初中物理沪科版《10.2、滑轮及其应用》提升策略及答案

沪科版八年级物理《10.2、滑轮及其应用》同步提升策略
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【温故而知新】：
1、杠杆五要素：以下图10—1—01为例：杠杆的支点是指绕杠杆转动的_____________，用符号 表示；。作用在杠杆上，促使杠杆转动的力叫做__________；作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力叫做阻力；从_________到_________________的距离叫做动力臂；从_________到_________________的距离叫做阻力臂。
2、杠杆的平衡条件（杠杆原理）：乘积式： ；比例式： 。
3、⑴省力杠杆：动力臂 阻力臂的杠杆。特点是省力，但费 。例如： 。
⑵费力杠杆：动力臂 阻力臂的杠杆。特点是费力，但省 。例如： 。
⑶等臂杠杆：动力臂 阻力臂的杠杆。特点是既不省力，也不省距离。例如： 。
4、如下图10—1—02：先在图中做出此杠杆的五要素，然后用字母符号在对应的位置标出杠杆的五要素：支点用符号 表示；动力用符号 表示；动力臂用符号 表示；阻力用符号 表示； 阻力臂用符号 表示。
5、下图10—1—03是用扳手转动螺母的示意图(螺母的中心为支点Ｏ)，请在图中画出动力的力臂。

图10—1—1 图10—1—1 图10—1—1


图10—1—01 图10—1—02 图10—1—03
【夯实基础——预习导学知识点梳理】
1．根据使用方法的不同，滑轮可分为 和 。
2、定滑轮：⑴定义：使用时轴位置不变的滑轮；⑵实质：是一个连续旋转的 杠杆；
⑶特点：不省 也不省 ，但可以改变 ，带来方便。
3、动滑轮：⑴定义：使用时轴 的滑轮；
⑵实质：动力臂是阻力臂的 倍的杠杆；⑶特点： 。
⑷无论使用何种简单机械，省力的必定____________，省距离的必定_________。
⑸既省力又省距离的机械是不存在的。既省力又能改变力的方向的机械是 。
4、滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合；⑴特点：既可以省 也可以改变 ；
⑵滑轮组中“s”的含义是 。“h”的含义是 。
s与h的关系式是： 。
⑶省力情况的判断：使用滑轮组吊重物时，若不计动滑轮重和摩擦，动滑轮被几股绳子吊起，在绳子末端所用的拉力就是物重的 。用公式为表达为 。
5、不计滑轮重、绳重和摩擦，动滑轮的省力公式：F= 。滑轮组的省力公式：F= 。
6、不计绳重和摩擦，动滑轮的省力公式：F=（G物+G动）。滑轮组的省力公式：F= 。
（ “省力公式”也称为“拉力F与物重G的关系式”） 不计摩擦，动滑轮省力公式 F=（G物+G轮）
7、滑轮分类及其应用：（不计滑轮重）
定滑轮 动滑轮 滑轮组
力臂关系 L1=L2
实质
动力方向 改变 可能变或不变
动力情况 F=G
绳自由端移动距离 s=h
《第一部分：基础知识跟踪练习》
【典型例题】
*【例1】：⑴定滑轮实质上是 杠杆；使用定滑轮不省 ，但能改变 。
⑵动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 倍的杠杆；使用动滑轮能省 ，但不能改变 。
*【变式训练1】：2.升旗的时候，我们看到旗手用力向下拉
绳子，旗就升上去了。这是因为旗杆顶端有一个 ，
这个事例告诉我们,这种简单机械能够改变 。
【解析】：旗杆顶端有一个轮子，它能改变拉力的方向，
因此，是一个-----。
*【例2】：⑴如图用一个定滑轮提升重物，要求在图中标明支点O，
画出阻力臂L，同时画出三个动力F1、F2、F3的力臂L1，L2 ，L3。
⑵如图用一动滑轮提升重物，要求在图中标明支点O，画出动力臂L1和阻力臂L2。
可以看出：动力臂L1阻力臂L2的大小关系是： 。
*【变式训练2】：如图10—2所示，如果要用F=600N的拉力，则甲、乙两图中
最多可以提起的物体的重力分别为 和 。（不计动滑轮和绳子
的重力及摩擦力）
【解析】：甲图中使用的是一个定滑轮，不能省力，在不计绳子重力和摩擦力的情况下，拉力等于物重，所以600N的拉力只能提起重为600N的重物；乙图中使用的是一个动滑轮，在不及动滑轮和绳子的重力及摩擦力的情况下，能省一半力，所以600N的拉力能提起两倍的重力重物。
*【例3】：如图10-2-1所示，一物体重500N，滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计，要拉起这个物体甲图中
需_______N的拉力，乙图中需________N的拉力，乙图中将物体提升2m，绳子自由端移动 m。






