2022年初中物理同步 8年级下册 第19课滑轮（教师版含解析）.docx

1、第19课 滑轮(教师版)目标导航课程标准课标解读1.认识定滑轮、动滑轮和滑轮组；2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的工作特点；3.通过实验探究理解动滑轮力与距离特点；4.会进行有关滑轮计算；5.能分析滑轮的应用实例。1.根据滑轮的特点学会认识定滑轮、动滑轮和滑轮组；2.理解定滑轮、动滑轮和滑轮组的力、力的方向与距离的特点；3.通过认识各种滑轮的特点会进行各种计算；4.熟练生活中利用滑轮的现象。知识精讲知识点01 定滑轮1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.

2、定滑轮(1)定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。(2)实质：是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。(3)特点：不省力，但可改变力的方向。所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力。(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳重和摩擦)知识点02 动滑轮1.定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。2.实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。3.特点：省一半力，但不能改变力的方向

3、。4.动力移动的距离是重物移动距离的2倍。对于动滑轮来说：1)动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2)动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。知识点03 滑轮组1.定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。2.特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即(条件：不计动滑轮、绳重和摩擦)。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：。3.动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=n

4、h。4.绳子端的速度与物体上升的速度关系：。【知识详解】认识滑轮组1.滑轮组：滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法有关，决定于滑轮组的使用效果。2.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一。使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离。3.滑轮组的用途：为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。4.几个关系(竖直放置时)：(1)s=nh ；(2)F=G总 /n(不计摩擦)；其中 s：绳端移动的距离，h：物体上升的高度，G总：物体和动滑轮的总，F：绳端所施加的力

5、n：拉重物的绳子的段数(F=1/n(G物+G动)。在绕时遵循：奇动(滑轮)偶定(滑轮)的原则：根据F=(1/n)G可知，不考虑摩擦及滑轮重，要使2400N的力变为400N需六段绳子，再根据偶定奇动原则，有偶数段绳子，故绳子开端应从定滑轮开始，因为要六段绳子，所以需要三个并列的整体动滑轮，对应的，也需要三个并列的定滑轮，从定滑轮组底部的勾勾处绕起，顺次绕过第一个动滑轮，第一个定滑轮，第二个直到最后一段绳子绕过第三个定滑轮，此时绳子方向即向下，且会使拉力为400N(不考虑摩擦与滑轮重)。【知识拓展】改变世界的机械(1)庞然大物人造就：随着钢铁工业和机器制造业的空前发展，人类正在制造出各种各样的钢铁

6、机械。(2)细微之处显身手：科学研究是推动精密机械和测量仪器发展的强大动力。各种各样的精密仪器，是科学家在天文、物理、化学、生命科学等研究中，探测物质世界秘密的有力武器。(3)力大无穷山河动：当代人类的智慧和力量，相当程度上通过制造各种强大机械得以表现。(4)瀚海苍穹任遨游：现代机械工业制造出来的车、船、飞机乃至空间飞行器极大地扩大了人类的活动范围。知识点04 斜面1.斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。2.当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力(即F越小)；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力(即F越小)；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力(即F越小)。【知识拓展】本节知识导图知识

7、点1：定滑轮【例题1】如图所示是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法，所用拉力分别是F1，F2和F3，下列式子中正确的是()AF1F2F3 BF1F2F3 CF1=F2=F3 DF2F1F3【答案】C【解析】使用定滑轮不能省力，但可以任意改变力的方向。图1中F1，F2和F3尽管力的方向不同，但力的大小都等于物体重力G。知识点2：动滑轮【例题2】小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为N。【答案】100；20。【解析】(1)因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉

8、力F=G=200N=100N；（1） 若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=(G+G动)得G动=2FG=2110N200N=20N。知识点3：滑轮组【例题3】一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。【答案】如图所示。【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮。知识点4：轮轴和斜面【例题4】如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是()ABCD【答案】A【解析】A由图

9、可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力F1G；B由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力F2G；C设斜面的高度为h，斜面长度为s，则sin30，由功的原理可得，F3sGh，所以F3GG；D由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力F4G，综上可知，当提起同一重物时，最省力的是A。分层提分题组A 基础过关练1.如图所示的装置中，物体G1重为100N，物体G2重为10N，当G1不加外力时，G2恰能匀速下降。若在G1上加水平向左的拉力(如图虚线所示)，恰能让G1匀速向左运动，则拉力F为(不计拉绳的重及摩擦)()。A.10N B.20N C.50N D.110N【答案】B。【解析】首先，当G1不加外力时，

10、G2匀速下降，根据定滑轮的特点可知，可求出G1受力到的摩擦力大小；由于G1对水面的压力和接触面的粗糙程度不变，当G1受拉力向左移动时，摩擦力大小不变；要让G1匀速向左运动，拉力应该等于摩擦力加上G2的重力。当G1不加外力时，因为G2匀速下降，根据定滑轮的特点可知，G1受到的摩擦力f=G2=10N。当G1受到拉力水平向左匀速运动时，摩擦力的方向虽然变了，但大小不变，所以拉力F=f+G2=10N+10N=20N。故选B。2.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，这三个力作用点移动距离分别是S1、S2、S3，

11、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=2:1:4、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】B。【解析】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，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

12、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；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速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，作用点移动的距离;综上分析可知：F1：F2：F3=f：f：2f=2：1：4；v1：v2：v3=v0：2v0：v0=2：4：1；S1：S2：S3=v0t：2v0t：v0t=2：4：1。故选B。3.如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦

