2024年八年級(jí)物理講義（人教版）12.2 滑輪（知識(shí)解讀）（解析版）

12.2\o"12.2滑輪"滑輪（知識(shí)解讀）（解析版）?知識(shí)點(diǎn)1滑輪及其工作特點(diǎn)?知識(shí)點(diǎn)2滑輪組及其工作特點(diǎn)?知識(shí)點(diǎn)3滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算?知識(shí)點(diǎn)4斜面和輪軸以及滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝?作業(yè)鞏固訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)1滑輪及其工作特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1滑輪及其工作特點(diǎn)1、滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。2、滑輪分類：定滑輪和動(dòng)滑輪。3、定滑輪工作特點(diǎn)：①定滑輪使用時(shí)，滑輪的位置固定不變；定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以改變作用力方向。②定滑輪的特點(diǎn)：通過定滑輪來拉鉤碼并不省力，通過或不通過定滑輪，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)是一樣的，可見，使用定滑輪不省力但能改變力的方向。在不少情況下，改變力的方向會(huì)給工作帶來方便。③定滑輪的原理：定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿，動(dòng)力臂L1、阻力臂L2都等于滑輪半徑，根杠桿平衡條件也可以得出定滑輪不省力的結(jié)論。4、動(dòng)滑輪工作特點(diǎn)：①動(dòng)滑輪使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng)；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省12力，多費(fèi)1②動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半力，費(fèi)距離；這是因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪時(shí)，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔(dān)鉤碼重的一半。使用動(dòng)滑輪雖然省了力，但是動(dòng)力移動(dòng)的距離大于鉤碼升高的距離，即費(fèi)了距離。③動(dòng)滑輪的原理：動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂（L1）為阻力臂（L2）二倍的杠桿。【典例1-1】（2023秋?北流市期末）學(xué)校舉行升旗儀式，在旗桿頂端安裝的是（）A．定滑輪 B．動(dòng)滑輪 C．滑輪組 D．杠桿【答案】A【解答】解：升旗時(shí)，人站在地面上，向下拉動(dòng)繩子，旗幟上升。A、定滑輪不能省力，但可以改變力的方向，人在下面拉動(dòng)繩子，旗幟就會(huì)上升，故A正確；B、動(dòng)滑輪不能改變力的方向，要使旗幟上升，拉力也要向上，故B錯(cuò)誤；C、滑輪組中既有定滑輪也有動(dòng)滑輪，不一定能改變力的方向，故C錯(cuò)誤；D、杠桿不符合實(shí)際，不一定能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。故選：A?！镜淅?-2】（2023秋?常州期末）如圖所示，使用滑輪分別按甲、乙兩種方式勻速提升同一重物，不計(jì)滑輪自重，不計(jì)繩重及輪、軸間摩擦，使用甲裝置的好處是省一半力；使用乙裝置的好處是改變力的方向?！敬鸢浮渴∫话肓Γ桓淖兞Φ姆较??！窘獯稹拷猓河蓤D可知，甲為動(dòng)滑輪，其使用時(shí)的好處是可以省一半力；乙為定滑輪，其使用時(shí)的好處是可以改變力的方向。故答案為：省一半力；改變力的方向?！咀兪?-1】（2023春?臨沂期末）小明利用如圖所示的簡單機(jī)械移動(dòng)物體A時(shí)，當(dāng)沿不同方向分別用F1、F2、F3的力，以不同速度勻速拉動(dòng)物體時(shí)，忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是（）A．F1＝F2＝F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F2＜F3【答案】A【解答】解：由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，因?yàn)槲矬wA勻速運(yùn)動(dòng)，所以F1、F2、F3都與物體A受到地面的摩擦力相等，所以三種拉法所用拉力一樣大，故BCD錯(cuò)誤；故A正確。故選：A。【變式1-2】（2023春?興寧市期末）如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提升重力均為60N的物體，其中甲滑輪的優(yōu)點(diǎn)是能改變施力的方向，若滑輪重力、繩重和摩擦均不計(jì)，分別用力FA、FB和FC勻速提起重物時(shí)，F(xiàn)C＝30N，F(xiàn)A＝FB（選填“＞”、“＝”或“＜”）?！敬鸢浮磕芨淖兪┝Φ姆较?；30；＝?！窘獯稹拷猓杭谆喪嵌ɑ?，它能改變施力的方向，但不能省力，故FA＝FB；物體重60N，乙是動(dòng)滑輪，能省一半的力，故FC＝30N。