資源簡介

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八年級物理下冊 預習篇
12.2 滑輪
1、滑輪是變形的杠桿。
2、定滑輪：
①定義：中間的軸固定不動的滑輪。
②實質：等臂杠桿。
③特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=G物。繩子自由端移動距離SF（或速度vF）=重物移動的距離SG（或速度vG）
3、動滑輪：
①定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）
②實質：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
③特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。
④理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：
只忽略輪軸間的摩擦則，拉力 。繩子自由端移動距離SF（或vF）=2倍的重物移動的距離SG（或vG）
4、滑輪組
①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向。
③理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力。繩子自由端移動距離SF（或vF）＝n倍的重物移動的距離SG（或vG）。
④組裝滑輪組方法：首先根據公式求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。
選擇題
1.如圖所示，分別用相同的力F勻速提升不同重物，若不計滑輪自身的重力及摩擦，則下列關系正確的是（　　）
A． B． C．G1＞G2＞G4 D．
【答案】A
【詳解】不計滑輪自身的重力及摩擦，繩子末端拉力F相同。（a）（b）兩圖皆為定滑輪，定滑輪實質為等臂杠桿，所以有
F=G1=G2
（c）圖為動滑輪（本質上屬于省力杠桿），繩子末端拉力豎直向上，此時動力臂是阻力臂的兩倍，省一半力，即G3=2F；（d）圖為動滑輪，繩子末端拉力方向斜向上，此時動力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的兩倍，則FG1=G2故A正確，BCD錯誤。
故選A。
2.如圖，將同一物體分別沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，勻速拉到頂點A1、F2，拉力做功分別為W1、W2，下列選項正確的是（　　）
A．F1W2 B．F1>F2 W1=W2
C．F1>F2 W1>W2 D．F1【答案】D
【詳解】斜面高度一定，斜面傾斜角度越大，越費力，斜面AB傾斜角度小于AC，所以物體沿AB運動時拉力較小，即
F1斜面光滑說明摩擦力為0，使用任何機械都不省功，所以拉力在兩斜面上做功相同，即
W1=W2
故選D。
3.下列簡單機械在正常使用時（不計機械自重），不能省力的是（　　）
A．鋼絲鉗 B．斜面
C．定滑輪 D．動滑輪
【答案】C
【詳解】A．鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；
B．根據斜面原理
因為
L>h
所以
F因此斜面是省力機械，故B不符合題意；
C．定滑輪的實質是等臂杠桿，不省力也不省距離，故C符合題意；
D．動滑輪的實質是動力臂是阻力臂二倍的杠桿，因此動滑輪是省力機械，故D不符合題意。
故選C。
4.如圖裝置中，物體A重100牛，物體B重10牛，在物體B的作用下，物體A在水平面作勻速直線運動，則如果在物體A上加一個水平向左的拉力F，拉力的功率為10瓦，使物體B勻速上升4米所用的時間為（不計滑輪與軸之間的摩擦，不計輪和繩重）（　　）
A．5秒 B．6秒 C．7秒 D．8秒
【答案】D
【詳解】由圖可知，通過動滑輪繩子段數n=3，不計輪與軸之間的摩擦，不計輪重、繩重，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動時
f=F拉=3GB=3×10N=30N
拉動A向左運動時，A受力如圖：
拉力
F=f+F拉=30N+30N=60N
物體B勻速上升4m，A移動的距離
拉力F做功為
所用時間為
故選D。
5.用下列簡單機械，使重量同為G的物體都處于靜止狀態，如圖所示，其中用力最大的是（均不計摩擦和機械自重）（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】A．由于杠桿平衡，動力臂大于阻力臂，所以F＜G；
