12.2 滑轮（分层作业）-八年级物理下册同步备课系列（人教版）【解析版】

12.2滑轮一、定滑轮和动滑轮1.如图1所示，该装置是滑轮（选填“定”或“动”），它相当于（“等臂杠杆”或“省力杠杆”）；若物体所受重力为100N，当分别用力匀速提起物体时，拉力F1F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】定，等臂杠杆，等于。【解析】该装置是定滑轮，它相当于等臂杠杆；若物体所受重力为100N，因为使用定滑轮不省力，所以当分别用力匀速提起物体时，拉力F1等于F2。AF2AF2F1B图1图22．如图2所示的滑轮为（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。【答案】动，50。【详解】如图所示，提升重物时，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮。动滑轮省一半的力，故竖直向上的拉力为50N。3．在图中画出该滑轮的支点O，并画出F1、F2的力臂l1、l2。【答案】见右图。【详解】动滑轮的支点在绳子与边框的接触点上，动力为绳子的拉力F1，方向竖直向上，阻力为动滑轮和物体重力之和F2，方向竖直向下；过支点分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动力臂l1、阻力臂l2，如图所示。4．如图所示，小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受到300N拉力，则小宝对绳子的拉力为______N，乙树受到的拉力为______N。【答案】2；150；150。【解析】他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如图所示，这样相当于一个动滑轮，有2段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受到300N拉力，由于n=2，则小宝对绳子的拉力为EQ\F(1,2)EQ\F(1,2)×300N=150N由于同一根绳子上受到的拉力都相同，所以乙树受到的拉力为150N5.如图所示，小亮同学正在探究“定滑轮的使用特点”实验：（1）实验时，他应该（选填“匀速”或“变速”）拉动绳子，让物体匀速上升；（2）如图所示，保持钩码不变，小亮同学使用分别测量不同方向的拉力大小，使用前要对它进行；（3）测出的三次示数大小关系是F甲F乙F丙（选填“>”、“<”或“=”）。【答案】（1）匀速；（2）弹簧测力计，调零；（3）=，=。【详解】（1）探究“定滑轮的使用特点”实验时为了能使弹簧测力计示数稳定，应该匀速拉动绳子，让物体匀速上升。（2）在探究定滑轮能否改变力的方向时，应该使用弹簧测力计测量不同方向拉力的大小。使用弹簧测力计测量前，应该使指针指到零刻度线上，即弹簧测力计应该调零。（3）如图所示，滑轮为定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，所以F甲=F乙=F丙二、滑轮组6．作图题：①用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。【答案】见右图。【详解】根据滑轮组省力特点，承担物体重力的绳子股数最多，滑轮组最省力，图中滑轮组承担物体重力的绳子股数最多是3，故画出滑轮组最省力的绳子绕法如下图所示：②按要求组装滑轮。【答案】见右图。【详解】根据“奇动偶定”的原则，此时n=4，绳子的起点应该在定滑轮上。根据“动定交替”的原则，起点在定滑轮，开始绕线的第一个滑轮应该是最内侧的动滑轮，然后绕过最内侧的一个定滑轮，再绕第二个动滑轮，如图所示。7.工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_____N，绳自由端移动的距离是_____m，物体上升的速度是_____m/s。【答案】225；12；0.6。【解析】由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力EQ\F(1,2)EQ\F(1,2)绳子自由端移动的距离S=nh=2×6m=12m物体上升的速度v＝EQ\F(S,t)=EQ\F(6m,10s)=0.6m/s8．工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。已知货物重600N。不计绳重及摩擦。（1）在图中画出绳子的绕法；（2）若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大；（3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为350N，动滑轮有多重？

【答案】（1）见右图；（2）300N；（3）100N【详解】（1）向下拉动绳子来提升货物，从拉力端开始向上绕起，绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，最后固定在定滑轮的下挂钩上，如图所示：

