第二节 滑轮及其应用
第1课时 定滑轮与动滑轮
定滑轮
1.研究定滑轮的特点.
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 .
（2）（2024·内江中考）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为 .（选填字母）
A.F1＞F2 B.F3＞F4
C.F1＜F4 D.F1＝F2＝F3＝F4
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利.这是利用定滑轮 的特点.
动滑轮
2.小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表.通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大.
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 .
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 拉动.动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 （选填“A”“B”或“C”）点.
3.（2024·牡丹江中考）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m.物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N，不计绳重与摩擦.下列说法正确的是（ ）
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为4 m/s
C.拉力的大小为5 N
D.绳子自由端移动的距离为8 m
4.小欣用如图所示的动滑轮提升重G＝9 N的物体，当用竖直向上F＝5 N的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8 m时，物体上升了 m，不计绳重和摩擦，滑轮重 N.
5.如图所示，小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200 N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2 m.下列说法正确的是（ ）
A.F甲＝200 N，并向上移动4 m
B.F甲＝100 N，并向上移动2 m
C.F乙＝200 N，并向上移动1 m
D.F乙＝400 N，并向上移动l m
6.（2024·淄博期末）如图甲，工人师傅用拉力F竖直向上匀速提升重400 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示.已知动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力F为 N，拉力F的功率为 W.
7.如图所示的装置处于平衡状态（O为支点），杠杆上每格等距.已知物体重力G＝360 N，若不计绳重、杠杆和滑轮重以及摩擦，则F的大小应为 （ ）
A.180 N B.120 N
C.540 N D.60 N
8.（2024·淮北期中）如图所示，物体甲的重力为12 N，物体乙的重力为8 N，此时整个装置保持静止，关于此图中各力的大小，下列判断正确的是（ ）
A.绳子对甲的拉力为12 N
B.绳子对乙的拉力为8 N
C.弹簧测力计的示数为12 N
D.甲受到地面的支持力为8 N
9.如图所示，三个滑轮分别拉着同样的物体沿同一水平地面做匀速直线运动.已知物体重300 N，物体与地面之间的摩擦力为60 N，则所用的拉力分别是（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮之间的摩擦）：F1＝ N，F2＝ N，F3＝ N.
10.如图甲所示，将一个底面积为200 cm2、重10 N的薄壁型容器放到压力传感器上，在容器内放入一定量的水，将一个底面积为0.01 m2的物体放入水中，用一个滑轮连接物体，在绳子自由端拉力F的作用下，物体由静止变为缓慢上升.图乙为拉力F与物体下表面到容器底部距离h的变化图像.（不计滑轮重、绳重及摩擦，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg）求：
（1）物体受到的重力.
（2）物体完全浸没时受到的浮力.
（3）物体的体积.
（4）物体出水后，压力传感器受到的压力.
第2课时 滑轮组*
滑轮组
1.关于滑轮组的叙述，较全面的是（ ）
A.一定省力，又能改变力的方向
B.一定省力，但不能改变力的方向
C.有时既能省力，又能改变力的方向；有时可以省力，但不能改变力的方向
D.使用滑轮组一定能省力
2.（2024·枣庄二模）用如图所示的滑轮或滑轮组，不计滑轮重、绳重及摩擦，将同一物体匀速提高h，最省力的是（ ）
3.如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物.已知作用在绳子自由端的拉力F甲＝F乙＝F丙＝50 N.则：
（1）不计绳重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦时，提升的物重分别是G甲＝ N，G乙＝ N，G丙＝ N.
（2）动滑轮重3 N，不计绳重、绳与滑轮之间的摩擦，提升的物重分别是G甲＝ N，G乙＝ N，G丙＝ N.
（3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲＝ m，s乙＝ m，s丙＝ m.
组装滑轮组
4.如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法.
5.如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60 N，G2＝38 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止.则每个动滑轮的重力为（ ）
A.3 N B.6 N C.11 N D.22 N
6.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两物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计绳重、摩擦和滑轮的自重）（ ）
甲
乙
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.（2024·泰安期末）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重10 N，A所受地面的摩擦力为 ；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦.下列说法中（ ）
① ＝20 N ② ＝30 N ③F＝40 N ④F＝60 N
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
8.（多选）将质量是10 kg的物体A放在水平桌面上，小云利用如图所示的装置匀速拉动绳子自由端并在10 s内做了60 J的功，物体A运动速度为0.5 m/s，下列判断正确的是（ ）
A.绳子自由端移动了35 m
B.绳子自由端移动的速度为1 m/s
C.作用在绳子自由端的拉力F为12 N
D.绳子自由端拉力的功率为6 W
9.日常生活高速铁路的输电线需要绷直，如图所示为输电线的牵引装置工作原理图.钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为150 N，若5 s内坠砣串匀速下降了60 cm，则输电线P端向左移动的速度为 cm/s，输电线P端受到的拉力大小为 N（不计滑轮和钢绳自重及摩擦）.
