15.滑轮及其应用(讲义)(原卷版)

浙教版中考科学一轮复习滑轮及其应用
滑轮受力分析、滑轮组、效率
【知识点分析】
一.滑轮
二.滑轮组
1.滑轮组的定义：由若干个定滑轮和若干个动滑轮组合成滑轮组；同时具备定滑轮和
动滑轮的特点。

2.依据受力平衡可得：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重
物所用的力就是总重的几分之一；即F=1/n (G物+G动) 。

3.特点：既能改变力的大小，又能改变力的方向
4.如有n股绳与下端滑轮连接则（nF=G物+G动）绳端移动速度为滑轮移动速度的n倍
5.横向的滑轮依据受力平衡进行分析，运动的速度大小可依据滑轮组分析
三.斜面
1.斜面定义：与水平面成倾斜的光滑平面，称为斜面
2.斜面本质：增大了做功的距离，从而起到了省力的作用
3.假设光滑无摩擦的斜面：（W总=FS=Gh）
（1）斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之几。

（2）要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力。

4.有摩擦力的斜面（机械能守恒）：（W总 = FS = Gh + fL ）
5.常见的斜面：盘山公路，螺丝的螺纹，倾斜的轨道
【例题分析】
1.为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计了如图所示的两种方式拉升重物，在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F1和F2（不计绳重和摩擦），下列说法正确的
是（）
A．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力
B．使用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
D．使用动滑轮拉力做功的功率大于使用定滑轮拉力做功的功率
2．利用如图所示的滑轮组，使重80N的物体A沿水平地面匀速向左移动了1m，物体A 与地面间摩擦力为30N，不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（）
A．拉力F为30N B．滑轮组挂钩拉物体A的力为30N C．该滑轮组既能省力又可以省距离D．绳子自由端移动的距离为3m
3．如图所示，小刚用滑轮组匀速提升一个重为400N的物体，提升0.2m所用时间为1s，人拉绳的力F为150N，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（）
①绳子自由端移动的速度为0.2m/s ①人拉绳做功的功率为120W
①滑轮组的机械效率为83.3% ①匀速上升过程中物体的机械能变大
A．只有①和①B．只有①和①C．只有①和①D．只有①和①
4．某同学用如图所示滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。

已知物体的质量为450g，所用动滑轮的总质量为50g，g取10N/kg，绳子自由端的拉力F为1.3N，在0～2s 的过程中，下列说法中正确的是（）
A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s B．有用功为45J
C．拉力F的功率为0.26W D．滑轮组的机械效率为90%
5．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，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，若衣服和晾衣架等总重30N，每个滑轮重10N（各种摩擦力及绳重忽略不计），则静止时绳子拉力为（）
A．25N B．12.5N C．22.5N D．20N
6．某同学研学时发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻松地搬运到高处。

他借助该装置提升1500N的重物，如图所示为模拟示意图（不计摩擦和装置的自重）（）
A．可以把滚轴B简化看作定滑轮 B.利用该装置不能省力，但能改变力的方向
C．若人将绳向下拉过6m，物体将上升1m D.物体匀速上升时，人对绳的拉力为300N 7．如图甲所示的装置是用来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系图像，如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
①此滑轮组动滑轮的重力为3N ；
①当6N G =物时，滑轮组机械效率40%η=；
①当15N G '=物时，弹簧测力计的示数为6N ；
①此滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，最终将达到100%。

A ．只有①①
B ．只有①①
C ．只有①①
D ．只有①①
8．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏，图乙是该游戏装置的示意图。

绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩抓住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，女孩可以轻松把大人和男孩拉到一起（忽略绳与木棍之间的摩擦）。

以下关于三人的拉力大小和运动距离的说法正确的是（ ）
A ．大人的拉力最大，女孩的运动距离最长
B ．女孩的拉力最大，运动距离也最长
C ．大人和男孩的拉力一样大，女孩的运动距离最长
D ．三人的拉力一样大，运动距离一样长
9．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N ，滑轮组下端挂有重为G 的物体A ，用力F 通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A ，重物A 向上运动的速度为v ，力F 做功的功率P 随物体上升速度v 之间的关系图象如图乙所示。