【解析】：甲是动滑轮，不省力；F=G。乙是动滑轮，能省一半力，F=G/2。但要费2倍的距离，即：s=2h，物体提升高度h为2m，则s=2h=4m。
【变式训练3】：如图10-2-2所示，小明用同样的力将甲、乙两物体匀速提升，如不计摩擦和滑轮重，则重力G甲 G乙(填“<”、“=”或“>”)
【解析】：提升物体甲用的是一个定滑轮，所以拉力等于物重；提升物体乙用的是一个动滑轮，可以省一半力，所以拉力等于物重的二分之一。
*【例4】：家用的手摇晾衣架如图10-2-3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（不计动滑轮重和摩擦）（ ）
A．100N B．50N C．25N D．20N
【解析】：由图可以看出晾衣架上的动滑轮个数为2个，提拉晾衣架的绳子
股数（段数）为4，所以静止时绳子自由端的拉力F=G总/4= 100N/4=。
【重要点拨】：如何判断滑轮组的省力情况？即如何判断绳子段数。
在滑轮组中，承担物重的是吊着动滑轮的那几段绳子，这包括拴在动滑轮框上的和最后从动滑轮引出的拉绳。由几根绳子承担物重，拉力就是物重几分之一。确定滑轮组中悬挂动滑轮的绳子的段数可以采用画图的办法。在一个给定的滑轮组中，用一条虚线将连接动滑轮和定滑轮的所有绳子全部分割，如图10－2－4所示。然后数出被虚线分割后与动滑轮相连的绳子一共有几条，这个条数就是滑轮组中悬挂动滑轮绳子的段数。
例如：图10－2－4甲，分割后与动滑轮相连的绳子条数是四个，则此滑轮组中悬挂动滑轮的绳子是四段；乙图中分割后与动滑轮相连的有五个，则此滑轮组中悬挂动滑轮的绳子是五段。
*【变式训练4】：如图10-2-5所示，不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦，米袋总重为800N，而绳上吊着的静止的“绅士”重500N，则米袋对地面的压力为（ ? ）
A．500N?????? B．250N?????? C．300N??????? D．800N








