2024-2025学年浙教版九年级科学上册滑轮讲义

滑轮

定义实质特点

轴固定不使用定滑轮——力，但可以改变动力的

定滑轮

动的滑轮杠杆

轴可以随动力臂

物体一起为阻力使用动滑轮省_____力，但费一倍距离，且动滑

动滑轮

运动的滑臂—轮不能改变力的方向

轮的杠杆

①在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况

滑轮组是

下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳

由定滑轮

滑轮组子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之

和动滑轮

组合而成②可以既省力又改变力而作用方向

［说明］滑轮组中拉力尸应为所承担重物总重的士例如在考虑动滑轮重，不计摩擦时，

n

则拉力产=续士国5为承担重物绳子的段数）。

n

另外，无论是否考虑轮重与摩擦，以下两点均成立：

（1）绳子自由端（即：拉力作用点）移动距离s与重物被提升距离力的关系：s=nh

5为承担重物绳子的段数）。

（2）绳子自由端（即：拉力作用点）移动速度o与重物被提升速度外的关系：vF=nvG

（A为承担重物绳子的段数）。

知识点3机械效率

1.有用功，额外功和总功

定义公式应用

斜面、杠杆、

/有用=必（提升重物）=（总一/额=nW滑

有用功对人们有用的功

总轮及滑轮组：

W有用=Gh

斜面、杠杆、

并非我们需要但又不/额=肌B一必有用=G动力（忽略轮轴摩擦

额外功滑轮及滑轮组：

得不做的功的动滑轮、滑轮组）

济额=塞或公

杠杆、滑轮及

有用功加额外功或动给用

总功十总一例有用十例额一展一〃滑轮组：

力所做的功

W!&=fL+Gh=FL

［注意］判断有用功与额外功的根本依据是做功的目的，例如：当我们用水桶从井中提水时,

则对水做的功为有用功，对水桶做的功为额外功；当水桶掉到井里打捞时，则对水桶做的

功为有用功，而对水桶里的水做的功为额外功。

水平拉动物体：〃有用=尸拉物XS物；提升物体：〃有用=GX瓦

知识归纳：三种简单机械做功的比较

\1n械

l杠杆滑轮组(提重物)斜面

功

W有用=GhW有用=GhW有用=Gh

有用功

克服动滑轮重、绳重、摩

克服摩擦力所做的功

克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功

擦力所做的功⑴+额外=%一%用

(1)印额外=印总一%用

额外功

%额外=%-%用

(2)若不计绳重、摩擦力，(2)W额外=4(L为斜

W额外=G动，面的长)

总功%=Fs%=Fs%=Fs

三种简单机械机械效率的计算

滑轮或滑轮组

杠杆斜面

竖直提升重物水平拉物体

%FsnF(1)

W^_Gh(2)不计绳重、摩擦q=%用=/物=/W^_Gh

“W!!——

eFsGhG一明一Fs绳一nF

77——%FL

G/z+G动〃G+G动

其中f为物体与水平地

其中G为物重，h为重物上升

其中G为提升面间的摩擦力，F为拉(2)

高度，s为绳自由端移动距

重物的重力，hGh

离，n为承担重物的绳子数力，s物为物体移动的77—

为重物升高的Gh+fL

进一步化简

高度，F为动其中G为物重，

GhG1距离，s绳为绳子自由

力，s为动力77=--------=-------=----h为斜面高度，

Gh+GhG+G动—

作用点移动的7J1询移动的距离，n为承L为斜面长度，

C

距离'担摩擦力的绳子段数F为拉力，f为

所以适当增大物重可提高机

摩擦力

械效率

常见例题讲解

类型一常规题型

例1.用如图所示的滑轮组来提水，已知每个滑轮重5N,空桶重5N,桶中装5kg水，先将这

桶水在20s内匀速提升5m,(不计绳重和摩擦)求：

(1)拉力F的大小；

(2)拉力F的功率；

(3)计算滑轮组的机械效率；

(4)若滑轮组的机械效率是90%,滑轮的重不变，则桶中的水的质量变化了多少

例2.用如右图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m,不计绳重和摩擦，此时

滑轮组的机械效率为80%。

(1)求此时绳子的拉力，。

(2)若绳子最大能承受200N的拉力，此滑轮组的机械效率最大是多少？

图7

例3.用图7所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力尸=3N,物体A

的速度v=0.2m/s,忽略滑轮重、绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是

A.物体A受到合力不为零B.物体A受到的拉力为9N

C.竖直墙受到的拉力为9ND.拉力尸每秒钟做功为1.8J

例4.如图8所示装置中，长木板甲重20N,物体乙重10N。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑

轮相连，当水平方向的拉力尸的大小为6N时，长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s,

向左做匀速直线运动。不计滑轮处摩擦，绳子拉物体乙的功率是W,

变式训练

1.如图5所示装置中，物体甲重20N,乙重10N。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，

沿着水平方向的拉力尸的大小为5N时，物体甲恰能在光滑的水平桌面上向左做匀速直线运

动。不计滑轮处摩擦，下列说法中正确的是

B.物体乙受到的运动阻力为5N尸乙解j

C.竖直墙面对滑轮沿水平方向的拉力为5N"tl——忠一一

D.甲乙两物体的物重不同，受到摩擦力的大小也不同图5

2.如图12所示装置，物体6所受重力为&物体/在物体6的作用下在水平桌面上向右匀

速运动.小明用一个水平向左的力拉物体4使物体8以速度P匀速上升，此时滑轮组的机

械效率为80%；若将物体方换成物体。后，小明用另一个水平向左的力拉物体4使物体C

以4y的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为60%.不计绳重及滑轮组装置的摩擦，则

第二次水平向左拉物体力时，拉力的功率是.

类型二滑轮与压强结合1,

例1.如图8所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s

的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75%,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体

重力的0.3倍，不计绳重、滑轮摩擦，地面上定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，人对

绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，则下列计算结果正确的是()

A.绳子自由端受到拉力的功率是2W

B.人所受到的合力为零

C.绳子自由端运动的速度是0.01m/s

D.人对地面的压力是410N

例2.如图是一个上肢力量健身器示意图.D是动滑轮；配重A的质量为140kg,杠杆EH可

绕。点在竖直平面内转动，0E：OH=1：2.假定运动员体重是600N,(不计杠杆重、绳重及

摩擦，).问：

(1)配重A自由放置时对地面的压力是多大？

(2)当人将配重A匀速提升0.2m时，人做功340J,动滑轮重为多少？

(3)如果运动员对H端施加一个竖直向下100牛的力，并保持EH水平，则左侧绳子对E

端的拉力是多少？

变式训练

《旨平)39.如图24所示.质量为60kg的工人在水平地面上*用滑轮组把货物运到高处.第一次

运送货物时，货物质量为130kg工人用力Q匀速拉绳,地面对工人的支持力为2,滑轮组的机械效

率为力：第二次运送货物时，货物质量为90kg.工人用力入匀速拉绳的功率为生.货箱以O.lm/s

的速度匀速上升,地面对人的支持力为M，M与恒之比为2:3.

(不计绳重及滑轮摩擦,g取10N/kg)

求:(1)动滑轮重和力Fi的大小；

⑵机械效率7＞：

(3)功率七・

类型三滑轮与浮力结合

例1.如图正方体A在水平面处于静止状态，已知A的边长为10cm,密度为8g/cm3,动滑轮

总重为20N,不计绳重和摩擦。

(1)求正方体A的质量

(2)当绳的自由端拉力Q10N时，求物体A对水平地面的压强多大？

(3)把物体A完全浸没在水中时，用此滑轮组匀速提升物体，求露出水面前滑轮组的机械效

率。

A

77777777777

例

2.

（崇文）34.小文的体重为600N,当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m5

解物/时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75X10'Pa.已知小文与地面的接触面

积为400cm、当他用此滑轮组在空，中匀速提升重物8时，滑轮组的机械效率是80%.已知

重物/重物力所受重力之比G：fi=5：12,若不计绳童和摩擦，g=10N/kg.

求；（1）提升重物力时小文对地面的压力.

（2）物体力的密度.

（3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率.

