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滑轮
（第2讲）
[学习目标]
知道滑轮组的特点
会根据要求设计滑轮组
(1)定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
(2)特点：可以
，也可以改变力的
。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的
，即_______(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)
注意：如果不忽略动滑轮的重量则
：
(3)动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的
倍，即
________。
(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系：________。
要点一、滑轮组及其工作特点
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
（2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。
（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）
（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
(4)滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
要点二、根据要求设计滑轮组
1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。
　
2、根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。
　　设想如果需要n段绳（n为偶数），那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。
　　如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。
　　上述方法叫“奇动偶定”，如下图所示。
知识点一：滑轮组及其工作特点
【探究重点】
1．滑轮组
（1）定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
（3）理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G物+G动)/n。绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。
【例题精讲】
(2020·苏州市吴江区江村实验学校九年级一模)如图所示，一个边长为0.2m的正方体质量为4kg，放在水平地面上，已知动滑轮的重力为10N，现用力在20s内将物体匀速提高了8m(g=10N/kg)。
(1)绳子自由端移动的速度；
(2)物体放在地面时对地面的压强为多大；
(3)不计摩擦和绳重，求该滑轮组机械效率。
(2020·贵州遵义)（多选）如图所示，物体A、B、C的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是(　　)
A．绳对O点的拉力为4N
B．水平面对B的摩擦力为4N
C．A与B之间的摩擦力为2N
D．水平面对B的支持力为8N
【巩固训练】
(2020·广东东莞市·北师大东莞石竹附属学校九年级月考)在图中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法
(2020年荆州市)质量为1.8t的小汽车陷人泥泞中，在大家都一筹莫展的时候，聪明的小红很快想到了办法，利用所学滑轮组知识，带领大家将小汽车顺利拉出。如图，若小汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%(g=10N/kg)。求∶
(1)小汽车所受阻力f；
(2)绳子自由端拉力F1；
(3)树承受的拉力F2；
(4)小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
知识点二：滑轮组的设计与组装
【探究重点】
1．组装滑轮组方法：首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
2．最省力的绳子绕法：如果最后一根绳子从动滑轮画出，绳子必须是竖直向上的。
【例题精讲】
(2020·江苏泰州市·九年级二模)一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m。(g=10N/kg)求：
(1)他站在地面上时对地面的压强多大？
(2)画出滑轮组的绕线方式。
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？
【巩固训练】
(2020·广西南宁)请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果?
(2020天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
蝇瑞移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
03
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式(
)；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______(选填“越高”“越低”或“不变”)；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______?
1．如图所示，不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦，米袋总重为800N，而绳上吊着的静止的“绅士”重500N，则米袋对地面的压力为(?
)
A．500N??????
B．250N??????
C．300N???????
D．800N
2．小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实，下列做法中最不可取的是(?
)
实验次数
物重G/N
拉力F/N
1
1．0
0．65
2
1．5
0．90
3
2．0
1．15
A．与同学分析可能原因
B．实验失败，停止实验
C．改进实验条件，重新实验
D．查阅资料，了解结论的适用条件
3．(2019湖南郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为(　　)
A．70N
B．100N
C．105N
D．110N
二、填空题
4．如图所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩擦和滑轮重，则重力G甲_____G乙(“<”“＝”、“>”)。
5.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为　
W．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为　
　N。
4
5
6
7
6.
