资源简介

滑轮的分类与作用
（一）滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
（二）滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
（三）定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
例1、图示甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。关于两套装置，下列说法正确的是（　　）
A．两图中共有2个定滑轮，1个动滑轮
B．甲图装置的主要优点能省力，省距离
C．若提升质量相同的物体，，
D．将相同质量的物体提升相同的高度，两套装置机械效率一样高
例2、如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动4m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（　　）
A．160J B．200J C．20J D．180J
例3、如图所示，质量为10千克的物体A置于粗糙的水平地面上，用两个滑轮按图连接，当水平拉力F为20牛时，物体A恰能匀速前进（绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦都不计），物体A前进1米所用的时间为10秒。下列说法正确的是（　　）
A．绳子2对墙的拉力为40牛 B．若F减小，物体A对地面的压强减小
C．若F增大，物体A受到的摩擦力增大 D．拉力F的功率为4W
例4、我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢结果。如图，小明和爸爸妈妈通过一个轻质滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达600牛。为了胜过爸爸，则小明所使用的拉力及妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及滑轮组摩擦）（　　）
A．300牛、600牛 B．300牛、400牛 C．200牛、400牛 D．200牛、600牛
例5、如图甲所示，重为8N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m；拉力F做的功随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.5倍（不计绳重及摩擦），求：
（1）拉力F的功率；
（2）拉力F大小；
（3）动滑轮的重。
1.如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N。若在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为275N B．F的大小为530N
C．F做功的功率为42W D．B的重力为500N
2.如图所示，利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置，将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m，已知滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．使用甲滑轮省力B．手的拉力F乙为5N
C．使用乙滑轮省力D．手移动的距离甲比乙多
3.工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为50kg的工人利用该滑轮组能提起120kg的砂石
4．工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升3m，人对绳端的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则(　　)
A．绳子自由端移动的距离为9m B．动滑轮的重力为200N
C．人通过滑轮组做的有用功为1500J D．克服动滑轮重力所做的功为1200J
5．小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示)。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面。听主人的介绍，小明知道滚轮A、B的质量为5kg。小明对此装置充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，在20秒钟内，用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米。下列说法正确的是(　　)
A．该装置可简化看成由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮的是滚轮A
B．重物上升3m，绳子自由端下降12m
C．整个过程中，小明所做功的是2700J
D．该过程中，小明做功的功率为127.5W
6．如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：
（1）动滑轮的重力为多少？
（2）第2s内拉力F的功率为多少？
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
1.如图所示，甲同学站在地面上用定滑轮把地面上的物体匀速向上运送到某一高度处。乙同学站在某一高处用动滑轮把该物体也从地面上匀速向上运送到同样的高度处。不计绳和滑轮之间的摩擦，绳子的重力和动滑轮的重力均不计。就甲和乙这一运送物体的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．甲和乙做功相同 B．甲和乙做功的功率相同
C．甲比乙做的功多 D．甲比乙做功的功率大
2.重为30牛的A物体，用如图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在10s内匀速移动的距离均为0.5m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　）
A．F1做功比F2做功少 B．F1与F2做功的功率相同
C．两种方法中机械效率相同 D．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大
3.如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（　　）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛 D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