（4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升，

小文拉绳的功率凡

变式训练

1.用如图滑轮组将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N（不

计摩擦和绳重）

求：（1）滑轮组的机械效率

（2）拉力的功率

（3）若重600N的人，用该滑轮组将重600N,密度为6g/cm，的另一浸没在水中物体匀速拉起

时，求：物体浸没在水中时，人对地面的压强（人每只脚的底面积为2dm今

类型四机械效率问题

例1.利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力Fi和FZ分别把质

量相等的重物G和G?提升到相同的高度，则（）

A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高

C、F2做功的功率大D、Fi、F,做功的功率一样大

例2.两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G。，摩擦和绳重均不计，用它们分别

匀速提起重为G=5G。的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（）

◎

◎

4

0

。

口

A、6：7B、7：6

C、5：6D、5：7

例3.如图所示，斜面长6m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿

斜面移动了2m,下列说法正确的是（）

A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300N

C、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W

类型五简单机械结合类问题（难点）

例1.如图所示的装置，。为杠杆的支点，在杠杆上挂有重为60N的重物6,杠杆的左端通过

细绳（绳的中间串一个弹簧测力计）跨过定滑轮悬挂着重物/处于静止状态，此时弹簧测力

计的示数为40N,杠杆处于水平位置平衡。保持M点位置不动，向容器。中缓慢注水至/完

全浸没在水中，测力计示数变为20N。托起容器C,使4接触容器的底部，弹簧测力计的示

数逐渐减为10N,同时移动物体方的悬挂点，使杠杆仍在水平位置平衡。若已知容器的底面

积为200cm）杠杆、弹簧测力计、细绳和滑轮的质量以及一切

摩擦均可忽略不计，水的密度og.OXlO'kg/m：取g=10N/kg。Wf

则根据以上数据可知]

TT

A.物体力的体积为ZXlO'cn?

B.物体力的密度为ZXIOTg/n?

C.物体6的悬挂点应向左移动的距离为杠杆长度的23

10

D.若将物体/从容器中取出，取出前后容器底部受水的压强的变化量为lOOPa

例2.如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。/是动滑轮，6是定滑轮，C是卷扬

机，，是油缸，£是柱塞。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮

上升提取重物，被打捞的重物体积-0.5m3„若在本次打捞前起重机对地面的压强R=2.0

X107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强.=2.375X10'Pa,物体完全出水后

起重机对地面的压强R=2.5Xl()7pa。假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对

吊臂的支撑力分别为5和%,4与、之比为19：24。重物出水后上升的速度y=0.45m/s。

吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g取10N/kg)求：

(1)被打捞物体的重力；

(2)被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组4?的机械效率；

(3)重物出水后，卷扬机牵引力的功率。不。

斜面

考点：斜面的机械效率摩擦力求解

斜面的机械效率：斜面越粗糙，机械效率越小;

斜面的倾角越大，机械效率越小;

斜面与提升的物体重量无关

综合计算：找准功并把功作为中间量；注意滑轮自由端移动的距离；熟悉用两个已知量求

第三个量

W=FS=Pt=FvtW总=W额+W有用=w有用/n

w有用=w^—3额=nW总

常见题型

例1.如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，测斜面的机械效率的实验中:

(1)测斜面机械效率的原理是;

(2)实验中需要测的量是、、、.

(3)n=o(用上面的量描述)旷

例2.已知斜面的长为L,高为h,用沿斜面向上的推力F,使物体匀速地从斜面底端运动到

顶端。若物重为G,克服摩擦阻力做的功为W,则斜面的机械效率为()

Gh_gh__

A、下IB、可C、FLVWD、弱有瓦

例3.某实验小组的同学在探究斜面的机械效率时，他们用弹簧测力计拉着小车沿斜面向上

运动，收集了下表中的实验数据：

实验斜面的帧小车重量斜面高度沿斜面拉力斜面长

机械效率

第次斜程度G/Nh/mF/Ns/m

1较缓50.22.2145%

2较陡50.53.6169%

3最陡50.74.2183%

(1)分析上表中的数据得出：当斜面坡度较时,较省力；

(2)分析上表中的数据还可得出：当斜面时，斜面的机械效率最大；

(3)该小组又做了第4次实验：他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长

分别为0.5m和1m,用弹簧测力计拉着这个小车沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时弹簧

测力计的示数为4.5N,则他们测出斜面的机械效率为一.把第4次与第

次的测量结果相比较，才能得出：当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小.

A0B

1J庵

课后作业图6

1.轻质硬杆AB长75cm。用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是Idm?的球乙分

别拴在杆的AB两端。在距A点30cm处的0点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB

处于水平平衡。将乙浸没在某液体中后，杆AB仍平衡，如图6所示。此时甲对水平桌面的

压强改变了1200Pa。则这种液体的密度是kg/m3(取g=10N/kg)

2.如图24所示，用滑轮组将重为年1800N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金

属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时,,,

匀速提起的而

速度为历=0.8m/s,金属块的密度为8Xl()3kg/m3,g取10N/kg。求：

(1)金属块未露出水面以前的机械效率〃。R1

G

图24

（2）金属块被提出水面后匀速提起的速度质（计算结果保留到小数点后两位）

3.如图7所示，在底