2023年中考物理一轮复习29滑轮(知识点复习、例题讲解、过关练习)(解析版).pdf
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1、专 题 2 9 滑 轮【考 点 分 析】章 节 考 点 考 试 题 型 难 易 度 简 单 机 械 定 滑 轮 选 择 题、填 空 题 动 滑 轮 选 择 题、填 空 题 滑 轮 组 选 择 题、填 空 题、计 算 题 机 械 效 率 选 择 题、填 空 题、计 算 题【知 识 点 总 结+例 题 讲 解】一、定 滑 轮:1.滑 轮:(1)定 义:周 边 有 槽,中 心 有 一 转 动 的 轮 子 叫 滑 轮。(2)特 点: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。(3)分 类:根
2、 据 使 用 情 况 不 同,滑 轮 可 分 为 定 滑 轮 和 动 滑 轮。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;如 下 左 图 所 示。(2)实 质:是 个 等 臂 杠 杆;(如 下 中 图 所 示)轴 心 0 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:FL=FJz可 知 F=G,所 以 不 省 力。(3)特 点:不 省 力,但 可 改 变 力 的 方 向。(4)动 力 移 动 的 距 离 与 重 物 移 动 的 距 离 相 等:S=h。
3、(如 上 右 图 所 示)【例 题 1】学 校 旗 杆 顶 上 的 滑 轮 是 一 个,使 用 该 滑 轮 的 好 处 是。【答 案】定 滑 轮;改 变 力 的 方 向;【解 析】定 滑 轮 实 质 上 是 一 等 臂 杠 杆,它 的 特 点 是:只 能 改 变 力 的 方 向,而 不 省 力。解:旗 杆 顶 部 有 一 个 滑 轮,它 的 轴 固 定 不 动,叫 定 滑 轮,用 它 升 国 旗 的 好 处 就 是 改 变 力 的 方 向。故 答 案 为:定 滑 轮;改 变 力 的 方 向;【变 式 1】学 校 升 旗 时,旗 杆 顶 端 装 的 滑 轮 是 滑 轮,它 的 作 用 是,当 国
4、 旗 缓 缓 上 升 10m,旗 手 向 下 拉 动 绳 端 移 动 的 距 离 为 m。【答 案】定;改 变 力 的 方 向;10。【解 析】解:由 图 可 知,旗 杆 顶 部 滑 轮 的 轴 是 固 定 的,所 以 该 滑 轮 为 定 滑 轮;使 用 定 滑 轮 的 优 点 是可 以 改 变 力 的 方 向,但 不 能 省 力 也 不 费 距 离,则 国 旗 缓 缓 上 升 10m,旗 手 向 下 的 拉 力 移 动 的 距 离 也 为 lOlDo故 答 案 为:定;改 变 力 的 方 向;10。【例 题 2】如 图 所 示,用 一 根 绳 子 绕 过 定 滑 轮,一 端 拴 在 钩 码
5、上,手 执 另 一 端,分 别 用 力 R、艮、&匀 速 拉 起 钩 码。忽 略 绳 子 与 滑 轮 的 摩 擦,则 艮、&、F:,的 大 小 关 系 是()A.FIF2F3B.FV F2V F3C.F|=F2=F3D.H、F2、F:,的 大 小 不 能 确 定【答 案】C【解 析】解:由 图 可 知,图 中 滑 轮 是 定 滑 轮,定 滑 轮 不 能 省 力,忽 略 绳 子 与 滑 轮 的 摩 擦,则 宿、邑、E,都 与 物 体 重 力 相 等,所 以 三 种 拉 法 所 用 拉 力 一 样 大;故 选:Co【变 式 2】学 校 升 旗 时,旗 手 向 下 拉 绳 子,国 旗 徐 徐 上 升
6、,旗 杠 顶 部 安 装 了 定 滑 轮,使 用 它 可 以;如 图 所 示,某 人 用 一 个 定 滑 轮 将 水 平 地 面 上 一 个 质 量 为 68kg的 的 物 体 向 上 拉,此 人 的 质 量 为 60kg。当 此 人 用 550N的 拉 力 拉 物 体 时,此 时 物 体 对 水 平 地 面 的 压 力 为 N,(不 计 绳 重 与 摩 擦,g 取 10N/kg)【解 析】解:(1)由 题 可 知,图 中 滑 轮 是 定 滑 轮,使 用 定 滑 轮 不 能 省 力,但 可 以 改 变 力 的 方 向;(2)当 此 人 用 550 N 的 拉 力 拉 物 体 时,绳 子 上 的
