物理八年级下册（2024）第3节 滑轮课后练习题

这是一份物理八年级下册（2024）第3节 滑轮课后练习题，文件包含专题28滑轮原卷版docx、专题28滑轮解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共44页， 欢迎下载使用。
第十二章 简单机械
专题28. 滑轮

1.物理观念：认识定滑轮和动滑轮。知道它们在生产生活中的实际应用。
2. 科学思维：在组装滑轮组时，对承担动滑轮和物重的绳子股数会用分类讨论思想判断定滑轮个数。
3. 科学探究：
（1）经历探究定滑轮、动滑轮工作特点的过程，知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。
（2）经历组装滑轮组的过程，学会按要求组装滑轮组的方法，并能根据安装情况分析施加的拉力与物重的关系。
4.科学态度与责任：对实际中的滑轮的工作特点具有好奇心，关心生活、生产中有关滑轮的实际应用。具有利用简单机械改善劳动条件的愿望，初步认识科学技术对人类社会的作用。

知识点1. 滑轮及分类
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。
一、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SG(或速度vG)
l1
l2
F2
F1
二、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）
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：
，只忽略轮轴间的摩擦则拉力，绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)。
F1
l1
F2
l2
三、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 。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)；
4.装滑轮组方法：首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
知识点3. 轮轴与斜面（拓展）
1. 轮轴
（1）轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。
（2）轮轴的实质：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。
（3）轮轴的特点：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．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。
（4）轮轴的公式：F1R=F2r。
2. 斜面
（1）斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。
（2）用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G．不计阻力时，根据功的原理得FL=Gh，斜面倾角越小，斜面越长，则越省力，但越费距离。
日常生活中常见的斜面，如盘山公路、螺丝钉上的螺纹等。
滑轮组的组装问题
（1）确定绕绳的有效段数：根据可得绳子的有效段数为，也可以根据得，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。
由以上绕线情况归纳总结如下：
（2）绕绳方式的判断——“奇动偶定”
①承重绳的段数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；
②承重绳的段数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
（3）动滑轮个数的确定：当需要n段绳子承担物重时，需要动滑轮的个数N为
①（n为奇数时）
②（n为偶数时）
（4）定滑轮个数的确定：
①施力方向向上（与物体运动方向相同）
a.n为偶数时，定滑轮比动滑轮少一个；
b.n为奇数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同。
②施力方向向下（与物体运动方向相反）
a.n为偶数时，定滑轮的个数和动滑轮的相同；
b.n为奇数时，定滑轮比动滑轮多一个。

考查角度1. 探究定滑轮和动滑轮的特点
学习探究定滑轮和动滑轮的特点的实例，为解决相关问题打好基础
【实验目的】使用定滑轮和动滑轮的特点。
【实验原理】用弹簧测力计测出物体受到的重力，再测出通过滑轮使物体保持平衡的力，比较它们的大小和方向的关系。
【实验器材】滑轮、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。
【实验步骤】
实验一、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装定滑轮。

2．在定滑轮的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，使钩码保持平衡。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
4．改变钩码的个数，重做上述实验。
5．分析表中的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
实验二、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装动滑轮。
2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读出弹簧测力计示数，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变钩码的个数，重做上述实验。
4．分析表中的数据，得出的结论是：使用动滑轮能省力，但不能改变动力的方向。
【实验注意事项】
（1）在研究定滑轮特点时，要给学生提供重一些的钩码，这样能减小因弹簧测力计的重力和轮与轴间的摩擦而产生的误差。
（2）在研究动滑轮特点时，要指导学生使跨过动滑轮的两段绳竖直且平行，而且仍要给学生提供重一些的钩码进行实验。因为只有当钩码重力大于动滑轮重力时，才能得出使用动滑轮可以省力的结论。
【例题1】如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置

