2020八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械12.2滑輪精講精練（含解析）（新版）新人教版.docx

專題12.2 滑輪 課前預(yù)習(xí) 1.定滑輪和動(dòng)滑輪 物理量滑 輪定 義實(shí) 質(zhì)特 點(diǎn)_動(dòng)滑輪_滑輪可以和重物一起動(dòng)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿不能改變力的方向但能省力_定滑輪_滑輪固定不動(dòng)等臂杠桿不能省力但能改變力的方向2.滑輪組（1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成的叫_滑輪組_。（2）特點(diǎn)：既能省力又能改變力的方向，但是要費(fèi)_距離_。（3）省力特點(diǎn):使用滑輪組時(shí)，有幾段（股）繩子吊著物體，提起重物所用的力就是物重的幾分之一，數(shù)學(xué)表達(dá)式，即_ F=G _，其中F為提起重物所用的力，G為物重，n為承受物重的繩子段（股）數(shù)，即繞在動(dòng)滑輪上的繩子段（股）數(shù)。知識(shí)點(diǎn)解讀與例題突破知識(shí)點(diǎn)1：定滑輪（1） 實(shí)質(zhì)：是一個(gè)等臂杠桿。支點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。（2）特點(diǎn)：不能省力，但可以 改變力的方向。【例題1】如圖所示是利用定滑輪勻速提升物體的三種方法，所用拉力分別是F1，F(xiàn)2和F3，下列式子中正確的是（）AF1F2F3 BF1F2F3 CF1=F2=F3 DF2F1F3【答案】C【解析】使用定滑輪不能省力，但可以任意改變力的方向。圖1中F1，F(xiàn)2和F3盡管力的方向不同，但力的大小都等于物體重力G。知識(shí)點(diǎn)2：動(dòng)滑輪（1） 實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。支點(diǎn)是上端固定的那段繩子與動(dòng)滑輪相切的點(diǎn)，動(dòng)力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。（2）特點(diǎn)：能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向，且多費(fèi)一倍的距離?！纠}2】（2019海南?。┤鐖D，小謙想把被臺(tái)風(fēng)刮倒的樹(shù)拉正。他把繩子的一端系在乙樹(shù)上，然后繞過(guò)甲樹(shù)用力拉繩子，這樣做有_段繩子拉甲樹(shù)。如果不計(jì)繩重和摩擦，甲樹(shù)受300N拉力，則小謙對(duì)繩子的拉力至少為_(kāi)N。【答案】2 150【解析】小謙的做法相當(dāng)于借助一個(gè)動(dòng)滑輪來(lái)拉甲樹(shù)，因此，這樣做有2段繩子拉甲樹(shù)；根據(jù)動(dòng)滑輪省一半力的特點(diǎn)，小謙對(duì)繩子的拉力至少為150N。知識(shí)點(diǎn)3：滑輪組（1）連接：兩種方式，繩子可以先從定滑輪繞起，也可以先從動(dòng)滑輪繞起。（2）作用：既可以改變力的大小又可以改變力的方向，但是費(fèi)距離。（3）省力情況：F=（G+G動(dòng)）/n；繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh，其中n是繩子的段數(shù)，h是物體移動(dòng)的高度。【例題3】一個(gè)工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替繩子，畫(huà)出滑輪組最省力的繞繩方法?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥恳够喗M最省力，需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動(dòng)滑輪繞起，依次繞過(guò)上面的定滑輪、下面的動(dòng)滑輪。知識(shí)點(diǎn)4：輪軸和斜面（1）輪軸：實(shí)質(zhì)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，是一種省力杠桿。輪和軸的中心是支點(diǎn)，作用在軸上的力是阻力F2，作用在輪上的力是動(dòng)力F1，軸半徑r，輪半徑R，則有F1R=F2r，因?yàn)镽r，所以F1F2。（2）斜面：是一種省力機(jī)械。斜面的坡度越大，省力越多。【例題4】（2019山東省東營(yíng)）如圖所示，下列簡(jiǎn)單機(jī)械中，忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦，當(dāng)提起同一重物時(shí)，最省力的是（）ABCD【答案】A【解析】A由圖可知，動(dòng)力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1G；B由圖可知，動(dòng)滑輪省一半的力，所以拉力F2G；C設(shè)斜面的高度為h，斜面長(zhǎng)度為s，則sin30，由功的原理可得，F(xiàn)3sGh，所以F3GG；D由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，所以拉力F4G，綜上可知，當(dāng)提起同一重物時(shí)，最省力的是A。習(xí)題精練一、選擇題1如圖所示，不考慮滑輪與輕繩之間的摩擦，米袋總重為800N，而繩上吊著的靜止的“紳士”重500N，則米袋對(duì)地面的壓力為（ ）A500N B250N C300N D800N【答案】C【解析】從圖判斷，圖中的滑輪是定滑輪，“紳士”通過(guò)定滑輪對(duì)米袋向上的拉力等于他的重力，則米袋對(duì)地面的壓力為800N-500N=300N。