故答案為：能改變施力的方向；30；＝。知識(shí)點(diǎn)2滑輪組及其工作特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2滑輪組及其工作特點(diǎn) 1、定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組;使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費(fèi)距離。2、使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即動(dòng)力F=G物+G動(dòng)n3、用滑輪組提升物體時(shí)，雖然省了力，但是費(fèi)了距離，滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動(dòng)的距離就是重物升高距離的幾倍；設(shè)物體升高的距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh（n表示承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)）。【典例2-1】（2023春?市南區(qū)期末）簡單機(jī)械在生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．旗桿頂部的定滑輪，能夠改變力的方向 B．電動(dòng)起重機(jī)里的動(dòng)滑輪，可以省力但不改變用力方向 C．天平是等臂杠桿 D．利用滑輪組提升物體可以省力但不能改變用力方向【答案】D【解答】解：A、旗桿頂部的定滑輪，能夠改變力的方向，故A正確；B、電動(dòng)起重機(jī)里的動(dòng)滑輪，可以省力但不改變用力方向，故B正確；C、天平是等臂杠桿，故C正確；D、利用滑輪組提升物體可以省力也可以改變用力方向，故D錯(cuò)誤。故選：D?！镜淅?-2】（2023春?寶豐縣期末）如圖所示，用水平向左的拉力F拉著物體在地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B為動(dòng)滑輪（選填“A”或“B”）；當(dāng)物體向左移動(dòng)1.5m時(shí)，則繩子自由端移動(dòng)4.5m。【答案】B；4.5?！窘獯稹拷猓海?）定滑輪的軸是固定的，動(dòng)滑輪的軸與物體一起運(yùn)動(dòng)，則滑輪A是定滑輪，滑輪B是動(dòng)滑輪；（2）由圖知，n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s＝3s物＝3×1.5m＝4.5m。故答案為：B；4.5?！咀兪?-1】（2023春?蓮池區(qū)校級(jí)期末）如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，借助這種機(jī)械可以將較重的物體搬運(yùn)到高處，某人借助該機(jī)械吊起一輛摩托車。不計(jì)繩和機(jī)械自重，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．圖中A部分可等效為定滑輪 B．該機(jī)械既可省力，也能改變力的方向 C．圖中B部分可等效為動(dòng)滑輪 D．若繩子被拉下6m時(shí)，摩托車上升1m【答案】D【解答】解：AC、提升物體時(shí)，A的軸的位置固定不動(dòng)，屬于定滑輪；B和物體一起移動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪，故A、C正確；B、利用該滑輪組裝置既能省力，又能改變力的方向，故B正確。D、由圖知，A、B組成滑輪組，n＝5，則拉力端移動(dòng)距離s＝5h；人將繩拉下5m時(shí)，摩托上升的高度h＝1m，故D錯(cuò)誤。故選：D?！咀兪?-2】（2023春?歷下區(qū)期末）兩個(gè)滑輪用如圖所示的方式組合，用力F拉動(dòng)繩端時(shí)，滑輪甲的作用是改變力的方向，當(dāng)物體移動(dòng)0.1m時(shí)，繩端移動(dòng)0.2m?！敬鸢浮扛淖兞Φ姆较?；0.2?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題圖，甲是定滑輪，可以改變力的方向，使用的滑輪組n＝2，繩子的自由端移動(dòng)的距離s＝ns物＝2×0.1m＝0.2m。故答案為：改變力的方向；0.2。知識(shí)點(diǎn)3滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算知識(shí)點(diǎn)3滑輪組和動(dòng)滑輪繩子拉力的計(jì)算 1、使用滑輪組時(shí)（忽略摩擦阻力）：滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即動(dòng)力F=G物+G動(dòng)n；若忽略滑輪重，則有其中：F拉—拉力，G動(dòng)—?jiǎng)踊喌闹亓?，G物—被提升物體的重力，n—吊住動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)。2、使用動(dòng)滑輪時(shí)，條件不同，拉力的計(jì)算方法也不同。（1）物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體重力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體和動(dòng)滑輪重力之和的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體重力除以n和機(jī)械效率的乘積。