資源簡介

簡單機械—滑輪
l1
l2
F2
F1
知識點
1、定滑輪：
①定義：中間的軸固定不動的滑輪。
②實質：定滑輪的實質是：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
繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離hG(或速度vG)
2、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）
F1
l1
F2
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②實質：動滑輪的實質是：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：
若需要考慮動滑輪重力，則：
繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離hG(或vG)
3、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
若需要考慮動滑輪重力，則拉力
其中：n為動滑輪上的繩子段數。
繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離hG(或vG)
4、幾種特殊使用的滑輪/滑輪組
①水平拉動重物（動滑輪自重不考慮）：應考慮拉力F與摩擦力f的關系；不考慮F與G的關系。
F
f物
（1）F＝f物（2）s繩＝ns物（3）繩子移動的速度V繩與物體移動的速度V物關系：V繩＝nV物
②動滑輪費力使用（勻速直線運動）：
圖2：
圖1：



任何簡單機械：省力不省功
考點
1.定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點
例題1．如圖所示中，通過定滑輪勻速提起重物G時，向三個方向拉動的力分別為F1、F2、F3，則三個力大小關系是（　?。〥
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一樣大
2．如圖所示是滑輪的兩種用法，下列說法中正確的是（　?。〥
A．甲是定滑輪，使用時可以省力 B．甲是動滑輪，使用時不能省力
C．乙是定滑輪，使用時不能省力 D．乙是動滑輪，使用時可以省力
3.如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端分別施加F1和F2的拉力，在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（?? ）B
A .拉力 F1小于拉力 F2? ?B .甲繩子自由端移動速度小于乙繩的?
?C .甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械?? D .甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等
變式訓練1.如圖所示，用動滑輪勻速提升重物，并沿不同方向用力，其中用力最小的是( ??) B
A.F1 ??????B.F2 ??? ???C.F3 ?? ???D.一樣大
2.如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械，借助這種裝置可以將較重的物體搬運到高處。某人借助該裝置提升重物G（不計摩擦和裝置的自重）。下列說法錯誤的是（　?。〤
A．圖中a可簡化為定滑輪
B．圖中b可簡化為動滑輪
C．人將繩子向下拉1米時，重物G也上升1米
D．利用該裝置不僅可以省力，也能改變力的方向
3.一輛汽車不小心陷進泥源后，司機按圖中所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中勻速拉出。比較這兩個裝置（端子與滑輪間的摩擦及滑輪自重不計），下列說法正確的是（? ）A
A .乙比甲省力 B .甲比乙省力 C .甲比乙省功 D .乙比甲省功
4．如圖所示，動滑輪重為1N，拉力F為5N，則重物G和彈簧秤讀數為（　　）D
A．G為4N，彈簧秤讀數為5N B．G為9N，彈簧秤讀數為10N
C．G為10N，彈簧秤讀數為5N D．G為9N，彈簧秤讀數為5N
5.如圖，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起；已知每個滑輪重20N，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為　 　N，圖乙中人對繩子的拉力為　 　N。 400 210
2、滑輪的比較（F的大小、做功多少、功率大小）
