F,使物體勻速地從斜面底端運動到

頂端。若物重為G,克服摩擦阻力做的功為W,則斜面的機械效率為()

Gh_gh__

A、下IB、可C、FLVWD、弱有瓦

例3.某實驗小組的同學(xué)在探究斜面的機械效率時，他們用彈簧測力計拉著小車沿斜面向上

運動，收集了下表中的實驗數(shù)據(jù)：

實驗斜面的幀小車重量斜面高度沿斜面拉力斜面長

機械效率

第次斜程度G/Nh/mF/Ns/m

1較緩50.22.2145%

2較陡50.53.6169%

3最陡50.74.2183%

(1)分析上表中的數(shù)據(jù)得出：當(dāng)斜面坡度較時,較省力；

(2)分析上表中的數(shù)據(jù)還可得出：當(dāng)斜面時，斜面的機械效率最大；

(3)該小組又做了第4次實驗：他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長

分別為0.5m和1m,用彈簧測力計拉著這個小車沿斜面向上做勻速直線運動，讀出這時彈簧

測力計的示數(shù)為4.5N,則他們測出斜面的機械效率為一.把第4次與第

次的測量結(jié)果相比較，才能得出：當(dāng)斜面越粗糙時斜面的機械效率越小.

A0B

1J庵

課后作業(yè)圖6

1.輕質(zhì)硬桿AB長75cm。用長短不同的線把邊長為10cm的立方體甲和體積是Idm?的球乙分

別拴在桿的AB兩端。在距A點30cm處的0點支起AB時，甲靜止在桌面上，乙懸空，桿AB

處于水平平衡。將乙浸沒在某液體中后，桿AB仍平衡，如圖6所示。此時甲對水平桌面的

壓強改變了1200Pa。則這種液體的密度是kg/m3(取g=10N/kg)

2.如圖24所示，用滑輪組將重為年1800N的金屬塊打撈出水面，不計繩重、摩擦和水對金

屬塊的阻力，作用在繩自由端拉力的功率始終保持1680W,金屬塊浸沒在水中時,,,

勻速提起的而

速度為歷=0.8m/s,金屬塊的密度為8Xl()3kg/m3,g取10N/kg。求：

(1)金屬塊未露出水面以前的機械效率〃。R1

G

圖24

（2）金屬塊被提出水面后勻速提起的速度質(zhì)（計算結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）

3.如圖7所示，在底