專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(十一)　滑輪及滑輪組的四大模型課件 2024~2025學(xué)年人教版（2024）八年級(jí)下冊(cè)物理

專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(十一)滑輪及滑輪組的四大模型1.(2024黑龍江牡丹江中考)如圖所示,利用動(dòng)滑輪提升物體,

使其在10s內(nèi)勻速上升4m。物體的重力為10N,動(dòng)滑輪的重

力為2N,不計(jì)繩重與摩擦。下列說(shuō)法正確的是

()A.使用動(dòng)滑輪可以省距離B.物體運(yùn)動(dòng)的速度為4m/sC.拉力的大小為5ND.繩子自由端移動(dòng)的距離為8m類型一豎直滑輪模型D解析使用動(dòng)滑輪可以省力,但費(fèi)距離,故A錯(cuò)誤;物體在10s

內(nèi)勻速上升4m,則物體運(yùn)動(dòng)的速度為v=

=

=0.4m/s,故B錯(cuò)誤;由題圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,物體的重力為

10N,動(dòng)滑輪的重力為2N,故拉力的大小為F=

=

=6N,故C錯(cuò)誤;繩子自由端移動(dòng)的距離為s=nh=2×4m=8m,故D正確。2.(2024廣東茂名期末)如圖所示,某人用滑輪組、粗繩使質(zhì)量m=20kg的物體勻速上升了50cm,已知?jiǎng)踊喌馁|(zhì)量為2kg,g取10N/kg,人的拉力大小用F表示,繩子自由端運(yùn)動(dòng)的距離為s,則下列關(guān)系式最符合實(shí)際的是

()A.F=110N,s=1m

B.F>110N,s>1mC.F>110N,s=1m

D.F<110N,s<1mC解析由題意可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,物體的重力

為G=mg=20kg×10N/kg=200N,動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=m動(dòng)g=2kg×10N/kg=20N;在忽略繩重和摩擦?xí)r,人的拉力為F=

(G+G動(dòng))=

×(200N+20N)=110N,實(shí)際情況中由于存在繩重和摩擦,則拉力F

>110N。繩子自由端運(yùn)動(dòng)的距離為s=nh=2×50cm=2×0.5m=1m,故C正確。3.(2024山西蒲縣期末)工人用如圖所示的裝置運(yùn)送砂石。已知砂石和桶的總質(zhì)量為40kg,工人的質(zhì)量為50kg,工人用220N的力拉著繩子使桶向上勻速運(yùn)動(dòng)2m,用時(shí)10s。不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/kg,下列說(shuō)法正確的是

()A.繩子自由端移動(dòng)的距離為1mB.動(dòng)滑輪的重力為40NC.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m/sD.提升的桶和砂石受到的重力不能超過(guò)工人受到的重力B解析由題意可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,則繩子自由端移動(dòng)的距離為s繩=nh=2×2m=4m,故A錯(cuò)誤;動(dòng)滑輪的重力為G輪=2F-G物=2×220N-400N=40N,故B正確;繩子自由端移動(dòng)的速度為v繩=

=

=0.4m/s,故C錯(cuò)誤;物體間力的作用是相互的,工人向下拉繩子時(shí),繩子會(huì)對(duì)人施加向上的拉力,所以工人能提供的最大拉力F最大=G人=m人g=50kg×10N/kg=500N,不計(jì)繩重和摩擦?xí)r,利用該滑輪組能提起的最大物重G最大=2F最大-G輪=2×500N-40N=960N,則提升的桶和砂石受到的重力可以超過(guò)工人受到的重力,故D錯(cuò)誤。4.(2024湖南慈利期末)如圖所示,a、b為兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),不

計(jì)繩重、滑輪重和摩擦。當(dāng)豎直勻速提升重為30N的物體

時(shí),a、b兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)分別為

N、

N。

2010解析由題圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3,不計(jì)繩重、

滑輪重和摩擦,則Fb=

G=

×30N=10N;對(duì)定滑輪進(jìn)行受力分析,不計(jì)滑輪重時(shí),定滑輪受到2股繩子向下的拉力、彈簧

測(cè)力計(jì)a向上的拉力,則Fa=2Fb=2×10N=20N,故a彈簧測(cè)力計(jì)