（2）物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；當(dāng)繩重和滑輪與繩之間的摩擦不計(jì)的情況下，拉力等于物體所受摩擦力的n分之一；實(shí)際情況下，動(dòng)滑輪重、繩重和滑輪與繩之間的摩擦都無法忽略不計(jì)，那么拉力等于物體所受摩擦力除以n和機(jī)械效率的乘積．（注：n為滑輪的股數(shù)）?！镜淅?-1】（2023春?仁和區(qū)期末）如圖所示，用三個(gè)滑輪分別拉同一個(gè)物體，沿同一水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用的拉力分別是F1、F2、F3，其中最小的力為（）A．F1 B．F2 C．F3 D．一樣大【答案】B【解答】解：用三個(gè)滑輪分別拉同一個(gè)物體，沿同一水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)影響摩擦力大小的因素可知，物體受到水平面的摩擦力大小相等，設(shè)物體與水平面間的摩擦力為f，不計(jì)滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦，（a）圖滑輪為定滑輪，由定滑輪的特點(diǎn)可知，拉力F1＝f；（b）圖滑輪為動(dòng)滑輪，F(xiàn)2作用在繩端，由動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，拉力F2＝f；（c）圖滑輪為動(dòng)滑輪，但F3作用在動(dòng)滑輪的軸上，滑輪受到向左的拉力F3等于向右的力2f，即F3＝2f；所以可得：F2＜F1＜F3，故最小的力為F2。故選：B?！镜淅?-2】（2023春?桐城市期末）用圖甲的滑輪組提升重400N的物體，已知拉力F為150N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是A（選填“A”或“B”），動(dòng)滑輪重50N。【答案】A；50。【解答】解：（1）由圖甲知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n＝3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s＝3h，由圖乙知，t＝2s時(shí)，sA＝3sB，因此圖乙中圖線A是繩子自由端運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像，圖線B是物體運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像；（2）不計(jì)繩重和摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝3F﹣G＝3×150N﹣400N＝50N。故答案為：A；50。【典例3-3】（2023春?莆田期末）如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組提升重為540N的物體，以0.2m/s的速度勻速上升了10秒，搬運(yùn)工人所用的拉力為200N．（不計(jì)繩重和繩與滑輪的摩擦）求：（1）物體上升的高度；（2）繩子自由端移動(dòng)的距離；（3）動(dòng)滑輪的重力。【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）由v＝可得，物體上升的高度：h＝s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m；（2）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，所以：繩子自由端移動(dòng)的距離為：S繩＝3h＝3×2m＝6m；（3）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，故：F＝G總＝×（G物+G動(dòng)），所以G動(dòng)＝3F﹣G物＝3×200N﹣540N＝60N。答：（1）物體上升的高度為2m；（2）繩子自由端移動(dòng)的距離為6m；（3）動(dòng)滑輪的重力為60N?！咀兪?-1】（2020春?江州區(qū)期末）用如圖所示滑輪組提起重G＝320N的物體，整個(gè)裝置靜止時(shí)，作用在繩自由端的拉力F＝200N，則動(dòng)滑輪自身重力是（繩重及摩擦不計(jì)）（）A．120N B．80N C．60N D．無法計(jì)算【答案】B【解答】解：由圖可知，n＝2，由題知，G物＝320N，F(xiàn)＝200N，∵不考慮繩重和摩擦，F(xiàn)＝（G物+G輪），即：200N＝（320N+G輪），∴動(dòng)滑輪重：G輪＝80N。故選：B?！咀兪?-2】（2022秋?虹口區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，F(xiàn)1＝10N，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N，物體A靜止于水平面上，物體B在物體A表面向左勻速運(yùn)動(dòng)了0.2m（不計(jì)彈簧測力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦），則動(dòng)滑輪掛鉤上繩子的拉力為4N，若增大F2，則物體A相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為靜止（填“向左運(yùn)動(dòng)”、“向右運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）?！敬鸢浮?；靜止?！