4.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，一直弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（　　）
A．物体M与地面间的摩擦力为5牛
B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦
D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
5.某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（　　）
A．A是动滑轮 B．电梯厢运动的速度与拉绳的速度相等
C．B是定滑轮 D．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升
6．物体A在拉力作用下沿同水平面匀速运动了一段距离s，如图所示，试比较拉力、，及拉力所做的功、的大小。（滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦不计）
A．， B．，
C．， D．，
7．如图所示，货物G重280N，动滑轮重20N，为使杠杆平衡，则竖直向上的力F的大小为(杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计)(　　)
A．100N B．200N C．300N D．400N
8．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦和绳重，则：
（1）甲图中滑轮相当于一个___________（填省力或费力）杠杆；
（2）比较大小：F甲___________F乙 、P甲___________P乙（填“>”或“<”或“=”）
9．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重G= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
答案及解析
例1、D
【解析】
A．图甲中是动滑轮，图乙中滑轮组有一个定滑轮和一个动滑轮，共有1个定滑轮，2个动滑轮，故A错误；
B．甲图装置是动滑轮，主要优点能省力，不能省距离，故B错误；
CD．每个滑轮的质量均相等，绳重和摩擦不计，n1=2，n2=3，提升质量相同的物体，则
F1=(G+G动)
F2=(G+G动)
则
F1＞F2
将相同质量的物体提升相同的高度，由W=Gh可知，有用功相同，使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功，因为每个滑轮的质量均相等，做的额外功相等，总功等于有用功加上额外功，总功相同，由可知η1=η2，故C错误，D正确。
例2、C
【解析】
如图所示，在拉力作用下，该滑轮会向左运动，所以该滑轮为动滑轮，该滑轮为动滑轮，则n=2，已知物体A受到地面的摩擦力f=5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，由于拉力作用在动滑轮的轴上，所以多费一倍的力，省一半的距离，则动滑轮受到的拉力
F=2f=2×5N=10N
物体A在水平方向上匀速移动4m，则拉力F移动的距离
s=×4m=2m
拉力F做的功
W=Fs=10N×2m=20J
例3、D
【解析】
A．同一根绳子上的拉力相等，水平拉力F为20N，所以绳子2对墙的拉力为20N，故A错误；
B．若F减小，物体A对地面的压力不变，受力面积不变，由可知物体A对地面的压强不变，故B错误；
C．若F增大，接触面的粗糙程度不变，压力不变，物体A受到的摩擦力不变，故C错误；
D．滑轮组的动滑轮绕2段绳，物体A的速度
=0.1m/s
拉力F的功率为
=Fv绳=20N×2×0.1m/s=4W
故D正确。
例4、C
【解析】
以爸爸的一端为动滑轮，对动滑轮进行受力分析可知，受到水平向右的摩擦力为600N，向左受到三股绳子的拉力，所以每股绳子的拉力为200N，由此可知小明所使用的拉力为200N。
以妈妈一端的滑轮为动滑轮，对动滑轮进行受力分析可知，受到妈妈水平向左的摩擦力作用，受到向右的两股绳子的拉力400N，所以妈妈与地面的摩擦力为400N，故C符合题意。
例5、（1）；（2）；（3）1N
【解析】
解：（1）由图像知，拉力做的功W=2.5J时，所用的时间是5s，所以拉力F的功率为
（2）绳子拉下的长度为
s=2h=2×0.5m=1m
作用在绳子上的拉力为
（3）物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力
f=0.5G=0.5×8N=4N
物体A做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，物体A受到的拉力
FA=f=4N
滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力
G轮=2F-FA=2.5N×2-4N=1N
答：（1）拉力F的功率是0.5W；
（2）拉力F大小是2.5N；
（3）动滑轮的重是1N。
1.B
【解析】
A．设物体A所受摩擦力大小为f，则有
2f50N＝550N
所以
f＝250N
A错误。
D．对于物体B，有
3f＝GBG滑
即
250N×3＝GB50N
所以
GB＝700N
D错误。
B．加挂物体C后，有
3（F—f）＝GBGCG滑
即
3（F250N）＝700N90N50N
解得
F＝530N
B正确。
C．物体B上升的速度为5cm/s，则拉力F端移动的速度
v＝3×5cm/s＝0.15m/s
F的功率
P＝Fv＝530N×0.15m/s＝79.5W
C错误。
2.C
【解析】
A．甲滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，但是能改变力的方向，故A错误。
BC．乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，即
故B错误，C正确。
D．在甲图中，手移动的距离
s甲=hA=1m
在乙图中，手移动的距离
s乙=2hB=2×1m=2m
故D错误。
3.B
【解析】
A．定滑轮不省力不费力，但能改变力的方向，故A错误。
B．动滑轮相当于一个省力杠杆，它的动力臂是阻力臂的2倍，故B正确。
C．根据s=nh可知，当绳子自由端下拉1m时，桶上升
故C错误。
D．当滑轮组不计绳重和摩擦时，根据得到
解得
G动+G物=1000N
肯定不能提起120kg的砂石，故D错误。
4．B
【解析】
A.由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，则绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×3m=6m
故A错误。
B.根据公式
得
故B正确。
C.此过程中，所做有用功为
W有=Gh=800N×3m=2400J
故C错误。
D.克服动滑轮重力做功为
W有=G动h=200N×3m=600J
故D错误。
5．D
【解析】