的示數(shù)為20N。類型二水平滑輪模型5.(2024河南寶豐期末)利用兩個(gè)滑輪和一根繩子組成的滑輪

組水平拉動(dòng)某一重物,滑輪組的繞繩方式有甲、乙兩種,不計(jì)

滑輪重、繩重以及繩與滑輪間的摩擦,則

()

A.甲方式更省力B.乙方式更省力C.甲、乙兩種方式省力情況一樣D.條件不足,無(wú)法判斷B解析甲方式滑輪組繩子的有效股數(shù)為2,拉力為物體所受

阻力的一半,乙方式滑輪組繩子的有效股數(shù)為3,拉力為物體

所受阻力的

,所以乙方式更省力。6.(跨學(xué)科·物理學(xué)與工程實(shí)踐)(2024廣東深圳光明期末)高速鐵路的輸電線無(wú)論冬、夏都得繃直,以保障列車電極與輸電線的良好接觸。如圖所示為輸電線的牽引裝置,鋼繩通過(guò)滑輪組懸掛20個(gè)相同的墜砣,每個(gè)墜砣重250N,不計(jì)滑輪和鋼繩的自重及摩擦,不考慮鋼繩的熱脹冷縮,下列說(shuō)法正確的是

()A.滑輪A為定滑輪B.該裝置既能省力又能省距離C.輸電線P端受到的拉力大小為2500ND.若墜砣串下降了20cm,輸電線P端向左移動(dòng)10cmD解析滑輪A會(huì)隨輸電線一起移動(dòng),為動(dòng)滑輪,故A錯(cuò)誤;該滑

輪組由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成,可以省力,但是會(huì)費(fèi)距

離,故B錯(cuò)誤;滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,不計(jì)滑輪和鋼繩的

自重及摩擦,則輸電線P端受到的拉力為F=nG總=2×20×250N=10000N,故C錯(cuò)誤;若墜砣串下降了20cm,輸電線P端向左移動(dòng)的距離為s=

=

=10cm,故D正確。7.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)物體A放在水平桌面上,利用如圖所示

的裝置使物體A以0.1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力

計(jì)始終保持水平,不計(jì)繩重、滑輪重、繩子的伸長(zhǎng)以及滑輪

與繩子、軸之間的摩擦,則繩子自由端的拉力F和物體A與水

平桌面之間的摩擦力f的大小分別為

()A.F=3.3N,

f=4.4NB.F=2.2N,

f=4.4NC.F=3.3N,

f=6.6ND.F=2.2N,

f=6.6NB解析由題圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,當(dāng)使用滑

輪組拉動(dòng)物體A在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),整個(gè)裝置

處于平衡狀態(tài),對(duì)左側(cè)滑輪進(jìn)行受力分析,左側(cè)滑輪受到3股

繩子向右的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)向左的拉力,則3F=F示=6.6N,

所以繩子自由端的拉力F=

F示=

×6.6N=2.2N,物體A與水平桌面之間的摩擦力f=2F=2×2.2N=4.4N。故選B。8.(2024山東肥城期末)將物體A、B通過(guò)滑輪組連接,物體B

恰好勻速下降,已知A重60N,B重10N,A所受地面的摩擦力

為f;若對(duì)A施加一個(gè)水平向左的拉力F,剛好使A在原來(lái)的水

平面上勻速向左運(yùn)動(dòng),不計(jì)繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的

摩擦。下列說(shuō)法中

()①f=20N②f=30N

③F=40N④F=60N

A.只有①②正確

B.只有①③正確C.只有②④正確

D.只有③④正確答案

B解析物體B重10N,物體B恰好勻速下降時(shí),繩子對(duì)B的拉力

與物體B的重力大小相等,則滑輪組繩子自由端的拉力為10N,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,則繩子對(duì)B的拉力、繩子對(duì)A

的拉力的關(guān)系為FB=

FA=10N,此時(shí)物體A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則A所受地面的摩擦力為f=FA=20N;若對(duì)A施加一個(gè)水