窘獯稹拷猓簩?duì)定滑輪受力分析可知，定滑輪受到向左的彈簧測力計(jì)的拉力F拉、向右的三股繩子拉力3F2，定滑輪處于受力平衡狀態(tài)，由二力平衡可得F拉＝3F2＝6N，解得F2＝2N，對(duì)動(dòng)滑輪受力分析可知，動(dòng)滑輪受到兩股向左的繩子拉力2F2、向右的繩子拉力F0，由二力平衡可得F0＝2F2＝2×2N＝4N，故可得動(dòng)滑輪掛鉤上繩子的拉力為4N。若增大F2，此時(shí)物體B在豎直方向上仍處于受力平衡狀態(tài)，物體B與物體A之間的壓力和粗糙程度不變，故可知物體A受到物體B的摩擦力不變，故物體A的受力情況不變，則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不變，故物體A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。故答案為：4；靜止。【變式3-3】（2023春?花山區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上質(zhì)量是10千克的物體，已知物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力為重力的0.1倍，動(dòng)滑輪重2N，物體被拉動(dòng)的速度是0.1米/秒，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力。g＝10N/kg，求：（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是多少？（2）拉力F的大小是多少？（3）拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是多少？【答案】（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是10N；（2）拉力F的大小是4N；（3）拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是3m?！窘獯稹拷猓海?）物體的重力G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力f＝0.1G＝0.1×100N＝10N；（2）物體勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，滑輪組對(duì)物體的拉力F物＝f＝10N，從圖中可知n＝3，不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦力，拉力F＝（G動(dòng)+F物）＝×（2N+10N）＝4N；（3）物體在10s內(nèi)移動(dòng)的距離s＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離s′＝ns＝3×1m＝3m。答：（1）物體在水平面上受到的滑動(dòng)摩擦力是10N；（2）拉力F的大小是4N；（3）拉力F在10秒內(nèi)移動(dòng)的距離是3m。知識(shí)點(diǎn)4斜面和輪軸以及滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝知識(shí)點(diǎn)4斜面和輪軸以及滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝 1、滑輪組的設(shè)計(jì)：第一步：確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)。首先算出承擔(dān)所要拉起重物與動(dòng)滑輪的自重所需要的繩子的根數(shù)n，其方法和滑輪組繩子的繞法中的方法相同，然后我們根據(jù)每兩根繩子需要一個(gè)動(dòng)滑輪來確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在定滑輪上，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)N=n2；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在動(dòng)滑輪上，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)N=n第二步：確定定滑輪的個(gè)數(shù)。一般情況下，定滑輪的個(gè)數(shù)由繩子的段數(shù)n和拉力的方向共同決定。當(dāng)n為奇數(shù)且拉力方向向下時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)應(yīng)為n+12；拉力的方向向上時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)為

n-12．當(dāng)n為偶數(shù)且方向向下時(shí)，定滑輪的個(gè)數(shù)為n22、滑輪組繩子的繞法：第一步：確定繞過動(dòng)滑輪的繩子的根數(shù)。首先根據(jù)題目中的條件，如繩子能承受的最大拉力F、要承擔(dān)的重物G物和動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)，計(jì)算出承擔(dān)物重所需繩子段數(shù)n=G物2+G動(dòng)2，如果算出的繩子段數(shù)不是整數(shù)，一律進(jìn)一位。例如：所得結(jié)果為第二步：確定繩子固定端的位置和繩子的繞法。當(dāng)繩子的根數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在定滑輪上，開始繞繩子；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)拴在動(dòng)滑輪上，開始繞繩子。