B．由于杠桿平衡，動力臂小于阻力臂，所以F＞G；
C．使用定滑輪，F＝G；
D．使用動滑輪，；
由以上分析可知，B選項中用力最大，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
6.用下列簡單機械提升同一重物，忽略機械自重和摩擦，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【詳解】A．分別用如圖四種機械提起同一重物，忽略機械自重和摩擦，則根據杠桿平衡條件可得
則
B．由圖可知，該滑輪組由1股繩子承擔物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由圖可知，該滑輪組由2股繩子承擔物重，拉力為物重的二分之一，即；
D．由圖可知，該滑輪組由2股繩子承擔物重，拉力為物重的二分之一，即；
綜上分析可知，最省力的是A，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
7.如圖所示，下列簡單機械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當提起同一重物時，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【詳解】忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，選項A中的機械是杠桿，根據杠桿的平衡條件可得
最后解得；選項B中的機械是動滑輪，拉力為重物重力的一半，即；選項C中的機械是定滑輪，拉力大小等于重物重力的大小，即；選項D中的機械是滑輪組，三條繩子托著動滑輪，拉力為重物重力的三分之一，即；綜上所述，力最小的是F1，最省力的是杠桿，是選項A；故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
8.滑板A和滑板B（足夠長）疊放在光滑水平地面上，滑塊A和滑板B左側還通過如圖所示的滑輪組用細線連接。用水平向右大小為12N的拉力在4s內，使滑塊A相對于地面向右勻速移動了1.6m，忽略滑輪與繩子間的摩擦，滑輪重力不計。滑塊A向右勻速運動的過程中（　　）
A．豎直墻壁受到的拉力為8N
B．滑塊A和滑板B之間的摩擦力大小為4N
C．動滑輪對滑板B的拉力做功6.4J
D．動滑輪對滑板B的拉力的功率為3.2W
【答案】C
【詳解】對滑塊A在水平方向受力分析，受到細線水平向左拉力F和滑塊B對滑塊A的摩擦力f、向右的拉力，根據物體受力平衡可得
F=f+F繩①
滑塊B放在光滑水平地面上，對滑塊B在水平方向受力分析，受到動滑輪對滑板B的水平向左拉力F拉=2F繩和滑塊A對滑塊B向右的摩擦力f，根據物體受力平衡可得
f=2F繩②
由①②可得
A．左側定滑輪受到三段繩子水平向右拉力，則墻壁受到的拉力
F墻=3F繩=3×4N=12N
故A不符合題意；
B．由②可得：滑塊A和滑板B之間的摩擦力
f=2F繩=2×4N=8N
故B不符合題意；
C．動滑輪對滑塊B的拉力
F拉=2F繩=2×4N=8N
滑塊A相對于地面向右勻速移動了l.6m，則滑板B相對于地面向左勻速移動的距離
則動滑輪對滑板B的拉力做功
W=F拉sB=8N×0.8m=6.4J
故C符合題意；
D．則動滑輪對滑板B的拉力做功功率
故D不符合題意。
故選C。
填空題
1.學校升旗的旗桿頂部有一個 滑輪，它的作用是可以 。
【答案】 定 改變力的方向
【詳解】[1][2]旗桿上的滑輪是定滑輪，雖不能省力，但可以改變力的方向，拉力向下也可以使國旗向上升起。
2.如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，已知井深10m，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2×103N，汽車受到的阻力為車重的0.05倍。若汽車運動的速度為1.2m/s，則將物體由井底拉至井口，需要的時間為 s，汽車的牽引力是 N，將物體由井底拉至井口，汽車的牽引力做的功是 J。
【答案】 25 3500 1.05×105
【詳解】（1）[1]由圖可知，滑輪組中由3段繩子承擔重物，物體運動的速度
由得，物體由井底拉至井口需要的時間
（2）[2]由題意可得，汽車受到的阻力為
f=0.05G車=0.05×3×104N=1500N