【解析】：首先要对米袋进行受力分析，米袋在三个力的作用下处于平衡状态。这个人是通过定滑轮拉重物的．∴对重物的拉力F=G人=500N．又∵米袋静止在地面上，处于静止状态．∴F+F支=G米．则：
F支=G米-F=800N-500N=300N.∵米袋受到的支持力N与米袋对地面的压力F′是一对相互作用力．等大。
【例5】：忽略摩擦及滑轮重，写出图10-2-6中四个滑轮或滑轮组中F与G的大小关系（即省力公式 ）
①甲：F1= G； ②乙：F2= G； ③丙：F3= G； ④丁：F4= G。
【解析】：不计摩擦及滑轮重，使用滑轮组吊重物时，若不计动滑轮重和摩擦，动滑轮被几股绳子吊起，在绳子末端所用的拉力就是物重的几分之一。用公式表达为F=G物/n。因此：判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过动滑轮拉着物体。在甲图中，有一段绳子拉着物体，F1＝G/3；同理：在乙、丙、丁图中，F＝？
*【变式训练5】：如图10-2-7所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为300N的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1＝?????，F2＝????，F3＝????，不计滑轮本身的重和摩擦。，
【解析】：判断使用滑轮组时所用的力F的大小，关键是看几段绳子通过动滑轮拉着物体，即有几段绳子承担着物重。（1）在图A中，有三段绳子拉着物体，F1＝G/3；同理：（2）在图B中，有四段绳子拉着物体，∴F2＝？ ；（3）在图C中，有五段绳子拉着物体，F3＝？。
*【例6】：建筑工地上的起重机（见上图10-2-8） (1)属于动滑轮的有_________，属于定滑轮的有_______．
(2)忽略滑轮重、绳重及摩擦，用动滑轮匀速运送600 N的建筑材料，所用拉力F等于________N．建筑材料每上升1 m，绳子自由端就要向下移动_________m．
【解答】：(1)甲；乙、丙；(2)因为有3段绳子吊着物体，所以F=G物/n= 600N/3 =200N，3。
【变式训练6】如图10-2-9是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ）
A．甲是动滑轮，使用时不能省力
B．乙是动滑轮，使用时可以省力
C．甲是定滑轮，使用时可以省力
D．乙是定滑轮，使用时不能省力
【解析】：【友情提醒】： 区别动滑轮和定滑轮的关键是，在使用滑轮时注意观察滑轮的轴是否固定不动，不动的是定滑轮，滑轮的轴和物体一起移动的是动滑轮。
所以：本题中，甲是定滑轮，乙是动滑轮。使用定滑轮不省力，但可以改变用力的方向，本题是横向定滑轮，拉力F等于物体受到的摩擦阻力f。使用时轴随物体一起运动的滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半力。本题是横向动滑轮，拉力F是摩擦阻力f的一半。
《第二部分：方法技能跟踪练》
*【例7】：图10-2-10中物体A向右做匀速直线运动，弹簧测力计的示数是4N，不计滑轮重力、绳重及摩擦，则拉力F＝ N ，物体A受到的摩擦力是 N。
【解析】：使用时轴随物体一起运动的滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半力，本题是横向动滑轮，拉力F是A与地面之间的摩擦阻力f的一半。拉力F等于弹簧测力计的示数4N，而摩擦力是拉力的两倍。
【变式训练7】如图10-2-10所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以lm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮与绳间摩擦，那么物体A与水平面的摩擦力大小为 ？
拉力F在2s内移动的距离多大？
【思路解析】：物体A在一个动滑轮的作用下做匀速运动的，根据动滑
轮的实质，绳子上的拉力应该是A物体与地面间摩擦力的一半。连接绳
子的弹簧秤的读数是5N，所以物体A与地面间的摩擦力；
使用动滑轮虽然可以省力但是却费距离，并且动力移动的距离是物体移动距离的2倍。在2s内物体A移动的距离，则2s内拉力F移动的距离。
*【例8】：如图10-2-11所示，置于水平桌面上的物体A重100N，物体B重60N，当B匀速下降时，A与桌面的滑动摩擦力是 N。
【解析】：由题中的B物体是匀速下降可知，B物体所受的力是平衡的，即B的重力等于滑轮对重物向上的拉力。此滑轮是动滑轮，所以绳子上的拉力是B物体自身重力的一半；绳子上的拉力是由A物体与桌面的滑动摩擦力提供。所以A与桌面的摩擦力就是B物体自身重力的一半。
*【变式训练8】如图10-2-12所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6 m，则泥桶上升____ __m，手拉绳子的力为__ ___N。
【解析】：对于滑轮组来说，其中悬挂动滑轮绳子的段数决定了滑轮组的省力倍数和费距离的倍数。在这个滑轮组中，悬挂动滑轮的绳子是段数n=3，根据滑轮组的省力公式
F拉=（G物+G动）/n=（220N+20N）/3=？，由s=nh的h=s/n，此题中，s=6m，n=3，s=3h，故h=s/3 =6m/2= ？ ；泥桶上升？
【例9】：工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如下图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面)，其中最省力的方案是( )
【解析】：A、是直接用绳子拉动物体，物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力；B、不但利用了动滑轮来拉动物体，下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，最省力；C、利用了定滑轮来拉动物体，但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力；D、通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力。


【变式训练9】如下图10-2-13所示,表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法，其中最省力的是( )






【解答】：C绳子段数最多为3段，而AD都是2段，B为1段 ，根据省力公式F=G物/n可得答案。
【总结提升（一）】：：按要求给滑轮组绕绳子是滑轮组应用的一个重点内容。给滑轮组绕绳子首先要明确在滑轮组的应用中有几段绳子吊着重物，当吊着物体的绳子段数n是偶数时，绳子应从定滑轮的挂钩开始绕起；当悬挂物体的绳子段数n是奇数时，绳子应从动画滑轮的挂钩，即所谓的“奇动偶定”。另外，在绕绳时，为避免绳子缠绕，应先绕里边的小轮，后绕外边的大轮——即所谓的“先里后外”，而且一定要用铅笔作图。
*【例10】：图10-2-14中一个人站在地面上的人用较小的力通过滑轮组将重物提起来，请画出滑轮组的绕线。