3、輪軸（1）輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡單機(jī)械叫做輪軸。例如汽車方向盤、轆護(hù)等。（2）輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O是支點(diǎn)，作用在輪上的力是動(dòng)力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪半徑OA就是杠桿的動(dòng)力臂l1，軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。（3）輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動(dòng)力F1總小于作用在軸上的阻力F2．使用輪軸可省力，但是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于用輪軸提升的重物（鉤碼）所通過的距離。（4）輪軸的公式：F1R=F2r；4、斜面（1）斜面是簡單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。（2）用F表示力，L表示斜面長，h表示斜面高，物重為G．不計(jì)阻力時(shí)，根據(jù)功的原理得FL=Gh，斜面傾角越小，斜面越長，則越省力，但越費(fèi)距離。日常生活中常見的斜面，如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等?！镜淅?-1】（2023春?韓城市期末）使用下列機(jī)械時(shí)，用大小相等的拉力F，能勻速移動(dòng)最重貨物的是（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦）（）A． B． C． D．【答案】D【解答】解：A、A中是定滑輪，使用它不省力，故G1＝F；B、B中是動(dòng)滑輪，使用它可以省一半的力，故G2＝2F；C、C中是杠桿，設(shè)每一小格的長度為L，根據(jù)杠桿平衡條件可知，G3?2L＝F?3L，解得G3＝F；D、D中是斜面，根據(jù)機(jī)械功原理可知，G4×1m＝F×3m，解得G3＝3F，由此可知G4＞G2＞G3＞G1。故選：D。【典例4-2】（2023秋?漢中期末）如圖甲所示是某一風(fēng)景區(qū)的盤山公路，之所以要把上山的公路修成這般模樣，是因?yàn)楸P山公路相當(dāng)于簡單機(jī)械中的斜面，使用它可以省力。圖乙和圖丙所示為生活中常見的兩種釘子，其中與盤山公路的力學(xué)原理相同的是圖乙（選填“乙”或“丙”）釘子。【答案】斜面；力；乙?！窘獯稹拷猓海?）盤山公路相當(dāng)于簡單機(jī)械中斜面，斜面加長了運(yùn)動(dòng)距離，但可以省力，故盤山公路修成了斜面形；（2）圖乙和圖丙所示為生活中常見的兩種釘子，其中圖乙的螺絲釘上的一圈圈螺紋的長相當(dāng)于斜面的長度，使用斜面可以省力，所以與盤山公路的力學(xué)原理相同的是圖乙。故答案為：斜面；力；乙。【典例4-3】（2023秋?清遠(yuǎn)期末）如圖，用滑輪組沿水平地面拉動(dòng)小車前進(jìn)，畫出最省力繞繩方法?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓夯喗M通過動(dòng)滑輪繩子股數(shù)越多越省力，根據(jù)題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數(shù)最多，即三股繞線的方法。如圖所示：【變式4-1】（2023春?安次區(qū)期末）如圖所示，AC＞BC，把同一物體分別沿光滑斜面AC、BC以相同的速度勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，則（）A．F1＜F2P1＝P2 B．F1＜F2P1＜P2 C．F1＝F2P1＝P2 D．F1＜F2P1＞P2【答案】B【解答】解：（1）不計(jì)摩擦，AC＞BC，則可知斜面AC的傾斜角度小于BC，所以物體沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)推力較小，即F1＜F2；（2）已知物體運(yùn)動(dòng)的速度相同，F(xiàn)1＜F2，根據(jù)公式P＝＝＝Fv可知，沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)推力F1做功的功率較小，即P1＜P2；通過以上分析可知B正確。故選：B?！咀兪?-2】（2022秋?硯山縣校級(jí)期末）扇車又稱風(fēng)車，是漢代發(fā)明的清除糠秕（bǐ）的農(nóng)機(jī)具，由車架、外殼、喂料斗及調(diào)節(jié)門等構(gòu)成。傳統(tǒng)的揚(yáng)谷方法是如圖甲所示的場景圖：在有風(fēng)的時(shí)候，將谷粒拋撒向空中，糠秕被風(fēng)吹走了，而籽粒就落在了地上，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了糠、粒分離。到西漢時(shí)期，出現(xiàn)了如圖乙所示專門清除糠秕的旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇車，大大提高了人們的勞動(dòng)效率，工作時(shí)手搖風(fēng)扇，開啟調(diào)節(jié)門，讓谷物緩緩落下，谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外。