第03講 認(rèn)識滑輪及滑輪組（解析版）

第03講認(rèn)識滑輪及滑輪組理解定滑輪、動滑輪特點、實質(zhì)及其作用；熟悉滑輪組的特點要點一、定滑輪和動滑輪周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動軸的輪子叫滑輪，因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。在工作過程中，軸的位置固定不動的滑輪叫做定滑輪；在工作過程中，軸的位置隨物體移動的滑輪叫做動滑輪。定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿。定滑輪的特點是它的轉(zhuǎn)軸（支點）不隨貨物上下移動。動滑輪，如圖乙所示，特點是它的轉(zhuǎn)動軸會隨物體上下移動，它實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，它的轉(zhuǎn)動軸是阻力作用點。定滑輪和動滑輪的作用：使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。要點二、滑輪組定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成的叫___滑輪組___。特點：既可省力，又可以改變用力方向，但費距離。實質(zhì)：是一個動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。支點是上端固定的那段繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。結(jié)論：在使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著動滑輪，提起物體所用的力就是總重的幾分之一。省力特點：使用滑輪組時，有幾段(股)繩子吊著物體，提起重物所用的力就是物重的幾分之一，數(shù)學(xué)表達(dá)式，即___，其中F為提起重物所用的力，G為物重，n為承受物重的繩子段(股)數(shù)，即繞在動滑輪上的繩子段(股)數(shù)。知識點一：定滑輪及其工作特點【探究重點】實質(zhì)：是一個等臂杠桿。支點是轉(zhuǎn)動軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。特點：不能省力，但可以改變力的方向。【例題精講】旗桿頂端裝有一個滑輪，如圖所示。若國旗以0.4米/秒的速度勻速上升，繩自由端施加的拉力為5牛，不考慮滑輪與軸之間的摩擦，則國旗的重力G、繩子自由端移動的速度v分別是()A．牛米/秒 B．牛米/秒C．牛米/秒 D．牛米/秒【答案】A【解析】旗桿頂端裝的滑輪是定滑輪，定滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，故，繩自由端施加的拉力等于國旗的重力G，國旗的重力為5N；繩子自由端移動的速度等于國旗勻速上升的速度，為0.4米/秒，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A?！眷柟逃?xùn)練】如圖，在不計摩擦的情況下，要將物體勻速提升，則F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3的大小關(guān)系是()A．F1方向的拉力最小B．F2方向的拉力最小C．F3方向的拉力最小D．三個方向的拉力都一樣大【答案】D【解析】由圖可知，此裝置為定滑輪，在不計摩擦的情況下，使用定滑輪可以改變力的方向但不能改變力的大小，則D符合題意；ABC不符合題意。故選D。知識點二：動滑輪及其工作特點【探究重點】 物理量滑輪定義實質(zhì)特點__動滑輪__滑輪可以和重物一起動動力臂是阻力臂二倍的杠桿可以改變力的方向__定滑輪__滑輪固定不動等臂杠桿省力【例題精講】如圖，在豎直向上的力F的作用下，重為10N物體A沿豎直方向勻速上升。已知重物上升速度為0.4m/s，不計繩與滑輪摩擦以及滑輪重和繩重，則拉力F的大小和滑輪上升的速度分別為()A．20N0.2m/s B．20N0.8m/s C．5N0.2m/s D．5N0.8m/s【答案】A【解析】由圖可知，該滑輪是動滑輪，當(dāng)重物A上升速度為0.4m/s時，滑輪上升速度應(yīng)該是物體速度的一半，即v=0.2m/s；此時拉力應(yīng)該是物重的2倍，因此拉力為F=2G=2×10N=20N故選A。【鞏固訓(xùn)練】(2021·浙江寧波·中考真題)反思是種良好的學(xué)習(xí)品。(1)一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點O轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2，O點到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為，只要滿足F1×d1=F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎?請說出你的理由；(2)在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進行實驗，得到結(jié)論:使用動滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認(rèn)為，即使不計摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥?1)不正確；若要硬棒AB保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動，除了要滿足杠桿平衡條件，即F1×d1=F2×d2，還需要兩個力根據(jù)實際情況在方向上滿足一定的條件。(2)需要滿足G>G動；由于動滑輪上有兩段繩子，則在不計摩擦的情況下，繩子拉力為則要滿足豎直向上的拉力F小于物重G，即為解得G>G動。知識點三：滑輪組【探究重點】連接：兩種方式，繩子可以先從定滑輪繞起，也可以先從動滑輪繞起。作用：既可以改變力的大小又可以改變力的方向，但是費距離。省力情況：F=(G+G動)/n；繩子自由端移動的距離s=nh，其中n是繩子的段數(shù)，h是物體移動的高度?！