15.滑轮及其应用（讲义）（解析版）.docxVIP

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

【答案】D

【解析】A．定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不计绳重和摩擦时，用定滑轮拉重物，各个方向的拉力都等于物重，故A错误；

B．不计绳重与摩擦，使用定滑轮拉力做的功等于克服物体重力做的功，即W1=Gh；使用动滑轮，不计绳重与摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，W2=(G+G动)h

所以，使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，故B错误；

C．动滑轮绳子的有效段数为2，用动滑轮提升重物上升h高度，测力计移动的距离为2h，故C错误；

D．使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，由于做功时间相同，根据可知，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，故D正确。

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30NB．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

【答案】B

【解析】AB．如图所示的滑轮组绳子有效股数为2根，物体A沿水平地面匀速向左移动，物体A与地面间摩擦力为30N，故物体A在水平方向受到平衡力作用，滑轮组挂钩拉物体A的力等于摩擦力，为30N；不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，拉力

故A错误，B正确；

CD．根据功的原理，该滑轮组能省力但不可以省距离，因为绳端移动的距离为物体A移动的距离的2倍，所以绳端移动的距离

故CD错误。

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

②人拉绳做功的功率为120W

③滑轮组的机械效率为83.3%

④匀速上升过程中物体的机械能变大

A．只有②和③ B．只有①和④ C．只有①和② D．只有②和④

【答案】D

【解析】①由图可知，绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.2m=0.8m

绳子自由端移动的速度

故①错误；

②人拉绳做功的功率

故②正确；

③滑轮组的机械效率

故③错误；

④匀速上升过程中，物体的质量不变、速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大，所以物体的机械能变大，故④正确。

故ABC错误，D正确。

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/sB．有用功为45J

C．拉力F的功率为0.26WD．滑轮组的机械效率为90%

【答案】C

【解析】A．由图像可知，在0～2s的过程中，绳子自由端移动的距离

速度为

故A错误；

B．由图像可知，在0～2