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人教版八年级物理下册课时作业
第十二章 简单机械
第2节 滑 轮
1．如图所示，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，则三个力的大小关系是( )
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
2．小慧的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃，小宇的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方竭尽全力，看谁能把对方拉起来，比赛结果应该是( )
A．小慧把小宇拉起 B．小宇把小慧拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
3．对于如图所示的简单机械(滑轮重量和各种摩擦不计)，下列说法中正确的是( )
A．该装置是定滑轮 B．使用该装置可省力
C．使用该装置可以省距离 D．使用该装置可以改变力的方向
4．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了( )
A．缩短上坡过程中所走的路程 B．减小上坡过程中所施加的力
C．减少上坡过程中所做的功 D．缩短上坡过程中所用的时间
5．如图所示，在拉力F＝30N的作用下，物体被匀速提升了10cm，若不计滑轮、绳的重和摩擦，则物体的重力G及拉力向上移动的距离s分别为( )
A．G＝60N，s＝0.2m B．G＝30N，s＝0.2m
C．G＝60N，s＝0.1m D．G＝30N，s＝0.1m
6．用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳的重量，其中用力最小的是( )
A B C D
7．用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是( )
A B C D
8．如图所示装置，绳子的一端拴着弹簧秤接地，绳子的另一端挂着物体G。当用力F匀速提起滑轮(滑轮和绳子的重力及摩擦不计)，弹簧秤示数为10牛，则物体重力G与力F的大小应为( )
A．G＝10牛，F＝10牛 B．G＝10牛，F＝20牛
C．G＝5牛，F＝5牛 D．G＝20牛，F＝10牛
9．如图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦)，错误的是( )
A．F甲＝F丁 B．F乙＞F甲 C．F乙＝F丙 D．F丁＜F丙
10．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的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( )
甲 乙
A．F甲＜F乙、P甲＝P乙 B．F甲＞F乙、P甲＞P乙
C．F甲＞F乙、P甲＝P乙 D．F甲＜F乙、P甲＜P乙
11．如图，定滑轮与细绳间的摩擦忽略不计，沿着绳向下方向匀速拉动，质量为50g的物体将 (选填“向上”或“向下”)运动，弹簧测力计的示数是 N。(g取10N/kg)
12．小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 (选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”)。
13．小明做“探究动滑轮工作时特点”的实验，弹簧测力计沿竖直向上方向拉动，在钩码 (选填“运动”或“静止”)时读出弹簧测力计的示数。实验中小明实验方法正确，却发现弹簧测力计示数总大于钩码重力的一半，写出一条产生这一现象可能的原因： 。
14．图中A是 滑轮。利用这样的装置将物体举高，用力的方向应向 (选填“上”或“下”)。如果A重2牛，要提起50牛的物体，至少要用 牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动 米。
15．如图所示，A、B两个滑轮中，A是 滑轮，B是 滑轮，它们组合在一起构成一个滑轮组，使用它既可以 ，又可以 ；在不考虑滑轮重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是90N，匀速移动物体，水平拉力F为 N。
16．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码并注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示：
甲 乙 丙
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
甲 1 0.2 1 0.2
乙 1 0.2 1 0.2
丙 1 0.2 0.55 0.4
请你分析：
(1)比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮 。
(2)比较甲、丙两图及实验数据，可得到的初步结论是： 。
(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以 ，但必须费 。
(4)如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是 。
A．从三次实验中选取最准确的数据 B．三次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法
17．小程要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N。于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。小程想站在地上向下拉绳，如图所示。请你在a，b，c三个图中选择一组滑轮组，画出正确的绕绳方法，并写出理由。
参 考 答 案
1. D 2. B 3. B 4. B 5. A 6. C 7. C 8. B 9. A 10. C
11. 向上 0.5
12. 轮轴
13. 运动 存在摩擦力(滑轮重不能忽略、绳重不能忽略)
14. 动 上 26 4
15. 定 动 省力 改变力的方向 30
16. (1)不省力也不费力，可以改变力的方向 (2)使用动滑轮能省力，但费距离 (3)省力 距离 (4)C
17. 解：根据省力公式F＝，与动滑轮相连的绳子股数n＝＝≈2.7≈3，站在地面上向下拉绳子来提升物体，可判断至少用3股绳子来承担，且所需的动滑轮最少，所以只能采用c图所示的滑轮组。如图所示。
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人教版八年级物理下册同步学案
第十二章 简单机械
第2节 滑 轮
知 识 点 讲 解
知识点一 定滑轮
1．定义
滑轮就是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。当我们使用滑轮时，滑轮的轴固定不动的就是定滑轮。