汽車勻速直線運動，受到平衡力作用，汽車受到向右的牽引力、繩向左的拉力F和向左的阻力f作用；由力的平衡條件可得，牽引力
F牽=F+f=2×103N+1500N=3500N
（3）[3]汽車運動的距離
s車=s繩=3h=3×10m=30m
牽引力做功為
W牽=F牽s車=3500N×30m=1.05×105J
3.小明和小杰握住兩根較光滑的木棍，小華將繩子的一端系在其中一根木棍上，然后如圖所示依次將繩子繞過兩根木棍，小明和小杰相距一定的距離握緊木棍站穩后，小華在圖A處拉繩子的另一端，用很小的力便能拉動他們，兩根木棍和繩子組成的機械相當于 ，小明受到的拉力 （選填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。
【答案】 滑輪組 小于
【詳解】[1][2]由圖可見，從使用的情況看，兩根木棍和繩子組成的簡單機械是滑輪組，小明那端木棍有6段繩子相連，小杰那端木棍有7段繩子相連，拉力的大小與繩子的段數有關，繩子段數越多，受到的拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。
4.一光滑斜面高，長，重200N的物體在平行于斜面向上的拉力的作用下，由底端勻速運動到斜面頂端，則 N。
【答案】100
【詳解】[1]因為斜面光滑，所以
又有
解得
5.使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。
（1）如圖甲，旗桿的頂端安裝著一個定滑輪，使用它的好處是 ；
（2）如圖乙，把被剪物體盡量靠近剪刀的轉動軸，可減小 ，剪斷物體更省力；
（3）如圖丙，是用螺絲刀擰螺絲的情景。手柄 （選填：粗/細）一些的螺絲刀用起來更省力；螺絲釘上螺紋 （選填：密/疏）一些的螺絲釘擰起來更省力。
【答案】 改變施力方向 阻力臂 粗 密
【詳解】（1）[1]旗桿頂端的是一個定滑輪，它的軸是固定的，不隨物體一起運動的，使用定滑輪不能省力，但能改變力的方向。
（2）[2]圖乙中，使用剪刀，被剪物體盡量靠近轉動軸，據杠桿的平衡原理知，這是在阻力和動力臂不變時，通過減小阻力臂來減小動力。
（3）[3]使用螺絲刀時，手柄相當是輪軸上的輪，增大輪的半徑，可省力，所以可使用手柄粗一些的螺絲刀。
[4]螺絲釘上的螺紋相當于斜面，斜面的長度越長，越省力，而螺紋密一些相當于增大斜面長度，擰起來更省力。
簡答題
1.如圖所示，圖為我國古人運送巨木的勞動情境示意圖。他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其他地方。請分析：
（1）支架下端墊有底面積較大的石塊，有什么作用？
（2）如果巨木無法抬起，請你提出一種有可能抬起巨木的改進方案，并簡述其中的理學原理。

【答案】（1）見詳解
（2）見詳解
【詳解】（1）支架下面墊有面積較大的石塊，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小對地面的壓強。
（2）可以借助于省力杠桿把巨木抬起，圖中在支架上轉動的橫桿就是杠桿，在使用時動力臂大于阻力臂，根據杠桿平衡條件
可知，此杠桿為省力杠桿，可以省力，所以可以增長動力臂；也可以采用滑輪組，動滑輪相當于省力杠桿，也可以省力。
2.如圖所示，某同學用兩個滑輪組成的滑輪組，在同一種繞繩的方式下勻速提升不同質量的重物，得到了多組豎直作用在繩子自由端的拉力F與重物所受重力G的大小關系，并繪制出如圖所示的乙圖像不計繩重與摩擦）求：
（1）試根據圖像計算動滑輪所受重力G動=______N；
（2）在圖甲中畫出該同學的繞繩方法。______
【答案】 10
【詳解】（1）[1]如圖所示有兩個滑輪組成滑輪組，一共有兩種繞繩方式：
第一種方式，如圖所示：
繩子段數n=2，取乙圖G1=30N，F1=20N；G2=50N，F2=30N；
代入數值，得
G動=10N
將G2=50N，G動=10N代入
與乙圖中F2=30N相等，故這種情況符合題意，故動滑輪重力為10N。
第二種方式，如圖所示：
繩子段數n=3，取乙圖G1=30N，F1=20N；G2=50N，F2=30N；
代入數值，得
將G2=50N，代入
與乙圖中F2=30N不相等，故這種情況不符合題意。
（2）[2]由（1）可得該同學的繞線方法，如圖所示：
綜合題
1.小蒲是一個愛思考問題的學生，他看到一小區正在建造的樓房地基上有起重機在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查閱了起重機資料，下面是其中某一款塔式起重機簡易示意圖（如圖甲），小蒲知道了塔式起重機主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構件的安裝（動滑輪重、繩重及摩擦不計，g取10）。
