11.2滑轮2021-2022学年苏科版九年级物理上册（含答案）

11.2
滑轮
一．选择题（共10小题）
1．如图所示，甲、乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上，用滑轮组匀速提升重为600N的物体时，悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为F甲、F乙，已知每个滑轮重30N，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，则拉力F甲、F乙的大小分别为（　　）
A．F甲＝630N，F乙＝630N
B．F甲＝660N，F乙＝660N
C．F甲＝900N，F乙＝975N
D．F甲＝975N，F乙＝900N
2．如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时，下列组合中最省力的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．用一个重为20N动滑轮，匀速提升重为100N的物体，绳重及摩擦不计。所用的拉力F是（　　）
A．50N
B．60N
C．70N
D．120N
4．用一个机械效率为70%的滑轮组，将重为2240N的重物提起，所用的拉力为800N，则滑轮组至少由（　　）组成。
A．1个定滑轮和1个动滑轮
B．2个定滑轮和2个动滑轮
C．1个定滑轮和2个动滑轮
D．2个定滑轮和1个动滑轮
5．旗杆顶端装有定滑轮，升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起。下列说法正确的是（　　）
A．旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
B．旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半
C．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
6．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．F1较大
B．F3较大
C．F2较大
D．F1、F2、F3的大小相等
7．如图所示，通过动滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力大小关系是（　　）
A．F1最大
B．F2最大
C．F3最大
D．一样大
8．如图所示，小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体重力为G物。若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（　　）
A．该实验中，需要测量的物理量只有物重G物和测力计示数F
B．F2＝G物
C．F1的力臂为OA
D．F1＜F2
9．如图所示的滑轮组上挂砝码A、B后恰好静止（轮和绳子的重及摩擦不计）．若再在A、B下面各挂上一个质量相等的小砝码，将出现的情况是（　　）
A．A下降
B．A上升
C．保持静止
D．砝码质量未知，无法确定
10．用如图所示的工具提升相同重物G，不计摩擦和机械重，其中最省力的是（　　）
A．
B．
C．
D．
二．填空题（共6小题）
11．如图所示，用一个自重20N的动滑轮把300N重的物体匀速提起1m时（不计绳重和摩擦），人对绳子的拉力为
　
　N，绳子自由端移动的距离为
　
　m，动滑轮的挂钩受到的拉力为
　
　N。
12．如图所示，用甲、乙两种的滑轮装置把重为500N的物体匀速向上提起，甲图中有
　
　个定滑轮，已知每个滑轮重10N，忽略绳重及摩擦，图甲中车对绳子的拉力为
　
　N，图乙中人对绳子的拉力为
　
　。
13．在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图甲所示，升旗时，旗杆顶端A装置是
　
　滑轮（选填“定”或“动”），使用它的作用是
　
　，如图乙所示，手柄
　
　（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
14．使用简单机械可以给人们的生活带来便利：
（1）如图甲所示，旗杆的顶端安装着一个
　
　滑轮，使用它的好处是
　
　。
（2）如图乙，小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小张将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小张在图B处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们．该实验说明
　
　。
（3）如图丙所示，是小明钓起一条鱼时的情景，为了省力一些，两手之间的距离应该
　
　（选填“大”或“小”）一些。
15．如图甲、乙所示，分别用F1、F2匀速提升重力均为G的物体，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，图甲中的滑轮可以看做　
　（省力/等臂/费力）杠杆，图乙中的滑轮可以看做　
　（省力/等臂/费力）杠杆，F1：F2＝　
　。
16．如图所示，分别用滑轮A、B匀速提升甲、乙两个重力相同的物体（物重大于滑轮重，不计绳重及摩擦）。滑轮A实质上是一个　
　杠杆；拉力F1　
　F2（选填“小于”、“等于”或“大于”）；若拉力F1、F2做的功相同，则物体被竖直提升的高度h甲与h乙的大小关系是　
　（选填“h甲＜h乙”、“h甲＝h乙”、“h甲＞h乙”或“无法确定”）。
三．实验探究题（共3小题）
17．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动，分别测得数据如表所示：
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数/F/N
测力计移动距离s/m
（a）
1
0.2
1
0.2
（b）
1
0.2
1.1
0.2
（c）
1
0.2
0.6
0.4
请你分析：
（1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是
　
　。
（2）比较弹簧测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是
　
　。
（3）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮
　
　。
（4）根据（c）实验的数据可计算出动滑轮的自重为
　
　N（不计摩擦和绳重）。
18．在研究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所受的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计），甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组）
表二（乙小组）
表三（丙小组）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.3
①甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，　
　。
②同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为　
　牛。
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是：　
　。
④分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：　
　。
19．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
0.70
0.65
2
1.50
1.20
0.90
3
2.00
1.70
1.15
回答下列问题：
由表中数据可看出，使用定滑轮时（乙图）F1　
　（等于/不等于）G，这是由于　
　；使用动滑轮时（丙图）
F2　
　（等于/不等于）G/2，是由于没有考虑　
　。
（2）请你对小明的实验方法提出合理的改进意见。就定滑轮、动滑轮分别提一条。
①　
　；
②　
　。
四．计算题（共2小题）
20．小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶。
（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力是多大？若水桶上升0.5m，则A端需要移动的距离是多少m？
（2）若实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重是多重？
21．如图所示装置中，A物重力100N，B物重力10N，在B物作用下A物在水平面上做匀速直线运动（不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦）。问：
（1）A物体受到的摩擦力是多大？
（2）如果在A物体上加一个水平向左的拉力，使B物体以0.5m/s的速度匀速上升，求拉力的大小和4s内A物体运动的距离。
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：观察滑轮组可知，左图承担总重的绳子股数n1＝3，右图承担总重的绳子股数n2＝2，
不计绳重及滑轮轴间的摩擦，绳端的拉力为：
F1＝（G1+G动）＝×（600N+30N）＝210N；
F2＝（G2+G动）＝×（600N+30N）＝315N；
同一滑轮组每股绳子承担的力是相同的，则悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为：
F甲＝4F1+2G定＝4×210N+2×30N＝900N；
F乙＝3F2+G定＝3×315N+30N＝975N；
故选：C。
2．【解答】解：滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计，
A图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F1＝G；
B图，两个滑轮都是定滑轮，所以拉力F2＝G。
C图，动滑轮上有3段绳子，物重G由3段绳子承担，所以拉力F3＝G；
D图，动滑轮上有2段绳子，物重G由2段绳子承担，所以拉力F4＝G；
比较可知，拉力最小的是C图，即C图最省力。
故选：C。
3．【解答】解：图中承担重物的绳子股数n＝2，不计绳重及摩擦，所以拉力为：
F＝（G+G动）＝×（100N+20N）＝60N。
故选：B。
4．【解答】解：∵η＝＝＝，
∴n＝＝＝4；
∴应该有4股绳子承物重，
∵一个动滑轮只能有2段绳子承重，
∴至少需要两个动滑轮如图所示：
显而易见，至少需要一个定滑轮；
故选：C。
5．【解答】解：AB、旗杆顶端装有的定滑轮，实质是等臂杠杆，使用时，不省力也不费力。不计绳重和摩擦且国旗匀速上升时，旗手对绳的拉力一定等于国旗重力，若计绳重和摩擦，旗手对绳的拉力大于国旗重力，故AB错误；
CD、旗杆顶端装有定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，使用时，不省距离也不费距离，则国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离，故C正确、D错误。
故选：C。
6．【解答】解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
7．【解答】解：固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如下：
可知，F1的力臂为直径，力臂最大，F2的力臂较大，F3的力臂最小，由杠杆平衡条件知，当阻力与阻力的力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力越小。故三个力的关系为：F1＜F2＜F3。
故选：C。
8．【解答】解：A、该实验需要测量的物理量是滑轮与物体的总重以及测力计示数F，故A错误；
B、在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则F2＝（G+G动）；故B错误；
C、力臂是支点到力的作用线的距离，图中可知，连接OA的直线与F1的力的作用线垂直，故F1的力臂为OA；故C正确；
D、由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即F1＞F2；故D错误；
故选：C。
9．【解答】解：由图知，此滑轮组由两段绳子承担物重，所以绳端拉力是物重的二分之一。
又不计轮重，所以物体静止时，GB＝GA，若A和B处各挂上质量相等的钩码时，GB＞GA，所以A将上升。
故选：B。
10．【解答】解：提升相同重物G，不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重。
A、图中使用的是动滑轮，则F＝G；
B、图中使用的是滑轮组，且n＝3，则F＝G；
C、图中使用的是定滑轮，则F＝G；
D、设杠杆的长度为L，则由图示可知，动力臂为L，阻力臂为L，
由杠杆的平衡条件得FL＝G×L，则F＝G。
故由以上计算可知B最省力。
故选：B。
二．填空题（共6小题）
11．【解答】解：图中动滑轮一共有两根绳子承担物重，n＝2：F＝＝＝160N；绳子自由段移动的距离s＝nh＝2×1m＝2m；物体处于平衡状态，动滑轮的挂钩受到的拉力等于物体的重力为300N。
故答案为：160；2；300。
12．【解答】解：图甲中两个滑轮的轴固定不同，是两个定滑轮；忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力
F甲＝G＝500N；
图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n＝2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力
F乙＝（G+G动）＝×（500N+10N）＝255N。
故答案为：2；500；255。
13．【解答】解：（1）旗杆顶端A装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮，其本质是等臂杠杆，使用它不省力，但是可以改变用力方向；