某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m，此装置是　　滑轮(选填“定”或“动”)，该工人拉力的功率为　　W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)
7.如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为　　N，绳子自由端向下移动的距离为　　m．(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
三、作图题
8.如图所示，通过滑轮组向下用力提升重物，请用笔画线组装滑轮组．
四、实验题
9.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题：
比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是_____?；
比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是_____?；
(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_____；
(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择_____；
(5)进一步分析实验数据，你还发现什么规律?(写出一个即可)
五、综合应用题
10．利用如图所示的滑轮组竖直向上提升浸没在水中的金属物．已知正方体实心金属物的体积V=1×10﹣2m3，重力G=790N，ρ水=1×103kg/m3，动滑轮重G0=60N，绳子重力和摩擦不计．请问：
(1)金属物浸没在水中时，受到的浮力是多大？
(2)在金属物浸没时，匀速提升需要的拉力F是多少N？
(3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m，求绳子自由端竖直向上拉力F的功率．
11．定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。
(2020·山东省威海市)如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。(不考虑绳重及摩擦)
一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
(2020·河南郑州市·九年级二模)小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的相关实验数据如表。
次数
物体的重
力
提升的高度
拉力
绳端移动的
距离
机械效率
1
2
0.1
0.9
0.3
2
4
0.1
1.6
0.3
3
2
0.1
1
___________
___________
(1)实验过程中，应使弹簧测力计竖直向上___________拉动，用乙图装置进行第3次实验，请将表中的两个数据填写完整。
(2)比较___________两次的实验数据可知：同一滑轮组提升重物时，___________，滑轮组的机械效率越高。
(3)测量结束后，小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法，既可以省力，还可以改变力的方向，请在丙图中画出绳子绕法___________。
(2020·山东省泰安中考模拟)如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力)ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
(1)物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率。2
滑轮
（第2讲）
[学习目标]
知道滑轮组的特点
会根据要求设计滑轮组
(1)定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
(2)特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。
(3)动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。
(4)绳子端的速度与物体上升的速度关系：。
要点一、滑轮组及其工作特点
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
（2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。
（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）
（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
(4)滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
要点二、根据要求设计滑轮组
1、根据要求确定动滑轮上绳的段数。
　
2、根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。
　　设想如果需要n段绳（n为偶数），那么就需要n/2个动滑轮和n/2个定滑轮穿绳组装时，绳的固定端要固定在定滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。
　　如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。
　　上述方法叫“奇动偶定”，如下图所示。
知识点一：滑轮组及其工作特点
【探究重点】
1．滑轮组
（1）定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
（2）特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
（3）理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G物+G动)/n。绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。
【例题精讲】
(2020·苏州市吴江区江村实验学校九年级一模)如图所示，一个边长为0.2m的正方体质量为4kg，放在水平地面上，已知动滑轮的重力为10N，现用力在20s内将物体匀速提高了8m(g=10N/kg)。
(1)绳子自由端移动的速度；
(2)物体放在地面时对地面的压强为多大；
(3)不计摩擦和绳重，求该滑轮组机械效率。
【答案】(1)0.8m/s；(2)1000Pa；(3)80%
【解析】(1)由图知，通过动滑轮绳子段数n=2，绳子自由端通过距离s=nh=2×8m=16m
绳子自由端移动的速度
正方体对水平地面的压力F=G=mg=4kg×10N/kg=40N
受力面积S=(0.2m)2=0.04m2
正方体对地面的压强
(3)不计摩擦和绳重，克服动滑轮所做功是额外功，提起物体所做功是有用功，所以滑轮组机械效率
(2020·贵州遵义)（多选）如图所示，物体A、B、C的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是(　　)
A．绳对O点的拉力为4N
B．水平面对B的摩擦力为4N
C．A与B之间的摩擦力为2N
D．水平面对B的支持力为8N
【答案】AB
【解析】A．与物体C连接的滑轮是动滑轮，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，则绳对O点的拉力
故A正确；
B．A、B两物体静止在水平面上，由二力平衡原理可知，水平面对B的摩擦力等于绳子对B的拉力，即
故B正确；
C．以A为研究对像，A受到重力和支持力作用，二力平衡，A相对于B没有运动趋势，则B作用于A的摩擦力为零，故C错误；
D．以B为研究对像，竖直方向上受到重力、地面的支持力、A对它的压力，竖直方向上受力平衡，即
故D错误。
【巩固训练】
