人教版八年级下册第十二章 简单机械12.2 滑轮示范课ppt课件

12.2滑轮   同步练习

一．基础过关（共20小题）

1．如图所示，物体甲和乙所受重力都为160N，滑轮重力及摩擦忽略不计，当用力分别匀速提起物体甲和物体乙时，F甲为　160　N，F乙为　80　N。

【答案】160；80。

【解答】解：左图的滑轮不随物体一起运动，所以甲是定滑轮，定滑轮不省力，所以F甲＝G＝160N；

右图滑轮随物体一起升降，所以是动滑轮，所以可以省一半的力，F乙＝G＝×160N＝80N

2．如图，有人利用该滑轮将G＝100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重和摩擦），此过程克服物体重力做的功为 　20　J，若动滑轮重10N，则F＝　210　N。

【答案】20；210。

【解答】解：

（1）物体上升的高度h＝20cm＝0.2m。

此过程克服物体重力做的功为：

W＝Gh＝100N×0.2m＝20J；

（2）以滑轮为研究对象，滑轮受到向上一个拉力F、向下的两股绳子的两个拉力（且F1＝F2＝G）以及滑轮自身的重力G动（方向竖直向下），物体被匀速提起时，滑轮匀速上升，由力的平衡条件可得：

F＝F1+F2+G动＝2G+G动＝2×100N+10N＝210N。

3．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁保持水平。图中动滑轮有 　2　个，此装置 　能　（选填“能”或“不能”）改变动力的方向。假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是50N；则静止时绳子拉力是 　12.5　N。（各种摩擦力忽略不计）

【答案】2；能；12.5。

【解答】解：动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，故图中动滑轮有2个；

衣架竖直向上运动，拉力的方向为竖直向下，故此装置能改变动力的方向；

从图中可知n＝4，各种摩擦力忽略不计，静止时绳子拉力F＝G总＝×50N＝12.5N。

4．说出下列各图中F与G的大小关系。（忽略摩擦及滑轮重）

①甲图F＝　＝　G。

②乙图F＝　　G。

③丙图F＝　　G。

④丁图F＝　　G。

【答案】＝；；；。

【解答】解：忽略摩擦及滑轮重。

甲图是定滑轮，不能省力，F＝G；

乙图是动滑轮，省一半力，F＝G；

滑轮组有三段绳子承担重物，F＝G；

滑轮组有两段绳子承担重物，F＝G。

5．小明的爸爸驾驶汽车时，不小心陷进了泥潭中，小明设计了如图甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。两种方法中，更合理的是 　乙　图的安装方法，因为这种安装方法具有 　省力　的优点。

【答案】乙；省力。

【解答】解：汽车时陷进了泥潭中，需要用很大的力才能拉出来，

由图可知，甲是定滑轮，不省力可以改变力的方向，乙是动滑轮，可以省一半的力，故两种方法中，更合理的是乙图的安装方法。

6．如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　400　N，图乙中人对绳子的拉力为　210　N。

【答案】400；210。

【解答】解：

图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力F甲＝G＝400N；

图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n＝2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力F乙＝（G+G动）＝（400N+20N）＝210N。

7．如图所示，用F＝20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，如图动滑轮为 　B　，当物体向左移动1.5m时，则绳子自由端移动 　4.5　m，物体与地面之间的摩擦力大小为 　60　N。

【答案】B；4.5；60。

【解答】解：（1）定滑轮的轴是固定的，动滑轮的轴与物体一起运动，则滑轮A是定滑轮，滑轮B是动滑轮；

（2）由图知，n＝3，绳子自由端移动的距离为：s＝3s物＝3×1.5m＝4.5m；

物体受到的摩擦力为：f＝3F＝3×20N＝60N。

8．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体所受重力G＝720N，人对绳子水平向右的拉力F＝300N，物体被拉起时上升的速度是 　0.2　m/s；人匀速拉动绳子的功率是 　180　W。