纠}精講】(2022·廣西柳州·中考真題)如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲。該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩捆住繩的另一輛向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者為負(fù)，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持”狀態(tài)，沒能分出勝負(fù)。忽略繩與木棍之間的摩擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是()A．僅將繩在兩木棍上多繞1圈 B．僅將繩在兩木棍上少繞1圈C．僅增加繩的總長 D．僅減小繩的總長【答案】A【解析】AB．僅將繩在兩木棍上多繞1圈，這樣承擔(dān)男孩所用木棍的繩子的段數(shù)增大，女孩越省力，可能使女孩獲勝，同理可知，僅將繩在兩木棍上少繞1圈，不能使女孩獲勝，故A符合題意，B不符合題意；CD．改變繩的總長，不能改變力的大小，故CD不符合題意。故選A?！眷柟逃?xùn)練】若用滑輪組提升物體，且提升的物體重力大于動滑輪重力。則關(guān)于滑輪組的敘述，較全面的是()A．一定省力，又能改變力的方向B．一定省力，但不能改變力的方向C．不一定省力，但一定能改變力的方向D．一定省力，是否改變力的方向要具體分析【答案】D【解析】A．如圖所示，滑輪組有三段繩子，力的方向向上，因此可以省力但不能改變力的方向，故A不符合題意；B．如左圖所示，滑輪組有兩段繩子，力的方向向下，因此可以省力，同時能改變力的方向，故B不符合題意；C．左圖滑輪組能省力、能改變力的方向；右圖滑輪組能省力，不能改變力的方向，故C不符合題意；D．因為提升的物體重力大于動滑輪重力，則使用滑輪組一定省力，是否改變力的方向要具體分析，故D符合題意。故選D。如圖所示，旗桿頂端裝有滑輪，升旗時旗手向下拉繩子，國旗冉冉升起。下列說法正確的是()A．該滑輪是動滑輪，可以省力B．旗手對繩的拉力一定等于國旗重力C．國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離D．國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離的一半【答案】C【解析】A．該滑輪不隨國旗一起升降，是定滑輪，可以改變用力的方向，但不能省力，故A錯誤；B．旗手要克服機械間摩擦力，所以旗手對繩的拉力應(yīng)大于國旗重力，故B錯誤；CD．對于定滑輪，既不能省力，也不能省距離，所以國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離，故C正確，D錯誤。故選C。在有著“世界工廠”之稱的東莞，車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度，下列關(guān)于這個滑輪組工作的說法中，正確的是()繩子自由端被拉下了10mB．這個滑輪組能省距離C．這個滑輪組能省力D．這個滑輪組不僅能省力，還能省距離【答案】C【解析】ABD．由圖知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝2，拉力端(繩子自由端)移動距離s＝2h＝2×2m＝4m所以使用該滑輪組費距離，故ABD錯誤；C．使用圖中滑輪組時，由兩股繩子承擔(dān)重物和動滑輪重，所以省力，故C正確。故選C。學(xué)校國旗的旗桿下有一個滑輪，升旗時往下拉動繩子，國旗就會上升，對該滑輪的說法，正確的是：A．這是一個定滑輪，可改變力的方向B．這是一個定滑輪，可省力C．這是一個動滑輪，可改變力的方向D．這是一個動滑輪，可省力【答案】A【解析】因為滑輪的輪軸固定在旗桿上，所以該滑輪是個定滑輪，使用定滑輪的優(yōu)點是可以改變拉力的方向；故選A.(2020·黑龍江雞西)如圖，甲物重15N，乙物重5N，甲乙均靜止，不計測力計自重，則測力計示數(shù)()A．5N B．10N C．15N D．20N【答案】A【解析】如圖為定滑輪組，對乙物受力分析可知，乙在繩拉力與自身重力作用下處于平衡狀態(tài)，故繩拉力等于其自身重力，即測力計示數(shù)為5N；故A符合題意。故選A。關(guān)于如圖中的兩類滑輪甲和乙，下列說法正確的是()A．甲能改變拉力的方向B．甲是等臂杠桿C．甲比乙省力D．甲比乙省距離【答案】C【解析】乙滑輪的軸是固定的，所以是定滑輪，定滑輪是等臂杠桿，使用乙滑輪不能夠省力，但可以改變力的方向；甲滑輪的軸隨物體一起運動，是動滑輪，使用甲滑輪可以省力但費距離，故C符合題意。用如圖所示的滑輪組吊裝25袋大米，每袋大米的質(zhì)量是20kg，拉力F最大為300N，不計滑輪重、繩重及摩擦，則至少需要吊運的次數(shù)是()A．6次 B．7次 C．8次 D．9次【答案】B【解析】根據(jù)圖示可知，n＝3，而繩子能承受的最大拉力為300N，不計滑輪重、繩重及摩擦，則一次吊運大米的重力由G＝mg可得，一次吊運大米的質(zhì)量一次吊運大米的袋數(shù)為所以一次吊運大米的袋數(shù)為4袋，則至少需要吊運的次數(shù)因此需要7次才能吊運完。故選B。如圖所示，可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，在D點掛一個重為G的物體M，用一把彈簧測力計依次在A，B，C三點沿圓O相切的方向用力拉，都使杠桿在水平位置平衡，讀出三次的示數(shù)分別為F1、F2、F3，它們的大小關(guān)系是A．F1＜F2＜F3＜GB．F1＞F2＞F3＞GC．F1=F2=F3=GD．F1＞F2=F3=G【答案】C【解析】試題分析：利用杠桿平衡條件分析，當(dāng)阻力和阻力臂不變時，如果動力臂不變，只改動用力方向，其動力不變，據(jù)此分析解答．解：設(shè)拉力的力臂為L，則由題意可知，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時：G×OD=F×L由此可得：F=因為G，OD不變，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都為圓的半徑，相等，故F1=F2=F3=G故選：C(2020·廣西桂林)利用如圖的滑輪組勻速提升400N的重物，動滑輪重為20N(不計繩重與摩擦)，則拉力F的大小為()A．140