例題1.如圖所示，用三個滑輪分別拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別是F1、F2、F3?， 比較它們的大小應是（??? ）D
A .F1>F2>F3 B .F1F1>F3 D .F2如圖，用同一個動滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分別是Ｐ甲和P乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重，則F甲與F乙、Ｐ甲與P乙之間的大小關系是（　?。〤
A．F甲F乙? Ｐ甲>P乙
C．F甲>F乙? Ｐ甲=P乙 D．F甲變式訓練1.如圖所示，甲同學站在地面上用定滑輪把地面上的物體勻速向上運送到某一高度處，乙同學站在某一高處用動滑輪把該物體也從地面上勻速向上運送到同樣的高度處。不計繩和滑輪之間的摩擦及繩子的重力。就甲和乙這一運送物體的過程中，下列分析正確的是（　　）C
A .甲和乙做功相同 B .甲和乙做功的功率相同
C .甲比乙做的功少 D .甲比乙做功的功率大
2..如圖各裝置中，每只滑輪質量均相同。用它們提起相同的重物，若不計繩子與滑輪間的摩擦，下列說法正確的是（ D ）
A．使用甲滑輪與使用乙滑輪一樣省力
B．使用丙滑輪組與使用丁滑輪組省的力一樣多
C．使用乙滑輪和使用丙滑輪組一樣費距離
D．四個簡單機械中，乙滑輪的機械效率最高
3.如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體M為邊長5cm、質量7.5千克的正方體，用三種不同方法拉動物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離。
（1）所用拉力分別是F1、F2、F3，則F1：F2：F3=? ；2：1：4
（2） 拉力F1、F2、F3所做的功分別為W1、W2、W3，則W1：W2：W3= 。1:1:1
3、滑輪的計算
例題1.小明利用兩個滑輪A、B組成如圖所示的裝置，將兩個重力相等的重物G1、G2分別掛在繩子兩端，若不計滑輪、繩子的重力和摩擦，下列說法正確的是（　?。〤
A．AB均為定滑輪 B．AB均為動滑輪C．放手后G1上升 D．放手后G2上升
2.如圖所示，在這個裝置中，如果拉力F等于4牛，則甲、乙兩個彈簧測力計的讀數分別為 ( )B
A．8牛，12牛 B．12牛，8牛 C．8牛，8牛 D．12牛，l2牛
變式訓練1.如圖所示，整個裝置處于靜止狀態，重力和摩擦不計。彈簧測力計A、B、C的示數分別為FA、FB、FC?， 以下有關彈簧測力計的示數的關系，正確的是（?? ）C
A .A彈簧秤對墻壁的拉力大于A彈簧秤的示數 B .3FA=2FB=FC
C .6FA=3FB=2FC D .B彈簧秤對墻壁的拉力小于B彈簧秤的示數
☆2、一人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重500N的物體，若每個滑輪重50N，人重600N,不計摩擦力，則繩子上的拉力是（ ）C
A.500N B.300N C.240N D.220N
3.如下左圖所示，物體A重20N，滑輪重1N，繩重不計，彈簧秤示數為25N，則物體B的重為_________N。地面對物體A的支持力______N. 12 8
★滑輪與摩擦力綜合分析
例題1.如圖所示，物體A的質量m =20kg，在30 N的水平拉力F的作用下，物體A以0.4m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，忽略滑輪與繩子的摩擦力以及滑輪、彈簧測力計和繩子所受的重力，并且繩子足夠長。
（1）物體A與水平面間摩擦力為________N；
（2）拉力F做功的功率________W；
（3）如果將水平拉力F增加到60N，使物體A向右運動，此時物體A與水平面間摩擦力為_____N
60 6 60
2.在水平桌面上放一個重300N的物體，物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以0.1m/s勻速移動時，水平拉力F及其功率的大小分別為（ ???）D
A .20N 2W B .30N 6W C .60N 2W D .20N 6W
3.如圖所示，用40N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以0.3m/s的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數恒為10N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法不正確的是（??? ）C
A .物體A受到水平面的摩擦力是10N B .滑輪移動的速度是0.15m/s