【答案】0.2；180。

【解答】解：（1）物体被拉起时上升的速度v＝＝＝0.2m/s；

（2）由图知，n＝3，则拉力端移动的距离：

s＝3h＝3×2m＝6m，

拉力做的总功：

W＝Fs＝300N×6m＝1800J，

人匀速拉动绳子的功率：

P＝＝＝180W。

9．使用如图所示装置，匀速提升重物，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，这三个力的大小关系是 　F1＝F2＝F3　。旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来便利，这是利用定滑轮的 　能够改变力的方向　特点。定滑轮是 　等臂　杠杆。

【答案】F1＝F2＝F3；能够改变力的方向；等臂。

【解答】解：如图所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是F1＝F2＝F3；

旗杆顶部有一个定滑轮，能够改变拉力的方向；

定滑轮的实质是一个等臂杠杆；

10．人们在生活中随时都会用到我们学过的简单机械，例如我们每天开门使用的钥匙就是个 　轮轴　（滑轮/轮轴/斜面）类机械，它是 　省　（省/费）力机械，螺丝钉与 　斜面　（滑轮/轮轴/斜面）类机械类似，它是 　省　（省/费）力机械。

【答案】轮轴；省；斜面；省。

【解答】解：（1）钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；轮轴是省力机械；

（2）螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种省力机械。

11．体重是600N的人站在重为200N的木板上，如图所示。则站在木板上的人要　200　N 的拉力才能使木板水平静止，此人对木板的压力为　400　N．（不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦）

【答案】200；400。

【解答】解：

人的重力G人＝600N；木板的重力G木＝200N；

G人+G木＝600N+200N＝800N，

读图可知，这800N都由最上面的滑轮承担，而且左右拉力相等。

因此，上面滑轮右侧的拉力为400N。

这400N又由两段绳子平均分担，因此，人手处的拉力为200N；

绳子对人向上的拉力等于人对绳子的拉力，所以人对木板的压力：

F压＝G人﹣F＝600N﹣200N＝400N。

12．用如图所示滑轮组拉起G＝100N的重物，不计摩擦、绳重和滑轮重，拉力F为 　12.5　N。

【答案】12.5。

【解答】解：如图：

由于不计摩擦、绳重和滑轮重，根据动滑轮可以省一半的力可知，

对于动滑轮1来说，A段绳子的拉力FA＝G＝×100N＝50N；

对于动滑轮2来说，B段绳子的拉力FB＝FA＝×50N＝25N；

对于动滑轮3来说，绳端的拉力F＝FB＝×25N＝12.5N。

故答案为：12.5。

二．选择题（共11小题）

13．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（　　）

A．定滑轮实质是个等臂杠杆 

B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向 

C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 

D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向

【答案】D。

【解答】解：AB、定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确；

CD、动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，D错误。

14．如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法正确的是（　　）

A．用它少做一些功 B．用它改变力的大小 

C．用它为了省距离 D．用它改变力的方向

【答案】D。

【解答】解：升旗时旗杆顶端的滑轮并不随旗帜升降，它是一个定滑轮，绳子端拉力方向与红旗运动的方向相反，故用它改变力的方向。

15．A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（　　）

A． B． 

C． D．

【答案】D。

【解答】解：A、图中，动力臂为阻力臂的一半，所以动力为阻力的2倍，即F＝2G；

B、图中为定滑轮，不省力，所以F＝G；

C、图中有2段绳子承担物体的重，所以F＝G；

D、图中有3段绳子承担物体的重，所以F＝G；

综上，D图中所用拉力F最小。

16．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（　　）

①M受到地面的摩擦力为20N

②M受到地面摩擦力水平向左

③拉力F的功率为8W

④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力

A．①④ B．①② C．①③ D．②④

【答案】A。

【解答】解：

①②弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；

物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力f＝F拉＝20N，方向与物体运动方向相反，即水平向右；故①正确，②错误；

③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，

则拉力F的大小为：F＝2F示＝2×20N＝40N；

由图知，n＝2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度：v拉力端＝v＝×0.2m/s＝0.1m/s；