N B．200

N C．210

N D．220

N【答案】B【解析】由圖知，n=2，不計繩重和摩擦，則繩子自由端的拉力：。

故選：C。(2020·黑龍江雞西)如圖，甲物重15N，乙物重5N，甲乙均靜止，不計測力計自重，則測力計示數(shù)()A．5N B．10N C．15N D．20N【答案】A【解析】如圖為定滑輪組，對乙物受力分析可知，乙在繩拉力與自身重力作用下處于平衡狀態(tài)，故繩拉力等于其自身重力，即測力計示數(shù)為5N；故A符合題意。故選A。用動滑輪提起貨物，分別沿三個不同方向勻速拉繩子(如圖所示)，關(guān)于三個力的大小關(guān)系正確的是()A．F1＞F2＝F3 B．F3＞F2＞F1C．F1＞F2＞F3 D．F3＝F2＝F1【答案】B【解析】動滑輪是一個變形杠桿，其支點在O點，畫出三個動力的動力臂，如上圖：由圖可以看出動力臂L1＞L2＞L3，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知，阻力和阻力臂不變的情況下，動力和動力臂成反比，所以F3>F2>F1，故B正確，ACD錯誤。一名體重500N的舉重運動員，可舉起1200N的物體，這個人站在地面上，用如圖的裝置提升重物，滑輪重和摩擦均忽略不計，在下列四個不同重力的物體中，他能提起最重的物重是()A．500N B．2400N C．1200N D．1000N【答案】D【解析】∵人的體重為500N，∴人能施加的最大拉力F=500N，∵F=G=G，且滑輪重和摩擦均忽略不計，∴他能提起最重的物重：G=2F=2×500N=1000N。故選：D。用如圖裝置，在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m，拉力為50N，則拉力的功率為W．若不計繩重和摩擦則動滑輪的重力為N?！敬鸢浮?5；20?！窘馕觥勘绢}考查了學(xué)生對有用功、總功、功率公式、動滑輪s=nh的理解和運用，已知條件已給出，難度不大。(1)先根據(jù)s=2h求出繩子自由端移動的距離，然后根據(jù)W總=Fs拉力做的總功，最后根據(jù)P=求出拉力的功率；(2)不計繩重及摩擦，根據(jù)F=(G+G動)求出動滑輪的重力。繩子自由端移動的距離s=2h=2×3m=6m，拉力做的總功：W總=Fs=50N×6m=300J，則拉力的功率：P===15W。不計繩重及摩擦，由F=(G+G動)可得動滑輪的重力：G動=2F﹣G=2×50N﹣80N=20N。研究滑輪的特點。(1)圖甲是___________滑輪，使用此滑輪分別用不同方向的拉力F1、F2、F3勻速提升重物(如圖丙)，則三個力的大小關(guān)系是___________。(2)想要探究使用滑輪能否省距高，應(yīng)當(dāng)分別測量利用兩個滑輪把物體勻速提升時，物體的移動距離h和手移動的距離s，發(fā)現(xiàn)使用圖甲滑輪時，s___________h；使用圖乙滑輪時s___________h(填<、>或=)?！敬鸢浮慷ā窘馕觥?1)[1]圖甲滑輪的軸固定不動，屬于定滑輪。[2]分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，由于使用定滑輪不省力也不費力，所以三個力的大小關(guān)系是F1=F2=F3(2)[3]定滑輪不省距離，所以s=h。[4]乙滑輪是動滑輪，動滑輪省力，費距離，所以s＞h。某工人用如圖所示的裝置，將重150N的木塊在10s內(nèi)豎直向上勻速提升4m，此裝置是滑輪(選填“定”或“動”)，該工人拉力的功率為W(滑輪和繩的重力、摩擦均不計)【答案】動；60．【解析】使用中固定不動的滑輪是定滑輪，使用時隨物體一起運動的滑輪是動滑輪；滑輪和繩的重力、摩擦均不計，克服木塊重力做的功即為工人拉力做的總功，根據(jù)W=Gh求出其大小，根據(jù)P=求出該工人拉力的功率．(1)圖中的滑輪隨物體一起運動，此裝置是動滑輪；(2)滑輪和繩的重力、摩擦均不計，工人拉力做的功：W=Gh=150N×4m=600J，該工人拉力的功率：P===60W．在圖中標(biāo)出支點O，并作出拉力F的力臂l。【答案】【解析】定滑輪的支點O在滑輪的中心，動力F為繩子的拉力，過支點O向動力作用線畫垂線，就得到F的力臂l1，如圖所示如圖所示，畫出拉力F的力臂l?！敬鸢浮俊窘馕觥坑深}知，O為支點，由O點作F作用線的垂線，垂線段的長為F的力臂l，如圖所示在水平桌面上放一個重300N的物體，物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，勻速移動物體時，水平拉力F為N，繩端移動的速度是物體移動速度的倍。【答案】2：2【解析】根據(jù)動滑輪省一半力的性質(zhì)，拉力大小為物體摩擦力大小的一半30N；繩自由端速度為物體的n倍，本題中繩子股數(shù)為2，所以移動速度為2倍。（2021·甘肅慶陽·二模）如圖所示的兩個滑輪中，屬于動滑輪的是____，若滑輪的自重和摩擦不計，當(dāng)分別用F1、F2勻速提起同一物體時，則F1、F2的大小關(guān)系是：F1_____F2。【答案】乙

