1、12.2 滑轮 一、选择题 1用如图所示的滑轮，拉力沿不同方向将一重物提起（不计摩擦），那么用的拉力大小是（）A123FFF B123FFF C123FFF D123FFF【答案】D【解析】定滑轮是相当于一个等臂杠杆，力的方向可以改变，但是不省力，所以用定滑轮拉同一个重物，即使方向不同，拉力的大小是相同的，都等于物体的重力。故选 D。2如图所示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【答案】C【解析】不计机械自重和摩擦。A因为 F1s=Gh，所以 F1=2m4mGhGs=2G；B因为有三段绳子承担物重，所以 F2=13G，C由杠杆平
2、衡条件得到 F3（3m+1m）=G1m，F3=1m1m3mG=14G，D因为两段绳子拉力都为 G，所以 F4=2G，四个选项中，提起的是同一物体，故 C 最小。故选 C。3如图所示，滑轮组在拉力 F1的作用下，拉着重 300N 的物体 A 以 1m/s 的速度在水平面上匀速移动，物体 A 匀速运动时受的阻力为 70N，拉力 F1的功率为 P1=80W 在 10s 内拉力 F1做的功为 W1；若将滑轮组绳端的拉力换为 F2，在拉力 F2的作用下物体 A 以 2m/s 的速度作匀速直线运动，拉力 F2的功率为 P2，在 10s 内拉力 F2做的功为 W2。忽略滑轮摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A
3、180NF 1800JW B235NF 2140JW C2160WP 21600JW D1700JW 2700JW 【答案】C【解析】动滑轮上两段绳子，则拉力速度 v 拉 1=2v 物 1=21m/s=2m/s，由 P=Fv 可求拉力 F1为11180W40N2m/sPFv拉，拉力做的功 W1=P1t=80W10s=800J，因为物体 A 受的摩擦力不变，滑轮组不变，所以在拉力 F2的作用下物体 A 以 2m/s 的速度作匀速直线运动时，拉力大小不变，即 F2=F1=40N，拉力 F2速度 v 拉 2=2v 物 2=22m/s=4m/s，拉力 F2移动距离 s=v 拉2t=4m/s10s=40
4、m，拉力 F2做的功 W2=F2s=40N40m=1600J，拉力 F2的功率221600J160W10sWPt，故选 C。4简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中不省力的是 A B C D【答案】C【解析】A由图知，F14m=G2m，所以 F1=12G；B滑轮组由三段绳子承担，所以 F2=13G；C由图知，是定滑轮，不能省力，所以 F3=G；D根据杠杆的平衡条件：F4（L+2L）=GL，所以 F4=13G由以上分析得，只有 C 不省力 5如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G160N，G238N，甲乙两种情况下绳子
5、在相等拉力 F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A3N B6N C11N D22N【答案】B【解析】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n13，n22，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为 G 轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1 13（G1+G 轮），F2 12（G2+G 轮），由题知 F1F2，所以 13（G1+G 轮）12（G2+G 轮），即：13（60N+G 轮）12（38N+G 轮），解答动滑轮的重力：G 轮6N。故选：B。6下列有关简单机械使用的说法正确的是（）A使用杠杆的目的就是为了省力 B使用动滑轮可以改变用力方向，但不能省力 C使用滑轮组可以省力，但不能省功 D使用斜面时，
6、斜面越长越省力【答案】C【解析】A.杠杆的种类有三种：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，是省力还是费力，关键是看动力臂和阻力臂的大小关系，故 A 错误，B.动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，故 B 错误；C.滑轮组在使用的时候既省力又能改变力的方向，据功的原理，任何机械都不省功，故 C 正确；D.当斜面高相同时，斜面越长越省力，故 D 错误；故选 C.【点睛】（1）能随物体升降的是动滑轮，不随物体升降的是定滑轮；（2）杠杆的种类有三种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离