【解析】：注意分析题目条件“站在地上提起”，其含义指绳子的自由端向下，即人的拉力的方向只能向下拉，此时是n=2，按照“奇动偶定”的原则，绳子应该从定滑轮的挂钩开始绕起。答案就是图10-2-16。
*【变式训练10】图10-2-15中给出两组滑轮组（a）、（b），若它们分别提起同一重物，请画出其中最省力的一组滑轮组的绕绳方法。(不计滑轮重、绳重及摩擦)
【解析】：在组装滑轮组时：动滑轮的个数N与承重绳子段数（和动滑轮相连的绳子段数）n的关系是：n=2N或n=2N＋1，当n=2N＋1时，使用的动力最小，即最省力。 对于（a），n=3；对于（b）n=4。然后依照“奇动偶定”的原则进行绕线。
*【例11】：如图10-2-27所示有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来。








【解析】：由题意可知与树连接的是定滑轮，与汽车连接的是动滑轮，它们组成的滑轮组有两种连接方法，一种与动滑轮连接的是2段绳子，另一种与动滑轮连接的是3段绳子，题目要求最省力，只能是3段绳子，绳子段数是奇数时，绳子的固定端应该结在动滑轮的框架上（即所谓的“奇动偶定”）。答案如图10-2-19
【思维点拨】本题要求使用最省力的方法，只有绳的段数最大时才最省力，“一动一定”滑轮组成的滑轮组主要有两种绕法，绕完之后，一个是2段绳子，一个是3段绳子，绕完后绳子段数为3的时候最省力，绕绳时应按照“奇动偶定”的原则进行，绕好后别忘绳子段数的检验——是否为3段？。
【变式训练11】：如图10-2-18所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，用这个滑轮组提升重为300牛的重物（忽略滑轮重和绳子重及摩擦）(1) 当动力F=150牛时绳子的绕法。(1) 当动力F=100牛时绳子的绕法。
【解析】：（滑轮组绕绳的规律：奇动偶定。绳子段数为偶数，从定滑轮的挂钩开始绕起，反之从动滑轮的挂钩开始绕起——即绳子固定端接到动滑轮的挂钩上）作图时一定要用铅笔。(1) 当动力F=150牛时绳子绕法：由省力公式F=G物/n 的变形公式n=G物/ F可求出绳子段数为n=G物/ F=300N/150N=2段； (2)同理，当动力F=100牛时绳子段数为3段，从动滑轮的挂钩开始绕起即可。
【例12】：某绳只能承受400N的拉力，现要提升1100N的物体A，试在图10-2-20所示的滑轮组中画出绳子的绕法。（摩擦及滑轮重均忽略不计）。
【解析】：（1）本题考察的知识点是如何组装滑轮组。关键是明确绳子上实际受的力不能超过它的最大能承受的力，而且绳子的段数必须是整数。故绳子的段数n在求解时，其取值不能根据四舍五入原则，而应该采用“进位”的原则。n=1100N/400N=2.75，滑轮承重绳子的段数，取整数为3段。按照“奇动偶定”的原则，绳子应该从动滑轮的挂钩开始绕起。
【总结提升二】：对于滑轮组，同学们一定要理解并熟记下面的几个关系式：
⑴、绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系：s=nh。
⑵、作用在绳子自由端的拉力F与被提升的物体的重力G之间的关系(不计滑轮重、绳重和摩擦) F= G物/n——其实就是滑轮组的“省力公式”。
⑶、作用在绳子自由端的拉力F与被提升的物体的重力G物、动滑轮重G动之间的关系(不计绳重和摩擦但考虑滑轮重)：F= (G物+G动)/n——其实就是滑轮组的“省力公式”。
#【变式训练12】：站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀速提升到4m的高处，所用时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N。（不计摩擦和绳重）(1)依据题意在图10-21中画绳子的绕法。
(2)请根据已知条件设疑并解答。（至少求出4个物理量）