（1）無論是采用“傳統(tǒng)的揚(yáng)谷”方式還是采用“扇車”分離方式，都是在風(fēng)力作用下使質(zhì)量不同的物體分開，其基本原理相同。力作用在質(zhì)量不同的物體上時(shí)，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易（選填“容易”或“不容易”）改變，這是因?yàn)橘|(zhì)量大的物體具有的慣性大。（2）“扇車”中谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外，這個(gè)現(xiàn)象說明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（3）風(fēng)扇搖手柄設(shè)計(jì)成輪軸是為了省力（選填“省力”或“省距離”）?！敬鸢浮浚?）容易；慣性；（2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（3）省力【解答】解：（1）無論是采用“傳統(tǒng)的揚(yáng)谷”方式還是采用“扇車”分離方式，都是在風(fēng)力作用下使質(zhì)量不同的物體分開，其基本原理相同。力作用在質(zhì)量不同的物體上時(shí)，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，這是因?yàn)橘|(zhì)量大的物體具有的慣性大。（2）“扇車”中谷殼及輕雜物被風(fēng)力吹出機(jī)外，這個(gè)現(xiàn)象說明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（3）風(fēng)扇搖手柄設(shè)計(jì)成輪軸是為了省力，因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑。故答案為：（1）容易；慣性；（2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（3）省力?！咀兪?-3】（2023秋?信宜市期末）用如圖所示的滑輪組將水桶勻速提升，請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替繩子畫出連接滑輪組最省力的繞法?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓喝苏驹诟咛幚没喗M提升水桶，對(duì)繩子自由端拉力應(yīng)向上，據(jù)此由外向內(nèi)畫出滑輪組的繞線方式，有三段繩子承擔(dān)物重，為最省力的繞法，如圖所示：。1．（2020春?牡丹區(qū)期末）如圖所示，人對(duì)繩的拉力都是F，將各重物勻速提起。不計(jì)動(dòng)滑輪重，物重最大的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：在不考慮動(dòng)滑輪重的條件下，A、圖中所示是定滑輪，不能省力，拉力F＝G1，即G1＝F；B、圖中所示是動(dòng)滑輪，拉力F＝G2，即G2＝2F；C、圖中所示是滑輪組，有三段繩子承擔(dān)總重，F(xiàn)＝G3，即G3＝3F；D、圖中所示是滑輪組，有兩段繩子承擔(dān)總重，F(xiàn)＝G4，即G4＝2F；故選：C。2．（2023春?武安市期末）動(dòng)滑輪的作用是（）A．既省力，又能改變施力方向 B．雖省力，但不能改變力的方向 C．雖不省力，但能改變施力方向 D．既不省力，也不能改變施力方向【答案】B【解答】解：動(dòng)滑輪本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，所以可以省力，但不能改變力的方向。故選：B。3．（2023秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末）下列簡單機(jī)械在正常使用時(shí)（不計(jì)機(jī)械自重），不能省力的是（）A．鋼絲鉗 B．斜面 C．定滑輪 D．動(dòng)滑輪【答案】C【解答】解：不計(jì)機(jī)械自重，在理想狀況下：A、鉗子在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)功的原理可知，克服物體重力所做的功Gh＝FL，則拉力F＝，根據(jù)直角三角形的特點(diǎn)可知，L＞h，所以F＜G，即使用斜面可以達(dá)到省力的目的，故B錯(cuò)誤；C、由圖可知，這是一個(gè)定滑輪，根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)可知，F(xiàn)＝G，即定滑輪不能省力，故C正確；D、由圖可知，這是一個(gè)動(dòng)滑輪，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，使用圖中動(dòng)滑輪能省一半力，故D錯(cuò)誤。故選：C。4．（2023春?通許縣期末）如圖所示的簡單機(jī)械，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力，當(dāng)提起相同重物時(shí)，最省力的是（）A． B． C． D．【答案】A【解答】解：由題知，忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力：A、由圖知，重物拉力的力臂L1＝L，拉力F1的力臂L2＝3L，由杠桿平衡條件可得：G×L1＝F1×L2，G×L＝F1×3L，解得：F1＝G；B、圖中使用的是斜面，F(xiàn)2s＝Gh，動(dòng)力：F2＝G＝×G＝G；C、圖中使用的是動(dòng)滑輪，使用動(dòng)滑輪，省一半的力，F(xiàn)3＝G；C、圖中使用的是滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝2，則F4＝G。