﹥【解析】[1]圖乙滑輪隨物體一起移動，所以乙屬于動滑輪。[2]若滑輪的自重和摩擦不計，當(dāng)分別用F1、F2勻速提起同一物體時，因為甲是定滑輪，使用定滑輪不省力，所以F1=G；圖乙是動滑輪，使用動滑輪可以省一半力，故。則F1、F2的大小關(guān)系是：F1＞F2。如圖所示，請用筆畫線在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法?！敬鸢浮俊窘馕觥渴褂没喗M時，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)越多越省力，圖中有一個定滑輪和一個動滑輪，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多為3，故作圖如下：如圖所示，小森用同樣的力把甲、乙兩物體勻速提升，如不計摩擦和滑輪重，則重力G甲_____G乙(“<”“＝”、“>”)。【答案】<【解析】從圖看出，甲為定滑輪，所以F=G甲，乙是動滑輪，F(xiàn)=G乙/2，即G乙=2F。因此G甲<G乙（2022·廣東佛山·模擬預(yù)測）我國第一部介紹西方物理學(xué)的著作《遠(yuǎn)西奇器圖說》里記載了一種機械裝置，如圖所示。小球B拉著小球A勻速移動，若小球B的質(zhì)量是20克，不考慮摩擦和繩重，小球A的質(zhì)量可能為（）A．30克 B．20克 C．16克 D．10克【答案】A【解析】不考慮摩擦和繩重，定滑輪即不省力又不省距離，則繩子對A的拉力等于B的重力，當(dāng)B下降時，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距離lA，大于A豎直上升的高度hA，根據(jù)功的原理可知，重力對B做的功等于繩子的拉力對A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA=mBghB因為hA＜hB所以mA>mB因此A的質(zhì)量肯定大于20g，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。關(guān)于滑輪，下列說法錯誤的是使用定滑輪不省力，但是能改變動力的方向使用動滑輪能省一半力，還能改變動力的方向定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂兩倍的杠桿【答案】B【解析】AC．定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿，使用定滑輪時不省力但可以改變力的方向，故AC正確，不符合題意；BD．動滑輪實質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪省力但不能改變力的方向，故B錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。故選B。如圖所示，用F=20N的拉力，拉著物體在地面上做勻速直線運動，不計繩子與滑輪間的摩擦，則物體與地面之間的摩擦力的大小為()A．20N B．40N C．60N D．80N【答案】C【解析】因為用F=20N的拉力，拉著物體在地面上做勻速直線運動，纏繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)為3段，此時的繩子拉力即為物體與地面之間的摩擦力，即f=3F=3×20N=60N故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。小漢同學(xué)在“研究動滑輪特點”的實驗時，進行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與課本中“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對這一事實，下列做法中最不可取的是(

