浙教版科学2021-2022学年上学期九年级“培优提高”讲义（二十一）：滑轮与滑轮组【word，含答案】

一、定滑轮和动滑轮
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮（fixed
pulley）和动滑轮（moving
pulley）两类。
定滑轮
动滑轮
定滑轮的轴固定不变，动滑轮的轴随钩码一起移动。
定滑轮特点：定滑轮不省力也不费距离，但能改变力的方向。
定滑轮在使用时，相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
动滑轮在使用时，O
点为杠杆支点，滑轮的轴为阻力作用点，提升重物时，若不改变拉力的方向，则动滑轮相当于动力臂是阻力臂2
倍的省力杠杆。
二、滑轮组
1、滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合起来使用的装置。
滑轮组优点：不但可以省力，而且可以改变力的方向。
n=2
n=3
n=4
n=5
在不计绳重、摩擦时：
F=1/n
（G+G动）
绳子自由端移动距离S与重物提升高度的关系：S=nh
例1、如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（　　）
A．20　N
B．25　N
C．30　N
D．35　N
例2、某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（
??）
A.FA＞FB?????B.FA＜FB?????C.FA＝FB?????D.条件不足，无法确定
例3、如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动4m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（??
）
A.160J????????B.200J????????C.20J????????D.180J
例4、如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重为2N。当B物体重为8N时，它恰好能匀速下降。
（1）以上装置中属于动滑轮的是________(填字母)。
（2）若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为________N。
例5、如图所示，重2250N的
π
形钢架与地面的接触面积为2000cm2，重500N的物体底面积为0.25m2，人未施力时，物体对地面的压强为________Pa；当物体被匀速提起时，钢架对地面的压强为________Pa（不计绳重、滑轮重和摩擦），若在此过程中，物体上升的高度为2米，求人所做的功是________。
1.如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是（?
）
A.B.?C.???D.
2.小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（??
）
?
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
3.如图，A物体在大小为10N的拉力F作用下，以0.3m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若A物体与桌面间的摩擦力为1N，g取10N/kg，下列说法中错误的是（??
）
A.拉力F做功的功率是3W
B.B物体的质量是2.7kg
C.B物体上升的速度是0.1m/s
D.A物体运动1s则B物体克服重力做功3J
4.如图甲，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2
m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（?
）
A.拉力F为2N
B.此滑轮是定滑轮
C.拉力F的功率为0.4W
D.以物体A为参照物，弹簧测力计是静止的
5.把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（??
）
A.A上升
B.A下降
C.A、B均静止
D.无法判断
6.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。已知A的质量是1kg，B的质量为0.5kg。不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是(???
)
A.物体A对地面的压力为10N
B.绳子拉物体A的功率为2W
C.物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向右
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
7.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。则F2的功率为________，如果增大F2，物体A________?。（填“向左运动”或“向右运动”或“静止”）
8.小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应________竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为________?m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
9.物理实验要遵循实事求是的原则。小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，
完成了如图所示的实验并记录了数据。
实验次数
物重G/N
使用定滑轮时测力计的示数F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）在使用定滑轮时，测力计的示数总是小于物体的重力，
这与使用定滑轮不省力相矛盾，请仔细观察实验装置图，
分析造成这一现象的原因是________；
（2）在使用动滑轮提升物体时，测力计的示数也不等于物重的一半。小明猜想是由于动滑轮本身也有重力且绳子与滑轮之间有摩擦的缘故，你同意小明的猜想吗？________。如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，利用小明测得的数据可求出动滑轮的重力为________N。
1.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图中所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出比较这两个装置（绳子与滑轮间的摩擦及滑轮自重不计），下列说法正确是（
）
A．乙比甲省力
B．甲比乙省力
C．甲比乙省功
D．乙比甲省功
2.如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（??
）
A.F3＜F1＜F2???B.F1＜F2＜F3???C.F2＜F1＜F3???D.F3＜F2＜F1
3.如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当只用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动。当只用水平向左的力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s速度匀速上升。若不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，则下列判断错误的是（　　）
A．物体B运动时受到的摩擦力为18N
B．拉力F2大小为24N
C．拉力F1的功率为0.8W
D．拉力F2的功率为2.4W
4.如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（
???）
A.F1=168N，P1=225W?????
?B.F2=210N，P2=30W??????
C.F2=3F1，P1=P2?????
?D.F1=F2，P1=3P2
5.如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是（??
）
A.绳端移动速度为0.2m/s
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A和地面之间有摩擦力
D.如果增大F2，物体A可能向左运动
6.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（??
）
A.270N?????B.360N?????C.540N?????D.720N
7.如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体M为边长5cm、质量7.5千克的正方体，用三种不同方法拉动物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。
（1）物体M放在水平地面上时对地面的压强为________帕；
（2）所用拉力分别是F1、F2、F3，则F1：F2：F3=________?；
（3）拉力F1、F2、F3的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3=________。
8.如图所示，浸没在水中一定深度的物体A，质量为30kg，体积为10dm3；现用动滑轮缓慢匀速提升；若不计摩擦、绳重和动滑轮重。计算：
（1）浸没在水中一定深度的物体A所受浮力是多少？
（2）若将物体A从图示位置缓慢匀速提升1m，此过程中物体A未露出水面，拉力F做的功是多少？
（3）若将物体A从图示位置缓慢匀速提升出水面一定高度，在答题纸的坐标图中大致作出，此过程中拉力F与上升高度h的变化关系图像。（不需要标注相关数据）
参考答案
例1、D
例2、B
例3、C
例4、（1）M
（2）10
例5、2000；1.5×104；103焦
1.D
2.C
3.D
4.A
5.B
6.D
7.0.6W；静止
8.（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
9.（1）弹簧测力计本身有重力（2）同意；0.3
1.A
2.C
3.C
4.D
5.D
6.B
7.（1）3x104
（2）2：1：4
（3）1：1：1
8.（1）F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=100N
（2）G=mg=30kg×10N/kg=300N
F=1/2(G-F浮)=1/2(300N-100N)=100N
s=2h=2×1m=2m
W=Fs=100N×2m=200J
（3）
2021-2022学年上学期浙教版科学九年级“培优提高”讲义（二十一）
滑轮与滑轮组