（2）由图知，动滑轮上的绳子段数n=2，若忽略动滑轮重，不计绳重及摩擦，拉力F（3）若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力Fʹ＝EQ\F(1,2)（G物+G动）则动滑轮的重力G动=2F′-G=2×350N-600N=100N答：（1）见解析；（2）工人所用拉力是300N；（3）动滑轮重力是100N。三、轮轴和斜面9．甲图是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲，其主要目是为了（选填“省力”、“省距离”或“省功”），乙图是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。【答案】省力，粗。【详解】盘山公路修的弯弯曲曲，是为了使斜面更长，斜面越长，越省力。螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1R＝F2r可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。10.在图中，斜面长s=60cm，与之对应的高度h=30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：（1）沿竖直方向匀速提升小车；（2）沿斜面方向匀速拉动小车记录数据如下表；操作数据测力计示数/N移动距离/cm竖直提升1030沿斜面拉升5.260（1）分析表中的数据可知，斜面是一种（省力/费力）的简单机械；（2）沿竖直方向匀速提升小车拉力所做的功是J，沿斜面方向匀速拉动小车拉力所做的功是J，由此实验可推断，利用斜面提升物体时，（能/不能）省功；（3）生活中常见的斜面有。（写出一个）【答案】（1）省力；（2）3，3.1，不能；（3）盘山公路.【详解】（1）分析表中的数据可知，竖直提升物体时拉力较大，而沿斜面拉升物体时拉力较小，所以斜面是省力机械。（2）由题可知，竖直提升时小车上升高度为h=30cm=0.3m沿竖直方向匀速提升小车时，小车受到的拉力与重力是一对平衡力，由表中数据可知，小车重为G=F1=10N所以沿竖直方向匀速提升小车拉力所做的功W1=Gh=10N×0.3m=3J由表中的数据可知，使用斜面时拉力做功W2=F2s=5.2N×0.6m=3.12JW2>W1，所以，利用斜面提升物体时，不能省功。（3）盘山公路、螺丝钉的螺纹等就是常见的斜面。11．如图所示三种不同的方法将重为9N的同一物体匀速拉起来的过程中，F1=，F2=，F3=。（绳重、滑轮重、摩擦力均不计）【答案】9N，4.5N，3N。【详解】绳重、滑轮重、摩擦力均不计，定滑轮不省力，等于物重，动滑轮省一半的力，滑轮组所用的力为物重的1n，故F2=112．同一个物体分别用图中甲、乙两个滑轮组吊着，则（选填“甲”或“乙”）滑轮组更省力，（选填“甲”或“乙”）滑轮组能改变用力的方向；若物体重300N，动滑轮重30N，把物体提升1m，则甲绳自由端移动距离s甲=m，拉力F乙=N（不计绳重和摩擦）。【答案】乙，甲，2，110。【详解】由图可知，甲图中动滑轮上绳子股数n甲=2，乙图中动滑轮上绳子股数n乙=3，根据F＝EQ\F(1,n)（G物+G动）可知，吊起同一物体，用乙图所示滑轮组更省力。由图可知，使用甲图的滑轮组向上吊起物体，拉力的方向向下，所以甲图的滑轮组能改变力的方向。把物体提升1m，则甲绳自由端移动距离s甲=n甲h=2×1m=2m物体重300N，如果不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为30N，则拉力F乙＝EQ\F(1,n)（G物+G动）=EQ\F(1,3)（300N+30N）=110N13．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。实验次数物重G/N弹簧测力计示数F/N11.00.721.51.032.01.3【答案】（1）滑轮的自重；（2）匀速，A。【详解】（1）“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。（2）使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。14.小红在学习完“动滑轮省一半力的知识点”后，她觉得结论与真实情况肯定有偏差；所以她再一次进行如图所示实验，实验时她选择不同滑轮缓慢竖直提起6N的物体，记录的数据如下表。（不考虑滑轮与绳子之间的摩擦力）（1）比较实验序号1、2、3，可得初步结论：用动滑轮缓慢竖直提起同一重物时，；（2）实验序号4中的弹簧测力计示数是牛；（3）根据表中信息推理，当时，弹簧测力计的示数等于物体重力的一半；（4）若小红同学还想继续研究缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择滑轮与重力的物体来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。实验序号滑轮重力（牛）弹簧测力计示数（牛）113.5224.0334.544【答案】（1）可以省力；（2）5；（3）滑轮重力为0；（4）相同，相同。【详解】（1）比较了实验序号1、2、3弹簧测力计的示数和对应的物体重力，可知使用动滑轮匀速提起重物，可以省力。（2）实验序号4中的弹簧测力计示数是F（3）根据表中信息以及F=（4）根据控制变量法的应用要求，研究拉力方向对拉力的影响时，只改变拉力的方向，其他的因素应该一样，所以需要选择相同滑轮与相同重力的物体来进行实验对比。15.如图所示，水平地面上的建筑工人利用滑轮组，将重为800N的物体在10s内匀速提升2m，工人对绳子末端的拉力F的大小为500N，该工人自身重力为600N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求：（1）动滑轮的重力；（2）支架受到滑轮组的拉力；（3）此滑轮组能提升的最大物重。【答案】（1）200N；（2）1700N；（3）1000N【详解】（1）由图示知，滑轮组承重绳子为2根，据滑轮组的特点有2F=G物+G动即2×500N=800N+G动解得，动滑轮的重力G动=200N。

（2）滑轮组的定滑轮受到三根绳子向下的拉力、自身重力及支架对定滑轮向上的拉力的作用，处于平衡状态，而支架对定滑轮向上的拉力与定滑轮对支架的拉力是一对相互作用力，它们的大小相等，所以支架受到滑轮组的拉力F架=3×F+G定=3×500N+200N=1700N（3）工人自身重力为600N，则人对绳子端的最大拉力为600N，据滑轮组的特点有2F大=G大+G动即2×600N=G大+200N解得，滑轮组能提升的最大物重G大=1000N。16．（2023·广东深圳·统考中考真题）下列属于费力杠杆的是（）A．汽车方向盘B．门把手C．水龙头D．雨刮器【答案】D【详解】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意；D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，D符合题意。故选D。17.（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（）A BC D【答案】A【详解】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得G×L=F×则FB．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即F=D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即F=综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。18．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）

A．F甲=200N，并向上移动4mB．F甲=100N，并向上移动2mC．F乙=200N，并向上移动1mD．F乙=400N，并向上移动lm【答案】D【详解】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m故AB错误；CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N拉力端移动的距离为s故C错误，D正确。故选D。19.（2023·四川遂宁·统考中考真题）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（）A

B