【解析】：(1)站在地面上的人用滑轮组提升货物，人对绳子自由端拉力F的方向竖直向下，由此可判断用滑轮组提升货物，货物和动滑轮的总重由两段绳子承担。再按照“奇动偶定”的原则进行绕线。
(2)根据题目提供的已知条件和滑轮组的缠绕方式，可提出求解动力移动距离、货物上升速度、动力作用点移动速度和动滑轮的重力等物理量的问题。
*【例13】：如图10-2-22所示，不计机械自重和摩擦，使用滑轮组匀速地提起重物，物体受到的重力为1000牛，人体受到的重力为600牛，人对地板的压力是_______牛。
【解析】：题中的滑轮组有一个定滑轮和一个动滑轮组成，动滑轮有两根绳子悬挂。则用此滑轮组要匀速的提起1000牛的重物，需要拉力为500牛；当人提供给绳子500牛的拉力时，根据作用力与反作用力的关系，人也受到绳子500牛向上的拉力。然后对人进行受力分析：人在三个力的作用处于平衡状态下，
F拉= G人+F支，600N=500N+F支求出F支，人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力，等大。
【变式训练13】：如图10-2-23所示，物体A重10牛，物体B重20牛，滑轮自重5牛，则图中绳子对物体B的拉力为　　　　　　牛，物体B对地面的压力为　　　　　　牛，弹簧测力计示数为　　　　　　牛．
【解析】：一定先要对物体B进行正确的受力分析：物体B受到向上的拉力，向下的重力，拉力等于A的重力，B物体处于静止状态，也即“平衡状态”，不过是三力平衡状态：向上的力有两个：拉力和支持力，向下的只有物体B的重力，则：对地面的压力等于物体B的重力减去拉力；弹簧测力计的示数“等于下面2倍物体A的重力加上动滑轮的重力”，也即？。 【点评】对物体B受力分析是关键。

《第三部分、综合提升练》
14、如右图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2S内F所做的功分别为（ ）
A.8N，32J B.16N，32J
C.8N，64J D.16N，64J
*【例14】：如下图所示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简单机械是（　　）
A． B． C． D．
【解析】：不计摩擦及滑轮重，A、滑轮组：n=2，公式表达为F＝G/2，不行。B滑轮组：n=3，公式表达为F=G/3，不行。C、这是一个费两倍力的动滑轮， F=2G物＝40N，不行。D中的杠杆的动力臂是阻力臂的4倍，那么，根据杠杆平衡条件可以得到F＝G/4。故杠杆所需动力最小的简单机械只能是选项D。
*【变式训练14】：要用15 N的力刚好提起20 N的重物，如果不计机械本身的重力，可以应用下面的哪一种简单机械（ ） A．一个定滑轮 B．一根杠杆 C．一个动滑轮 D．一个滑轮组
【解析】：不计摩擦及滑轮重，要用15 N的力刚好提起20 N的重物，说明省力了，则应该用到省力的机械，杠杆，滑轮及滑轮组似乎都可以。但是A选项时一个定滑轮：n=1，不省力， F=G物＝20N，不行。C选项、一个动滑轮，是一个省一半力的动滑轮，F=G物/2=10N。 D选项，滑轮组，根据省力公式： F=G物/n=20/n，F的大小只能为10N，6.7N，5N，F大小不可能15N。那么只有B选项——？可以做到。
*【例15】：用滑轮组匀速提升重物，当绳子的自由端被拉下2m时，物体升高了0.5m，被提升的重物的质量为20kg。若不计动滑轮重和摩擦阻力，则拉绳子的力应为（ ）
A．40N B．49N C．98N D．5N
【解析】：根据：n=s/h＝2/0.5=4得到，此滑轮组是4段绳子拉着物体, 拉力是物重的1/4；物重：G=mg＝20kg×9.8N/kg＝196N，所以拉力：F=G/4= 196/4=？。
*【变式训练15】：如图10-2-25所示：利用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体A前进时，若绳子自由端拉力F=60N，物体A重150N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦．（1）物体A与地面间摩擦力是多大？
（2）当绳子自由端移动3m，则物体A移动多远？
【解析】：【考点】滑轮组及其工作特点．
由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n=3；
【答】：（1）物体A与地面间的摩擦力：f=nF=3×60N=？N；
（2）物体A移动的距离是绳子自由端移动的距离的1/3，即：
s = s′/n=3m/3=？。
*【例16】：用如图10-2-26所示的滑轮组将质量90kg的物体提升了2m的高度，不计绳重和摩擦，已知绳端拉力为400N，求：（1）绳端运动的距离，（2）动滑轮的质量？
【解析】：（1）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×2m=6m；
（2）由F=（G物+G动）/n得，G动=nF-G物==3×400N-90kg×10N/kg=300N，
由公式m动= G动/g, 即可求出m动。
*【变式训练16】：在水平桌面上放一个200N的重物，用如图10-2-28所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为________N。若绳子自由端移动速度为0.6m/s，则物体的移动速度为 。
【解析】：从图可知，有三段绳子在拉物体，∴水平拉力F为摩擦力的三分之一，又∵f=48N，∴水平拉力F为：F=1/3 f=1/3×48N=16N．又：绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s′的关系为s=3s′．同理：绳子自由端移动的速度v与物体移动速度v′的关系为v=3v′,v′=v/3，即v′是0.6 m/s的1/3？。
#【例17】：如图10-2-29，用滑轮组中提起同样重的物体，甲滑轮组用力为F1，乙滑轮组用力为F2，丙滑轮组用力为F3，，比较它们的大小，应是（ ）
A、F1＞F2＞F3 B、F1＜F2＜F3 C、F2＞F1＞F3 D、F2＜F1＜F3
【解析】：点明：图甲的滑轮组不仅不省力，而且要费两倍的力，即动力F12倍于物重。（1）图甲的滑轮组：画出动力臂和阻力臂后，你会发现：其中的动滑轮是费两倍力的动滑轮，即F1=2G。（2）图乙所示的滑轮组全是由定滑轮组成的，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。所以用这样的滑轮组提升物体，绳子自由端的拉力F2=G。（3）图丙所示的滑轮组是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的。重物悬挂在动滑轮的轮轴上，根据动滑轮的实质：绳子上的拉力是重物自身重力的1/2；由于定滑轮不改变力的大小，所以F3=G/2。综上所述，三个力从小到大的排列顺序便知？