7、也不省力；（3）滑轮组可以改变力的大小，也可以改变力的方向，也可以既改变力的大小又改变力的方向；根据功的原理省功的机械是不存在的；（4）斜面也是一种简单的机械，使用斜面时省力但费距离；当斜面高度相同，越长越省力 7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 AF1F2P1F2P1P2 CF1F2 P1=P2 DF1F2P1P2【答案】C【解析】由图知道图（a）中是定滑轮，图（b）中是动滑轮，用在不计绳重和摩擦时，物体升高 h，若用定滑轮（a）提升物体时，绳子自由端移动的距离为
8、 h，若用动滑轮（b）提升物体时，绳子自由端移动的距离为 2h，当用定滑轮提升物体时，拉力做功是：W1=F1s=Fh，当用动滑轮提升物体时，拉力做功是：W2=F2s=2F2h，因为若力 F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，即 W1=W2，所以 F1=2F2，即 F1F2，又因为时间相同，由 P=Wt知道，P1=P2，故只有 C 符合题意。8如下图处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下，G1G2为 A12 B11 C21 D31【答案】C【解析】由图知,G1由两根绳子承担,G2的力作用在绳子上,故 G212G1,即 G1:G2=2:1。二、填空题 9如图，A 重 70N，B 重 50
9、N，绳子给 A 的拉力是_N，地面给 A 的支持力是_N。【答案】50 20 【解析】B 物体重 50N，挂在空中处于静止状态，绳子对它的拉力和重力是平衡力，根据二力平衡条件可知，绳子对 B 物体的拉力为等于它的重力为 50N，通过定滑轮的同一根绳子上的力相等，则绳子对物体 A 的拉力是 50N。物体 A 处于静止状态，则 A 受到重力、支持力和拉力作用，水平地面对 A 的支持力大小为 F 支持=GA-FA=70N-50N=20N。10如图用两种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。不计滑轮重和摩擦，则所用拉力 F1:F2=_，这两个力的功率之比P1
10、:P2=_。【答案】2:1 1:1 【解析】同一个物体在相同水平地面所受摩擦力大小相同，第一幅图中为定滑轮，只改变力的方向不改变力的大小，且拉力速度与物体速度相同，第二幅图为动滑轮，且动滑轮上两段绳子，则拉力为摩擦力的一半，拉力速度为物体移动速度的两倍，则拉力之比与拉力的速度之比分别为121:2:12:FffF，12:21:2vvvv，则由 P=Fv 可求功率之比为11 122 22 111 21PFvPF v。11如图所示为家用手摇晾衣架，它是我们生活中经常使用的简单机械，其中 A、B 两滑轮中属于动滑轮的是_；若衣服和晾衣架的总重力为200N，晾衣架上升的高度为1m，不计动滑轮重、绳重及摩
11、擦，静止时绳的拉力 F _ N，绕进旋轮上的绳子长度是_m。【答案】B 50 4 【解析】使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，由图可知 B 为动滑轮；由图可知承重绳为 4 股，衣服和晾衣架的总重力为200N，所以绳子的拉力200N50Nn4GF，承重绳为 4 股，所以绕进旋轮上的绳子长度是 S=4h=41m=4m。12某工人用如图所示的装置，将 G=900N 的重物沿斜面向上匀速拉动 4m 用时 30s，该过程中物体上升的竖直高度为 2m，此装置的机械效率 =75该过程中，工人所用的拉力F=_ N，拉力做功的功率 P=_ W。【答案】600 80 【解析】WW有总由=GhFs可得 F=G
12、hs=900275%4Nmm=600N；拉力做功的功率 P=600430FsNmts=80W。13利用如图所示的滑轮组拉着一重为 180N 的物体在水平面上以 0.1m/s 的速度匀速直线运动，已知物体与地面的摩擦力为 90N，则用绳子自由端的拉力 F=_N，绳子自由端移动的速度 v=_m/s（绳与滑轮的摩擦不计）【答案】45 0.2 【解析】由图可知，n=2，绳与滑轮的摩擦不计，则绳子自由端的拉力：F=12f=1290N=45N；绳子自由端移动的速度为：v=2v 物=20.1m/s=0.2m/s 三、作图题 14如图所示，把图中的定滑轮与动滑轮组成滑轮组，请画出提起重物时最省力的绕线方法。【
13、答案】【解析】由题可知，滑轮组由一个定滑轮和两个动滑轮组成，若把线先固定在动滑轮上，则线应先向上绕过定滑轮，向下绕过其中一个动滑轮，便不能再绕线了，即另一个动滑轮没用上，此时承重绳子的根数为两根。当把线先固定在定滑轮上时，绳子向下绕过其中一个动滑轮，再向上绕过定滑轮，最后向下绕过另一动滑轮，此时承重绳子的概数为四根，故符合要求的绕线见答案。15如图，小君用滑轮组提起重物，请用笔画线表示绳子，画出滑轮组的绕线。【答案】【解析】由图可知，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，但拉力的方向不同。有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下。并且绳子自由端拉力