2．特点
(1)根据杠杆定义判定定滑轮是一个连续旋转的变形杠杆，定滑轮的轴相当于杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于轮的半径，如图所示，所以定滑轮实质是一个等臂杠杆。
(2)如果重物上升高度为h，绳子自由端移动距离为s，则s＝h。
(3)如果重物上升速度为v，绳子自由端移动速度为v自由，则v自由＝v。
(4)定滑轮不省力，但定滑轮可以改变用力的方向。例如上图中施力的方向是向下的，但是重物受到的力是向上的，定滑轮使施加的力的方向由向上变为向下。
(5)绳子自由端拉力的方向对拉力力度大小没有影响。
经典例题1 高高的旗杆顶端有个能绕着固定轴心转动的小轮子，站在地面的旗手缓缓向下拉绳子时，国旗会徐徐上升，关于这个小轮子的说法中不正确的是( )
A．这种小轮子我们称为定滑轮
B．这种小轮子实质是等臂杠杆，不能省力
C．使用这种小轮子的目的是为了省距离
D．使用这种小轮子的目的是为了改变力的方向
【解析】根据生活经验可知：旗杆顶部小轮子不随国旗的移动而移动，属于定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，使用定滑轮只能改变力的方向，而不能省力，也不能省距离，故选项A、B、D正确，选项C错误。
【答案】C
知识点二 动滑轮
1．定义
在使用中，轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。例如下图中提起重物的滑轮就是动滑轮，它的轴可以随重物上升而上升。
2．动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆
(1)根据杠杆概念可知，动滑轮是个变形的杠杆，它的支点在动滑轮边沿上，动力臂l1(2r)为阻力臂l2(r)的两倍，如图所示，根据杠杆平衡条件可知：F1＝F2，即动滑轮省一半力，所以动滑轮实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆。
(2)使用动滑轮时，如果重物上升高度为h，绳子自由端移动距离为s，则s＝2h。
(3)使用动滑轮时，如果重物上升速度为v，绳子自由端移动速度为v自由，则v自由＝2v。
3．定滑轮和动滑轮的比较
滑轮 定滑轮 动滑轮
钩码重 G G
拉力大小 F＝G F＝G
方向 与钩码上升方向相反 与钩码上升方向相同
钩码移动距离 h h
拉力作用点移动距离 s＝h s＝2h
钩码移动速度 v v
拉力作用点移动速度 v 2v
省力情况 不省力 省一半力
改变用力的方向情况 能改变用力的方向 不能改变用力的方向
实质 相当于一个等臂杠杆 相当于一个省力杠杆，动力臂是阻力臂的2倍
经典例题2 如图所示，在拉力F的作用下，总重40N的物体被匀速提升了20cm。若不计滑轮的重力和摩擦力，则拉力F及其向上移动的距离s分别为( )
A．F＝40N，s＝0.2m B．F＝40N，s＝0.4m
C．F＝20N，s＝0.2m D．F＝20N，s＝0.4m
【解析】由图知，此时拉力：F＝G＝×40N＝20N；拉力作用点上移的高度是物体上移距离的2倍为s＝2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m。故选D。
【答案】D
知识点三 滑轮组
1．定义
把定滑轮和动滑轮结合在一起使用就组成滑轮组。较复杂的滑轮组还可以是多个定滑轮和多个动滑轮组合而成。
2．特点
滑轮组既可省力，又可改变用力的方向，但是要费距离。
3．省力情况
使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。在不计摩擦和轮重的情况下，加在绳子自由端的力F与物重G的关系是F＝； 如果动滑轮的重力不能忽略，则加在绳子自由端的力F与物重G及滑轮重G′之间的关系是F＝(G＋G′)。绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h之间的关系为s＝nh(其中n为吊着动滑轮的绳子的段数)。
【点拨】可以采用画图的办法判断吊着动滑轮绳子的段数。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，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。
经典例题3 用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进10厘米，已知小车的重力G＝10N，拉力大小F＝15N，则小车与地面之间摩擦力f＝________。
【解析】由图中滑轮组可知，n＝3，所以F＝f，所以小车与地面之间的摩擦力为f＝3F＝3×15N＝45N。
【答案】45
知识点四 轮轴与斜面
1．轮轴
(1)定义：由一个轴和一个大轮组成的、能绕共同的轴线转动的简单机械叫做轮轴。通常将大轮叫做轮，小轮叫做轴。如汽车的方向盘、辘轳、螺丝刀等都属于轮轴。
(2)实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。平衡条件：F1l1＝F2l2。
(3)特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2，使用轮轴可以省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物所通过的距离。
2．斜面
斜面是一种省力机械，对于同样高度的斜面，斜面越长越省力。
【点拨】当把动力施加在轴上时，此时由于轴半径小于轮半径，根据杠杆的平衡条件可知，此时使用轮轴费力，但节省距离。因此不要错误地认为轮轴只能省力。
经典例题4 关于轮轴，下列说法中错误的是( )
A．轮轴是变形的杠杆 B．轮轴是由轮和轴共同组成的
C．使用轮轴可以省力 D．使用轮轴一定省力
【解析】轮轴是一个变形的杠杆，它是由轮和轴组成的，能够绕共同的轴旋转。在使用轮轴时，动力作用在轮上时，可以省力，但作用在轴上时，却不能够省力。
【答案】D
易 错 易 混 警 示
易错易混点 误以为使用动滑轮总能省一半的力
使用动滑轮能省一半力需满足两个条件：一是不考虑动滑轮重及绳重和绳子与轮间的摩擦力；二是拉绳子的力的方向必须是竖直向上的(若动滑轮水平放置，拉力方向是水平的)，且拉力作用在绳子上，阻力作用在动滑轮的轴上。
经典例题 如图所示，在水平拉力F的作用下，重100N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为________N，物体A与水平桌面的摩擦力大小是________N。
【解析】弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N，则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；拉力F＝2f＝2×10N＝20N。
【答案】20 10
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