第9题图
10.人的体重为500 N，吊篮重为700 N，人要将吊篮匀速吊起.求如图所示两种情况下人的拉力（不计滑轮重、绳重及摩擦）.
（1）如图甲所示，人站在地面上，至少要用 N的力拉绳.
（2）如图乙所示，人站在吊篮中至少要用 N的力拉绳.
第10题图
11.如图所示，某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B.所用的拉力F＝100 N，物体B重300 N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力）.请画出滑轮组的绕线.
12.（2024·日照期末）如图甲所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物G0，已知OA＝12 m，OB＝4 m，用它把重力为2.3×104 N的货物G匀速提起.g＝10 N/kg，求：
（1）若起重机自重不计，吊起货物G时为使起重机不翻倒，右边的配重G0至少为多少？
（2）如果起重机吊臂前端是由如图乙所示的滑轮组组成的，动滑轮重1 000 N，绳重和摩擦不计.如果拉力的功率为6 kW，则把2.3×104 N的货物G匀速提高15 m，拉力F的大小是多少？需要多长时间？第二节 滑轮及其应用
第1课时 定滑轮与动滑轮
定滑轮
1.研究定滑轮的特点.
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 物体的重力 和 拉力的大小 .
（2）（2024·内江中考）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为 D .（选填字母）
A.F1＞F2 B.F3＞F4
C.F1＜F4 D.F1＝F2＝F3＝F4
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利.这是利用定滑轮 能够改变力的方向 的特点.
动滑轮
2.小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表.通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大.
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 滑轮的自重 .
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 匀速 拉动.动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 A （选填“A”“B”或“C”）点.
3.（2024·牡丹江中考）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m.物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N，不计绳重与摩擦.下列说法正确的是（ D ）
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为4 m/s
C.拉力的大小为5 N
D.绳子自由端移动的距离为8 m
4.小欣用如图所示的动滑轮提升重G＝9 N的物体，当用竖直向上F＝5 N的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8 m时，物体上升了 0.4 m，不计绳重和摩擦，滑轮重 1 N.
5.如图所示，小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200 N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2 m.下列说法正确的是（ D ）
A.F甲＝200 N，并向上移动4 m
B.F甲＝100 N，并向上移动2 m
C.F乙＝200 N，并向上移动1 m
D.F乙＝400 N，并向上移动l m
6.（2024·淄博期末）如图甲，工人师傅用拉力F竖直向上匀速提升重400 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示.已知动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度为 1 m/s，拉力F为 240 N，拉力F的功率为 240 W.
7.如图所示的装置处于平衡状态（O为支点），杠杆上每格等距.已知物体重力G＝360 N，若不计绳重、杠杆和滑轮重以及摩擦，则F的大小应为 （ D ）
A.180 N B.120 N
C.540 N D.60 N
8.（2024·淮北期中）如图所示，物体甲的重力为12 N，物体乙的重力为8 N，此时整个装置保持静止，关于此图中各力的大小，下列判断正确的是（ B ）
A.绳子对甲的拉力为12 N
B.绳子对乙的拉力为8 N
C.弹簧测力计的示数为12 N
D.甲受到地面的支持力为8 N
9.如图所示，三个滑轮分别拉着同样的物体沿同一水平地面做匀速直线运动.已知物体重300 N，物体与地面之间的摩擦力为60 N，则所用的拉力分别是（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮之间的摩擦）：F1＝ 60 N，F2＝ 30 N，F3＝ 120 N.
10.如图甲所示，将一个底面积为200 cm2、重10 N的薄壁型容器放到压力传感器上，在容器内放入一定量的水，将一个底面积为0.01 m2的物体放入水中，用一个滑轮连接物体，在绳子自由端拉力F的作用下，物体由静止变为缓慢上升.图乙为拉力F与物体下表面到容器底部距离h的变化图像.（不计滑轮重、绳重及摩擦，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg）求：
（1）物体受到的重力.
（2）物体完全浸没时受到的浮力.
（3）物体的体积.
（4）物体出水后，压力传感器受到的压力.
解：（1）根据图乙可知，物体完全出水后，绳子自由端的拉力为F＝9 N，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据动滑轮的特点有F＝G，则物体的重力为G＝2F＝2×9 N＝18 N.
