第2課 滑輪（原卷版）

第2課滑輪學(xué)習目標學(xué)習目標理解定滑輪、動滑輪特點、實質(zhì)及其作用；理解滑輪組的作用及滑輪組的裝配圖。不計繩重及繩與滑輪間的摩擦力時，拉力的大小；以及此時繩自由端移動距離，以及速度；002預(yù)習導(dǎo)學(xué)一、定滑輪與定滑輪滑輪：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫。因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。定滑輪：工作時，軸的位置；特點：可以改變，但既，也不省距離；拉力大小關(guān)系：F=G物； 繩自由端移動距離S，以及速度關(guān)系：s=h，v繩=v物杠桿模型：定滑輪是，支點在圓心，定滑輪的l動=l阻=半徑；動滑輪：軸的位置隨被拉動的物體一起運動的滑輪；特點：單個動滑輪最多可以省一半力，但不改變施力的方向，也不省距離；杠桿模型：動滑輪可以看成支點在一側(cè)的，它的支點是在拉力作用邊的另一側(cè)，l動=2l阻，所以使用它最多可以省一半的力；忽略繩重、摩擦及動滑輪重：F=G物/2； 如只考慮滑輪重：F=(G物+G輪)/2； 繩自由端移動速度和距離：s=2h，v繩=2?v物；滑輪組滑輪組：滑輪組是和的組合；特點：既能改變，也能，但。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的，即(條件：不計動滑輪、繩重和摩擦)。注意：如果不忽略動滑輪的重量則：。注：有幾股繩子與動滑輪相連，承擔物重的繩子股數(shù)n就是幾。如左圖n=2，右圖n=3；忽略繩重、摩擦及動滑輪重：F=G/n； 如只考慮滑輪重：F=(G物+G輪)/n；繩自由端移動速度和距離：s=nh，v繩=n?v物003探究提升知識點一：滑輪及其特點定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿。

定滑輪的特點是它的轉(zhuǎn)軸(支點)不隨貨物上下移動。所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個與該力方向不同的力。(4)動力移動的距離與重物移動的距離相等。對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。(不計繩重和摩擦)動滑輪，如下圖乙所示，特點是它的轉(zhuǎn)動軸會隨物體上下移動，它實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，它的轉(zhuǎn)動軸是阻力作用點。

定滑輪和動滑輪的作用使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。實質(zhì)力的關(guān)系（F，G）距離關(guān)系（s，h）速度關(guān)系（，）作用定滑輪等臂杠桿F=Gs=h=改變力的方向，既不省力也不省距離動滑輪動力臂是阻力臂兩倍的杠桿F=Gs=2h=2省一半力，費距離滑輪組F=Gs=nh=n既可省力又能改變力的方向費距離（忽略摩擦，=+）【探究重點】不省力，但可改變力的方向；動滑輪省一半力，但不能改變力的方向，但要費兩倍距離【例題精講】（2023上海嘉定一模）用大小不同的力撥動吉他的同一根弦，弦所發(fā)聲音的________（選填“響度”“音調(diào)”或“音色”）不同；用如圖所示的兩種方式勻速提起同一重物A（不計滑輪重及摩擦），則用力的大小F1________F2（選填“大于”“等于”或“小于”）；圖（b）的滑輪可以看作是________（“省力”“等臂”或“費力”）杠桿。【鞏固訓(xùn)練】（2022·廣東揭陽·模擬預(yù)測）如圖所示，物體甲和乙所受重力都為160N，滑輪重力及摩擦忽略不計，當用力分別勻速提起物體甲和物體乙時，F(xiàn)甲為________N，F(xiàn)乙為________N．

知識點二：滑輪組把定滑輪和動滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組。特點：既可省力，又可以改變用力方向。但費距離。結(jié)論：在使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著動滑輪，提起物體所用的力就是總重的幾分之一。如果考慮動滑輪的重力，則有。【探究重點】特點：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動滑輪的重量則：?！纠}精講】（2023·廣東中山·統(tǒng)考三模）如圖所示，用滑輪組在10s內(nèi)將重為200N的貨物勻速提升1m。已知動滑輪重40N，不計摩擦及繩重，則繩子上的拉力F為______N