平向左的拉力F,剛好使A在原來(lái)的水平面上勻速向左運(yùn)動(dòng),

此時(shí)摩擦力的方向水平向右,但大小不變,則有F=FA+f=40N;

故只有①③正確。類型三“反拉”滑輪模型9.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)如圖所示,在力F的作用下,重物和滑輪

沿豎直方向勻速上升,重物受到的重力G=10N。

(1)若不計(jì)繩重、繩與滑輪間的摩擦及滑輪重,則力F的大小

是

()A.40N

B.20N

C.10N

D.5NB(2)若考慮滑輪重,不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦,在大小為25N的力F的作用下,重物以0.1m/s的速度勻速豎直上升,則滑輪受到的重力是

N,滑輪上升的速度為

m/s。50.05解析(1)重物和滑輪沿豎直方向勻速上升時(shí),裝置處于平衡

狀態(tài),對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析,動(dòng)滑輪受到2股繩子豎直向下

的拉力和豎直向上的拉力F,則F=2F拉,對(duì)重物進(jìn)行受力分析,

重物受到豎直向上的繩子拉力和豎直向下的重力,故F拉=G,

則拉力F=2G=2×10N=20N。(2)不計(jì)繩重及繩與滑輪間的

摩擦?xí)r,動(dòng)滑輪受到豎直向上的拉力F、豎直向下的重力和2

股繩子的拉力,故F=2G+G動(dòng),則G動(dòng)=F-2G=25N-2×10N=5N;

根據(jù)v物=2v輪可得,動(dòng)滑輪上升的速度v輪=

×0.1m/s=0.05m/s。方法歸納當(dāng)拉力作用在動(dòng)滑輪軸上并豎直向上拉升物體時(shí),拉力F=2G物+G動(dòng),動(dòng)滑輪通過(guò)的距離s動(dòng)=

s物,動(dòng)滑輪移動(dòng)的速度v動(dòng)=

v物,按此方式使用的動(dòng)滑輪具有費(fèi)力、省距離的特點(diǎn)。類型四人與物一起運(yùn)動(dòng)模型10.(2023湖北?？灯谀?如圖所示,質(zhì)量為60kg的人,站在質(zhì)

量為30kg的吊籃內(nèi),不計(jì)滑輪重和摩擦,g取10N/kg,他至少

用

N的拉力拉住繩子,才能使自己和吊籃在空中

保持靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)吊籃底面對(duì)他的支持力為

N。225375解析如解析圖所示,該滑輪組由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪

組成,當(dāng)人和吊籃在空中保持靜止時(shí),整個(gè)裝置處于平衡狀

態(tài),對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析,動(dòng)滑輪受到2股繩子豎直向下的

拉力和1股繩子豎直向上的拉力,則F1=F2、F3=F1+F2=2F2,人

和吊籃受到的重力G總=m總g=(60kg+30kg)×10N/kg=900N;

對(duì)人和吊籃組成的整體進(jìn)行受力分析,該整體受到3股繩子

豎直向上的拉力和豎直向下的重力,故F3+F1+F2=G總,解得F2=

G總=

×900N=225N。對(duì)人進(jìn)行受力分析,此時(shí)人受到重力、拉力和吊籃底面對(duì)他的支持力,吊籃底面對(duì)他的支持力

F支=G-F2=600N-225N=375N。

11.如圖所示,站在小車上的男孩在繩子末端施加50N的水平

拉力F,物體M和小車在水平地面上做方向相反的勻速直線

運(yùn)動(dòng),物體M的運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s,小車的運(yùn)動(dòng)速度為0.3m/s,

則地面對(duì)物體M的摩擦力為

N,2s后繩子自由端

移動(dòng)的距離為

m。(不計(jì)繩重、滑輪重以及繩與

滑輪間的摩擦)

1503解析由題圖可知,當(dāng)小車、物體均做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),對(duì)右側(cè)滑輪進(jìn)行受力分析,右側(cè)滑輪受到3個(gè)繩子水平向左的拉力和1個(gè)繩子水平向右的拉力,則3F=F1,對(duì)