A．提升物体时，A的轴固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮，故A错误；
B．由图知，n=5，拉力端移动距离
s=5h=5×3m=15m
故B错误；
CD．重物重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
小明对重物做的功
W有=Gh=800N×3m=2400J
动滑轮B的重力
G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N
额外功为
W额=G轮h=50N×3m=150J
不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做的功
W总=W有+W额=2400J+150J=2550J
则功率为
P==127.5W
故C错误，D正确。
6．（1）5N；（2）40W；（3）80N
【解析】
解：（1）由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力
F=10N
由图
n=2
忽略绳重及摩擦，拉力，则动滑轮重力
G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
（2）由图丙可知，第2s内A上升的速度
vA=2m/s
拉力端移动速度
v=2vA=2×2m/s=4m/s
第2s内拉力F的功率
（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N，小于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，大于绳子C能承受的最大拉力50N；
所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力
FB=GA+G货物=95N
此装置最多能匀速运载货物的重力
G货物=FB-GA=95N-15N=80N
答：（1）动滑轮的重力为5N。
（2）第2s内拉力F的功率为40W。
（3）此装置最多能匀速运载80N的货物。
1.A
【解析】
AC．匀速提升同一物体到同一高度处，二种情况下做的有用功相同，大小都为W有用＝Gh，因不计绳子质量和摩擦，绳子的重力和动滑轮的重力均不计，所以
W＝W有用＝Gh
故选项A说法正确，符合题意；选项C说法错误，不符合题意。
BD．因功率是由功和做功时间共同决定的，而题干中没有做功时间，故无法判断功率的大小，故B、D选项说法错误，不符合题意。
2.C
【解析】
A.甲图中n=2，则乙图中n=3
甲图中绳子自由端移动的距离
s1=2s=2×0.5m=1m
乙图中绳子自由端移动的距离
s2=3s=3×0.5m=1.5m
则F1做功
W总1=F1s1=18N×1m=18J
F2做功
W总2=F2s2=8N×1.5m=12J
比较可知，F1做功比F2做功多，故A错误。
B.F1与F2做功时间均为10s，则在相同时间内做功多的功率大，故F1做功功率比F2做功功率大，故B错误。
C.甲图中的有用功
W有1=Gs=30N×0.5m=15J
乙图中的有用功
W有2=fs=20N×0.5m=10J
甲图中的机械效率为
乙图中的机械效率为
比较可知，两种方法中机械效率相同，故C正确。
D.A物体移动的速度
绳子自由端F1移动的速度
v绳1=2v物=2×0.05m/s=0.1m/s
绳子自由端F2移动的速度
v绳2=3v物=3×0.05m/s=0.15m/s
比较可知，绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度小，故D错误。
3.C
【解析】
A．根据图可知，承担拉力的绳子段数n=3；根据图乙可知，10s内物体移动了1m，则绳子自由端移动了
s=ns物=3×1m=3m
故A错误。
BC．根据公式
得到
解得
F=5N
以定滑轮为受力对象可知，墙壁对它的拉力等于4根绳子产生的拉力之和，即
F墙壁=4F=5N×4=20N
墙壁受到滑轮组的拉力与墙壁对滑轮组的拉力为相互作用力，因此左侧墙壁受到滑轮组的拉力为20N，故B错误，C正确。
D．10s内拉力做的总功
W总=Fs=5N×3m=15J
则拉力的功率
故D错误。
4.C
【解析】
AB．该滑轮为动滑轮，且；由于物体做匀速运动，摩擦力等于牵引力
故A、B项均错误。
CD．1s内物体移动的距离
力F移动的距离
拉力F做功
拉力F做功的功率为
故C项正确，D项错误。
5.D
【解析】
A.图中A滑轮固定不动，因此它是定滑轮，故A错误。
B.此滑轮组的绳子股数为2股，因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍，故B错误。
C.图中B滑轮和电梯厢一块运动，因此它是动滑轮，故C错误。
D.如果电动机向下拉动绳子，通过定滑轮改变了力的方向，所以电梯厢将上升，故D正确。
6．B
【解析】
物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。则
故F2 =4F1，即；
由W＝Fs知道，拉力所做的功分别是
即，故B正确。
7．B
【解析】
物体和动滑轮由2段绳子承担，杠杆A端的力
FA＝(GG动)＝×(280N20N)＝150N
设杠杆的一个小格是l，根据杠杆平衡条件得
FA×OA＝F×OB
150N×4l＝F×3l
解得F＝200N。
8．费力 > <
【解析】
（1）甲：将左侧滑轮和绳子接触的位置看作支点，此时动力臂为滑轮的半径，阻力臂为滑轮的直径。因为动力臂小于阻力臂，所以为费力杠杆。
（2）①甲：滑轮受到向下的拉力2个和自己的重力，向上的拉力F甲。根据二力平衡的知识得到
F甲=G动+2G物
乙：滑轮受到向下的拉力G物和自身重力G动 ， 向上的两个拉力F乙。根据二力平衡的知识得到
2F乙=G物+G动
解得
比较可知
F甲>F乙
②两个物体上升的速度相同，则甲中拉力移动的速度为 ，乙中拉力移动的速度为2v。根据公式P=Fv得到，二者的功率之比
P甲：P乙=[（G动+2G物）×]：（×2v)=(G动+G物）：（G动+G物）
即
P甲9．（1）45m；（2）500N；（3）1.05×105J；（4）7500W
【解析】
解：（1）由图知
n=3
汽车匀速前进距离
s=3h=3×15m=45m
（2）根据
可知
（3）滑轮组对重物所做的功
W=Gh= 7000N×15m=1.05×105J
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率
答：（1）汽车匀速前进的距离为45m；
（2）动滑轮重力为500N；
（3）滑轮组对重物所做的功为1.05×105J；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率为7500W。
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滑轮组（1）

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