（1）為保持平衡起重臂的長度越長的塔式起重機，配備的平衡重的質量應越 （選填“大”或小”）。
（2）圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖，滑輪a是 （選填“動滑輪”或“定滑輪”），若鋼絲繩能承受的最大拉力為，則能吊起貨物的質量不能超過 。
（3）若將重為的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30m，再沿水平方向移動20m，則此過程克服重力做功是 J，鋼絲繩做功 J。
（4）換用如圖丙所示滑輪組，在需要考慮動滑輪重力的情形下，用5000N拉力F將重為8000N的物體勻速在5s時間內提升了0.5m，則該過程中拉力F所做功的功率為 。
【答案】 大 定滑輪 1000W
【詳解】（1）[1]由杠桿的平衡條件可知
則由題意可知，、不變，越長，則越大，由可知，配備的平衡重的質量應越大。
（2）[2]由圖乙可知，滑輪a固定不動，因此滑輪a為定滑輪。
[3]由圖可知，繩子承重段數n為2，當動滑輪重、繩重及摩擦不計時，能吊起貨物的重力
可知，能吊起貨物的質量
（3）[4]克服重力做功
[5]繩子自由端移動的距離
因為動滑輪重、繩重及摩擦不計，所以鋼絲繩的拉力
鋼絲繩做的功
（4）[6]由圖丙可知n'＝2，繩子自由端移動的距離
拉力F所做功的功率為
2.某人在動物園內，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重量．如圖，在稱象過程中，他用到吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：

a、如圖1，將鐵籠系于槽鋼上的點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至點時，槽鋼在水平位置平衡；
b、如圖2，將大象引入鐵籠，用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，測得，，鐵籠重，彈簧測力計的示數為。（）
（1）步驟a的目的是消除 對杠桿平衡的影響，便于測量力臂；此時槽鋼為 杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）；
（2）求槽鋼的重力是多少 ；
（3）求大象的質量為多少 ；
（4）一位學生看到后，設計了如圖3所示的滑輪組來代替測力計，每個滑輪重力為，滑輪組繞繩的一端和槽鋼A端相連，且豎直穿過地面上的定滑輪。
①請你幫他完成余下的滑輪組繞線設計 ；
②掛上適當的重物后，槽鋼能水平平衡，試計算槽鋼水平平衡時，所掛重物的總重力為多少 ？（不計繩重及摩擦）
【答案】 槽鋼和鐵籠重力對測量的影響 省力 100N 2×104N 780N
【詳解】（1）[1]當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡，說明此時槽鋼和鐵籠的重心過O點，這樣可以消除槽鋼和鐵籠重力對杠桿平衡的影響，便于測量力臂。
[2]根據圖可知，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。
（2）[3]槽鋼的重力力臂是
OM=0.5AB﹣OB＝0.5×510cm﹣10cm＝245cm
根據杠桿的平衡條件
（3）[4]由杠桿的平衡條件有
F×OA＝G象×OB
即
400N×500cm＝G象×10cm
所以
G象＝2×104N
（4）①[5]根據題意作圖如下：

②[6]根據題意可知，所掛重物的總重力為
G'＝nF-G動＝2×400N-20N＝780N
3.閱讀短文，回答問題：
如圖甲所示是2022北京冬奧會的滑雪大跳臺，回答：

（1）運動員從起點下滑，過程中先后經過M、S兩點，她在這兩點的動能和重力勢能如圖乙所示，M點的動能為 ，在M、S兩點相比，速度 ，機械能 （后兩空均選填“M點大”、“S點大”或“一樣大”）；
（2）小明制作大跳臺的模型，把跳臺滑道上段簡化成如圖丙的杠桿，O是支點，A是這段滑道的重心，若模型支架對滑道的力F作用在B點，沿bc線；根據杠桿平衡條件可以判斷，F 滑道上段所受的重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）；該杠桿是 杠桿；