拉力F的功率为：P＝Fv拉力端＝40N×0.1m/s＝4W，故③错误；

④M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故④正确；

综上可知，只有①④正确。

17．如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（　　）

A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N 

B．拉力F做的功为100J 

C．额外功的功率是8W 

D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s

【答案】C。

【解答】解：B、n＝2，物体移动的距离s物＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，绳子自由端移动的距离s绳＝2×1m＝2m，拉力F做的功W总＝Fs绳＝100N×2m＝200J，故B错误；

A、物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝W总η＝200J×60%＝120J，物体与地面间的滑动摩擦力f＝＝＝120N，故A错误；

C、额外功W额＝W总﹣W有用＝200J﹣120J＝80J，额外功的功率P＝＝＝8W，故C正确；

D、绳子自由端移动的速度v′＝＝＝0.2m/s，故D错误。

18．如图所示的各种情况中，用同样大小的力F将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是（　　）

A．GA B．GB C．GC D．GD

【答案】C。

【解答】解：因为定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向；因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力；

如图中所示：设将重物匀速提升的力为F，若不计摩擦和滑轮重，

在A中，拉力等于物体重力，F＝GA，

在B中，拉力等于物体重力的一半，即：F＝，所以，GB＝2F，

在C中，拉力等于物体重力的 ，即：F＝，所以，GC＝3F，

在D中，拉力等于物体重力的一半，即：F＝，所以，GD＝2F，

所以物体重力最大的是C。

19．A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的 A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）

A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个

【答案】A。

【解答】解：

由图甲可知，当m＝20g时，VA＝10cm3，VB＝40cm3，

则ρA＝＝＝2g/cm3，ρB＝＝＝0.5g/cm3，

所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；

因为A、B的体积相同，

所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比：

GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1；

由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，

要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，

则有：N•GB＝GA，

则N＝×＝×＝2。

20．如图所示，分别用力F1、F2和F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）

A．F1＜F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＜F3

【答案】B。

【解答】解：假设物重为G，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下；

左边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1＝G；

中间的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故F2＝G；

右边的滑轮是动滑轮，F3作用在动滑轮的轴上，G＝，则F3＝2G，

所以，F2＜F1＜F3。

21．某同学用重为10N的滑轮匀速提升重为90N的物体。不计绳重，则该同学所用拉力F的可能值是（　　）

A．25N B．60N C．50N D．45N

【答案】B。

【解答】解：动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子。

不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，

当沿竖直方向拉动时，拉力F＝（G物+G动）＝（90N+10N）＝50N；

图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是F＞50N。

22．如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体A的重力100N，物体B的重力为40N，对A施加水平向右的拉力F1＝110N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计。则下列说法正确的是（　　）

A．甲图中，A受到的摩擦力为110N 

B．乙图中，F2的大小为45N 

C．乙图中，P点处受到的拉力为135N 

D．乙图中，F2做功的功率为2W

【答案】D。

【解答】解：

A、甲图中，因为B物体重40N，则B拉左侧绳子的力FB＝GB＝40N，

由图知有两段绳子吊着动滑轮，不计绳重及滑轮转轴处的摩擦等，由力的平衡条件可得2FB＝G动+F左（F左为动滑轮下面绳子的拉力），

所以F左＝2FB﹣G动＝2×40N﹣10N＝70N，

由图甲可知，当A以0.1m/s的速度匀速向右运动时，A受向右的拉力F1、向左的摩擦力f、向左的拉力F左，这三个力平衡；

由力的平衡条件可得，A受到的摩擦力：f＝F1﹣F左＝110N﹣70N＝40N，故A错误；

B、乙图中，撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，A以0.2m/s的速度匀速向左运动，此时对水平面的压力变为原来的2倍，接触面的粗糙程度不变，则A和它右侧的物体受到的摩擦力变为原来的2倍，即f′＝2f＝2×40N＝80N，

