专题25 滑轮及其工作特点（易）2023-2024学年初中物理中考专项复习

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知识梳理
1、定滑轮、动滑轮及其特点
（1）定滑轮
①定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变。
②定滑轮的特点：不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
③定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂、阻力臂等于滑轮半径，根杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力的结论。
动滑轮
①动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动。
②动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。
③动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（）为阻力臂（）二倍的省力杠杆，使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半，使用动滑轮虽然省了力，但动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费距离。
2、滑轮组及其特点
（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＝，
若忽略滑轮重，则有F＝，其中n为承担物重的绳子的段数。
（3）用滑轮组提升物体时，虽然省力，但是费距离，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＝n h（n表示承担物重的绳子的段数）。
3、机械效率的计算
（1）用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，即η＝。
（2）由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因此机械效率总小于1。
（3）计算方法：
1.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.
【答案】A
【解析】【分析】
由题知，不计摩擦和动滑轮重，先分析所用的是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，
若是定滑轮，不省力，F=G；
若是动滑轮，省一半力，F=12G；
若是滑轮组，找出拉动动滑轮绳子股数n，则F=1nG。
本题考查了不计摩擦和动滑轮重时，使用滑轮组或滑轮省力情况的计算，能确定拉动动滑轮绳子股数(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口。
【解答】
由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n=3，F=13G。
B、使用的是滑轮组，n=2，F=12G；
C、使用的是定滑轮，F=G；
D、使用的是动滑轮，F=12G；
由此可知A图中最省力，F=13G。
故选：A。
2.利用定滑轮将同一重物匀速提升时，若所用拉力的方向如图，不计绳重及摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是 ( )
A. F ​1=F ​2=F 3B. F ​1F 3D. F ​1>F ​2=F 3
【答案】A
【解析】略
3.如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做( )
A. 省力，不改变施力的方向B. 不省力，改变施力的方向
C. 既省力，也改变施力的方向D. 既不省力，也不改变施力的方向
【答案】A
【解析】解：
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。
动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆；使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
本题考查了动滑轮的特点，属于基础题目。
4.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.
C. D.
【答案】B
【解析】解：A、动滑轮可以省一半力，F=12G；
B、不计机械自重及摩擦的情况下，根据斜面的长度和高度可知：FL=Gℎ，F=GℎL=G×2m5m=25G=0.4G；
C、根据题图可知：此时杠杆的动力臂是阻力臂的1.5倍，所以F=GL2L1=GL21.5L2=23G≈0.7G；
D、使用定滑轮不省力，即F=G。综上可知：最省力的是斜面，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
(1)动滑轮在理想情况下可以省一半力。
(2)斜面长是斜面高的多少倍，所用的拉力就是物重的多少分之一。
(3)根据杠杆的平衡条件进行分析。
(4)使用定滑轮不省力。
本题主要考查了常见的简单机械的省力状况，属于基础性题目；会利用杠杆原理进行分析。
5.如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈
C. 仅增加绳的总长D. 仅减小绳的总长
【答案】A
【解析】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩越省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
使用滑轮组时，承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
本题考查了滑轮组的工作特点，属于基础题。
6.如图所示，滑轮重2N，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
A. 3N；0.4m/s
B. 22N；0.1m/s
C. 18N；0.4m/s
D. 4N；0.1m/s
【答案】D
【解析】解：根据题干中图可知：该动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G物+G动=10N，则G物=4N；
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s，而动滑轮上升的速度等于F上升的速度。
故选：D。
要解答本题需掌握：动滑轮特殊使用时，不省力，所用的力是重物重力的2倍，移动距离是重物移动距离的二分之一。
此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用，要结合实际情况分析拉力大小和移动速度。比较简单，属于基础知识。
7.如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动，所用拉力分别在一个平面上，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，那么有( )
A. F2>F1>F3B. F2