7、 拉 力 为 550N,物 体 的 重 力 为:G=mg=68kgX 10N/kg=680N,拉 力 小 于 重 力,故 物 体 不 能 被 拉 上 来,物 体 处 于 静 止 状 态,物 体 此 时 受 到 的 绳 子 对 物 体 向 上 拉 力、地 面 对 物 体 向 上 的 支 持 力 和 物 体 本 身 向 下 的 重 力 互 相 平 衡,所 以 F+N=G,故 地 面 对 物 体 的 支 持 力 为:N=G-F=680N-550N=130N,物 体 对 水 平 地 面 的 压 力 与 地 面 对 物 体 的 支 持 力 是 一 对 相 互 作 用 力,大 小 相 等,所 以 物 体
8、对 水 平 地 面 的 压 力 为:Fre=N=130N故 答 案 为:改 变 力 的 方 向;130。二、动 滑 轮:1.定 义:工 作 时,轴 随 重 物 一 起 移 动 的 滑 轮 叫 动 滑 轮;(如 下 左 图 所 示)2.实 质:是 个 动 力 臂 为 阻 力 臂 二 倍 的 杠 杆;(如 下 中 图 所 示)图 中 0 可 看 作 是 一 个 能 运 动 的 支 点,其 动 力 臂 1尸 2r,阻 力 臂 b=r,根 据 杠 杆 平 衡 条 件:FilFiL.即 Fi 2r=Fz r,得 出 片=;鸟,当 重 物 竖 直 匀 速 向 上 时,F2=G,则 6=3 G。IL 匕 一
9、 向 上 Fl 3.特 点:省 一 半 力,但 不 能 改 变 力 的 方 向。4.动 力 移 动 的 距 离 是 重 物 移 动 距 离 的 2 倍:S=2h(如 上 右 图 所 示)5.说 明:(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 国 的 方 向 与 并 排 绳 子 平 行;不 计 动 滑 轮 重、绳 重 和 摩 擦。【例 题 3】如 图 所 示,工 人 用 动 滑 轮 提 升 重 物,使 用 动 滑 轮 的 作 用 是()A.既 能 省 力
10、,又 能 改 变 力 的 方 向 B.既 不 能 省 力,也 不 能 改 变 力 的 方 向 C.不 能 省 力,但 能 改 变 力 的 方 向 D.能 省 力,但 不 能 改 变 力 的 方 向【答 案】D【解 析】解:动 滑 轮 的 实 质 是 动 力 臂 为 阻 力 臂 2 倍 的 杠 杆,使 用 动 滑 轮 时 能 省 力,但 不 能 改 变 施 力 的 方 向,故 ABC错 误、D 正 确。故 选:Do【变 式 3】如 图 所 示,用 5 牛 的 拉 力 F 匀 速 竖 直 提 升 重 为 G 的 物 体,使 其 上 升 了 0.2米。若 不 计 滑 轮 自 重 及 摩 擦,关 于
11、物 体 的 重 力 G 和 绳 子 自 由 端 移 动 的 距 离 s,下 列 判 断 中 正 确 的 是()A.G=2.5 牛 s=0.1 米 B.G=2.5 牛 s=0.4 米 C.G=10 牛 s=0.1 米 D.G=10 牛 s=0.4 米【答 案】D【解 析】解:由 图 可 知,该 装 置 为 动 滑 轮,使 用 动 滑 轮 可 以 省 一 半 的 力,费 一 倍 的 距 离,物 体 上 升 的 高 度 为 0.2m,则 绳 子 自 山 端 通 过 的 距 离 为 s=0.2mX2=0.4m;不 计 滑 轮 自 重 及 摩 擦,则 F=|G,G=2F=2X5N=10N。故 选:Do【
12、例 题 4】如 图 所 示,用 滑 轮 提 升 重 为 G=100N的 物 体,使 物 体 以 0.2m/s速 度 上 升(绳 重 和 各 种 摩 擦 不 计),已 知 动 滑 轮 重 G 动=10N,则 绳 端 拉 力 F 和 移 动 速 度 v 的 判 断 正 确 的 是:().FA.55N,0.lm/sB.210N,0.lm/sC.55N,0.4m/sD.210N,0.4m/s【答 案】B【解 析】此 题 是 动 滑 轮 的 一 种 特 殊 使 用 方 法,正 常 使 用 时 是 将 物 体 挂 在 轮 轴 上,拉 绳 子 的 一 端。而 特 殊 使 用 方 法 恰 好 相 反,拉 轮