#【变式训练17】：如图10-2-30所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）
A、F1＞F2＞F3 B、F1＜F2＜F3 C、F2＞F1＞F3 D、F2＜F1＜F3
【解析】：同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，与地面的摩擦力都是f。第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2=f/2；第三个图中滑轮为动滑轮，但与课本上的动滑轮不同，此动滑轮的动力臂只有阻力臂的一半，所以不仅不省力，而是费两倍力的动滑轮，即F3=2f。 由此得出大小关系．
*【例18】：如图10-2-31所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动时的摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为
N。拉力F为 N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳子自由端向上的运动速度为 _m/s。
【解析】：当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G受到三个力，处于三力平衡状态，F拉+F支= G物。重物G对地面的压力等于地面对G的支持力。重物对地面的压力为F压=G-3F=120N-90N=？．
∵3F=120N，∴F=40N．重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，3股绳子作用在动滑轮上，则绳自由端向上运动速度为重物G的0.1m/s的3倍．
*【例19】：如图10－6－34所示，小明分别用F1和F2把重物匀速向上提起（不计摩擦），则F1　　　　F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【解析】：从图中可看出，有2段绳子在拉重物，故拉力就是重力的二分之一；斜向上拉绳子时，动力臂不再是滑轮的直径，如图可知，动力臂变小，小于直径，因此拉力变大。
【例20】：站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀速提升到4m的高处，所用时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N。（不计摩擦和绳重）(1)依据题意在图10-2-35中画绳子的绕法。
(2)请根据已知条件设疑并解答。（至少求出4个物理量）
【解析】： 站在地面上的人用滑轮组提升货物，人对绳子自由端拉力F的方向竖直向下，由此可判断用滑轮组提升货物，货物和动滑轮的总重由两段绳子承担。
根据题目提供的已知条件和滑轮组的缠绕方式，可提出求解动力移动距离、货物上升速度、动力作用点移动速度和动滑轮的重力等物理量的问题。
#【例21】：电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图10-2-37所示的恒拉力系统，其简化原理图如图10-2-38所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3，共悬挂20个水泥块。已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3，g取10N/kg。（1）请指出图10-2-38中的动滑轮、定滑轮；（2）每个水泥块的重力是多少？
（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？

