苏教版九年级物理教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：04【提高】滑轮

滑轮（提高）
【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； 【典型例题】
类型一、定滑轮和动滑轮
1、（2019春?南京校级期末）如图所示，B装置是______滑轮（选填“定”或“动”）。若物体A所受重力为100牛，当分别用不同方向的力匀速提起物体A时，拉力F1______F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【思路点拨】（1）使用时滑轮的轴固定不动的是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮实质上是一等臂杠杆，只改变力的方向，而不省力，（2）使用定滑轮时不省力，不考虑动滑轮重和摩擦，F=G物。
【答案】定；等于【解析】（1）提升物体A时，滑轮的轴固定不动，是定滑轮；（2）因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一物体A，沿不同方向用的拉力大小相等，所以F1=F2，故答案为：定；等于。
【总结升华】本题主要考查定滑轮工作特点，是一道基础题。
举一反三：
【变式】如图所示，物体A和B所受重力都为200N，滑轮重力和摩擦不计，当用力分别匀速提升物体A和B时，FA为_____N，FB为______N。　　
【答案】100 200
2、（2019?桂林中考）小明利用如图所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）

A．F1=F2＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1=F2=F3
【答案】D 【解析】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，因为物体A匀速运动，所以F1、F2、F3都与物体A受到地面的摩擦力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误；故D正确。故选D。
【总结升华】本题考查了定滑轮及工作特点，属于基本内容，比较简单。知道定滑轮和动滑轮的定义及其特点是关键。
举一反三：
【变式】如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起，则拉力F1与F2相比较（　　）

A．F1较小 B．F2较小 C．F1与F2一样大 D．无法确定
【答案】A 【解析】如图所示：F1的力臂L大于F2的力臂L′，由于提起的重物一定，根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂的乘积一定，动力臂越长，动力越小。故F1较小。

3、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
【思路点拨】要解答本题需掌握：动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法。
【答案】D 【解析】本题是动滑轮的特殊使用方式，考虑滑轮的重力，即力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力，
F=2×G物+G滑轮=2×10N+2N=22N；
力F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故力F移动的速度是物体上升的速度的二分之一，即F上升的速度是0.4m/s÷2=0.2m/s
【总结升华】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握。
类型二、滑轮组
4、（2019?大连模拟）在水平地面上放置一个重360N的物体A，用如图的滑轮组匀速拉动物体，拉力F为40N，不计绳与滑轮的重和摩擦，则物体与地面的摩擦力是　 　N，若A在2s内匀速移动1m，则绳子自由端通过的距离是　 　m。
【答案】120；3 【解析】根据图示可知，n=3；（1）因为不计绳与滑轮的重和摩擦，并且物体做匀速直线运动，因此根据二力平衡条件可得：F=f；则物体与地面的摩擦力：f=3F=3×40N=120N。（2）绳子自由端通过的距离：s=3×1m=3m。
【总结升华】本题考查了滑轮组中拉力的计算以及二力平衡条件的应用，在滑轮组中，拉物体的力由几根绳子承担，则绳子自己端的力为拉物体的力的几分之一。
举一反三：
【变式】利用如图所示装置匀速提起重150N的物体，若不计滑轮重及摩擦力时，拉力F是多大？　　【答案与解析】F=G/n=150N/3=50N ，拉力是50Ｎ。
5、已知每个动滑轮重100N，物重G＝1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，在图中画出了滑轮组的绕线方法。根据你的判断，只能使用_____绕线方式。（不计摩擦）　　　　　　　　 【答案与解析】由上图可以看出，绳子承担的物重包括两部分，即物重1200N和两个动滑轮重2×100N＝200N，由于绳子能承受的最大拉力为300N，那么至少需要n＝(G＋G动)/F＝(1200N＋200N）/300N≈5根绳子。由此可以确定只能用乙种绕线方式。　 【总结升华】同一个滑轮组，绳子的绕法不同，省力的情况也不同，绳端固定在动滑轮上比固定在定滑轮上更省力。举一反三：
【变式】为了用滑轮组把陷入泥中的汽车拉出来，试在图中画出滑轮组最省力的绕线方法。
　　　　　　　　　　　　　【答案】n=3，如图：　　　　　　　　　　
类型三、综合应用
6、如图所示，物体C重100N，在不计摩擦和绳重的情况下，要匀速提起重物时，需加力F为28N，若滑轮的规格都相同，则每个滑轮的重为多少牛？