（2）物体浸没在水中时，物体上方的绳子的拉力为F'，由图乙可知，此时绳子自由端的拉力为4 N，根据动滑轮的特点有F'＝2×4 N＝8 N.
物体浸没在水中时受到的浮力为F浮＝G－F'＝18 N－8 N＝10 N.
（3）根据阿基米德原理可得，物体的体积为V＝V排＝＝＝1×10－3 m3.
（4）根据图乙可知，物体离开水面时，水的深度为0.1 m.容器内水的体积为V水＝Sh＝200×10－4 m2×0.1 m＝2×10－3 m3.
水的质量为m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg.
水的重力为G水＝m水g＝2 kg×10 N/kg＝20 N.
物体出水后，压力传感器受到的压力为F压＝G器＋G水＝10 N＋20 N＝30 N.
第2课时 滑轮组*
滑轮组
1.关于滑轮组的叙述，较全面的是（ C ）
A.一定省力，又能改变力的方向
B.一定省力，但不能改变力的方向
C.有时既能省力，又能改变力的方向；有时可以省力，但不能改变力的方向
D.使用滑轮组一定能省力
2.（2024·枣庄二模）用如图所示的滑轮或滑轮组，不计滑轮重、绳重及摩擦，将同一物体匀速提高h，最省力的是（ D ）
3.如图所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物.已知作用在绳子自由端的拉力F甲＝F乙＝F丙＝50 N.则：
（1）不计绳重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦时，提升的物重分别是G甲＝ 50 N，G乙＝ 100 N，G丙＝ 150 N.
（2）动滑轮重3 N，不计绳重、绳与滑轮之间的摩擦，提升的物重分别是G甲＝ 50 N，G乙＝ 97 N，G丙＝ 147 N.
（3）当物体被提升2 m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲＝ 2 m，s乙＝ 4 m，s丙＝ 6 m.
组装滑轮组
4.如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法.
5.如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60 N，G2＝38 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止.则每个动滑轮的重力为（ B ）
A.3 N B.6 N C.11 N D.22 N
6.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两物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计绳重、摩擦和滑轮的自重）（ B ）
甲
乙
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.（2024·泰安期末）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重10 N，A所受地面的摩擦力为 ；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦.下列说法中（ B ）
① ＝20 N ② ＝30 N ③F＝40 N ④F＝60 N
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
8.（多选）将质量是10 kg的物体A放在水平桌面上，小云利用如图所示的装置匀速拉动绳子自由端并在10 s内做了60 J的功，物体A运动速度为0.5 m/s，下列判断正确的是（ BD ）
A.绳子自由端移动了35 m
B.绳子自由端移动的速度为1 m/s
C.作用在绳子自由端的拉力F为12 N
D.绳子自由端拉力的功率为6 W
9.日常生活高速铁路的输电线需要绷直，如图所示为输电线的牵引装置工作原理图.钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为150 N，若5 s内坠砣串匀速下降了60 cm，则输电线P端向左移动的速度为 6 cm/s，输电线P端受到的拉力大小为 6×103 N（不计滑轮和钢绳自重及摩擦）.
第9题图
10.人的体重为500 N，吊篮重为700 N，人要将吊篮匀速吊起.求如图所示两种情况下人的拉力（不计滑轮重、绳重及摩擦）.
（1）如图甲所示，人站在地面上，至少要用 350 N的力拉绳.
（2）如图乙所示，人站在吊篮中至少要用 400 N的力拉绳.
第10题图
11.如图所示，某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B.所用的拉力F＝100 N，物体B重300 N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力）.请画出滑轮组的绕线.
12.（2024·日照期末）如图甲所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物G0，已知OA＝12 m，OB＝4 m，用它把重力为2.3×104 N的货物G匀速提起.g＝10 N/kg，求：
（1）若起重机自重不计，吊起货物G时为使起重机不翻倒，右边的配重G0至少为多少？
（2）如果起重机吊臂前端是由如图乙所示的滑轮组组成的，动滑轮重1 000 N，绳重和摩擦不计.如果拉力的功率为6 kW，则把2.3×104 N的货物G匀速提高15 m，拉力F的大小是多少？需要多长时间？
解：（1）根据杠杆平衡条件得，G×OA＝G0×OB，
则右边的配重G0＝＝2.3×104 N×＝6.9×104 N.
（2）由图乙可知，滑轮组有效绳子段数n＝3，绳重和摩擦不计，则拉力F的大小
F＝（G＋G动）＝×（2.3×104 N＋1 000 N）＝8 000 N.
绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×15 m＝45 m，
则拉力F做的功W＝Fs＝8 000 N×45 m＝360 000 J，
则需要的时间t＝＝＝60 s.