)實驗次數(shù)物重G/N拉力F/N11．00．6521．50．9032．01．15A．與同學(xué)分析可能原因B．實驗失敗，停止實驗C．改進實驗條件，重新實驗D．查閱資料，了解結(jié)論的適用條件【答案】B【解析】對于“使用動滑輪能省一半力”，我們是通過實驗探究得出來的?？墒切h同學(xué)在進行這個實驗時，實驗結(jié)果卻與課本中的結(jié)論不符。問題在哪里呢？題目排除了操作錯誤，記錄的數(shù)據(jù)也正確。實際上，物理中的許多結(jié)論都是在忽略某些次要因素的基礎(chǔ)上得出的?！笆褂脛踊喣苁∫话肓Α笔窃诓豢紤]動滑輪和繩子的重力，并不考慮摩擦的情況下獲得的結(jié)論。而在進行實驗時，這些因素都是存在的。如果把這些因素都考慮進去，勢必得不出規(guī)律性的東西，得不到正確的結(jié)論。怎么辦呢？此時就要設(shè)法減小以上次要因素的影響，如選用更輕的動滑輪和繩子，進一步減小摩擦，還有盡可能使物體重力更大一些等。在我校物理科技節(jié)上，玲玲老師給大家演示了神奇的“二力平衡”。如圖所示，當(dāng)一學(xué)生握住中間細(xì)細(xì)的圓柱體并保持靜止時，玲玲老師用兩彈簧測力計拉動圓柱體兩側(cè)的“同一根”細(xì)線，使“整根”細(xì)線向右做勻速運動，神奇的是：左手甲彈簧測力計的示數(shù)為4.8N，右手乙彈簧測力計的示數(shù)卻只有1.6N?！巴桓奔?xì)線右端受拉力小，為何細(xì)線還能向右勻速運動呢？原來中空的細(xì)圓柱體內(nèi)部另有“機械”，你認(rèn)為內(nèi)部最有可能的滑輪繞線結(jié)構(gòu)是下列圖中(不計繩重及摩擦)()A． B．C． D．【答案】B【解析】由“左手甲彈簧測力計的示數(shù)為4.8N，右手乙彈簧測力計的示數(shù)卻只有1.6N”可知，，由此可確定內(nèi)部的滑輪的繞線是三段繩子，A選項是兩個定滑輪，不省力。B是三段繩子承擔(dān)，符合要求。C選項應(yīng)該是B的顛倒與題意更不符合，D是四段繩子承擔(dān)。故選B。小可在A端用如圖所示的動滑輪勻速提起200N的水桶,若不計繩重、滑輪重及摩擦,則人拉繩子A端的動力為N;實際測量A端的拉力為110N,不計繩重及摩擦,則滑輪重為N。

【答案】100；20?！窘馕觥?1)因為動滑輪有兩段繩子吊著物體，不計動滑輪重、繩重和摩擦，拉力F=G=×200N=100N；(2)若不計繩重及摩擦，實際測量A端的拉力為110N時，根據(jù)F=(G+G動)得G動=2F-G=2×110N-200N=20N。（2022·廣東揭陽·模擬預(yù)測）如圖所示，物體甲和乙所受重力都為160N，滑輪重力及摩擦忽略不計，當(dāng)用力分別勻速提起物體甲和物體乙時，F(xiàn)甲為________N，F(xiàn)乙為________N．