14、的方向向下，所以选择两股绕线，如图所示。四、实验题 16某同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力 F 的大小与哪些因素有关”。他先用滑轮 A 分别以不同速度 v1，v2匀速提起一物体，再换用滑轮 B（GBGA）重复实验，实验过程及现象如图（a）、（b）、（c）所示。（1）比较（a）、（b）两图，可知：_（2）比较（a）、（c）两图，可知：_【答案】用同一动滑轮提升相同的重物时，拉力的大小与提升速度无关用不同的动滑轮提升相同的重物时，动滑轮越重，所用拉力越大【解析】（1）比较（a）、（b）两图可知，动滑轮相同，提升的物体相同，只是提升速度不同，但拉力大小相同，故可得出结论：用同一动
15、滑轮提升相同的重物时，拉力的大小与提升速度无关；（2）比较（a）、（c）两图可知，提升的速度相同，提升的物体相同，只是动滑轮的重不同，GAGB，测力计的示数 FAFB，故可得出结论：用不同的动滑轮提升相同的重物时，动滑轮越重，所用拉力越大。17小方同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。（1）小方在测量钩码重力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将测力计在_方向调零。测量钩码重力时，应将钩码挂在弹簧测力计下如图甲所示，并让它处于_状态，这时弹簧测力计的示数大小就等于钩码的重力大小。（2）在探宄定滑轮特点时，小方按照如图乙所示操作，觉得读数不太方便，于是把测力计倒过来，
16、即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会_（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是_。（3）探究动滑轮特点时，小方按照如图丙所示操作，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，其原因是_，请给出减小此差异的建议_。小方最终得出正确的实验结论：使用动滑轮可以_，但不能改变_，而且费_。实验次数 物重 G/N 测力计的示数 F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15【答案】竖直静止变小测力计本身受重力的作用动滑轮本身有重力将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里省力力的方向距离【解析】（1）测量物体重力前，由于重力是竖直
17、向下的，所以应将弹簧测力计在竖直方向调零；当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等；所以，测量物体重力时，应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于静止状态；（2）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件知道，实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重；（3）分析数据发现，测力计的示数 F 大于物重 G 的一半，是因为人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以，动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；
18、由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的，要减小此差异，则动滑轮的重力不能忽略，所以应该将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，同时绳子拉下的长度是物体上升高度的二倍，也就是费距离。五、计算题 18用动滑轮提起货物如图所示，不计滑轮和绳的重力及其他摩擦，货物重 200 牛，20 秒内被匀速提升 5 米，求：（1）拉力 F 的大小；（2）拉力所做的功；（3）拉力的功率大小【答案】（1）100（2）1000（3）50【解析】（1）动滑轮绳
19、子的有效股数为 2，不计滑轮和绳的重力及其他摩擦，则拉力 F 的大小：F=1nG=12200N=100N；（2）绳端移动的距离：s=nh=25m=10m，拉力所做的功：W=Fs=100N10m=1000J；（3）拉力的功率大小 P=1000J20sWt=50W 19如图所示装置，O 为杠杆 OA 的支点，在离 O 点 L0处挂着一个质量为 M 的物体。每单位长度杠杆的质量为 m，当杠杆的长度为多少时，可以用最小的力 F 维持杠杆平衡。【答案】02MmLm【解析】根据图示可知，支点为 O，阻力和阻力臂分别为物体的重力和对应的力臂 L0，杠杆自身的重力和对应的力臂 12LOA；动力为 F 和对应的力臂 LOA；因此根据杠杆平衡的条件可得，FLOAMgL0+12mLOAgLOA，12mgLOA2FLOA+MgL00，LOA2202FFMmg Lmg，当 F22Mmg2L0时，力 F 最小，即 LOA02MmLm。