C .在2s內繩子對物體A做的功為6J D .水平拉力F的功率是6W
4?.?如圖所示，質量為2Kg的物體A放在水平桌面上，（不計繩重及繩與輪的摩擦）動滑輪重6N，滑輪下面懸掛一物體B,當物體B重8N時，恰能勻速下滑。用一個水平向左的拉力F作用在物體A，使物體A以1m/s的速度向左做勻速直線運動，時間為3s。下列說法正確的是(??? )B
A .拉力F的大小為8N B .拉力F的功率是14W
C .拉力F做的功是60J D .物體A在F作用下向左運動時，滑輪B以1m/s的速度勻速上升
變式訓練1.如圖所示，在水平拉力F的作用下使物體G沿水平地面勻速直線運動，若滑輪與繩子質量及摩擦不計，已知物體與地面間的摩擦力為10N，物體運動速度為2m/s，那么關于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列說法正確的是（ ???）C
A .拉力大小為10N B .拉力大小為5N
C .拉力的功率大小為20W D .拉力的功率大小為10W
2.如圖所示，用 10N 的水平拉力 F 拉滑輪，使足夠長的物體 A 以 0.2m/s 的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為 3N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦， 則下列說法中正確的有（?????? ）D
A .滑輪移動的速度為 0.4m/s B .繩子拉物體 A 的功率為 2W
C .B 受到的摩擦力為 3N，方向水平向左
D .在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數仍為3N
3.如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時物體B保持靜止狀態。當用豎直向下4牛的力F1拉重為2牛的物體A時，使物體B以0.2米/秒的速度勻速向右運動。若只用水平向左的力F2拉物體B時，使物體A以0.3米/秒速度勻速上升，不計滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。下列判斷正確的是（?? ）C
A .物體B受到的摩擦力為8牛 B .拉力F2大小為10牛
C .拉力F2的功率為2.4瓦 D .拉力F1的功率為1.2瓦
4.如圖所示，物體A的重力為180、，物體B的重力為15N。物體A受到一個水平向右的拉F，拉力F的功率為3W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升0.3m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法錯誤的是（ ?? ）C
A .拉力F大小為40N B .2s內，物體B克服重力做功4.5J
C .拉力F做的功等于物體B克服重力做的功 D .物體A向右做勻速直線運動的速度為0.075m/s
5.如圖所示，F1=4N，F2=3N，此時物體A對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速
度在物體A表面向左做勻速直線運動(不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯誤的是（?? ）B
A .F2的功率為0.6W B .如果增大F2， 物體A可能向左運動
C .物體A和地面之間有摩擦力 D .彈簧測力計讀數為9N
滑輪/浮力/壓強綜合計算
例題1.用如圖所示的滑輪組從15米深的水池中(水池面積很大，達幾百平方米)提起底面積為200厘米2，高2米的圓柱形實心物體，已知該物體的密度為2.5×103千克/米3，力F作用的繩子所能承受的最大拉力為350牛，問：
（1） 該物體所受的重力為多少牛? 1000N
（2） 物體浸沒水中時勻速拉動繩子，繩子自由端的拉力為多少牛?(不計摩擦及滑輪重)
300N
（3） 物體以0.2米/秒的速度勻速提起時，經多長時間繩子被拉斷?(取g=10牛/千克)
2.如圖是利用電子秤顯示水庫水位裝置的示意圖。
該裝置主要由不計重力的滑輪C、D,長方體物塊A、B以及輕質杠桿MN組成。物塊A通過細繩與滑輪C相連,物塊B通過細繩與杠桿相連。杠桿可以繞支點O在豎直平面內轉動,杠桿始終在水平位置平衡,且MO:ON=1:2.已知物塊A的密度為1.5×103kg/m3,底面積為0.04m2，高1m，物塊B的重力為100N.所有摩擦和繩重忽略不計，g取10N/kg.求：
(1)當物塊A的頂部剛好沒入水中時，求底部受到的水的壓強大??？
（2）當物塊A的頂部剛好沒入水中時，物塊A受到的拉力是多大?
(3)若水位發生變化，電子秤的示數為55N時，物塊A浸入水面的深度是多少?