(2020·广东东莞市·北师大东莞石竹附属学校九年级月考)在图中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法
【答案】
【解析】把绳子固定在定滑轮上，然后依次绕过动定滑轮，则承重绳子的根数为4，此时绳子自由端的拉力最小，则绕线如图：
(2020年荆州市)质量为1.8t的小汽车陷人泥泞中，在大家都一筹莫展的时候，聪明的小红很快想到了办法，利用所学滑轮组知识，带领大家将小汽车顺利拉出。如图，若小汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%(g=10N/kg)。求∶
(1)小汽车所受阻力f；
(2)绳子自由端拉力F1；
(3)树承受的拉力F2；
(4)小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
【答案】(1)
；(2)
1500N；(3)
3000N；(4)450W
【解析】(1)小汽车所受阻力为车重的0.2倍，所以小汽车所受阻力为
(2)由滑轮组机械效率可知
则绳子自由端拉力
(3)树承受的拉力等于定滑轮上2股绳的拉力的合力，所以树承受的拉力为
(4)小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，绳子自由端的运动速度为0.3m/s，拉力F的功率为
知识点二：滑轮组的设计与组装
【探究重点】
1．组装滑轮组方法：首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
2．最省力的绳子绕法：如果最后一根绳子从动滑轮画出，绳子必须是竖直向上的。
【例题精讲】
(2020·江苏泰州市·九年级二模)一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m。(g=10N/kg)求：
(1)他站在地面上时对地面的压强多大？
(2)画出滑轮组的绕线方式。
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？
【答案】(1)13750Pa；(2)；(3)40W
【解析】(1)站在地面上时，对地面的压力大小等于自身重力，则对地面的压强为
(2)因为重物运动方向向上，人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向，拉力方向向下，2股绳子与动滑轮接触以省力，故滑轮组的绕线方式如图所示：
(3)有用功为克服重物重力势能做的功，为
拉力做的总功为拉力的功率与所用时间的乘积，为
滑轮组的机械效率为可知则
【巩固训练】
(2020·广西南宁)请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果?
【答案】
【解析】由图示可知，此滑轮组绕线时，可将绳子固定在定滑轮上，此时承重绳子为2根；还可将绳子固定在动滑轮上，此时承重绳子为3根。要使滑轮组最省力，应将绳子固定在动滑轮上，故作图如下：
(2020天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
蝇瑞移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
03
请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式(
)；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______(选填“越高”“越低”或“不变”)；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______?
【答案】
(1)
80.0%
(2)
(3)越高
(4)自重不同的滑轮
【解析】(1)第3次实验中，有用功W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率
因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：
(2)分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(3)猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。
1．如图所示，不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦，米袋总重为800N，而绳上吊着的静止的“绅士”重500N，则米袋对地面的压力为(?
)
A．500N??????
B．250N??????
C．300N???????
D．800N
【答案】C
【解析】从图判断，图中的滑轮是定滑轮，“绅士”通过定滑轮对米袋向上的拉力等于他的重力，则米袋对地面的压力为800N-500N=300N。
2．小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时，进行了正确操作，并记录数据如下表，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实，下列做法中最不可取的是(?
)
实验次数
物重G/N
拉力F/N
1
1．0
0．65
2
1．5
0．90
3
2．0
1．15
A．与同学分析可能原因
B．实验失败，停止实验
C．改进实验条件，重新实验
D．查阅资料，了解结论的适用条件
【答案】B
【解析】对于“使用动滑轮能省一半力”，我们是通过实验探究得出来的。可是小汉同学在进行这个实验时，实验结果却与课本中的结论不符。问题在哪里呢？题目排除了操作错误，记录的数据也正确。实际上，物理中的许多结论都是在忽略某些次要因素的基础上得出的。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和绳子的重力，并不考虑摩擦的情况下获得的结论。而在进行实验时，这些因素都是存在的。如果把这些因素都考虑进去，势必得不出规律性的东西，得不到正确的结论。怎么办呢？此时就要设法减小以上次要因素的影响，如选用更轻的动滑轮和绳子，进一步减小摩擦，还有尽可能使物体重力更大一些等。
3．(2019湖南郴州)利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦)，则拉力F的大小为(　　)
A．70N
B．100N
C．105N
D．110N
【答案】C
【解析】由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力：F＝(G+G动)＝(200N+10N)＝105N，故C正确。
二、填空题
4．如图所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩擦和滑轮重，则重力G甲_____G乙(“<”“＝”、“>”)。
【答案】<
【解析】从图8看出，甲为定滑轮，所以F
=
G甲，乙是动滑轮，F
=
G乙/2，即G乙=
2F。因此G甲5.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为　
W．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为　
　N。
【答案】15；20。
【解析】本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、动滑轮s=nh的理解和运用，已知条件已给出，难度不大。
(1)先根据s=2h求出绳子自由端移动的距离，然后根据W总=Fs拉力做的总功，最后根据P=求出拉力的功率；(2)不计绳重及摩擦，根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力。绳子自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m，拉力做的总功：W总=Fs=50N×6m=300J，则拉力的功率：P===15W。不计绳重及摩擦，由F=(G+G动)可得动滑轮的重力：
G动=2F﹣G=2×50N﹣80N=20N。
6.