13、轴 而 将 物 体 挂 在 绳 子 的 末 端。动 滑 轮 的 特 殊 使 用 方 法,不 仅 不 省 力 而 且 费 2 倍 的 力,但 能 够 省 一 半 的 距 离。解:图 中 是 动 滑 轮 的 一 种 特 殊 使 用 方 法,它 的 特 点 是 费 2 倍 的 力 却 省 一 半 的 距 离。拉 力 F=2G+GM=2X100N+10N=210N;拉 力 端 移 动 速 度:v=|v;=|x0.2m/s=0.Im/so故 选:B,【变 式 4 如 图,用 100N的 力 拉 着 物 体 A 以 2m/s的 速 度 在 水 平 面 匀 速 前 进,若 A 受 到 的 摩 擦 力 是 2
14、0N,则 B 受 到 的 摩 擦 力 是 N,B 物 体 的 速 度 是 m/s。(不 考 虑 绳 子 与 滑 轮 之 间 的 摩 擦)【答 案】40;4。【解 析】解:已 知:卜=100N,f=20N,VA=2m/s,n=2(1)因 为 物 体 在 水 平 面 上 匀 速 前 进,所 以 A+2fli=F,所 以 B 与 地 面 的 摩 擦 力:fB=i(F-fA)(100N-20N)=40N;(2)B 运 动 的 速 度:vu=2v*=2X2m/s=4m/s。故 答 案 为:40;4。三、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
15、 省 力,也 可 以 改 变 力 的 方 向。(1)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:F/G 物(条 件:不 计 动 滑 轮、绳 重 和 摩 擦)。n(2)如 果 不 忽 略 动 滑 轮 的 重 量,则:/=,(G 物+G 滑)n3.动 力 移 动 的 距 离 s 和 重 物 移 动 的 距 离 h 的 关 系 是:s=nh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$=!
16、。如 上 图 所 示。(n 表 示 承 担 物 重 绳 子 的 段 数)4.绳 子 端 的 速 度 与 物 体 上 升 的 速 度 关 系:乂 屯=匕 勿 5.滑 轮 组 的 组 装:(1)根 据 F 的 关 系,求 出 动 滑 轮 上 绳 子 的 段 数 n:n(2)确 定 动 滑 轮 的 个 数;(3)根 据 施 力 方 向 的 要 求,确 定 定 滑 轮 个 数。确 定 定 滑 轮 个 数 的 原 则 是:一 个 动 滑 轮 应 配 置 一 个 定 滑 轮,当 动 滑 轮 上 为 偶 数 段 绳 子 时,可 减 少 一 个 定 滑 轮,但 若 要 求 改 变 力 的 作 用 方 向 时,
17、则 应 在 增 加 一 个 定 滑 轮。在 确 定 了 动、定 滑 轮 个 数 后,绳 子 的 连 接 应 遵 循“奇 动、偶 定”的 规 则,由 内 向 外 缠 绕 滑 轮。【例 题 5】在 有 着“世 界 工 厂”之 称 的 东 莞,车 间 工 人 们 用 如 图 所 示 的 滑 轮 组 把 重 物 提 起 2m的 高 度,下 列 关 于 这 个 滑 轮 组 工 作 的 说 法 中,正 确 的 是()A.绳 子 自 由 端 被 拉 下 了 10mB.这 个 滑 轮 组 能 省 距 离 c.这 个 滑 轮 组 能 省 力 小*D.这 个 滑 轮 组 不 仅 能 省 力,还 能 省 距 离 平
18、【答 案】C 百【解 析】解:AB、由 图 知,承 担 物 重 的 绳 子 股 数 n=2,拉 力 端 移 动 距 离:s=2h=2X2m上 帚 所 以 使 用 该 滑 轮 组 费 距 离,故 AB错 误;C、使 用 图 中 滑 轮 组 时,由 两 股 绳 子 承 担 重 物 和 动 滑 轮 重,所 以 省 力,故 C 正 确;D、使 用 滑 轮 组 时,省 了 力,肯 定 要 费 距 离,故 D 错 误。故 选:C。【变 式 5】在 有 着“世 界 工 厂”之 称 的 东 莞,车 间 工 人 们 用 如 图 所 示 的 滑 轮 组 把 重 物 提 起 2m的 高 度,下 列 关 于 这 个
19、滑 轮 组 工 作 的 说 法 中,正 确 的 是()7 常 A.绳 子 自 由 端 被 拉 下 了 10m TAB.这 个 滑 轮 组 能 省 距 离 A 尸 6C.这 个 滑 轮 组 能 省 力 D.这 个 滑 轮 组 能 省 功【答 案】C【解 析】解:AB、由 图 知,n=2,拉 力 端 移 动 距 离 s=2h=2X2m=4m,使 用 该 滑 轮 组 要 费 距 离,故 AB错 误;C、使 用 这 个 滑 轮 组 由 两 股 绳 子 承 担 物 重 和 动 滑 轮 重,能 省 力,故 C 正 确;D、使 用 该 滑 轮 组 要 提 升 动 滑 轮、克 服 摩 擦 做 额 外 功,所