（3）用圖丁裝置模擬建造滑道，被勻速提升的模型部件重10N，每個滑輪重2N，則拉力F大小為 N。
【答案】 0.5×104J S點大 M點大 小于 省力 6
【詳解】（1）[1]由圖乙可知，M點的動能為。
[2]由圖乙可知，M點比S點的動能小，由于物體的質量不變，由動能的影響因素可知，物體的速度在S點大。
[3]由圖乙可知，M點的動能和重力勢能之和比S點的大，由于機械能等于動能與重力勢能的總和，因此機械能是M點大。
（2）[4][5]由丙圖分析可知，此杠桿動力臂大于阻力臂，故是省力杠桿，所以支架對滑道的力F小于重力G。
（3）[6]由圖可知n=2，故拉力大小為
4.為了減輕粉塵對空氣質量的影響，如圖所示的噴雪降塵車每天都要在城市道路上噴雪降塵作業，噴出的水霧與空氣中的粉塵和其他固體顆粒物結合成較重的固體顆粒結合物，結合物在重力作用下加速下降到地面，達到降塵的目的。（g取10N/kg，水的密度為1.0×103 kg/m3）
（1）汽車的方向盤相當于簡單機械中的 ；固體顆粒結合物在空中下降的過程中動能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）噴雪降塵車空載時的質量是2.5t，車上水箱罐體的容積是16m3，灌滿水時水箱罐體內的最大水深1.25m，則裝滿水后水箱罐體底部所受水的壓強是多少Pa？( )
（3）噴雪降塵車在水平路面.上沿直線勻速行駛9km，用時30min，這時所受的阻力是滿載時車重的0.06，則發動機的功率是多大？( )
（4）請你對減少霧霾提出一條合理化建議： 。

【答案】 輪軸 增大 1.25×104 Pa 7500W 低碳出行、少開私家車
【詳解】（1）[1]汽車方向盤由一個大輪和一個軸組成，輪和軸固定在一起，這種簡單機械叫做輪軸。
[2]固體顆粒結合物在空中下降的過程中，質量不變，速度變大，動能變大。
（2）[3]裝滿水后水箱罐體底部所受水的壓強是
　
（3）[4]所受阻力
　
因為汽車勻速行駛，所以牽引力
這一過程中牽引力做的功
　
功率為
　
（4）[5]減少霧霾的合理化建議：綠化園林、低碳出行、少開私家車；把城市重工業規劃遠離城鎮地方等。
5.一輛滿載物資的總重為G的運輸車，沿ABCD路線從A處到達D處，CD段與AB段高度差為h，如下圖甲所示。在整個過程中，汽車以恒定速度v運動，在時經過A處，時經過B處，時經過C處，汽車牽引力的功率P隨時間變化的關系可簡化為圖乙所示（G、h、v、、、和均為已知量）。則：

（1）AB段長度為 （請用已知量表示）；
（2）汽車在AB段和BC段運動。時牽引力 （選填“”、“”、或“”）
（3）汽車沿斜坡BC段運動時牽引力所做的功為 （請用已知量表示）；
（4）所受摩擦力為（不計空氣阻力）
【答案】 vt1 < P1(t2-t1)
【詳解】（1）[1]汽車通過AB段用時間為t1，由速度公式可知AB段長度為
sAB=vt1
（2）[2]由圖可知，汽車在AB段和BC段運動時的功率
P2行駛速度v相同，由
可知汽車在AB段和BC段運動時牽引力的大小
FAB（3）[3]汽車沿斜坡BC段運動時的功率為P1，通過BC段用時間為
tBC=t2-t1
在BC段牽引力做功
W總=P1(t2-t1)
（4）[4]不計空氣阻力，在BC段汽車提升自己做功
W有用=Gh
汽車克服摩擦力做功
W額=fs=fv(t2-t1)
因為
W總=W有用+W額
所以有
P1(t2-t1)=Gh+ fv(t2-t1)
摩擦力
6.起重船“振華30”（如圖甲）是中國制造的世界最大起重船，被譽為“大國重器”；世紀工程——港珠澳大橋沉管的安放安裝就由“振華30”完成；安裝沉管的過程中，“振華30”將6000噸的沉管從另一艘船上吊起，然后在空中水平旋轉了90°，最后將沉管放入水中，實現雙向對接；“振華30”依靠兩側的“側推器”確保在洋流中保持平穩，使沉管能精準對接；“振華30”每側均有一個輸出功率為825kW的“側推器”，“側推器”工作時，向一側噴水，從而產生與噴水方向相反的側推力；則：
（1）在起重船頂端安裝有定滑輪，其作用是 ；
（2）如圖乙，吊起沉管后，“振華30”主船體浸入水中的體積增加了 m3；之后，“振華30”將吊起的沉管緩慢浸入水中，在浸入的過程中，“振華30”主船體底部受到水的壓強將 （選填“變大”“變小”或“不變”）；（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）吊臂吊著沉管水平旋轉90°的過程，吊繩對沉管 （選填“做功”或“不做功”）；