某工人用如图所示的装置，将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升4m，此装置是　　滑轮(选填“定”或“动”)，该工人拉力的功率为　　W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)
【答案】动；60．
【解析】使用中固定不动的滑轮是定滑轮，使用时随物体一起运动的滑轮是动滑轮；滑轮和绳的重力、摩擦均不计，克服木块重力做的功即为工人拉力做的总功，根据W=Gh求出其大小，根据P=求出该工人拉力的功率．
(1)图中的滑轮随物体一起运动，此装置是动滑轮；
(2)滑轮和绳的重力、摩擦均不计，工人拉力做的功：W=Gh=150N×4m=600J，该工人拉力的功率：P===60W．
7.如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为　　N，绳子自由端向下移动的距离为　　m．(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
【答案】100；4．
【解析】由图知，承担物重的绳子股数n=2．不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力F=G；拉力端移动的距离s=2h．
由图知，使用滑轮组，承担物重的绳子股数n=2．(1)不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力F=G=×200N=100N；
(2)绳子自由端向下移动的距离：s=2h=2×2m=4m．
三、作图题
8.如图所示，通过滑轮组向下用力提升重物，请用笔画线组装滑轮组．
【答案】如图所示。
【解析】滑轮组的绕绳问题：(1)先确定承担物重的绳子股数，如果是奇数股，绳子就从动滑轮绕起；如果是偶数股，绳子就从定滑轮绕起。滑轮组绕绳法则是：“奇拴动，偶拴定”。(2)考虑拉力方向，方向向下，绳子一定要拴在定滑轮下面挂钩上；考虑拉力方向上，绳子一定要拴在动滑轮上面挂钩上..
四、实验题
9.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题：
比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是_____?；
比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是_____?；
(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_____；
(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择_____；
(5)进一步分析实验数据，你还发现什么规律?(写出一个即可)
【答案】(1)能省力(2)可以改变力的方向(3)费距离(移动更多距离)(4)由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组(5)例如：①计算动滑轮和定滑轮提起重物所做的功，发现使用动滑轮和定滑轮都不能省功；②计算动滑轮(定滑轮)的机械效率，使用动滑轮(定滑轮)的机械效率小于l。
【解析】根据定滑轮和动滑轮特点和表格数据分析来研究解决问题。
五、综合应用题
10．利用如图所示的滑轮组竖直向上提升浸没在水中的金属物．已知正方体实心金属物的体积V=1×10﹣2m3，重力G=790N，ρ水=1×103kg/m3，动滑轮重G0=60N，绳子重力和摩擦不计．请问：
(1)金属物浸没在水中时，受到的浮力是多大？
(2)在金属物浸没时，匀速提升需要的拉力F是多少N？
(3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m，求绳子自由端竖直向上拉力F的功率．
【答案】(1)金属物浸没在水中时，受到的浮力是100N；(2)在金属物浸没时，匀速提升需要的拉力F是250N；(3)要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升2m，则绳子自由端竖直向上拉力的功率为25W．
【解析】金属物完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出金属物浸没在水中时受到的浮力；根据力的合成求出金属物受到的重力和浮力的合力即为金属物对动滑轮的拉力，由图可知滑轮组绳子的有效股数，利用F=(G物+G动)求出绳子自由端拉力大小；根据s=nh求出绳子自由端1min内移动的距离，根据P==求出绳子自由端竖直向上拉力的功率．
(1)因为金属物浸没在水中，所以V排=V=1×10﹣2m3，根据阿基米德原理可得，金属物受到的浮力：
F浮=G排=ρ水Vg=1×103kg/m3×1×10﹣2m3×10N/kg=100N；