【思路点拨】（1）在不计摩擦和绳重的情况下，使用动滑轮时，因为动滑轮有两段绳子在拉重物，所以用的拉力就是动滑轮和重物重力的二分之一；（2）按图示滑轮组，我们可以由上向下逐个分析滑轮，按照动滑轮和定滑轮的特点，找出拉力F和动滑轮与重物的种类之间的关系，然后求解。
【答案与解析】

【总结升华】课本中对滑轮只讲了动滑轮和定滑轮两种，但在实际出现的题目中，不时有如本题这种情况的滑轮，如果单从动滑轮或定滑轮的角度来解题，很多同学都会觉得困惑，这就要求学生可以通过对每一个滑轮单独进行受力分析，利用我物体平衡时合力为零的特点列出各力之间的关系，然后解答。
举一反三：
【变式】 如图所示，用滑轮组匀速提升重物，若绳子自由端的拉力为F，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，求物体的重力是多少？

【答案】8F 6F 7F 8F
7、家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组．假设衣服和晾衣架的总重为100N，则静止时绳子自由端的拉力为（不计动滑轮重及摩擦）（　　）

A．100N B．50N C．25N D．20N
【答案】C
【解析】由图可知，承担物重的绳子股数n=4，
∵不计动滑轮重及摩擦，
∴拉力
【总结升华】本题的关键有二：一是承担物重的绳子股数n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是不计摩擦和动滑轮重时，。
【巩固练习】
一、填空题
1、（2019春?瑶海区期末）如图所示，滑轮A是 　 　滑轮，若地面对物体的阻力是200N，不计滑轮重力和摩擦，则作用在绳子自由端的拉力F= 　 　N，可使物体匀速移动。
2、（2019?宜州市三模）如图所示，用两个完全相同的滑轮，分别以图中的两种方式将重为G的物体匀速提升相同的高度（绳重、摩擦不计），使用　 　（选填“甲”或“乙”）滑轮可以改变用力方向，所用拉力F甲　 （选填“大于”“等于”或“小于”）F乙。
3、如图所示，物体A的重力为200 N，当通过滑轮用力F拉着它在地面上匀速滑动时，它与地面间的摩擦力为30 N，不计滑轮重及它与绳子间的摩擦，拉力F的大小为________N。
4、下图是用滑轮匀速提起重物的示意图，若重物G＝200N，则弹簧测力计的示数为________N。(不计绳重和摩擦)
5、图中所示滑轮是________滑轮(填“动”或“定”)，若弹簧测力计示数为150N，滑轮重30N，则物体重________N(不计绳重和摩擦)。
6、如图所示用滑轮组提起重物，若不计摩擦和滑轮的重力，所用拉力是物重的________倍。如果要把重物提高1m，绳子自由端向上拉动的距离是________m。
二、选择题
7、（2019?上海校级模拟）（多选）仅使用动滑轮提起重物，下列哪个目标是无法实现的（　　）
A．省力 B．省距离
C．同时省力和省距离 D．以上都不能实现
8、对图所示的几种简单机械，下列说法中，正确的是( )
A．甲图所示的装置中OB是动力臂
B．使用乙图所示的装置可省一半力
C．丙图所示的装置是一种等臂杠杆
D．丁图所示的汽车驾驶盘也是一种简单机械
9、如图所示是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组。a、b为两个弹簧测力计，不计滑轮重及摩擦。当匀速提升的重物G＝300N时，a、b两弹簧测力计上的示数应为( )
A．300 N、100 N
B．200 N、100 N
C．300 N、150 N
D．100 N、100 N
10、如图所示，用两个滑轮匀速提起两个物体，甲、乙两个滑轮提起重物的质量相等，不计摩擦和绳重，若F1＞F2，则说明了 ( )
A．使用定滑轮比使用动滑轮省力
B．动滑轮的重力大于物体的重力
C．使用动滑轮不省力
D．动滑轮的重力小于物体的重力
11、（2019?长宁区三模）图中使用轻质滑轮或轻质杠杆缓慢提起相同重物，最省力的是（　　）
三、实验与作图题
12．小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N。实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将其填写在预先设计好的记录表中。
分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为________；在动滑轮的重力大于或等于物体重力的条件下，使用动滑轮________。
13、（2019?眉山中考）如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力。添加滑轮并完成滑轮组绕法。

