第13讲 滑轮-2023-2024学年新九年级科学暑假预习讲义（浙教版）

第13讲 滑轮 [知识目录] TOC \o "1-3" \h \z \u  HYPERLINK \l "_Toc135333898" 模块一：定滑轮  PAGEREF _Toc135333898 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc135333899" 模块二：动滑轮  PAGEREF _Toc135333899 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc135333900" 模块三：滑轮组  PAGEREF _Toc135333900 \h 7 HYPERLINK \l "_Toc135333901" 【巩固训练】  PAGEREF _Toc135333901 \h 9 [知识掌握]模块一：定滑轮1.定义：中间的轴固定不动的滑轮。2.实质：等臂杠杆。3.特点：（1） （使用 提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝G）；（2） （使用定滑轮提升重物时，若重物被提升h，则绳子自由端移动的距离s＝h）；（3） （不管沿哪个方向拉绳子，在不计绳重及摩擦时，拉力F＝G）。（2021秋•温岭市期中）如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（　　）A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力 C．定滑轮，可改变力的方向 D．动滑轮，可改变力的方向（2022秋•上城区校级期中）如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以　 　（选填“省力”、“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小　 　（选填：“变大”、“变小”或“不变”）。3．（2023•海曙区校级一模）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度（2021秋•柯桥区期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　）A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3（2022•义乌市一模）如图为航母上简化的蒸气弹射装置。气缸内蒸气体积膨胀能推动活塞向右运动，使舰载机获得巨大的牵引力，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。（1）牵引索与蒸气活塞之间的两个滑轮为 　 　滑轮；（2）活塞向右运动时活塞与气缸之间的摩擦是 　 　。（选填“静摩擦、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”）模块二：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：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。3.特点：（1） （使用 提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝1/2G）；（2） （使用动滑轮提升重物时，若重物被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s＝2h）；（3） 。【（2022秋•衢江区校级期末）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计绳重和摩擦）（1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是 　 　。（2）拉力F的大小为 　 　N，拉力F的功率为 　 　W。（2022秋•婺城区校级期中）如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用下列三个装置匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）A．F1＜F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＜F3（2021秋•舟山期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N（2022春•柯城区校级月考）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同，每次都匀速提起钩码，实验中不计绳重和摩擦。（1）由所学知识我们知道：使用动滑轮可以省一半的力，根据A、B两图求出他们所用动滑轮的重力为 　 　N。（2）比较B、C、D三图可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时的拉力大小可能会不同，其拉力大小不同的原因是 　 　。（3）根据如果家里安装日光灯，你认为更合理的是 　 　。模块三：滑轮组1.滑轮组的构成：实际应用时，常常将动滑轮和定滑轮组合而成滑轮组。2.滑轮组的特点：使用滑轮组，可以 ，有的可以改变力的方向，但费距离。3.使用时，动滑轮和物体的总重由n股绳子承担，那么拉起物体所用的力就是总重的 。4.滑轮组的简单组装方法：（1）当承重绳子的股数n为奇数时，绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮。（2）当承重绳子的股数n为偶数时，绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮。（2023春•定海区校级月考）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。（1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮。（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B匀速上升，则拉力F的大小为 　 　N。（2022•杭州模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）A．两个滑轮在装置中起的作用相同 B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一 C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍 D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等（2022秋•西湖区校级期中）工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕线方法补充完整。（2022秋•西湖区校级期中）已知每个滑轮重为100牛，物体重为1200牛、绳子能承受的最大拉力是300N，请在如图中画出滑轮组的绕线方法。（2021秋•慈溪市校级月考）如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N。不计滑轮、绳子的重力，滑轮的转轴光滑。下列说法正确的是（　　）A．物体A受到水平面的摩擦力是20N B．滑轮移动的速度是0.6m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为48J【巩固训练】一．选择题（共3小题）1．（2022秋•上城区校级期中）如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为（　　）A．F1＞F2 P1＜P2 B．F1＞F2 P1＞P2 C．F1＞F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＜P22．（2022秋•滨江区校级期中）如图是滑轮组来提升矿石的装置示意图，矿石重G为5×104牛，滑轮组机械效率为80%，拉力F的功率P为2千瓦，要把矿石匀速提升1米。则下列哪组量均可求出（　　）A．W有用、F、G动 B．W有用、G动、矿石上升的速度v C．W有用、G动、绳子与滑轮间的摩擦力 D．W总、提升1米所用的时间t、矿石上升的速度v3．（2021秋•鄞州区校级期中）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B．滑轮移动的速度为0.2m/s C．绳子拉物体A的功率为2W D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N二．填空题（共2小题）4．（2022秋•滨江区校级期中）如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 　 　（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为 　 　N。5．（2021秋•鄞州区校级期中）如图所示，滑轮规格相同、重均为60N。工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为 　 　N，物体增加的势能为 　 　J，工人拉动绳子做功的功率为 　 　W。三．实验探究题（共1小题）6．（2022秋•慈溪市校级期中）（1）在“探究杠杆平衡条件”实验中：小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图所示的位置，此时杠杆处于 　 　（填“平衡”或“不平衡”）状态。（2）小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中，装置图如图所示。①在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 　 　（“变大”、“变小”或“不变”）。②在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 　 　。四．计算题（共2小题）7．（2022秋•西湖区校级期中）小明同学采用最省力的方法用如图所示滑轮组提升货物。把重为120N的货物从井中匀速提升5m，所用拉力50N。求：（1）在图中画出滑轮组的绕线方法；（2）用滑轮组提升货物时做的有用功；（3）滑轮组的机械效率。8．（2021秋•温岭市期中）小强用如图所示装置在10s内将重为500N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为150W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：（1）小强拉绳子的速度；（2）拉力F的大小；（3）动滑轮的重力。五．解答题（共1小题）9．（2020秋•拱墅区期中）利用如图所示的滑轮组，用F＝800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：（1）货物A在10s内移动的距离。（2）该过程中拉力F的功率。（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。实验次数物重G/N测力计的示数F/N11.000.6521.500.9032.001.15