20、以 要 多 做 功,故 D 错 误。故 选:C【例 题 6】小 明 用 图 中 装 置 提 升 某 一 物 体,拉 力 为 100N,物 体 匀 速 上 升 了 2m,不 计 摩 擦、绳 重 和 滑 轮 自 重,下 列 说 法 正 确 的 是()A.两 个 滑 轮 均 为 定 滑 轮 B.小 明 克 服 重 力 做 功 为 200JC.物 体 的 重 力 为 200ND.使 用 该 装 置 不 但 能 省 力,还 能 省 功【答 案】C【解 析】解:A、由 图 可 知,该 装 置 由 一 个 动 滑 轮 和 一 个 定 滑 轮 组 成,故 A 错 误;B、不 计 摩 擦 和 滑 动 自 重,使
21、 用 动 滑 轮 能 省 一 半 的 力,F=p 得 G=2F=2X100N=200N,小 明 克 服 重 力 做 功 为 W=Gh=200NX2m=400J,故 B 错 误;C、不 计 摩 擦 和 滑 动 自 重,使 用 动 滑 轮 能 省 一 半 的 力,F=*得 G=2F=2X100N=200N,故 C 正 确;D、使 用 动 滑 轮 能 省 力 但 费 距 离,使 用 定 滑 轮 能 改 变 力 的 方 向,使 用 任 何 机 械 都 不 省 功,故 D 错 误。故 选:Co【变 式 6】如 图(绳 子 和 滑 轮 重 不 计,忽 略 绳 子 和 动 滑 轮 的 摩 擦 力)重 为 6
22、0N的 物 体 A,在 10N的 拉 力 作 用 下,物 体 在 水 平 路 面 上 以 lm/s的 速 度 做 匀 速 直 线 运 动 6s,则()(多 选)A.物 体 A 与 水 平 路 面 间 的 摩 擦 力 为 120NB.物 体 A 与 水 平 路 面 间 的 摩 擦 力 为 20NC.在 6s内 绳 子 自 由 端 移 动 了 12mD.在 6s内 绳 子 自 由 端 移 动 了 18m【答 案】BC【解 析】解:由 滑 轮 组 结 构 看 出,n=2,作 用 在 物 体 上 的 水 平 拉 力:F=2X10N=20N;物 体 匀 速 运 动,物 体 受 到 的 滑 动 摩 擦 力
23、:f=F=20,故 A 不 符 合 题 意:物 体 移 动 的 距 离:s=vt=lm/sX6s=6m;绳 子 自 由 端 通 过 的 距 离:s=2s=2X6m=12m,故 D 不 符 合 题 意;故 选:BC四、机 械 效 率:1.有 用 功(W 有):为 了 达 到 工 作 目 的,必 须 要 做 的 功。2.额 外 功(1%):对 人 们 没 有 用 但 不 得 不 做 的 功;3.总 功(W.e):利 用 机 械 做 功 时,对 机 械 所 做 的 功 叫 做 总 功;4.说 明:(1)W,S=W w+W(2)总 功、有 用 功、额 外 功 的 单 位 都 是 焦(J)。5.机 械
24、效 率:物 理 学 中,将 有 用 功 跟 总 功 的 比 值 叫 做 机 械 效 率;用 符 号 n 表 示;6.公 式:7;=-;7.物 理 意 义:机 械 效 率 是 标 志 机 械 做 功 性 能 好 坏 的 重 要 指 标,机 械 效 率 越 高,机 械 的 性 能 越 好;8.说 明:(1)机 械 效 率 只 有 大 小,没 有 单 位;(2)由 于 有 用 功 总 小 于 总 功,所 以 机 械 效 率 总 小 于 1;(3)机 械 效 率 通 常 用 百 分 数 表 示;(4)对 一 个 机 械 来 说,机 械 效 率 不 是 固 定 不 变 的,机 械 效 率 反 映 的 是
25、 机 械 在 一 次 做 功 过 程 中 有 用 功 跟 总 功 的 比 值,同 一 机 械 在 不 同 的 做 功 过 程 中,有 用 功 不 同,机 械 效 率 也 会 不 同。【例 题 7】下 列 说 法 中 正 确 的 是()A.机 械 效 率 高 的 机 械,做 功 就 越 多 B.功 率 大 的 机 械,做 功 就 越 多 C.功 率 小 的 机 械,其 机 械 效 率 越 低 D.功 率 大 的 机 械,做 功 就 越 快【答 案】D【解 析】解:A、机 械 效 率 等 于 有 用 功 与 总 功 的 比 值,反 映 了 有 用 功 在 总 功 中 所 占 比 例 的 大 小,所
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