浙教版科学九上 第三章 4 简单机械-滑轮 复习讲义（机构）

简单机械—滑轮
l1
l2
F2
F1
知识点
1、定滑轮：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆
③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离hG(或速度vG)
2、动滑轮：
①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）
F1
l1
F2
l2
②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
若需要考虑动滑轮重力，则：
绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离hG(或vG)
3、滑轮组
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力
若需要考虑动滑轮重力，则拉力
其中：n为动滑轮上的绳子段数。
绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离hG(或vG)
4、几种特殊使用的滑轮/滑轮组
①水平拉动重物（动滑轮自重不考虑）：应考虑拉力F与摩擦力f的关系；不考虑F与G的关系。
F
f物
（1）F＝f物（2）s绳＝ns物（3）绳子移动的速度V绳与物体移动的速度V物关系：V绳＝nV物
②动滑轮费力使用（匀速直线运动）：
图2：
图1：



任何简单机械：省力不省功
考点
1.定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点
例题1．如图所示中，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（　　）D
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
2．如图所示是滑轮的两种用法，下列说法中正确的是（　　）D
A．甲是定滑轮，使用时可以省力 B．甲是动滑轮，使用时不能省力
C．乙是定滑轮，使用时不能省力 D．乙是动滑轮，使用时可以省力
3.如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（?? ）B
A .拉力 F1小于拉力 F2? ?B .甲绳子自由端移动速度小于乙绳的?
?C .甲、乙两滑轮组均属于费力的机械?? D .甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
变式训练1.如图所示，用动滑轮匀速提升重物，并沿不同方向用力，其中用力最小的是( ??) B
A.F1 ??????B.F2 ??? ???C.F3 ?? ???D.一样大
2.如图是一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。某人借助该装置提升重物G（不计摩擦和装置的自重）。下列说法错误的是（　　）C
A．图中a可简化为定滑轮
B．图中b可简化为动滑轮
C．人将绳子向下拉1米时，重物G也上升1米
D．利用该装置不仅可以省力，也能改变力的方向
3.一辆汽车不小心陷进泥源后，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（端子与滑轮间的摩擦及滑轮自重不计），下列说法正确的是（? ）A
A .乙比甲省力 B .甲比乙省力 C .甲比乙省功 D .乙比甲省功
4．如图所示，动滑轮重为1N，拉力F为5N，则重物G和弹簧秤读数为（　　）D
A．G为4N，弹簧秤读数为5N B．G为9N，弹簧秤读数为10N
C．G为10N，弹簧秤读数为5N D．G为9N，弹簧秤读数为5N
5.如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　 　N，图乙中人对绳子的拉力为　 　N。 400 210
2、滑轮的比较（F的大小、做功多少、功率大小）
例题1.如图所示，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（??? ）D
A .F1>F2>F3 B .F1F1>F3 D .F2如图，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（　　）C
A．F甲F乙? Ｐ甲>P乙
C．F甲>F乙? Ｐ甲=P乙 D．F甲变式训练1.如图所示，甲同学站在地面上用定滑轮把地面上的物体匀速向上运送到某一高度处，乙同学站在某一高处用动滑轮把该物体也从地面上匀速向上运送到同样的高度处。不计绳和滑轮之间的摩擦及绳子的重力。就甲和乙这一运送物体的过程中，下列分析正确的是（　　）C
A .甲和乙做功相同 B .甲和乙做功的功率相同
C .甲比乙做的功少 D .甲比乙做功的功率大
2..如图各装置中，每只滑轮质量均相同。用它们提起相同的重物，若不计绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ D ）
A．使用甲滑轮与使用乙滑轮一样省力
B．使用丙滑轮组与使用丁滑轮组省的力一样多
C．使用乙滑轮和使用丙滑轮组一样费距离
D．四个简单机械中，乙滑轮的机械效率最高
3.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）所用拉力分别是F1、F2、F3，则F1：F2：F3=? ；2：1：4
（2） 拉力F1、F2、F3所做的功分别为W1、W2、W3，则W1：W2：W3= 。1:1:1
3、滑轮的计算
例题1.小明利用两个滑轮A、B组成如图所示的装置，将两个重力相等的重物G1、G2分别挂在绳子两端，若不计滑轮、绳子的重力和摩擦，下列说法正确的是（　　）C
A．AB均为定滑轮 B．AB均为动滑轮C．放手后G1上升 D．放手后G2上升
2.如图所示，在这个装置中，如果拉力F等于4牛，则甲、乙两个弹簧测力计的读数分别为 ( )B
A．8牛，12牛 B．12牛，8牛 C．8牛，8牛 D．12牛，l2牛
变式训练1.如图所示，整个装置处于静止状态，重力和摩擦不计。弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC?， 以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是（?? ）C
A .A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数 B .3FA=2FB=FC
C .6FA=3FB=2FC D .B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数
☆2、一人利用如图所示的滑轮组匀速提升重500N的物体，若每个滑轮重50N，人重600N,不计摩擦力，则绳子上的拉力是（ ）C
A.500N B.300N C.240N D.220N
3.如下左图所示，物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧秤示数为25N，则物体B的重为_________N。地面对物体A的支持力______N. 12 8
★滑轮与摩擦力综合分析
例题1.如图所示，物体A的质量m =20kg，在30 N的水平拉力F的作用下，物体A以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
（1）物体A与水平面间摩擦力为________N；
（2）拉力F做功的功率________W；
（3）如果将水平拉力F增加到60N，使物体A向右运动，此时物体A与水平面间摩擦力为_____N
60 6 60
2.在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（ ???）D
A .20N 2W B .30N 6W C .60N 2W D .20N 6W
3.如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（??? ）C
A .物体A受到水平面的摩擦力是10N B .滑轮移动的速度是0.15m/s
C .在2s内绳子对物体A做的功为6J D .水平拉力F的功率是6W
4?.?如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是(??? )B
A .拉力F的大小为8N B .拉力F的功率是14W
C .拉力F做的功是60J D .物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
变式训练1.如图所示，在水平拉力F的作用下使物体G沿水平地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体与地面间的摩擦力为10N，物体运动速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法正确的是（ ???）C
A .拉力大小为10N B .拉力大小为5N
C .拉力的功率大小为20W D .拉力的功率大小为10W
2.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。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦， 则下列说法中正确的有（?????? ）D