滑轮与轴的摩擦、绳的质量忽略不计，g 取10N/kg 。

则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为120N
B．滑轮组对水平支架的拉力为140N
C．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J
D．若在物体A下再加挂30N的重物，滑轮组的机械效率可以达到86.7％
10．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50 N，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，此时物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为550 N；在物体B 下加挂重为90 N 的物体C 后，同时用水平向左的力F拉动物体A 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5 cm/s。

若不计绳重及滑轮的摩擦，g 取10 N/kg，则下列说法中正确的是（）
A．A 所受摩擦力大小为275 N B．F的大小为530 N
C．F做功的功率为42 W D．B 的重力为750 N
11．如图，用相同的滑轮组装而成的甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法不正确的是（）
A．拉力F1和F2大小相等B．甲、乙滑轮组对物体做的有用功相等C．拉力F1和F2做的总功相等D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等12．如图所示，旗杆顶端装有滑轮，升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起。

下列说法正确的是（）
A．该滑轮是动滑轮，可以省力
B．旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
C．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
13．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（）
A．物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B．物体下落速度为4m/s
C．若用F=30N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
D．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为30N
14.小明用图所示的滑轮组水平匀速拉动物体A，使重200N的物体A在10s内向右移动了2m，若物体A所受水平地面摩擦力大小为60N，小明所用水平拉力F=25N，则该过程中（）
A．物体A的重力做功400J B．绳端移动距离为4m
C．绳端移动速度为0.2m/s D．滑轮组的机械效率为80%
15．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有重为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A，重物A向上运动的速度为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图像如图乙所示。

不计绳重与摩擦，g=10N/kg。

则下列说法正确的是（）
A．拉力F的大小为120N B．滑轮组对A的拉力为140N
C．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12J
D．若在物体A下再加挂80N的重物，滑轮组的机械效率可以达到90%
16．小明利用如图所示的装置在8s内把重为900N的物体匀速提升了4m，动滑轮重100N （不计绳重及摩擦），下列判断正确的是（）
A．小明的体重约为333N B．提升重物过程中小明所做的功是3600J C．此装置对重物做功的功率为500W D．小明提升此重物时该装置的机械效率为90% 17．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图所示。

由此可知（）
A．水泥桶匀速上升的速度为3m/s B．010s
~内建筑工人对绳的拉力做的功为800J
C．08s内建筑工人对水泥桶做的功为684J D．建筑工人对绳的拉力的功率为30W
18．如图所示，
14N
F=，
23N
F=，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。

下列说法错误的是（）
A．自由端F2的速度为0.2m/s B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力D．如果增大F2，物体A可能向左运动二、填空题
19．如图所示，工人站在水平面上竖直向下拉绳，通过滑轮组将重物在5s内匀速提升
1m。

动滑轮重150N，不计绳重。

若拉力的功率为200W，则提升过程中，工人的拉力为______N，若整个过程中克服摩擦力做功50J，则提升的重物重______N，此时该滑轮组的机械效率为______。

现通过在滑轮与轴之间涂抹润滑油，使摩擦减小至可以忽略，则当用该滑轮组竖直匀速提升的物体最重时，滑轮组的机械效率将变为87.5%，由此可知工人的体重为______N。

20．如图所示，工人用竖直向下的拉力F=750N，在20s内通过滑轮组将一个重为1200N 的物体匀速提升4m，不计摩擦和绳重，则在拉动物体的过程中，工人所做的有用功为
___________，工人拉力F做功的功率为___________W，滑轮组的机械效率为
___________。

滑轮组中动滑轮的重为___________N。

21．用如图所示的滑轮组匀速提起1200N的重物G，若要将重物提升0.3m，则拉力F移动的距离为_________，若拉力大小为500N，则机械效率为_________，可采用_________措施提高该滑轮组机械效率。

22．如图所示，用滑轮组拉动重为40N的物体A，使物体A在水平方向上以2.5m/s的速度移动一段距离，用时2s，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N，则滑轮组所做的有用功为___________J，拉力F的功率为___________W，滑轮组的机械效率为___________。