【解析】：（1）根据动滑轮和定滑轮的概念可知图中的C是动滑轮；A、B是定滑轮。
（2）已知水泥块的体积和密度可以计算出水泥块的质量，根据就可以计算出水泥块的重力。
（3）滑轮组中的动滑轮由3根绳子承担其所受拉力，所以滑轮组对高压输电线的拉力是水泥块总重力的3倍。已知水泥块的重力，就可以计算出滑轮组对高压输电线的拉力。
【技巧点拨】：解答本题的关键有二：一是明确悬挂钢缆的滑轮组结构：C能随水泥块一起移动是动滑轮，A、B位置固定不动是定滑轮，并且有3条钢缆承担高压线的拉力。二是仔细审题审图，从题所给情境中获取尽量多的有用信息：如果使用两端固定的钢缆，悬线会松弛，使用滑轮组可以保证输电线钢缆始终保持紧张状态。
【例22】：质量为60kg的小明利用如图10-2-39所示滑轮组来提升重物．试思考并解答下列问题（g=10N/kg） 已知物重是800N，不考虑摩擦及绳重时。（1）若实际拉力是500N，动滑轮的重力多大？（2）小明利用此滑轮组至少需提起多重重物才能省力？（3）小明利用此滑轮组至多能提起多重重物？
【解析】：由图10-2-39可知，承担物重的绳子股数n=2．
（1）知道物体重和实际拉力，不考虑摩擦及绳重时，利用（G物+G动）/2。求动滑轮重；
（2）使用滑轮组要省力，即F＜G，利用（G+G动）＜G求利用此滑轮组至少需提起多重重物才能省力；
（3）知道人的质量，利用重力公式求人的重力，由题知，小明提起重物时用的拉力应小于、等于自己体重，据此求利用此滑轮组至多能提起多重重物．
《跟踪精选练习题》
1、如图10-2-40所示，一根细绳绕过滑轮，一端系着重物G，手执另一端分别沿不同方向用力F1、F2匀速拉起重物时，三力的大小关系是（忽略绳与滑轮间的摩擦）（　　）
A．F1=F2＞G B．F1＞F2＞G C．F1=F2=G D．F1=F2＜G
【考点】定滑轮及其工作特点．【分析】使用滑轮时，轴固定不动的叫定滑轮，使用定滑轮不省力，但能改变用力方向。








2、用如图10-2-41所示的滑轮匀速提起重为200牛的重物，若滑轮重为20牛，则实际使用时，所用拉力F的大小可能是（　　）
A．220牛 B．120牛 C．110牛 D．100牛
【解析】：【考点】动滑轮拉力的计算——即：动滑轮省力公式F=（G物+G动）/2的应用。【分析】使用动滑轮，在不计摩擦时，根据省力公式：F=（G物+G轮）即可求出。
3、如图10-2-42，用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法：
【分析】：滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子通过动滑轮，段数越多越省力．从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法．
4、体重为600N的小明爸爸正在用定滑轮拉一重500N的重物匀速上升，体重为400N的小明想帮助爸爸，从爸爸手中接过绳子继续拉，结果是（不计一切摩擦）（　　）
A．小明拉着重物继续匀速上升 B．小明拉着重物静止不动 C．重物拉着小明上升 D．小明能慢慢使重物落下来
**5、同学们要将一重为1000N的建筑材料匀速运送到36m高的楼上，每位学生站在地面上可产生的平均拉力300N，而站在楼上时为了安全起见可产生的平均拉力为150N。善于学以致用的小峰买来了一个重为100N的滑轮和一根足够长的绳子，同学们有的建议采用图10-2-43中方案甲，有的则建议采用方案乙(不计绳重和摩擦)。 (1)请你算出甲、乙方案中各需几个人? (2)你认为哪一种方案好?简述理由。






《§10.2、滑轮》同步提升策略《参考答案》
【温故而知新】：
4、O，F1， L1 ，
F2，L2。
作图为：10-1-02。
5、见图10-1-03。


【夯实基础——预习导学知识点梳理】
1、定滑轮；动滑轮。 2、⑵等臂；⑶力；距离，用力的方向。 3、⑴随物体一起移动；⑵：2；⑶能省一半力；⑷费距离，费力。⑸滑轮组。 4、⑴力；距离。⑵绳子自由端移动的距离；物体倍提升的高度；s=nh。⑶几分之一，F=G物/n。 5、F=G物/2；F=G物/n. 6、F=（G物+G动）/2；F=（G物+G动）/n。 7、
定滑轮 动滑轮 滑轮组
力臂关系 L1=L2 L1=2L2
实质 等臂杠杆 省力杠杆
动力方向 改变 不改变 可能变或不变
动力情况 F=G F=G/2 F=G物/n
绳自由端移动距离 s=h s=2h s=nh
《第一部分：基础知识跟踪练习》
【典型例题】：
【例1】：⑴等臂杠杆，力；用力的方向。⑵：2；力；用力的方向。 【变式训练1】：定滑轮 力的方向。【例2】：⑴见课本。⑵答案：右图，L1=2L2。 【变式训练2】：600N 1200N。 【例3】：500；250；4m。。 【变式训练3】：“<”。
【例4】C。 【变式训练4】：C。 【例5】：①甲：F=G； ②乙：F= G /2；
③丙：F=G/3； ④丁：F= G /2。(2)300N。【变式训练5】：G/3，G/4，G/5。
【例6】：(1)甲； 乙、丙；(2) 200N，3。【变式训练6】B。