A .滑轮移动的速度为 0.4m/s B .绳子拉物体 A 的功率为 2W
C .B 受到的摩擦力为 3N，方向水平向左
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
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。当用竖直向下4牛的力F1拉重为2牛的物体A时，使物体B以0.2米/秒的速度匀速向右运动。若只用水平向左的力F2拉物体B时，使物体A以0.3米/秒速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（?? ）C
A .物体B受到的摩擦力为8牛 B .拉力F2大小为10牛
C .拉力F2的功率为2.4瓦 D .拉力F1的功率为1.2瓦
4.如图所示，物体A的重力为180、，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法错误的是（ ?? ）C
A .拉力F大小为40N B .2s内，物体B克服重力做功4.5J
C .拉力F做的功等于物体B克服重力做的功 D .物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s
5.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)。下列说法错误的是（?? ）B
A .F2的功率为0.6W B .如果增大F2， 物体A可能向左运动
C .物体A和地面之间有摩擦力 D .弹簧测力计读数为9N
滑轮/浮力/压强综合计算
例题1.用如图所示的滑轮组从15米深的水池中(水池面积很大，达几百平方米)提起底面积为200厘米2，高2米的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5×103千克/米3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350牛，问：
（1） 该物体所受的重力为多少牛? 1000N
（2） 物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力为多少牛?(不计摩擦及滑轮重)
300N
（3） 物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断?(取g=10牛/千克)
2.如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。
该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:ON=1:2.已知物块A的密度为1.5×103kg/m3,底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N.所有摩擦和绳重忽略不计，g取10N/kg.求：
(1)当物块A的顶部刚好没入水中时，求底部受到的水的压强大小？
（2）当物块A的顶部刚好没入水中时，物块A受到的拉力是多大?
(3)若水位发生变化，电子秤的示数为55N时，物块A浸入水面的深度是多少?
更上一层楼：
1、小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。两人通过如图的装置看谁能把对方拉起来，结果应是（　） B
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
2.?(2019·绍兴)?如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为120牛。重力为500牛的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85牛。在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60牛。已知F1：F2=2：3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（?? ）D
A .配重对地面的压力为50牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160牛
B .配重对地面的压力为90牛时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120牛
C .配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540牛
D .健身者在B点施加400牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35牛
3.如图所示，船和人总重1500Ｎ，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳,使船匀速靠岸运动4米，（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（?? ）A
A .30Ｎ，12米B .180Ｎ，8米C .270Ｎ，12米D .45Ｎ，8米
4、如图所示,图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙=2:1,质量之比m甲:m乙=4:5,且乙的质量为500g.若不计绳重、轮重和摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是（?）D
A. 滑轮组静止时，甲受力平衡，乙受力不平衡
B. 甲、乙两个物体的体积比为8:5
C. 甲的重力为8N
D. 乙对地面的压力为3N
★5、如图，一很长的不可伸长的柔软细绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面，b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能到达的最大高度为（　　）B
A h
B 1.5h
C 1.6h
D 2.2h
★6.如图甲、乙所示，平静的湖面停泊着两艘小船，绳的一端拴在A船上，绕过B船上的滑轮，站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果甲、乙两图中A船在20s内向右匀速移动了10m，同时B船向左移动了4m，则甲、乙两图中人拉绳子的功率分别为????W与????W。
140 90
7.N个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等。不计一切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为F，如图9所示。若在图示中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小为（ ）B
A． B． C． D．
8、如图装置,AB为水平轻质杠杆,O为支点,AO:OB=4:1,G1=150N,G3=160N.水平地面上的物体G1通过细绳悬挂在A点,G2、G3、G4通过滑轮连接,滑轮悬挂于B点,G2恰好匀速下降,此时地面对物体G1的支持力为50N,则G2受到的重力为 N.若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4,使G2匀速上升,则力F的大小为 N.(绳重、滑轮重及滑轮的摩擦不计）200 80
9.如图甲所示，物体A重100N，与水平地面的接触面积为5×10﹣2m2，当用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体A的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分析如图丙和丁所示产．不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．求：
（1）在1﹣2s内，拉力F做的功；
（2）在2﹣3s内拉力F的功率；
（3）在0﹣1s内，物体A对水平地面的压强．
10.某科学兴趣小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、电磁铁E以及杠杆AB和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架固定在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg，OA：OB=3：1，重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg，若刚好拉开开关所需的拉力T为6N，D的正上方有一电磁铁，它对D的吸引力大小F与通过的电流I的关系(如图2所示)，电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：
（1） 当控制电路上的开关S断开，杠杆B端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是多少？
（2） 闭合控制电路上的开关S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻R0的电阻值是多少？