（4）若“振華30”的“側推器”在沉管安裝過程中，水對船左側的沖擊力為F＝5.5×104N，如圖丙，為了保持船體的平穩，開啟一側的“側推器”，讓水從船體 （選填“左側”或“右側”）噴出，噴出速度為 m/s。
【答案】 改變力的方向 6000 變小 不做功 右側 15
【詳解】（1）[1]定滑輪的作用是改變力的方向。
（2）[2]吊起沉管前，“振華30”主體船處于漂浮狀態，浮力等于“振華30”主體船的重力；吊起沉管后，“振華30”主體船仍處于漂浮狀態，浮力等于“振華30”主體船的重力與沉管重力之和，所以主體船受到浮力的增加量等于沉管的重力，即
根據可得主體船浸入水中的體積增加量
[3] “振華30”將吊起的沉管緩慢浸入水中，沉管也受到浮力的作用，則“振華30”船體受到的浮力變小，船體將上上浮，主船體底部所處深度減小，故根據知，底部受到水的壓強將減小。
（3）[4]吊臂吊著沉管水平旋轉90°的過程，吊繩對沉管的拉力方向豎直向上，而沉管是水平移動，即力的方向與運動方向垂直，所以吊繩對沉管不做功。
（4）[5]水對船左側的沖擊力為F＝5.5×104N，即船左側受到的沖擊力是向右的，為了保持船體的平穩，開啟側推器時應該產生一個作用在右側的向左的沖擊力，結合力作用的相互性可知，水應該向右噴。
[6]在沉管安裝過程中，水對船左側的沖擊力為F＝5.5×104N，每側均有一個功率為825kW的側推器，且
因為
所以水噴出速度為
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八年級物理下冊 預習篇
12.2 滑輪
1、滑輪是變形的杠桿。
2、定滑輪：
①定義：中間的軸固定不動的滑輪。
②實質：等臂杠桿。
③特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。
④對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=G物。繩子自由端移動距離SF（或速度vF）=重物移動的距離SG（或速度vG）
3、動滑輪：
①定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）
②實質：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
③特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。
④理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：
只忽略輪軸間的摩擦則，拉力 。繩子自由端移動距離SF（或vF）=2倍的重物移動的距離SG（或vG）
4、滑輪組
①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向。
③理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力。繩子自由端移動距離SF（或vF）＝n倍的重物移動的距離SG（或vG）。
④組裝滑輪組方法：首先根據公式求出繩子的股數。然后根據“奇動偶定”的原則。結合題目的具體要求組裝滑輪。
選擇題
1.如圖所示，分別用相同的力F勻速提升不同重物，若不計滑輪自身的重力及摩擦，則下列關系正確的是（　　）
A． B． C．G1＞G2＞G4 D．
2.如圖，將同一物體分別沿光滑斜面AB、AC以相同的速度，勻速拉到頂點A1、F2，拉力做功分別為W1、W2，下列選項正確的是（　　）
A．F1W2 B．F1>F2 W1=W2
C．F1>F2 W1>W2 D．F13.下列簡單機械在正常使用時（不計機械自重），不能省力的是（　　）
A．鋼絲鉗 B．斜面
C．定滑輪 D．動滑輪
4.如圖裝置中，物體A重100牛，物體B重10牛，在物體B的作用下，物體A在水平面作勻速直線運動，則如果在物體A上加一個水平向左的拉力F，拉力的功率為10瓦，使物體B勻速上升4米所用的時間為（不計滑輪與軸之間的摩擦，不計輪和繩重）（　　）
A．5秒 B．6秒 C．7秒 D．8秒
5.用下列簡單機械，使重量同為G的物體都處于靜止狀態，如圖所示，其中用力最大的是（均不計摩擦和機械自重）（　　）
A． B． C． D．
6.用下列簡單機械提升同一重物，忽略機械自重和摩擦，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