2小漢同學(xué)在“研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與課本中“使用動(dòng)滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對(duì)這一事實(shí)，下列做法中最不可取的是（ ）實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N拉力F/N110065215090320115A與同學(xué)分析可能原因B實(shí)驗(yàn)失敗，停止實(shí)驗(yàn)C改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件，重新實(shí)驗(yàn)D查閱資料，了解結(jié)論的適用條件【答案】B【解析】對(duì)于“使用動(dòng)滑輪能省一半力”，我們是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出來(lái)的?？墒切h同學(xué)在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻與課本中的結(jié)論不符。問(wèn)題在哪里呢？題目排除了操作錯(cuò)誤，記錄的數(shù)據(jù)也正確。實(shí)際上，物理中的許多結(jié)論都是在忽略某些次要因素的基礎(chǔ)上得出的?！笆褂脛?dòng)滑輪能省一半力”是在不考慮動(dòng)滑輪和繩子的重力，并不考慮摩擦的情況下獲得的結(jié)論。而在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，這些因素都是存在的。如果把這些因素都考慮進(jìn)去，勢(shì)必得不出規(guī)律性的東西，得不到正確的結(jié)論。怎么辦呢？此時(shí)就要設(shè)法減小以上次要因素的影響，如選用更輕的動(dòng)滑輪和繩子，進(jìn)一步減小摩擦，還有盡可能使物體重力更大一些等。3（2019湖南郴州）利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物，動(dòng)滑輪重為10N（不計(jì)繩重與摩擦），則拉力F的大小為（）A70NB100NC105ND110N【答案】C【解析】由圖知，n2，不計(jì)繩重和摩擦，則繩子自由端的拉力：F（G+G動(dòng)）（200N+10N）105N，故C正確。二、填空題4如圖所示，小森用同樣的力把甲、乙兩物體勻速提升，如不計(jì)摩擦和滑輪重，則重力G甲_G乙(“”)?！敬鸢浮俊窘馕觥繌膱D8看出，甲為定滑輪，所以F = G甲，乙是動(dòng)滑輪，F(xiàn) = G乙/2，即G乙= 2F。因此G甲G乙5.用如圖裝置，在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m，拉力為50N，則拉力的功率為 W若不計(jì)繩重和摩擦則動(dòng)滑輪的重力為 N?！敬鸢浮?5；20。【解析】本題考查了學(xué)生對(duì)有用功、總功、功率公式、動(dòng)滑輪s=nh的理解和運(yùn)用，已知條件已給出，難度不大。（1）先根據(jù)s=2h求出繩子自由端移動(dòng)的距離，然后根據(jù)W總=Fs拉力做的總功，最后根據(jù)P=求出拉力的功率；（2）不計(jì)繩重及摩擦，根據(jù)F=（G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力。繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=23m=6m，拉力做的總功：W總=Fs=50N6m=300J，則拉力的功率：P=15W。不計(jì)繩重及摩擦，由F=（G+G動(dòng)）可得動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=2FG=250N80N=20N。6. 某工人用如圖所示的裝置，將重150N的木塊在10s內(nèi)豎直向上勻速提升4m，此裝置是滑輪（選填“定”或“動(dòng)”），該工人拉力的功率為W（滑輪和繩的重力、摩擦均不計(jì)）【答案】動(dòng)；60【解析】使用中固定不動(dòng)的滑輪是定滑輪，使用時(shí)隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪是動(dòng)滑輪；滑輪和繩的重力、摩擦均不計(jì)，克服木塊重力做的功即為工人拉力做的總功，根據(jù)W=Gh求出其大小，根據(jù)P=求出該工人拉力的功率（1）圖中的滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng)，此裝置是動(dòng)滑輪；（2）滑輪和繩的重力、摩擦均不計(jì)，工人拉力做的功：W=Gh=150N4m=600J，該工人拉力的功率：P=60W7.如圖，工人利用滑輪組將200N的重物勻速向上提升到2m高的平臺(tái)上，則他所用的拉力為N，繩子自由端向下移動(dòng)的距離為m（不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦）【答案】100；4【解析】由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，拉力F=G；拉力端移動(dòng)的距離s=2h由圖知，使用滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2（1）不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，拉力F=G=200N=100N；（2）繩子自由端向下移動(dòng)的距離：s=2h=22m=4m三、作圖題8.如圖所示，通過(guò)滑輪組向下用力提升重物，請(qǐng)用筆畫(huà)線組裝滑輪組 【答案】如圖所示。