（1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是 。
A.随意拉动钩码
B.拉着钩码保持静止
C.匀速向下拉动钩码
（2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析：
①比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是 。
②比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 。
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，可知：使用动滑轮 。
（3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得不方便读数，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计示数会 （变大/变小/不变）。
考查角度2. 定滑轮和动滑轮及其应用
定滑轮和动滑轮的对比
【例题2】如图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是（ ）
A．B．C． D．
考查角度3. 滑轮组及其应用
1. 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。
2. 使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F=G物+G动n若忽略滑轮重，则有F=G物n；其中n为承担物重的绳子的段数；
3. 用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。
4. 滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算
（1）使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F=G物+G动n；若忽略滑轮重，则有F=G物n；其中n为承担物重的绳子的段数。其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。
（2）使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同
①物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。
②物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积（注：n为滑轮的股数）。
【例题3】如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，钩码总重6N。实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为 N，动滑轮重 N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 cm。（不计一切摩擦及绳重）
考查角度4. 轮轴与斜面问题
1.轮轴
（1）定义：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴，如下图所示。
（2）作用：可以省力和改变力的方向。
（3）实质：是一个可连续转动的杠杆。
（4）原理：当动力施加在轮上、阻力作用在轴上时，如上图2所示，由杠杆平衡可知，则，由于轮半径R大于轴半径r，所以作用在轮上的力F1小于作用在轴上的力F2,即可以省力；反之当动力施加在轴上、阻力作用在轮上时费力。轮轴边缘的速度关系是。
2.斜面
（1）定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，如图所示。
（2）特点：可以省力，但费距离。
（3）原理：根据做功公式可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功，从斜面上把物体推到同样的高度做功，不考虑摩擦则有，因为，所以，斜面可以省力，但费距离。
【例题4】在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了 （填“斜面”或“轮轴”）；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 （填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。

1．关于滑轮，下列说法中正确的是（ ）
A．使用动滑轮一定可以改变力的方向
B．使用定滑轮一定可以省力
C．定滑轮实质上是一种等臂杠杆
D．动滑轮实质上是一种费力杠杆
2. 如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）

A. 定滑轮 B. 动滑轮 C 筷子 D. 船桨
3．如图所示，用滑轮组5s内把重20N的物体匀速竖直提升1m，已知每个滑轮重4N，不计绳重与摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．拉力F大小为14N
B．绳子移动距离为3m
C．拉力F大小为12N
D．绳子移动速度为0.2m/s
4．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中 图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是 。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为 牛
5．如图所示，滑轮______可以看作省力杠杆（选填“A”或“B”）；若甲、乙两物体受到的重力均为15牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为______牛；当物体乙上升时，它的重力势能_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
6．如图所示，在拉力F的作用下，滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中，弹簧测力计的示数是5N，则物体A所受的摩擦力是 N。若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力F是 N。若滑轮移动了2m，则物体A移动了 m。

7．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
8．将下图中的滑轮组装为最省力的情形。
9.研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
10．如图所示，重为620N的工人利用如图滑轮组将重为580N的建筑材料运送到二楼，已知动滑轮重20N，工人匀速拉绳子，使建筑材料在30s内匀速提升了3m，g取10N/kg（绳重、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）。求：
（1）工人向下拉绳的作用力；
（2）运送材料时工人做功的功率；
（3）若工人双脚与地面的总接触面积为0.03m2，则在提升建筑材料的过程中，工人对地面的压强。

1.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A．B．C．D．
2. （2023四川自贡）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、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 较大B. 较大
C. 较大D. 、、的大小相等
3.（2022广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A. B. C. D.
4．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是
A．人对地面的压力为400N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
5. （2024甘肃临夏）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的________，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积，________（选填“增大”或“减小”）压强。
6.（2023甘肃威武） 如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力滑轮组。

7. （2022甘肃兰州）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑______；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向___拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ______（选填“A”、“ B”或“C”）点。
8．同学们共同研究滑轮的特点。

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆；
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 ；
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
9. （2024山东青岛）研究定滑轮的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
10．如图所示，物体重180N，动滑轮重30N，用时2s将物体提升了2m。求：
（1）拉力F的大小；
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）绳子自由端移动的速度。
11. （2023湖南长沙）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。

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
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
名称
定滑轮
动滑轮
作用力的关系
物重
G
G
拉力大小
F＝G
拉力方向
与物体运动方向相反
与物体运动方向相同
移动距离的关系
物体移动的距离
h
h
拉力移动的距离
s＝h
s＝2h
特点
不省力但可以改变力的方向
省一半的力，但不能改变力的方向
实质
等臂杠杆
动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
实验序号
滑轮重力/N
重物重/N
弹簧测力计示数/N
1
1
4
≈2.5
2
2
4
≈3.0
3
3
4
≈3.5