更上一層樓：
1、小李的質量為50kg，可以舉起80kg的杠鈴；小胖的質量為70kg，可以舉起60kg的杠鈴。兩人通過如圖的裝置看誰能把對方拉起來，結果應是（?。?B
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．兩個都拉不起 D．兩個都拉起
2.?(2019·紹興)?如圖是上肢力量健身器示意圖。杠桿AB可繞O點在豎直平面內轉動，AB=3BO，配重的重力為120牛。重力為500牛的健身者通過細繩在B點施加豎直向下的拉力為F1時，杠桿在水平位置平衡，配重對地面的壓力為85牛。在B點施加豎直向下的拉力為F2時，杠桿仍在水平位置平衡，配重對地面的壓力為60牛。已知F1：F2=2：3，杠桿AB和細繩的質量及所有摩擦均忽略不計。下列說法正確的是（?? ）D
A .配重對地面的壓力為50牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為160牛
B .配重對地面的壓力為90牛時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為120牛
C .配重剛好被勻速拉起時，健身者在B點施加豎直向下的拉力為540牛
D .健身者在B點施加400牛豎直向下的拉力時，配重對地面的壓力為35牛
3.如圖所示，船和人總重1500Ｎ，船受到水的阻力恒定為90N，船上的人用力F拉繩,使船勻速靠岸運動4米，（不計繩重和摩擦）則拉力F和拉過繩子的長度分別為（?? ）A
A .30Ｎ，12米B .180Ｎ，8米C .270Ｎ，12米D .45Ｎ，8米
4、如圖所示,圖中的甲、乙兩個物體處于靜止狀態。甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙=2:1,質量之比m甲:m乙=4:5,且乙的質量為500g.若不計繩重、輪重和摩擦,g取10N/kg,則下列說法正確的是（?）D
A. 滑輪組靜止時，甲受力平衡，乙受力不平衡
B. 甲、乙兩個物體的體積比為8:5
C. 甲的重力為8N
D. 乙對地面的壓力為3N
★5、如圖，一很長的不可伸長的柔軟細繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b．a球質量為m，靜置于地面，b球質量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊．從靜止開始釋放b后，a可能到達的最大高度為（　?。〣
A h
B 1.5h
C 1.6h
D 2.2h
★6.如圖甲、乙所示，平靜的湖面停泊著兩艘小船，繩的一端拴在A船上，繞過B船上的滑輪，站在船上或岸上的人用100N的力拉繩子的自由端。如果甲、乙兩圖中A船在20s內向右勻速移動了10m，同時B船向左移動了4m，則甲、乙兩圖中人拉繩子的功率分別為????W與????W。
140 90
7.N個動滑輪和一個定滑輪組成滑輪組，每個動滑輪的質量與所懸掛的物體質量相等。不計一切摩擦和繩的重力，滑輪組平衡時拉力大小為F，如圖9所示。若在圖示中再增加一個同樣質量的動滑輪，其它條件不變，則滑輪組再次平衡時拉力大小為（ ）B
A． B． C． D．
8、如圖裝置,AB為水平輕質杠桿,O為支點,AO:OB=4:1,G1=150N,G3=160N.水平地面上的物體G1通過細繩懸掛在A點,G2、G3、G4通過滑輪連接,滑輪懸掛于B點,G2恰好勻速下降,此時地面對物體G1的支持力為50N,則G2受到的重力為 N.若用力F沿水平方向向右勻速拉動物體G4,使G2勻速上升,則力F的大小為 N.(繩重、滑輪重及滑輪的摩擦不計）200 80
9.如圖甲所示，物體A重100N，與水平地面的接觸面積為5×10﹣2m2，當用圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，物體A的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關系圖象分析如圖丙和丁所示產．不計繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．求：
（1）在1﹣2s內，拉力F做的功；
（2）在2﹣3s內拉力F的功率；
（3）在0﹣1s內，物體A對水平地面的壓強．
10.某科學興趣小組設計了一個機械自動拉開開關，如圖1所示。該裝置主要由滑輪組，重物C、鐵塊D、電磁鐵E以及杠桿AB和控制電路組成，重物C通過細繩與動滑輪Q相連，重物C、鐵塊D分別通過支架固定在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端置于水平臺面上，杠桿可以繞支點O在豎直平面內逆時針轉動，自動拉開開關被拉開前，杠桿在水平位置處于平衡狀態，已知滑輪Q的質量為0.2kg，OA：OB=3：1，重物C、鐵塊D的質量分別為1.5kg和3kg，若剛好拉開開關所需的拉力T為6N，D的正上方有一電磁鐵，它對D的吸引力大小F與通過的電流I的關系(如圖2所示)，電源電壓為12V，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，不計電磁鐵電阻，不計細繩、杠桿的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：
（1） 當控制電路上的開關S斷開，杠桿B端對水平臺面的壓力剛好為零時，與機械自動拉開開關相連的細繩上的拉力是多少？
（2） 閉合控制電路上的開關S后，當變阻器的滑片移到中點時，自動拉開開關剛好被拉開，則保護電阻R0的電阻值是多少？

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