【解析】滑輪組的繞繩問(wèn)題：(1)先確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，如果是奇數(shù)股，繩子就從動(dòng)滑輪繞起；如果是偶數(shù)股，繩子就從定滑輪繞起?；喗M繞繩法則是：“奇拴動(dòng)，偶拴定”。(2)考慮拉力方向，方向向下，繩子一定要拴在定滑輪下面掛鉤上；考慮拉力方向上，繩子一定要拴在動(dòng)滑輪上面掛鉤上.四、實(shí)驗(yàn)題9.如圖是小海同學(xué)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。他按圖示提起鉤碼時(shí)注意保持測(cè)力計(jì)勻速移動(dòng)，分別測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下表所示解決下列問(wèn)題：(1) 比較測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小，可知：使用動(dòng)滑輪的好處是_；(2) 比較測(cè)力計(jì)拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是_；(3)把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實(shí)驗(yàn)測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，可知：使用動(dòng)滑輪_；(4)在提升重物的過(guò)程中，如果要同時(shí)兼顧定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，則應(yīng)選擇_；(5)進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你還發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?(寫(xiě)出一個(gè)即可)【答案】(1)能省力(2)可以改變力的方向(3)費(fèi)距離(移動(dòng)更多距離)(4)由定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組(5)例如：計(jì)算動(dòng)滑輪和定滑輪提起重物所做的功，發(fā)現(xiàn)使用動(dòng)滑輪和定滑輪都不能省功；計(jì)算動(dòng)滑輪(定滑輪)的機(jī)械效率，使用動(dòng)滑輪(定滑輪)的機(jī)械效率小于l?！窘馕觥扛鶕?jù)定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)和表格數(shù)據(jù)分析來(lái)研究解決問(wèn)題。五、綜合應(yīng)用題10利用如圖所示的滑輪組豎直向上提升浸沒(méi)在水中的金屬物已知正方體實(shí)心金屬物的體積V=1102m3，重力G=790N，水=1103kg/m3，動(dòng)滑輪重G0=60N，繩子重力和摩擦不計(jì)請(qǐng)問(wèn)：（1）金屬物浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是多大？（2）在金屬物浸沒(méi)時(shí)，勻速提升需要的拉力F是多少N？（3）要求在1min內(nèi)將始終浸沒(méi)在水中的金屬物勻速提升2m，求繩子自由端豎直向上拉力F的功率【答案】（1）金屬物浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是100N；（2）在金屬物浸沒(méi)時(shí)，勻速提升需要的拉力F是250N；（3）要求在1min內(nèi)將始終浸沒(méi)在水中的金屬物勻速提升2m，則繩子自由端豎直向上拉力的功率為25W【解析】金屬物完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出金屬物浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；根據(jù)力的合成求出金屬物受到的重力和浮力的合力即為金屬物對(duì)動(dòng)滑輪的拉力，由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，利用F=（G物+G動(dòng)）求出繩子自由端拉力大?。桓鶕?jù)s=nh求出繩子自由端1min內(nèi)移動(dòng)的距離，根據(jù)P=求出繩子自由端豎直向上拉力的功率（1）因?yàn)榻饘傥锝](méi)在水中，所以V排=V=1102m3，根據(jù)阿基米德原理可得，金屬物受到的浮力：F浮=G排=水Vg=1103kg/m31102m310N/kg=100N；（2）因?yàn)槲矬wA受到的重力方向是豎直向下，受到的浮力方向是豎直向上，所以根據(jù)力的合成可得，金屬物受到繩子的拉力：因?yàn)镕=790N100N=690N，繩子對(duì)動(dòng)滑輪的拉力：F=F合=690N由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，繩子自由端需要的拉力：F=（F+G動(dòng)）=250N；（3）繩子自由端1min內(nèi)移動(dòng)的距離：s=nh=32m=6m，繩子自由端豎直向上拉力的功率：P=25W11定滑輪在使用時(shí)相當(dāng)于一個(gè)杠桿。如圖所示，某人用繩子沿著傾斜的方向通過(guò)定滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為F，鉤碼重力為G。（1）請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出這只“杠桿”的支點(diǎn)O，畫(huà)出拉力F、鉤碼重力G及它們的力臂（