7.如圖所示，下列簡單機械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當提起同一重物時，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
8.滑板A和滑板B（足夠長）疊放在光滑水平地面上，滑塊A和滑板B左側還通過如圖所示的滑輪組用細線連接。用水平向右大小為12N的拉力在4s內，使滑塊A相對于地面向右勻速移動了1.6m，忽略滑輪與繩子間的摩擦，滑輪重力不計。滑塊A向右勻速運動的過程中（　　）
A．豎直墻壁受到的拉力為8N
B．滑塊A和滑板B之間的摩擦力大小為4N
C．動滑輪對滑板B的拉力做功6.4J
D．動滑輪對滑板B的拉力的功率為3.2W
填空題
1.學校升旗的旗桿頂部有一個 滑輪，它的作用是可以 。
2.如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，已知井深10m，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2×103N，汽車受到的阻力為車重的0.05倍。若汽車運動的速度為1.2m/s，則將物體由井底拉至井口，需要的時間為 s，汽車的牽引力是 N，將物體由井底拉至井口，汽車的牽引力做的功是 J。
3.小明和小杰握住兩根較光滑的木棍，小華將繩子的一端系在其中一根木棍上，然后如圖所示依次將繩子繞過兩根木棍，小明和小杰相距一定的距離握緊木棍站穩后，小華在圖A處拉繩子的另一端，用很小的力便能拉動他們，兩根木棍和繩子組成的機械相當于 ，小明受到的拉力 （選填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。
4.一光滑斜面高，長，重200N的物體在平行于斜面向上的拉力的作用下，由底端勻速運動到斜面頂端，則 N。
5.使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。
（1）如圖甲，旗桿的頂端安裝著一個定滑輪，使用它的好處是 ；
（2）如圖乙，把被剪物體盡量靠近剪刀的轉動軸，可減小 ，剪斷物體更省力；
（3）如圖丙，是用螺絲刀擰螺絲的情景。手柄 （選填：粗/細）一些的螺絲刀用起來更省力；螺絲釘上螺紋 （選填：密/疏）一些的螺絲釘擰起來更省力。
簡答題
1.如圖所示，圖為我國古人運送巨木的勞動情境示意圖。他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其他地方。請分析：
（1）支架下端墊有底面積較大的石塊，有什么作用？
（2）如果巨木無法抬起，請你提出一種有可能抬起巨木的改進方案，并簡述其中的理學原理。

2.如圖所示，某同學用兩個滑輪組成的滑輪組，在同一種繞繩的方式下勻速提升不同質量的重物，得到了多組豎直作用在繩子自由端的拉力F與重物所受重力G的大小關系，并繪制出如圖所示的乙圖像不計繩重與摩擦）求：
（1）試根據圖像計算動滑輪所受重力G動=______N；
（2）在圖甲中畫出該同學的繞繩方法。______
綜合題
1.小蒲是一個愛思考問題的學生，他看到一小區正在建造的樓房地基上有起重機在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查閱了起重機資料，下面是其中某一款塔式起重機簡易示意圖（如圖甲），小蒲知道了塔式起重機主要用于房屋建筑中材料的輸送及建筑構件的安裝（動滑輪重、繩重及摩擦不計，g取10）。
（1）為保持平衡起重臂的長度越長的塔式起重機，配備的平衡重的質量應越 （選填“大”或小”）。
（2）圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖，滑輪a是 （選填“動滑輪”或“定滑輪”），若鋼絲繩能承受的最大拉力為，則能吊起貨物的質量不能超過 。
（3）若將重為的貨物由地面沿豎直方向勻速提升30m，再沿水平方向移動20m，則此過程克服重力做功是 J，鋼絲繩做功 J。
（4）換用如圖丙所示滑輪組，在需要考慮動滑輪重力的情形下，用5000N拉力F將重為8000N的物體勻速在5s時間內提升了0.5m，則該過程中拉力F所做功的功率為 。
2.某人在動物園內，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重量．如圖，在稱象過程中，他用到吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：

a、如圖1，將鐵籠系于槽鋼上的點，當吊車吊鉤在槽鋼上的懸吊點移至點時，槽鋼在水平位置平衡；