（2）螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1?R＝F2?r可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
故答案为：定；改变力的方向；粗。
14．【解答】解：（1）旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；
（2）从乙图的使用情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，故两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，小张在图B处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力；
（3）由图可知，对于钓鱼竿这个杠杆来说，它以右手为支点，所以它的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，在钓鱼时，鱼对杠杆的阻力和阻力臂都不变，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可推得要使F1减小可增大L1，即增大两手之间的距离。
故答案为：（1）定；能改变力的方向；（2）使用滑轮组可以省力；（3）大。
15．【解答】解：
图甲中滑轮随物体一起运动，为动滑轮，其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，可以省一半的力，可看作省力杠杆；
若不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，拉力F1＝G；
图乙中滑轮的轴固定不动，为定滑轮，其实质是等臂杠杆；
若不计绳子自重以及轮、轴间摩擦，拉力F2＝G；
则：F1：F2＝G：G＝1：2。
故答案为：省力；等臂；1：2。
16．【解答】解：（1）由图示可知，A是定滑轮，实质是等臂杠杆；则F1＝G甲，
B是动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，已知乙物体的重力大于滑轮重，则F2＝（G乙+G轮）＜（G乙+G乙）＝G乙，
已知甲、乙两个重力相同的物体，所以，F1＞F2；
（2）拉力做功时，根据定滑轮的特点可知：s甲＝h甲，根据动滑轮的特点可知：s乙＝2h乙，
则拉力F1做的功为：W1＝F1s甲＝F1h甲＝G甲h甲，
拉力F2做的功为：W2＝F2s乙＝F2×2h乙＝2F2×h乙＝2×（G乙+G轮）h乙＝（G乙+G轮）h乙，
若拉力F1、F2做的功相同，则：W1＝W2，
即：G甲h甲＝（G乙+G轮）h乙，
已知甲、乙两个重力相同的物体，则：＝＞1。
所以，h甲＞h乙。
故答案为：等臂；大于；
h甲＞h乙。
三．实验探究题（共3小题）
17．【解答】解：（1）在（c）中，拉力F＝0.6N＜G＝1N，故使用动滑轮时省力；
（2）在（b）中，将钩码提起向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
（3）（b）中拉力移动的距离为0.2m，（c）中拉力移动的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离；
（4）根据s＝nh可得，绳子股数n＝＝＝2，
所以F＝（G+G动）
所以动滑轮重为G动＝2F﹣G＝2×0.6N﹣1N＝0.2N。
故本题答案为：（1）能省力；（2）可以改变力的方向；
（3）费距离；（4）0.2。
18．【解答】解：①比较了实验序号1、2、3弹簧测力计的示数和对应的物体重力，可知使用动滑轮匀速提起重物，可以省力；
②由F＝（G+G′）得，滑轮的重力G′＝2F﹣G＝2×0.6N﹣1N＝0.2N；
③当提升重物相同时，所用拉力的方向不同，得到的弹簧测力计的示数不同，由此可知拉力方向不同影响拉力的大小；
④观察图片分析数据可知，使用动滑轮匀速提起同一重物，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
故答案为：①可以省力；②0.2；③拉力方向不同；④拉力与竖直方向角度越大越费力。
19．【解答】解：（1）对定滑轮图中的测力计进行受力分析：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），向下受到测力计外壳的重力和手向下的拉力。图中手拉测力计挂钩，因此测力计测量的是手向下的拉力而不是绳子自由端的拉力。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成
F1的测量会小于物重，所以使用定滑轮时F1≠G的主要原因是：没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力。
动滑轮的使用：“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的。由表中数据可知，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。其主要原因是没有考虑动滑轮受到的重力。
（2）改进：①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端，其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值。
②使用动滑轮时，可以先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系或采用轻质滑轮。
故答案为：（1）不等于；没有考虑弹簧测力计外壳受到的重力；不等于；没有考虑动滑轮受到的重力；
（2）①使用定滑轮时，弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端；②使用动滑轮时，先测出钩码和动滑轮的总重（或采用轻质滑轮或增加钩码重）；
四．计算题（共2小题）
20．【解答】解：
（1）不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力F1＝G＝×200N＝100N；
拉力端移动距离：
s＝2h＝2×0.5m＝1m；
（2）不计绳重及摩擦，拉力F2＝（G+G动）
则动滑轮重力：
G动＝2F2﹣G＝2×110
N﹣200
N＝20N。
答：（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力是100N；若水桶上升0.5m，则A端需要移动的距离是1m；
（2）若实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重是20N。
21．【解答】解：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f＝F拉＝2GB＝2×10N＝20N。
（2）拉动A向左运动时，A受力如图，
F＝f+F拉＝20N+20N＝40N；
由题意可知：B运动的距离为：sB＝vt＝0.5m/s×4s＝2m，则sA＝sB＝×2m＝1m。
答：（1）A物体受到的摩擦力是20N；（2）拉力的大小为40N；4s内A物体运动的距离为1m。