《第二部分：方法技能跟踪练》
【例7】：4N；8 N。 【变式训练7】：10N；4m。
。











【例8】：30N。【变式训练8】：2m；80N。 【例9】：C。 【变式训练9】：C。
【例10】：图10-2-14或10-2-16. 【变式训练10】：见图10-2-15.
【例11】：见试卷上图10-2-19。【变式训练11】：见图10-2-18。
【例12】：见试卷图10-22。
【变式训练12】：【解答】：（1）滑轮组绳子的绕法如本页右上角图10-22所示。
（2）动滑轮重力
货物上升速度 动力作用点移动的距离
动力作用点移动的速度
【例13】：100.
【变式训练13】：【解答】：物体B受到向上的拉力F=GA=10N， B物体处于静止状态，对地面的压力F压=GB﹣F=20N﹣10N=10N， 弹簧测力计的示数：F′=2GA+G轮=2×10N+5N=25N．故答案为：10；10；25．
《第三部分、综合提升练》
【例14】：D. 【变式训练14】：B。 【例15】：B。
*【变式训练15】：
【解答】解：由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n=3；
（1）物体A与地面间的摩擦力：f=nF=3×60N=180N；
（2）物体A移动的距离：s′=s=×3m=1m．【解答】解：由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n=3；答：（1）物体A与地面间摩擦力是180N；（2）当绳子自由端移动3m，则物体A移动的距离为1m．
*【例16】：6m；30kg。【变式训练16】：16；0.2m/s。
*【例17】：F3＜F2＜F1【变式训练17】：D． 【例18】：30N，40N，0.3m/s。 【例19】：小于。
【例20】：（1）滑轮组绳子的绕法如图10-2-36所示。
（2）动滑轮重力
货物上升速度
动力作用点移动的距离

动力作用点移动的速度
【例21】：（1）图10-2-38中C是动滑轮，A、B是定滑轮。
（2）每个水泥块质量 。
每个水泥块的重为 。
（3）水泥块对钢丝绳的拉力为 。
由图可知，动滑轮由3段绳子承担，所以滑轮组对高压输电线的拉力为

【例22】：【解答】：（1）由图知，n=2，
∵不考虑摩擦及绳重时， ∴F=（G+G动），
∴G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N；
（2）由题知，使用滑轮组省力时F＜G，即（G+G动）＜G，
∴G＞G动=200N，即至少需提起200N重物才能省力；
（3）G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，小明提起重物时F≤G人，
即（G+G动）≤G人， （G+200N）≤600N， ∴G≤1000N，
《自我小检测》
1、【解答】解：如图，滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，忽略绳与滑轮间的摩擦，所以F1=F2=G，故ABD错误，C正确．故选C．
2、【解析】：图中使用的是动滑轮，在不计摩擦时，拉力F=（G物+G轮）=（200N+20N）=110N；
若在实际使用时考虑摩擦，拉力比不计摩擦的时候稍大，可能为120N，但不会达到220N． 故选B．
本题考查了使用动滑轮拉力的计算，也即动滑轮省力公式F=（G物+G轮）的应用！

3、答案如图10-2-43所示：
4、C。

5、解答： (1)甲方案中，人对滑轮绳端的拉力为F1=G=1000N，所需的人数为
，故实际需要4人。乙方案中，人对滑轮绳端的拉力为，所需的人数为，故实际也需4人。
(2)甲种方案好，因为人站在地面上向下拉绳比较安全且方便。



F1

例2题图⑵

例2题图⑴

F2

图10—2

图10-2-1 图10-2-2 图10-2-3



图 10－2－4

图10-2-9


图10-2-5


图10-2-6 图10-2-7 图10-2-8

图10-2-10


图10-2-10

图10-2-11

图10-2-12





图10-2-13




图10-2-14 图10-2-15 图10-2-16



图10-2-17 图10-2-18 图10-2-19



图10-2-20 图10-21 图10-2-22 图10-2-23 图10-22





图10-2-25

图10-2-26




甲

乙

丙

F1

F2

F3

图10-2-29 图10-2-30


图10-2-31

图6-6-2

图10－6－34

图10-2-35

图10-2-38

图10-2-37

10-2-39

图10-2-40 图10-2-41 图10-2-42 图10-2-43



10-2-39

图10－1－02

F1

F2

L1

图10-1-03

L1

L2

L1

O

例2题图⑵

L2

10-2-15 图10-2-18



图10-2-36

10-2-39

图10-2-43



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