第6讲：《简单机械——滑轮和滑轮组》(教师版)

知识讲解第 6 讲简单机械——滑轮及滑轮组一、 滑轮1. 滑轮：周边有凹槽，可以绕着中心轴转动的轮子。

（1） 定滑轮：中心轴（整个轮）不随物体移动而移动的滑轮；如图① （2） 动滑轮：中心轴随物体移动而移动的滑轮。

如图②①②2. 动滑轮和定滑轮的性质（1） 探究定滑轮的工作特点①实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，是一个等臂杠杆。

②特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。

③定滑轮中的力的关系：（不计轮轴间摩擦）F=G④定滑轮中的路程关系：绳子自由端移动距离（速度）=重物移动的距离（速度）（2） 探究动滑轮的工作特点①实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径 ，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂一半的杠杆。

②特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向，且多费一倍距离。

③动滑轮中力的关系：（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= 1 /2 G（只忽略轮轴间的摩擦则拉力）F= 1 /2 （G 物+G 动）G ④动滑轮中的路程关系：绳子自由端移动距离（速度）=2 倍的重物移动的距离（速度）二、 滑轮组1. 滑轮组：将定滑轮和动滑轮组合的一种装置，成为滑轮组。

2. 滑轮组的作用：既可以省力又能改变的力的方向。

3. 自由端：针对绕在滑轮上的绳子而言，未以任何方式与滑轮连接并且可以移动的一端。

4. 滑轮组中的路程关系：自由端移动距离（速度）是动滑轮移动距离（速度）的 N 倍。

（N 为与动滑轮连接的绳子段数）5.滑轮组中力的关系： 物体与动滑轮的重力共有 n 股绳子承担，则 1 （ 物 n + G 动）(不计摩擦）F = 1G 2（不计轮重及摩擦）F = 1G （不计轮重及摩擦）3F =题型一：定滑轮和动滑轮【例1】小李的质量为50 千克，可以举起80 千克的杠铃；小胖的质量为70 千克，可以举起60 千克的杠铃他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。

比赛结果应是（）A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起C．两个都拉不起D．两个都拉起【答案】B。

【变式训练】1.如图所示，两个物体A 和B，质量分别为M 和m，用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，已知M＞m，A 静止在水平地面上。

不计滑轮质量，则（）A.转轴O 对滑轮的作用力大小为（M+m）gB.转轴O 对滑轮的作用力大小为2mgC.水平地面对物体A 的作用力大小为MgD.物体A 对水平地面的作用力大小为（M+m）g【答案】B。

2.如图，一体重为G 的工人通过定滑轮拉着放在水平地面上的重物A，所用的力为F．若重物A 所受重力为G A，重物A 对地面的压力为F A，且F＜G＜G A，定滑轮所受总重力为G 定，不计绳重及滑轮摩擦。

当整个装置处于静止平衡状态时，下列说法正确的是（）课堂精讲A．F A与G A大小相等，方向相同B．F 与F A大小相等，方向相反C．F 和G 是一对平衡力D．天花板上的O 点受到的向下拉力大小等于2F+G 定【答案】D。

3.如图所示，在定滑轮两边分别挂上实心的铁球A、B，并使A 球浸没在左杯的水中，B 球浸没在右杯的酒精中（已知水的密度比酒精大），此时定滑轮恰好保持静止平衡状态，定滑轮体系内的摩擦忽略不计。

若将水杯、酒精杯同时撤掉，则定滑轮将（）A．向逆时针转动B．仍保持静止平衡状态C．向顺时针转动D．无法判断【答案】C。

4.弹簧秤下挂有一个定滑轮，定滑轮重力为1 牛，A、B 处于静止状态，G A＝4 牛，G B＝6 牛，如图。

忽略绳重和摩擦，则弹簧秤的示数为（）A．8 牛B．9 牛C．11 牛D．12 牛【答案】B。

5.某种活动黑板的示意图如下，两块形状相同的黑板的质量相同，其上端分别用两根绕过两只定滑轮的细绳相连。

当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时，另一块黑板同时做等速反向运动，不计一切摩擦力，每根绳所能承受的最大拉力为750N，则每块黑板的最大质量为（）A．150kg B．3000kg C．75kg D．37.5kg【答案】A。

6.如图所示的实验装置，甲重40N，乙重10N，装置静止时不计弹簧测力计自重，则甲对地的压力和弹簧测力计的示数分别是（）A．30N；40N B．30N；10N C．40N；10N D．30N；50N【答案】B。

7.如图所示装置，滑轮下端挂重40N 的物体，杠杆可绕水平轴无摩擦地转动，绳、杠杆和滑轮都不计重力，杠杆上标度的间距相等。

要在图示水平位置平衡，在杠杆A 点所加的数值向下的力F 应是（）A．200N B．100N C．50N D．25N【答案】C。

8.如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。

不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法错误的是（）A.绳子对m2的拉力大小为m2gB.绳子对m1的拉力大小为m1gC．弹簧中拉力大小为（m1﹣m2）gD．地面对m3的支持力大小为（m2+m3﹣m1）g【答案】A。