可見，F(xiàn)1最小、最省力。故選：A。5．（2023春?湯陰縣期末）如圖所示，物重為G的物體在不同簡單機(jī)械中均處于平衡狀態(tài)（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小關(guān)系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＜F1＜F3 C．F1＜F3＜F2 D．F2＜F3＜F1【答案】B【解答】解：由題知，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦；（1）第一幅圖中L1＝L2，為等臂杠桿，由杠桿平衡條件可得F1＝G；（2）第二幅圖是滑輪組，承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n＝3，則F2＝G；（3）第三幅圖是動(dòng)滑輪，但動(dòng)力作用在軸上，費(fèi)一倍的力，則F3＝2G；由此可知F2＜F1＜F3，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。6．（2023春?渦陽縣期末）一輛小汽車陷進(jìn)了泥潭，司機(jī)按圖所示的甲、乙兩種方式安裝滑輪，均可能將小汽車從泥潭中拉出。你認(rèn)為甲方式中滑輪的作用是改變力的方向；設(shè)兩種方式將汽車?yán)龅淖钚×Φ拇笮》謩e是F1、F2；則F1＞F2（填“＞”“＜”或“＝”）?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：甲中使用的是定滑輪，不省力，但能改變用力的方向；乙中使用的是動(dòng)滑輪，可以省力，但費(fèi)一倍的距離；所以，F(xiàn)1＞F2。故答案為：改變力的方向；＞。7．（2023春?永年區(qū)期末）盤山公路可模擬為簡單機(jī)械中的斜面，與直線上山的公路相比，盤山公路的優(yōu)點(diǎn)是省力，旗桿上裝有定滑輪，利用它來升國旗，目的是改變力的方向?！敬鸢浮啃泵?；省力；改變力的方向。【解答】解：斜面加長了運(yùn)動(dòng)距離，但可以省力，故盤山公路修成了斜面形；要把國旗升到旗桿頂端，就需要站在地面上而對(duì)國旗施加一個(gè)向上的力，由于定滑輪能夠改變力的方向，國旗桿頂端裝有定滑輪，利用它來升國旗，可以改變改變施加力的方向。故答案為：斜面；省力；改變力的方向。8．（2023秋?建湖縣期末）擰螺帽時(shí)，用圖甲b的握法更容易擰緊，原因是在相同條件下，該種握法增大了動(dòng)力臂；如圖乙，旗桿頂部裝配一個(gè)定滑輪，目的是能改變施力的方向?！敬鸢浮縿?dòng)力臂；定；施力的方向?！窘獯稹拷猓簲Q螺帽時(shí)，用圖甲b的握法更容易擰緊，原因是在相同條件下，該種握法增大了動(dòng)力臂；如圖乙，旗桿頂部裝配一個(gè)定滑輪，目的是能改變施力的方向。故答案為：動(dòng)力臂；定；施力的方向。9．（2023春?趙縣期末）一輛汽車陷進(jìn)了泥潭，司機(jī)按如圖所示方式安裝滑輪，將汽車從泥潭中拉出，此滑輪為動(dòng)（選填“定”或“動(dòng)”）滑輪，使用它可以省力（選填“省力”或“省功”）；若汽車重為1.0×104N，若所受阻力為車重的0.08倍，則勻速拉動(dòng)時(shí)的汽車牽引力是800N，不計(jì)滑輪重、繩重及機(jī)械內(nèi)部的摩擦，則繩端拉力F為400N?！敬鸢浮縿?dòng)；省力；800；400?！窘獯稹拷猓喝鐖D所示，圖中的滑輪是動(dòng)滑輪，可以省力；汽車所受阻力為車重的0.08倍，f＝0.08G＝0.08×1.0×104N＝800N＝F牽；使用動(dòng)滑輪可以省一半力，不計(jì)滑輪重、繩重及機(jī)械內(nèi)部的摩擦，圖中繩端拉力：F＝f＝×800N＝400N，則繩子的拉力F為400N。故答案為：動(dòng)；省力；800；400。10．（2023春?德慶縣期末）如圖所示用甲、乙兩滑輪組勻速提升重物A，重物A的重力是600N，不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，繩子的拉力F乙為300N；若將重物A提高1m，則甲滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的距離為3m；若乙滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的速度為40cm/s，則重物A移動(dòng)的速度為0.2m/s?！敬鸢浮?00；3；0.2。【解答】解：由圖知，甲、乙兩個(gè)滑輪組承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n甲＝3，n乙＝2，不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，乙滑輪組繩端拉力：F＝G＝×600N＝300N；根據(jù)s＝nh可知，甲滑輪組中繩子的自由端移動(dòng)的距離為：s甲＝n甲h＝3×1m＝3m；根據(jù)v自＝nv物可知，重物A移動(dòng)的速度為：vA＝v自乙＝×40cm/s＝20cm/s＝0.2m/s。故答案為：300；3；0.2。11．（2023秋?漢中期末）工人站在地面用力拉繩，把一輛陷入泥濘中的小車用滑輪組拉出來。請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的滑輪組上畫出最省力的繞繩方法?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓阂笞钍×?，則與動(dòng)滑輪相連的繩子的段數(shù)為3，繩子先系在動(dòng)滑輪的掛鉤上，如圖12．（2023秋?儀征市期末）如圖，人要站