11.2 滑轮 学案（无答案） -2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

11.2 滑轮
【学习目标】
　　1、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；
2、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图；
3、会分析滑轮和滑轮组中距离、速度、力的关系；
【知识梳理】
1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮，因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
2、定滑轮: 如图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆，定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。
3、动滑轮：如图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。
4、滑轮组：把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。滑轮组既可省力，又可以改变用力方向，但费距离。
（1）如右图所示，其中：
n表示承担物体的绳子的段数
s表示绳子自由端移动的距离
h表示物体移动的距离
v自表示绳子自由端移动的速度
v物表示物体移动的速度
F表示绳子自由端的拉力大小
G物表示所挂物体的重力
G动表示滑轮组中动滑轮的重力
（2）滑轮组中三个重要关系：
①自由端移动距离和物体段移动距离的关系：
②自由端移动速度和物体段移动速度的关系：
③不计绳重、摩擦时，自由端拉力和物体、动滑轮拉力的关系：
5、根据要求设计滑轮组
（1）根据要求确定动滑轮上绳的段数。
　 （2）根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。
　　设想如果需要n段绳（n为偶数），那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。
　　如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。
　　上述方法叫“奇动偶定” ，如下图所示。
滑轮 滑轮组练习
一．选择题（共14小题）
1．下列关于简单机械的理解中错误的是（　　）
A．木螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个轮轴
B．汽车方向盘是一个轮轴，其本质是一个省力杠杆
C．将绳子把两根光滑的木棍绕起来，可以看作是滑轮组
D．蜡烛跷跷板在两端蜡烛都点燃时能上下摆动，因此可以看作是一个杠杆
2．如图，用滑轮拉同一物体沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3下列关系中正确的是（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
3．在图中，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A．若不考虑滑轮重和摩擦，则三个力的大小关系是（　　）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＞F3 C．F1＝F2＜F3 D．F1＜F2＜F3
4．用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，不计绳重和摩擦，则（　　）
A．F1＞F2＞F3
B．F1＝F2＝F3
C．F1＜F2＜F3
D．F2＞F3＞F1
5．A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，两个物体A和B，质量分别为M和m（M＞m）用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止在水中。若滑轮与轮轴之间的摩擦及滑轮质量不计，则（　　）
A．天花板对滑轮的拉力大小为（M+m）g
B．绳子对物体A的拉力大小为（M﹣m）g
C．绳子对天花板的拉力大小为mg
D．物体A受到的浮力大小为（M﹣m）g
7．在图所示的装置中，每个滑轮重2N，物体G1重100N，物体G2重10N．此时G2恰能匀速下降。若在G1上加一水平向左的拉力，使G1匀速向左运动，则拉力F为（　　）
A．5N B．6N C．12N D．112N
8．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是（　　）
A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
9．如图所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N．在拉力F的作用下，物体以0.4m/s的速度匀速上升，则（　　）
A．F=5N，F向上的速度是0.2m/s
B．F=7N，F向上的速度是0.2m/s
C．F=6N，F向上的速度是0.8m/s
D．F=22N，F向上的速度是0.2m/s
10．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为40N，人的重力为600N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（　　）
A．218N B．220N C．210N D．236N
11．如图所示，G1＝20N，台秤示数8N，不计滑轮重，物体G2重（　　）
A．2N B．18N C．28N D．20N
12．如图所示，拉力F＝4N，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为（　　）（忽略绳重及摩擦）
A．8 N、8N B．12 N、8N C．8 N、12 N D．12 N、12 N
二．填空题（共4小题）
13．在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 　 　（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了 　 　（填“斜面”或“轮轴”）；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 　 　（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
14．如图所示，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板成水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重为50N，不计摩擦和绳重，则人对绳子的拉力大小为　 　N。
15．图中，两个物体的重力均为200N．图a中，不计绳和动滑轮的重力及摩擦，则匀速提起重物时拉力F1＝　 　N；图b中，大小活塞的面积之比是5：1，不计摩擦及活塞的重力，则匀速举起重物时压力F2＝　 　N。
三．计算题
16．工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求：
（1）动滑轮的重力；
（2）钢绳自由端移动的距离；
（3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。
17．如图所示，是建筑工人用滑轮组提升长方体物块的示意图。当用这个滑轮组匀速提升物块A时，物体上升的速度为v1，工人对绳子拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为η1；当用这个滑轮组匀速提升物块B时，物体上升的速度为v2，工人对绳子拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为η2．已知：v1：v2＝5：4，P1：P2＝4：5，η1：η2＝25：28，GB﹣GA＝180N．不计绳重和摩擦，求：
（1）拉力F1与F2之比；
（2）物体A的重力GA；
（3）动滑轮的重力。