9.如图所示，A 重为100N，B 重为40N，当B 匀速下降时，弹簧测力计的示数为N，若在A 端施加一个水平向左的拉力使B 匀速上升，则该拉力应为N。

【答案】40；80。

【例2】如图所示，在竖直向上大小为10N 的力F 的作用下，重物A 沿竖直方向匀速上升，已知重物A 上升速度为0.2m/s，滑轮重2N，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）A．22N 0.4m/s B．22N 0.1m/s C．4N 0.4m/s D．4N 0.1m/s【答案】D。

【变式训练】1.如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）A．F1最大B．F2C．F3最大D．一样大【答案】C。

2.如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F 的可能值是（）A．20N B．25N C．30N D．35N【答案】D。

3.如图所示装置，绳子的一端拴着弹簧秤接地，绳子的另一端挂着物体G。

当用力F 匀速提起滑轮（滑轮和绳子的重力及摩擦不计），弹簧秤示数为10 牛，则物体重力G 与力F 的大小应为（）A．G=10 牛，F=10 牛B．G=10 牛，F=20 牛C．G=5 牛，F=5 牛D．G=20 牛，F=10 牛【答案】B。

4.如图所示，重为100N 的物体A，在大小为20N 方向向左的水平拉力F 的作用下做匀速直线运动，经过3 秒，物体A 在水平面上向左移动了30cm 的距离，滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间摩擦不计．则下列结论正确的是（）A.物体运动的速度为10m/sB.物体与地面之间的摩擦力为20NC．拉力F 的功率为2WD．拉力F 做的功是12J【答案】D。

5.如图所示，在水平拉力F 的作用下，物体A 匀速向右滑动时，弹簧测力计示数为10 N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F 和物体A 与水平面之间的摩擦力f 的大小分别是（）A．F=20 N，f=20 N B．F=10 N，f=20 NC．F=20 N，f=10 N D．F=10 N，f=10 N【答案】C。

6.如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。

当拉力F 为4 牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到6 牛时，下列分析正确的是（）A．弹簧测力计的示数为12 牛B．弹簧测力计的示数为6 牛C．木板仍向右做匀速直线运动D．小木块将继续保持静止【答案】D。

7.如图（甲）所示，重为80N 的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s 的速度做匀速直线运动。

如图（乙）所示，保持拉力F1 不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m。

若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30WB.物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=10NC．物体向右运动时，拉力F2=10ND．物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=40J【答案】D。

8.如图所示，重物A 是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3 的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。

若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：（1）作用于绳端的拉力F 是多少？（2）若缓慢将重物A 提升2m，拉力做的功是多少？（g＝10N/kg）【答案】（1）作用于绳端的拉力 F 是345N；（2）若缓慢将重物 A 提升2m，拉力做的功是1380J。

题型二：滑轮组【例4】小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N 的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则有关绳端移动距离s、绳端拉力F、悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是（）A．s=3m，F=2N，F′=7N B．s=3m，F=1.7N，F′=5NC．s=2m，F=3N，F′=10N D．s=2m，F=2.5N．F′=7.5N【答案】C。

【变式训练】1.用4 只完全相同的滑轮和2 根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳的自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将同一重物在相同的时间内，匀速提升相同的高度，两滑轮组绳子的自由端移动的速度分别为v1和v2。

若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．甲乙滑轮组绳子自由端移动的距离相同B．F1大于F2C．v1大于v2D．F1和F2做的功不相等【答案】B。

2.如右图所示，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计．若已知用F=30N 的拉力可使物体沿水平地面匀速运动2 米，那么，下列所述正确的（）A．物体的重为60N B．拉力做的功为60JC．物体受的摩擦力为60N D．绳子自由端移动6m【答案】C。

3.如图所示，弹簧测力计A、B 和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，则两弹簧测力计的示数为（）A．F A=F B=F B．F A=3F F B=2 FC．F A=2F F B=3F D．F A=F B=3F/2【答案】C。

4.如图所示，一根细线绕过三个滑轮，两端固定在A、B 两点，两动滑轮下所挂物体质量分别为m1、m2，两动滑轮上细线的夹角分别为α和β（α＞β），不计一切摩擦，则m1、m2的大小关系是（）A．m1＞m2B．m1＜m2C．m1=m2D．无法确定【答案】B。

5.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。

使用时：（1）瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G 匀速上升。

（2）胖子固定不动，瘦子用力F2 拉绳使货物G 匀速上升。

下列说法中正确的是（）A．F1＜F2B．F1=GC.滑轮A、B、C 都是定滑轮D．滑轮A、C 的作用相同【答案】D。