14、请根据图所示的情景，仿照示例写出两条有价值的信息。
示例：小明使用的滑轮组中绳子的根数为6根。

信息1： 。
信息2： 。

四、计算题
15、如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为多大？

【答案与解析】
一、填空题
1、【答案】动；100
【解析】（1）A滑轮可以随物体一起向前移动，所以A是动滑轮；（2）物体进行匀速直线运动，物体水平方向上受到拉力和阻力，这两个力是平衡力，所以F拉=f=200N，对物体的拉力有两段绳子承担，所以F=0.5F拉=0.5×200N=100N，故答案为：动；100。
2、【答案】甲 大于
【解析】甲图是一个定滑轮，定滑轮的特点是能够改变力的方向，但是不能省力，绳重、摩擦不计，因此F甲=G；乙图是一个动滑轮，动滑轮重一般都小于物重，动滑轮的特点是能省一半力，故F乙=
（G动+G）＜G；所以F甲＞F乙。
3、【答案】60
【解析】动滑轮拉着物体在地面上匀速运动，此时在水平方向上，滑轮对物体的拉力和物体与地面间的摩擦力是一对平衡力，故滑轮对物体的拉力等于摩擦力为30 N，而滑轮对物体的拉力是拉力F的0.5倍。
4、【答案】200
5、【答案】动；270
6、【答案】；3
二、选择题
7、【答案】B、C
【解析】动滑轮是一个省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，省力但费距离，并且不能改变力的方向，所以A能实现；B、C不能实现；故选B、C。
8、【答案】D
【解析】甲图误把杠杆的长度当成了力臂；乙图是一个定滑轮，它不省力；丙图是一个动滑轮，是动力臂为阻力臂二倍的杠杆；丁图所示的汽车驾驶盘是一个轮轴，它也是一种简单机械。
9、【答案】B
【解析】重物由三段绳子承担，故弹簧测力计b的示数为100N，弹簧测力计a则承担了两段绳子的力，故为2×100 N＝200 N。
10、【答案】B
【解析】使用定滑轮时，而用一个动滑轮提起物体所用的力，现F1＞F2，即，说明动滑轮重力大于物体的重力。
11、【答案】D
【解析】使用使用轻质滑轮或轻质杠杆，重力不计，可忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力；
A、使用的是一个定滑轮，改变力作用的方向，但不省力，F=G；B、使用的是一个动滑轮，可以省一半的力，则；
C、由杠杆的平衡条件F1?L1=F2?L2，得;
D、由杠杆的平衡条件F1?L1=F2?L2，得。比较各机械使用时绳子的拉力可知：D图中的机械最省力。
三、实验与作图题
12、【答案】 并不省力
【解析】分析实验数据中三个物理量的大小会得出的关系，进而比较1、2两次数据和关系式，会发现当动滑轮的重力大于或等于物体重力的条件下，拉力并不小于物重。
13、【答案】如图所示
【解析】由题：若在A处添加滑轮，是一个定滑轮，则滑轮组只有一个起滑轮，绕线后通过动滑轮绳子段数最多三段；若在B处添加滑轮，是一个起滑轮，绕线后通过动滑轮绳子段数最多四段，更省力。
14、【答案与解析】
根据图所示的情景可看到人轻松拉起摩托车和滑轮的个数得出信息：
信息1：使用滑轮组可以省力，又可以改变力的方向。
　 信息2：使用了由三个动滑轮和三个定滑轮组成的滑轮组。
四、计算题
15、【答案与解析】