把A和它右侧的物体看做一个整体，该整体受到向左的拉力F左′、向右的摩擦力f′，因二者向左做匀速运动，所以绳子对整体向左的拉力F左′＝f′＝80N，

已知动滑轮的重力为10N，且n＝2，不计绳重及滑轮转轴处的摩擦等，

所以滑轮组中每段绳子的拉力为：F＝（G动+F左′）＝×（10N+80N）＝45N，

以B为研究对象，由力的平衡条件可得F2+GB＝F，

所以F2＝F﹣GB＝45N﹣40N＝5N，故B错误；

C、乙图中，P点处受到的拉力等于定滑轮的重力和三段绳子向下的拉力，

则P点处受到的拉力为：F′＝3F+G定＝3×45N+10N＝145N，故C错误；

D、乙图中，A以0.2m/s的速度匀速向左运动，因为有两段绳子吊着物体，

所以拉力F2的运动速度为：v绳＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，

则F2做功的功率为：P＝F2v绳＝5N×0.4m/s＝2W，故D正确。

23．如图所示，用三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。所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则（　　）

A．F1：F2：F3＝2：1：4   s1：s2：s3＝2：1：4 

B．F1：F2：F3＝4：1：2   s1：s2：s3＝2：4：1 

C．F1：F2：F3＝2：4：1    v1：v2：v3＝2：1：4 

D．F1：F2：F3＝2：1：4    v1：v2：v3＝2：4：1

【答案】D。

【解答】解：由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为V0，运动的时间为t，则对这三个图分析可得：

（1）甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1＝f；拉力的作用点移动的速度V1＝V0，作用点移动的距离S1＝V0t。

（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2＝f；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速度V2＝2V0，作用点移动的距离S2＝2V0t。

（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F3＝2f，

拉力的作用点移动的速度V3＝V0，作用点移动的距离S3＝V0t。

综上分析可知：

①F1：F2：F3＝f：f：2f＝2：1：4；②V1：V2：V3＝V0：2V0：V0＝2：4：1；③S1：S2：S3＝V0t：2V0t：V0t＝2：4：1。

三．作图题（共3小题）

24．如图所示，某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起，请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法。

【答案】

【解答】解：因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始绕线，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；

25．如图所示，要想用最小的力将汽车拖出来，请给滑轮组绕绳。

【答案】

【解答】解：只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，

26．给滑轮组绕线。（不计动滑轮重和摩擦）

【答案】

【解答】解：①图中有一个动滑轮和一个定滑轮，要求F＝G，所以绳子始端拴在动滑轮的上挂钩上，然后依次绕过定滑轮、动滑轮。绕绳方法如下：

②图中有两个动滑轮和两个定滑轮，要求F＝G，所以绳子始端拴在定滑轮的下挂钩上，然后依次绕过动滑轮、定滑轮、动滑轮和定滑轮。

四．计算题（共1小题）

27．工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800N的物体，所用拉力F为250N，20s内物体上升了6m（物体的上表面始终未露出水面），已知动滑轮重20N，绳重及摩擦均忽略不计。求：

（1）20s内绳子自由端A移动的距离；

（2）拉力F做功的功率；

（3）物体在水中所受浮力的大小。

【答案】（1）20s内绳子自由端A移动的距离为12m；

（2）拉力F做功的功率为150W；

（3）物体在水中所受浮力的大小为320N。

【解答】解：（1）已知动滑轮上绳子股数n＝2，物体上升的距离h＝6m，

则绳子自由端移动的距离：s＝2×6m＝12m；

（2）拉力做的功：W＝Fs＝250N×12m＝3000J；

拉力F做功的功率：；

（3）对物体进行受力分析：物体受到动滑轮下端绳子向上的拉力F拉、竖直向上的浮力F浮以及竖直向下的重力G物作用，即F浮＝G物﹣F拉。同时，动滑轮下端绳子拉力大小F拉＝nF﹣G动，

则物体所受浮力大小：F浮＝G物﹣（nF﹣G动）＝800N﹣（2×250N﹣20N）＝320N。

答：（1）20s内绳子自由端A移动的距离为12m；

（2）拉力F做功的功率为150W；

（3）物体在水中所受浮力的大小为320N。