初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.2 滑轮精品课后作业题

人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》

第2节 滑轮 讲义

（知识点总结+例题讲解）

一、定滑轮及其工作特点：

1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。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。

根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2.定滑轮：

（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如下左图所示。

（2）实质：是个等臂杠杆。（如下中图所示）

轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

（3）特点：不省力，但可改变力的方向。                        

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。

（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等，S=h。（如上右图所示）

对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）

【例题1】学校旗杆顶上的滑轮是一个　　，使用该滑轮的好处是　　。

【变式练习1】学校升旗时，旗杆顶端装的滑轮是　　滑轮，它的作用是　　，当国旗缓缓上升10m，旗手向下拉动绳端移动的距离为　　m。

【例题2】如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3的大小关系是（　　）

A.F1＞F2＞F3

B.F1＜F2＜F3

C.F1＝F2＝F3

D.F1、F2、F3的大小不能确定

【变式练习2】学校升旗时，旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杠顶部安装了定滑轮，使用它可以　　；如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为68kg的的物体向上拉，此人的质量为60kg。当此人用550N的拉力拉物体时，此时物体对水平地面的压力为　　N。（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）

二、动滑轮及其特点：

1.定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如下左图所示）

2.实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（如上中图所示）

图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。

3.特点：省一半力，但不能改变力的方向。

4.动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如上右图所示）

对于动滑轮来说：

（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；

（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。

【例题3】如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（　　）

A.既能省力，又能改变力的方向

B.既不能省力，也不能改变力的方向

C.不能省力，但能改变力的方向

D.能省力，但不能改变力的方向

【变式练习3】如题图所示为“探究动滑轮的作用”实验，每个钩码所受的重力为1N，动滑轮所受的重力为1N，钩码在保持静止的情况下，即将向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（　　）

A.1.0N

B.1.5N

C.1.7N

D.2N

【例题4】如图所示，用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（　　）

A.G＝2.5牛  s＝0.1米 B.G＝2.5牛  s＝0.4米

C.G＝10 牛  s＝0.1米 D.G＝10牛  s＝0.4米

【变式练习4】如图所示，用力将重为120N物体匀速提升0.2m，（不计动滑轮重、绳重和摩擦），则拉力F＝　　N，绳子自由端移动的距离s＝　　m，若拉力F′为70N，则动滑轮重为　　N。（不计绳重和摩擦）

【例题5】如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动＝10N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是：（　　）

A.55N，0.1m/s

B.210N，0.1m/s

C.55N，0.4m/s

D.210N，0.4m/s

【变式练习5】如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重为10N的物体A沿竖直方向匀速上升，已知重物上升速度为0.4m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小为

　N，若本题中滑轮重为6N，则力F的大小为　　N才能使重为10N的物体A沿竖直方向匀速上升，滑轮上升的速度为　　m/s。

【例题6】如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（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）。

（1）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是　　。

（2）弹簧测力计读数为　　牛。

（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何？　　。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）

【变式练习6】两个滑轮用如图所示的方式组合，其中A是　　滑轮，B滑轮可以改变施力的　　（选填“大小”或“方向”），用力F拉动绳端时，物体向左做匀速直线运动，此时物体所受摩擦力为0.4N，不计绳、滑轮重及滑轮的摩擦，则拉力为　N。

【例题7】小黄同学用水平力F拉动如图所示装置，使重200N的A物体5s内在水平地面上匀速运动了120cm，物体B重100N（物体B与A始终接触），此过程中A受到地面的摩擦力为24N，弹簧测力计的示数为16N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　　m/s，物体A受到B施加的摩擦力　　（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F大小为　　N。

【变式练习7】如图，用100N的力拉着物体A以2m/s的速度在水平面匀速前进，若A受到的摩擦力是20N，则B受到的摩擦力是　　N，B物体的速度是　　m/s。（不考虑绳子与滑轮之间的摩擦）

三、滑轮组及其工作特点：

1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。

2.特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。

注意：如果不忽略动滑轮的重量则：

3.动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）

4.绳子端的速度与物体上升的速度关系：

5.滑轮组的组装：

（1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；

（2）确定动滑轮的个数；

（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。

【例题8】在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（　　）

A.绳子自由端被拉下了10m

B.这个滑轮组能省距离

C.这个滑轮组能省力

D.这个滑轮组不仅能省力，还能省距离

【变式练习8】在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（　　）

A.绳子自由端被拉下了10m

B.这个滑轮组能省距离

C.这个滑轮组能省力

D.这个滑轮组能省功

【例题9】小明用图中装置提升某一物体，拉力为100N，物体匀速上升了2m，不计摩擦、绳重和滑轮自重，下列说法正确的是（　　）

A.两个滑轮均为定滑轮

B.小明克服重力做功为200J

C.物体的重力为200N

D.使用该装置不但能省力，还能省功

【变式练习9】如图（绳子和滑轮重不计，忽略绳子和动滑轮的摩擦力）重为60N的物体A，在10N的拉力作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s，则（　　）（多选）

A.物体A与水平路面间的摩擦力为120N

B.物体A与水平路面间的摩擦力为20N

C.在6s内绳子自由端移动了12m

D.在6s内绳子自由端移动了18m

【例题10】如图是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人作用在绳子自由端的大小为160N的拉力，在10s内将重为400N的重物在竖直方向上匀速提升2m。若不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则下列判断错误的是（　　）

A.绳子自由端移动的距离为6m

B.动滑轮的重力为80N

C.动滑轮上升的速度为0.6m/s

D.工人克服重物的重力做功800J

【变式练习10】小王用如图所示的滑轮组经过10s的时间，用150N的拉力将一个重270N的重物提高1m，求此过程：拉力F自由端拉出的距离是　　m；小黄所做的有用功是　　J；总功是　　J；拉力做功的功率是　　W。

四、斜面与轮轴：

1.斜面：

（1）如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。

（2）如下图所示：当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。

2.轮轴：

（1）定义：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴的装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。

（2）实质：轮轴可看作是杠杆的变形。如右上图所示。

（3）特点：当把动力施加在轮上，阻力施加在轴上，则动力臂l1=R，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，即F1R=F2r，∵R＞r，∴F1＜F2，即使用轮轴可以省力，也可以改变力的方向，但却费了距离。

【例题11】如图所示，甲、乙两斜面（不计摩擦）高度均为h，但甲比乙长，现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，则推力F1与F2的关系为（　　）

A.F1＞F2 B.F1＜F2

C.F1＝F2 D.无法确定

【变式练习11】如图所示，AC＞BC，把同一物体分别沿光滑斜面AC、BC以相同的速度匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则（　　）

A.F1＜F2        P1＝P2 B.F1＜F2        P1＜P2

C.F1＝F2        P1＝P2 D.F1＜F2         P1＞P2

【例题12】如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，下列描述正确的是（　　）（多选）

A.斜面是省力机械

B.木箱受到斜面的摩擦力大小为100N

C.使用斜面提升物体省的功为125J

D.斜面的支持力没有对物体做功

【变式练习12】如图所示，利用斜面向上移动物体可以　　（选填“省力”“省距离”“省功”），小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示沿斜面向上用的拉力F＝250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为　　，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为　　N．（g取10N/kg）