(2)因为物体A受到的重力方向是竖直向下，受到的浮力方向是竖直向上，所以根据力的合成可得，金属物受到绳子的拉力：因为F′=790N﹣100N=690N，
绳子对动滑轮的拉力：F′=F合=690N由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，绳子自由端需要的拉力：F=(F+G动)==250N；
(3)绳子自由端1min内移动的距离：s=nh=3×2m=6m，绳子自由端竖直向上拉力的功率：P====25W．
11．定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。
【答案】(1)如图所示。(2)由几何知识知：l1
=l2
=R(R为滑轮半径)根据杠杆平衡条件：F1·l1=F2·l2，即F·l1=G·l2，所以F
=G
【解析】(1)支点是杠杆绕着转动的点，所以定滑轮的支点在定滑轮的转轴上。钩码重力G作用在钩码的重心上，拉力F作用在绳端，方向沿着绳子斜向下。从支点分别向两个力的作用线作垂线，垂线长就是力臂。(2)根据几何中圆的半径相等和杠杆平衡条件即可推证F=G。
(2020·山东省威海市)如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。(不考虑绳重及摩擦)
【答案】
【解析】滑轮的重力
则滑轮和物体总重力为100N+20N=120N
已知绳子能承受的最大拉力为50N，当绳子承担重物的段数为3时，则能够提升物体的最大重力为
当绳子承担重物的段数为2时，则能够提升物体的最大重力为
物体重100N，大于80N，小于130N，所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3，起点从动滑轮的挂钩开始，绳子末端的拉力向上，如图所示
一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳
子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
【答案】如图所示。
【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮。
(2020·河南郑州市·九年级二模)小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中，测得的相关实验数据如表。
次数
物体的重
力
提升的高度
拉力
绳端移动的
距离
机械效率
1
2
0.1
0.9
0.3
2
4
0.1
1.6
0.3
3
2
0.1
1
___________
___________
(1)实验过程中，应使弹簧测力计竖直向上___________拉动，用乙图装置进行第3次实验，请将表中的两个数据填写完整。
(2)比较___________两次的实验数据可知：同一滑轮组提升重物时，___________，滑轮组的机械效率越高。
(3)测量结束后，小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法，既可以省力，还可以改变力的方向，请在丙图中画出绳子绕法___________。
【答案】0.5
匀速
1和2
物体的重力越大
【解析】(1)[1]
由图乙知有5段绳子承担物重，得出
[2]第3次实验时滑轮组的机械效率为
[3]实验中应沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值。
(2)[4]
研究滑轮组的机械效率与物重的关系，要控制其它因素相同，只改变物重大小，由表格中的数据可知，比较1、2两次实验。
(2)[5]
由1、2两次实验可得：重物上升的高度相同，滑轮组相同，物体的重力不同，机械效率不同，物体的重力越大，机械效率越高。
(3)[6]由图可知，该滑轮组为一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，要想改变力的方向，应使得绳子的自由端向下移动，即绳子的自由端通过定滑轮，如图：
(2020·山东省泰安中考模拟)如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力)ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
(1)物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率。
【解析】液体压强计算公式
，深度从65cm增加到70cm，
；
；增加的压强为
：。
(2)物体浸没液体中所受浮力计算公式
排开水的体积：
带入浮力计算公式：
；
(3)物体完全浸没在水中时：，总功：
；机械效率：
，带入计算：
；把物体完全拉出水面后：

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