13、，则最省力的是( )。【答案】C。【解析】A和D都能省一半的力，B不省力，只有C用物重的1/3的力就能将重物提起，故C是正确的。4.如图所示，在竖直向上大小为10N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，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为 和 。【答案】5N、0.1m/s。【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G=10N，则G=5N；F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。故答案为：5N、0.1m/s。5.如图所示的三个

14、滑轮中，属于动滑轮的是，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是。【答案】乙；F1=F3F2。【解析】不计摩擦和动滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1=G。用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2=。用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3=G。故答案为：乙；F1=F3F2。6.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ，乙

15、图中人拉动汽车的拉力至少为，其中比较省力的是图。(绳与滑轮间的摩擦不计)。甲 乙 【答案】800N、400N、乙。【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F=400N，比较省力的是乙图。故答案：800N、400N、乙。7.定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。（1） 请在图中标出这只杠杆的支点,画出拉力,钩码重力及它们的力臂(保留作图痕迹)。（2） 若不计摩擦、滑轮重与绳子重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。【解析】(1)在外力作

16、用下，杠杆可以绕某一固定点转动，根据杠杆的定义中的某一固定点确定支点O；手作用在绳子上的力为拉力F，过钩码的重心作竖直向下的力即重力；最后根据力臂的定义画出相应的力臂；(2)从图中找出动力臂和阻力臂的关系，利用杠杆平衡条件的即可验证拉力和钩码重力的关系。（1） 定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂L2和阻力臂L1)，如图所示。(2)由几何知识知：l1=l2=R(R为滑轮半径)，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即Fll=Gl2，得：F=G。题组B 能力提升练1.下列

17、各种机械中，不省力的机械是( )。A钢丝钳；B动滑轮；C旗杆顶定滑轮；D斜面【答案】C。【解析】A、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B、动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，动滑轮在使用时可以省一半的力，故B不符合题意；C、定滑轮实质是等臂杠杆，不能省力，但能改变力的方向，故C符合题意；D、利用斜面提升物体，可以省力，但要多移动距离，是省力机械，故D不符合题意。故选：C。2.如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是()。【答案】C。【解析】A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=1/2G；B、此图是定滑轮，由

18、定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=1/3G；D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1/2G。3.如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变)，测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则( )。F甲F乙F丙F丁GMGN5.5N12N5.5N8N5N10NA甲的机械效率比丙的大；B乙、丁的机械效率相同；C使用丙提升物体M时省力；D实验测得的数据无法算出机械效率【答案】A。【解析】设承担物重的绳子股数为n，则拉力端移动的距离snh，拉力做的有用功W有用Gh，拉力做的总功W总FsFnhnFh，机械效率。甲图中

19、，使用的是定滑轮，n甲1，机械效率甲100%90.9%；乙图中，使用的是定滑轮，n乙1，机械效率乙100%83.3%；丙图中，使用的是动滑轮，n丙2，机械效率丙100%45.5%；丁图中，使用的是滑轮组，n丁2，机械效率丁100%62.5%。A、由上面计算可知，甲90.9%，丙45.5%，所以甲的机械效率比丙的大，故A正确；B、由上面计算可知，乙83.3%，丁62.5%，所以乙的机械效率比丁的大，故B错误；C、使用丙提升物体M时，GM5N，F丙5.5N，F丙GM，是费力的，故C错误；D、由上面计算可知，利用实验测得的数据可以算出机械效率，故D错误。故选：A。4.某同学设计了一种如图所示的简易电

20、梯，由图可知( )。 AA是动滑轮；BB是定滑轮；C如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升；D电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等【答案】C。【解析】A、图中A滑轮固定不动，因此它是定滑轮，故A错误；B、图中B滑轮和电梯厢一块运动，因此它是动滑轮，故B错误；C、如果电动机向下拉动绳子通过定滑轮改变了力的方向，所以电梯厢将上升，正确；D、此滑轮组的绳子股数为2股，因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍。故D错误。5.如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳

21、和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )。ABCD【答案】D。【解析】(1)在AC两图中，钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用)，因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；(2)在BD两图中，钩码挂在挂钩上(即左边测力计正常使用)，所以能直接显示出钩码的重力大小；B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力

22、计在拉绳子，则绳子的拉力为FG1+G；D图中，左边测力计的示数为：F左G1；手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力)：F右FGG1+GGG1；所以，F左F右G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；故选：D。题组C 培优拔尖练1(2021湖南岳阳市中考真题)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。【机械】A根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时故拉力；B图B中为定滑轮提升物体，不能省力，只能改变力的方向，绳端拉力；C图C中使用

23、滑轮组提升物体，动滑轮上有2段绳子承载，自由端拉力；D图D中使用滑轮组提升物体，动滑轮上有3段绳子承载，自由端拉力；其中D图中自由端拉力最小。故选D。2(2021湖南邵阳市中考真题)如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，(不计滑轮和绳子之间的摩擦)，拉力F做功的功率为()。A1.6WB8WC3.2WD16W【答案】C。【机械】物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为故C符合题意。故选C。3(2021湖北恩施土家族苗族自治州中考真题)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G和摩擦)，此过程克服物体重力做的功为_J，若动滑轮重10N，则F=_N。【答案】20；210。【机械】1此过程克服物体重力做的功为；2若动滑轮重10N，则。4(2021湖南邵阳市中考真题)如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，(不计滑轮和绳子之间的摩擦)，拉力F做功的功率为()。A1.6WB8WC3.2WD16W【答案】C。【机械】物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为故C符合题意。故选C。