【鞏固訓(xùn)練】（2022·廣東·中考真題）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是（）A．B．C． D．知識點三：滑輪組最省力作圖判斷受力情況的關(guān)鍵是弄清幾段繩子承擔動滑輪和重物，在數(shù)繩子時，不但要明確繩子是否承擔動滑輪和重物的重力，還要看清滑輪組的組裝方式，不能只看滑輪個數(shù)。滑輪組繩子段數(shù)n與動滑輪個數(shù)m之間的關(guān)系：n=2m或n=2m+1。n為偶數(shù)時，繩子起點在定滑輪上；n為奇數(shù)時，繩子起點在動滑輪上。在給滑輪組繞繩時，若要求人站在地上拉動重物上升。則繩子最后必定穿過定滑輪，拉力方向向下?！咎骄恐攸c】滑輪組組裝和繞繩法：一般來說，在給滑輪組繞繩時，首先要確定承擔物重的繩子股數(shù)n，然后根據(jù)“奇動偶定，由內(nèi)向外”的原則繞繩。如承擔物重的繩子段數(shù)為奇數(shù)時，繩子的起點從動滑輪開始繞線；實驗時，盡量緩慢(或勻速)拉動滑輪，方向盡量豎直向上(以確保動力臂的大小為圓的直徑)；【例題精講】（2023·廣東珠?！ば？既＃┤鐖D所示，站在A處的小慧用一根繩子和滑輪組拉斜面的物體B，請畫出滑輪組的正確繞線、物體B的重力和物體B對斜面的壓力的示意圖?！眷柟逃?xùn)練】(2021·湖南岳陽市·中考真題)A中的杠桿和物體處于靜止狀態(tài)，B、C、D中的物體被勻速吊起，所有物體重力均為G，不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦，則所用拉力F最小的是()A． B．C． D．知識點四：滑輪組計算【探究重點】求確定動滑輪上繩的段數(shù)。根據(jù)繩的段數(shù)，確定動滑輪的個數(shù)：一個動滑輪可拉2段繩，還能改變用力方向；但也可以拉三段繩，但就不能改變用力方向了。設(shè)想如果需要n段繩(n為偶數(shù))，那么就需要n/2個動滑輪和n/2個定滑輪穿繩組裝時，繩的固定端要固定在定滑輪下的掛鉤上(這叫做“偶定”)，若不改變力的方向，還可少用一個定滑輪，即個定滑輪。如果n為奇數(shù)，則需要個動滑輪和同樣數(shù)目的定滑輪，穿繩時，繩的固定端要拴在動滑輪上方的掛鉤上(這叫做“奇動”)，這不能改變用力方向，如果還想改變用力方向，就應(yīng)再加一個定滑輪，即個定滑輪。

上述方法叫“奇動偶定”，如下圖所示?！纠}精講】（2023·上海青浦二模）使用圖所示的滑輪分別勻速提起重為20N的物體，不計摩擦和滑輪重力。物體勻速上升時，其動能將______（選填“增大”“減小”或“不變”），將物體提升1m，F(xiàn)1做了______J的功，F(xiàn)2的大小為______N。【鞏固訓(xùn)練】如圖所示，物體A、B的重分別為40N、20N，動滑輪重為10N，此時物體A在水平面上向右以2m/s做勻速直線運動，則下列說法正確的是(繩子和滑輪間的摩擦不計)()A．物體所受摩擦力方向水平向左大小為10NB．物體下落速度為4m/sC．若用F=30N向左拉物體A，可以使物體A向左做加速直線運動D．若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，所需力的大小為30N00601強化訓(xùn)練小明利用如圖所示的簡單機械移動物體A時．當沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動物體時，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是()A．F1=F2＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1=F2=F3(2021·內(nèi)蒙古赤峰·中考真題)升國旗時，旗手緩緩向下拉繩子，旗子就會徐徐上升，如圖所示，關(guān)于旗桿上端定滑輪的作用，說法正確的是()A．省力 B．省功 C．費力 D．改變力的方向旗桿頂端裝有一個滑輪，如圖所示。若國旗以0.4米/秒的速度勻速上升，繩自由端施加的拉力為5牛，不考慮滑輪與軸之間的摩擦，則國旗的重力G、繩子自由端移動的速度v分別是()A．牛米/秒 B．牛米/秒C．牛米/秒 D．牛米/秒利用如圖的滑輪組勻速提升400N的重物，動滑輪重為20N(不計繩重與摩擦)，則拉力F的大小為()A．140