【答案】

160

80【解析】解答：左圖的滑輪不隨物體一起運動,所以甲是定滑輪,定滑輪不省力,所以F甲＝G＝160N；右圖滑輪隨物體一起升降,所以是動滑輪,所以可以省一半的力,F乙＝G＝×160N＝80N【點睛】（1）掌握定滑輪的工作特點：不能省力，但可以改變用力方向；（2）掌握動滑輪的工作特點：可以省一半的力，但不可以改變動力方向．(2020·山東青島)研究定滑輪的特點：(1)在研究使用定滑輪是否省力時，用如圖甲所示裝置勻速提升重物，需要測量的物理量是______和______。(2)如圖乙所示，分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，則三個力的大小關(guān)系是______。(3)旗桿頂部有一個定滑輪，給我們升國旗帶來了便利。這是利用定滑輪______的特點?！敬鸢浮繌椈蓽y力計對繩子末端的拉力物體的重力F1=F2=F3可以改變力的方向【解析】(1)[1][2]在研究使用定滑輪是否省力時，我們需要比較繩子末端受到的拉力和物體的重力大??；用如圖甲所示裝置勻速提升重物，需要測量的物理量是彈簧測力計對繩子末端的拉力和物體的重力。(2)[3]圖乙的裝置是一個定滑輪，定滑輪工作的特點既不省力也不費距，所以分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，三個力的大小相等，即F1=F2=F3(3)[4]雖然既不省力也不費距，但是定滑輪可以改變力的方向，所以旗桿頂部裝一個定滑輪能夠方便我們升降國旗。如圖所示，用定滑輪和動滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，且動滑輪重小于物重，使用甲圖滑輪最大的優(yōu)點是________；所用的拉力F甲________F乙(選填“>”、“<”或“=”)。【答案】可以改變施力的方向>【解析】[1]甲圖是一個定滑輪，定滑輪的特點是能夠改變力的方向，但是不能省力，因此F甲=G。[2]乙圖是一個動滑輪，且動滑輪重小于物重，動滑輪的特點是能夠省一半力，則有所以。如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提起兩個重物，其中乙為_______滑輪，使用時相當(dāng)于_______杠桿，使用甲滑輪的優(yōu)點是_______；若不計滑輪重力及摩擦，且拉力F1=F2，則GA________GB(選填“小于”“等于”或“大于”)?！敬鸢浮縿邮×Ω淖冇昧Ψ较蛐∮凇窘馕觥縖1][2]乙滑輪隨貨物一起升降，為動滑輪，忽略滑輪自重能省一半的力，使用時相當(dāng)于省力杠桿。[3]甲不隨貨物升降的滑輪為定滑輪，甲滑輪的優(yōu)點是改變用力方向。[4]圖中甲滑輪位置固定不變，是定滑輪，不計滑輪重力及摩擦?xí)r，定滑輪動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，動力就等于阻力，所以F1等于GA；圖中乙滑輪隨物體一塊移動，是動滑輪，動滑輪的動力臂是阻力臂的2倍，不計滑輪重力及摩擦?xí)r，使用動滑輪能省一半的力，故F2小于GB。因為F1=F2，則GA小于GB。定滑輪在使用時相當(dāng)于一個杠桿。如圖所示，某人用繩子沿著傾斜的方向通過定滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為F，鉤碼重力為G。(1)請在圖中標(biāo)出這只“杠桿”的支點O，畫出拉力F、鉤碼重力G及它們的力臂(保留作圖痕跡)；(2)若不計摩擦、滑輪重和繩重，請用杠桿平衡條件推證：F=G?！敬鸢浮?1)如圖所示。(2)由幾何知識知：l1=l2=R(R為滑輪半徑)根據(jù)杠桿平衡條件：F1·l1=F2·l2，即F·l1=G·l2，所以F=G【解析】(1)支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，所以定滑輪的支點在定滑輪的轉(zhuǎn)軸上。鉤碼重力G作用在鉤碼的重心上，拉力F作用在繩端，方向沿著繩子斜向下。從支點分別向兩個力的作用線作垂線，垂線長就是力臂。(2)根據(jù)幾何中圓的半徑相等和杠桿平衡條件即可推證F=G。如圖甲，G1=30N，臺秤示數(shù)18N，不計一切摩擦和滑輪的重，物體G2重為__