b、如圖2，將大象引入鐵籠，用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，測得，，鐵籠重，彈簧測力計的示數為。（）
（1）步驟a的目的是消除 對杠桿平衡的影響，便于測量力臂；此時槽鋼為 杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）；
（2）求槽鋼的重力是多少 ；
（3）求大象的質量為多少 ；
（4）一位學生看到后，設計了如圖3所示的滑輪組來代替測力計，每個滑輪重力為，滑輪組繞繩的一端和槽鋼A端相連，且豎直穿過地面上的定滑輪。
①請你幫他完成余下的滑輪組繞線設計 ；
②掛上適當的重物后，槽鋼能水平平衡，試計算槽鋼水平平衡時，所掛重物的總重力為多少 ？（不計繩重及摩擦）
3.閱讀短文，回答問題：
如圖甲所示是2022北京冬奧會的滑雪大跳臺，回答：

（1）運動員從起點下滑，過程中先后經過M、S兩點，她在這兩點的動能和重力勢能如圖乙所示，M點的動能為 ，在M、S兩點相比，速度 ，機械能 （后兩空均選填“M點大”、“S點大”或“一樣大”）；
（2）小明制作大跳臺的模型，把跳臺滑道上段簡化成如圖丙的杠桿，O是支點，A是這段滑道的重心，若模型支架對滑道的力F作用在B點，沿bc線；根據杠桿平衡條件可以判斷，F 滑道上段所受的重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）；該杠桿是 杠桿；
（3）用圖丁裝置模擬建造滑道，被勻速提升的模型部件重10N，每個滑輪重2N，則拉力F大小為 N。
4.為了減輕粉塵對空氣質量的影響，如圖所示的噴雪降塵車每天都要在城市道路上噴雪降塵作業，噴出的水霧與空氣中的粉塵和其他固體顆粒物結合成較重的固體顆粒結合物，結合物在重力作用下加速下降到地面，達到降塵的目的。（g取10N/kg，水的密度為1.0×103 kg/m3）
（1）汽車的方向盤相當于簡單機械中的 ；固體顆粒結合物在空中下降的過程中動能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）噴雪降塵車空載時的質量是2.5t，車上水箱罐體的容積是16m3，灌滿水時水箱罐體內的最大水深1.25m，則裝滿水后水箱罐體底部所受水的壓強是多少Pa？( )
（3）噴雪降塵車在水平路面.上沿直線勻速行駛9km，用時30min，這時所受的阻力是滿載時車重的0.06，則發動機的功率是多大？( )
（4）請你對減少霧霾提出一條合理化建議： 。

5.一輛滿載物資的總重為G的運輸車，沿ABCD路線從A處到達D處，CD段與AB段高度差為h，如下圖甲所示。在整個過程中，汽車以恒定速度v運動，在時經過A處，時經過B處，時經過C處，汽車牽引力的功率P隨時間變化的關系可簡化為圖乙所示（G、h、v、、、和均為已知量）。則：

（1）AB段長度為 （請用已知量表示）；
（2）汽車在AB段和BC段運動。時牽引力 （選填“”、“”、或“”）
（3）汽車沿斜坡BC段運動時牽引力所做的功為 （請用已知量表示）；
（4）所受摩擦力為（不計空氣阻力）
6.起重船“振華30”（如圖甲）是中國制造的世界最大起重船，被譽為“大國重器”；世紀工程——港珠澳大橋沉管的安放安裝就由“振華30”完成；安裝沉管的過程中，“振華30”將6000噸的沉管從另一艘船上吊起，然后在空中水平旋轉了90°，最后將沉管放入水中，實現雙向對接；“振華30”依靠兩側的“側推器”確保在洋流中保持平穩，使沉管能精準對接；“振華30”每側均有一個輸出功率為825kW的“側推器”，“側推器”工作時，向一側噴水，從而產生與噴水方向相反的側推力；則：
（1）在起重船頂端安裝有定滑輪，其作用是 ；
（2）如圖乙，吊起沉管后，“振華30”主船體浸入水中的體積增加了 m3；之后，“振華30”將吊起的沉管緩慢浸入水中，在浸入的過程中，“振華30”主船體底部受到水的壓強將 （選填“變大”“變小”或“不變”）；（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）吊臂吊著沉管水平旋轉90°的過程，吊繩對沉管 （選填“做功”或“不做功”）；
（4）若“振華30”的“側推器”在沉管安裝過程中，水對船左側的沖擊力為F＝5.5×104N，如圖丙，為了保持船體的平穩，開啟一側的“側推器”，讓水從船體 （選填“左側”或“右側”）噴出，噴出速度為 m/s。
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