N B．200

N C．210

N D．220

N如圖所示的兩個滑輪中，屬于動滑輪的是____，若滑輪的自重和摩擦不計，當分別用F1、F2勻速提起同一物體時，則F1、F2的大小關(guān)系是：F1_____F2。同一個物體分別用圖中甲、乙兩個滑輪組吊著，則_____(選填“甲”或“乙”)滑輪組更省力，_____(選填“甲”或“乙”)滑輪組能改變用力的方向；若物體重300N，動滑輪重30N，把物體提升1m，則甲繩自由端移動距離s甲=_____m，拉力F乙=_____N(不計繩重和摩擦)。(2021·貴州貴州·中考真題)用滑輪組將放在水平地面上的重物G提起，在圖中畫出重物G所受重力的示意圖和滑輪組最省力的繩子繞法。（2022·甘肅金昌·中考真題）如圖所示，某工人站在地面上使用由三個滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法。(2021·浙江寧波市·中考真題)反思是種良好的學(xué)習品。(1)一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點O轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2，O點到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認為，只要滿足F1×d1=F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。你認為小寧的想法正確嗎?請說出你的理由；(2)在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進行實驗，得到結(jié)論:使用動滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認為，即使不計摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明。使用滑輪組時，下列說法正確的是()A．一定省力但不改變力的作用方向 B．一定能改變力的作用方向C．一定能省力，但不一定改變的方向 D．一定能省力又改變力的方向（2022·廣西柳州·中考真題）如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲。該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩捆住繩的另一輛向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者為負，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持”狀態(tài)，沒能分出勝負。忽略繩與木棍之間的摩擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是（）A．僅將繩在兩木棍上多繞1圈 B．僅將繩在兩木棍上少繞1圈C．僅增加繩的總長 D．僅減小繩的總長如圖所示，用F=20N的拉力，拉著物體在地面上做勻速直線運動，不計繩子與滑輪間的摩擦，則物體與地面之間的摩擦力的大小為()A．20N B．40N C．60N D．80N（2022·廣西賀州·中考真題）如圖所示的滑輪為______（選填“動”或“定”）滑輪；若不計滑輪重及細繩和滑輪間的摩擦，用豎直向上的拉力F=______N，可以勻速提升滑輪下重為100N的物體。(2020·廣東省)如圖所示，人向下拉繩提升重物，已知物體重400N，動滑輪重60N，不計繩重及摩擦，將重物勻速提升0.5m，人需用的拉力為______N，繩子自由端移動的距離為______m(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真題)如圖，有人利用該滑輪將G=100N的物體勻速提升了20cm(不計繩重G和摩擦)，此過程克服物體重力做的功為______J，若動滑輪重10N，則F=______N。一個工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩

子的自由端要向下拉，請你用筆畫線代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。（2022·廣西河池·中考真題）如圖所示，請畫出最省力的滑輪組繩子的繞法。（2023·安徽合肥·統(tǒng)考三模）在探究浮力規(guī)律時，某實驗小組設(shè)計了如圖所示的實驗，用細繩通過固定在容器底部的定滑輪將木塊拉至水面下。已知容器中水的深度h為15cm，木塊的重力為2N，且不吸收液體。圖中在木塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)0.5N，不計繩重和摩擦，水的密度為1.0×103kg/m3，求：（1）水對容器底部的壓強；（2）木塊受到的浮力；（3）木塊的密度。

如圖所示三個滑輪拉同一物體在水平面上做勻速直線運動，所用拉力分別在一個平面上，所使用的拉力分別為F1，F(xiàn)2和F3，那么有()A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＜F1＜F3 D．F2＞F1＞F3（2022·廣東韶關(guān)·一模）把質(zhì)量相等的A、B兩物體掛在如圖所示滑輪組下面，不計繩重、滑輪重和摩擦，放手后（）A．A、B均靜止 B．無法確定A、B的運動情況C．A上升 D．A下降如圖，A物體重力為100N，B物體重力為30N，此時A物體恰好向右做勻速直線運動，A物體受到的滑動摩擦力為其重力的0.2倍，下列說法正確的是(不計繩重和摩擦)()A．A受到的繩子的拉力為30NB．若將A勻速向左拉動，則需要給A施加一個水平向左的20N的拉力C．若將B的重力增加一倍，則A受到的摩擦力也增加一倍D．動滑輪的重力為10N（2021·福建泉州·模擬預(yù)測）如圖所示，物體A