专项素养综合全练(十一)　滑轮及滑轮组的四大模型课件 2024~2025学年人教版（2024）八年级下册物理

专项素养综合全练(十一)滑轮及滑轮组的四大模型1.(2024黑龙江牡丹江中考)如图所示,利用动滑轮提升物体,

使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N,动滑轮的重

力为2N,不计绳重与摩擦。下列说法正确的是

()A.使用动滑轮可以省距离B.物体运动的速度为4m/sC.拉力的大小为5ND.绳子自由端移动的距离为8m类型一竖直滑轮模型D解析使用动滑轮可以省力,但费距离,故A错误;物体在10s

内匀速上升4m,则物体运动的速度为v=

=

=0.4m/s,故B错误;由题图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,物体的重力为

10N,动滑轮的重力为2N,故拉力的大小为F=

=

=6N,故C错误;绳子自由端移动的距离为s=nh=2×4m=8m,故D正确。2.(2024广东茂名期末)如图所示,某人用滑轮组、粗绳使质量m=20kg的物体匀速上升了50cm,已知动滑轮的质量为2kg,g取10N/kg,人的拉力大小用F表示,绳子自由端运动的距离为s,则下列关系式最符合实际的是

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

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

D.F<110N,s<1mC解析由题意可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,物体的重力

为G=mg=20kg×10N/kg=200N,动滑轮的重力为G动=m动g=2kg×10N/kg=20N;在忽略绳重和摩擦时,人的拉力为F=

(G+G动)=

×(200N+20N)=110N,实际情况中由于存在绳重和摩擦,则拉力F

>110N。绳子自由端运动的距离为s=nh=2×50cm=2×0.5m=1m,故C正确。3.(2024山西蒲县期末)工人用如图所示的装置运送砂石。已知砂石和桶的总质量为40kg,工人的质量为50kg,工人用220N的力拉着绳子使桶向上匀速运动2m,用时10s。不计绳重和摩擦,g取10N/kg,下列说法正确的是

()A.绳子自由端移动的距离为1mB.动滑轮的重力为40NC.绳子自由端移动的速度为0.2m/sD.提升的桶和砂石受到的重力不能超过工人受到的重力B解析由题意可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的距离为s绳=nh=2×2m=4m,故A错误;动滑轮的重力为G轮=2F-G物=2×220N-400N=40N,故B正确;绳子自由端移动的速度为v绳=

=

=0.4m/s,故C错误;物体间力的作用是相互的,工人向下拉绳子时,绳子会对人施加向上的拉力,所以工人能提供的最大拉力F最大=G人=m人g=50kg×10N/kg=500N,不计绳重和摩擦时,利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大-G轮=2×500N-40N=960N,则提升的桶和砂石受到的重力可以超过工人受到的重力,故D错误。4.(2024湖南慈利期末)如图所示,a、b为两个弹簧测力计,不

计绳重、滑轮重和摩擦。当竖直匀速提升重为30N的物体

时,a、b两个弹簧测力计的示数应分别为

N、

N。

2010解析由题图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,不计绳重、

滑轮重和摩擦,则Fb=

G=

×30N=10N;对定滑轮进行受力分析,不计滑轮重时,定滑轮受到2股绳子向下的拉力、弹簧

测力计a向上的拉力,则Fa=2Fb=2×10N=20N,故a弹簧测力计

的示数为20N。类型二水平滑轮模型5.(2024河南宝丰期末)利用两个滑轮和一根绳子组成的滑轮

组水平拉动某一重物,滑轮组的绕绳方式有甲、乙两种,不计

滑轮重、绳重以及绳与滑轮间的摩擦,则

()

A.甲方式更省力B.乙方式更省力C.甲、乙两种方式省力情况一样D.条件不足,无法判断B解析甲方式滑轮组绳子的有效股数为2,拉力为物体所受

阻力的一半,乙方式滑轮组绳子的有效股数为3,拉力为物体

所受阻力的

,所以乙方式更省力。6.(跨学科·物理学与工程实践)(2024广东深圳光明期末)高速铁路的输电线无论冬、夏都得绷直,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图所示为输电线的牵引装置,钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣重250N,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,不考虑钢绳的热胀冷缩,下列说法正确的是

()A.滑轮A为定滑轮B.该装置既能省力又能省距离C.输电线P端受到的拉力大小为2500ND.若坠砣串下降了20cm,输电线P端向左移动10cmD解析滑轮A会随输电线一起移动,为动滑轮,故A错误;该滑

轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,可以省力,但是会费距

离,故B错误;滑轮组绳子的有效股数n=2,不计滑轮和钢绳的

自重及摩擦,则输电线P端受到的拉力为F=nG总=2×20×250N=10000N,故C错误;若坠砣串下降了20cm,输电线P端向左移动的距离为s=

=

=10cm,故D正确。7.(新课标·科学推理)物体A放在水平桌面上,利用如图所示

的装置使物体A以0.1m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力

计始终保持水平,不计绳重、滑轮重、绳子的伸长以及滑轮

与绳子、轴之间的摩擦,则绳子自由端的拉力F和物体A与水

平桌面之间的摩擦力f的大小分别为

()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解析由题图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,当使用滑

轮组拉动物体A在水平桌面上做匀速直线运动时,整个装置

处于平衡状态,对左侧滑轮进行受力分析,左侧滑轮受到3股

绳子向右的拉力和弹簧测力计向左的拉力,则3F=F示=6.6N,

所以绳子自由端的拉力F=

F示=

×6.6N=2.2N,物体A与水平桌面之间的摩擦力f=2F=2×2.2N=4.4N。故选B。8.(2024山东肥城期末)将物体A、B通过滑轮组连接,物体B

恰好匀速下降,已知A重60N,B重10N,A所受地面的摩擦力

为f;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水

平面上匀速向左运动,不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的

摩擦。下列说法中

()①f=20N②f=30N

③F=40N④F=60N

A.只有①②正确

B.只有①③正确C.只有②④正确

D.只有③④正确答案

B解析物体B重10N,物体B恰好匀速下降时,绳子对B的拉力

与物体B的重力大小相等,则滑轮组绳子自由端的拉力为10N,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳子对B的拉力、绳子对A

的拉力的关系为FB=

FA=10N,此时物体A向右做匀速直线运动,则A所受地面的摩擦力为f=FA=20N;若对A施加一个水

平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,

此时摩擦力的方向水平向右,但大小不变,则有F=FA+f=40N;

故只有①③正确。类型三“反拉”滑轮模型9.(新课标·科学推理)如图所示,在力F的作用下,重物和滑轮

沿竖直方向匀速上升,重物受到的重力G=10N。

(1)若不计绳重、绳与滑轮间的摩擦及滑轮重,则力F的大小

是

()A.40N

B.20N

C.10N

D.5NB(2)若考虑滑轮重,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,在大小为25N的力F的作用下,重物以0.1m/s的速度匀速竖直上升,则滑轮受到的重力是

N,滑轮上升的速度为

m/s。50.05解析(1)重物和滑轮沿竖直方向匀速上升时,装置处于平衡

状态,对动滑轮进行受力分析,动滑轮受到2股绳子竖直向下

的拉力和竖直向上的拉力F,则F=2F拉,对重物进行受力分析,

重物受到竖直向上的绳子拉力和竖直向下的重力,故F拉=G,

则拉力F=2G=2×10N=20N。(2)不计绳重及绳与滑轮间的

摩擦时,动滑轮受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力和2

股绳子的拉力,故F=2G+G动,则G动=F-2G=25N-2×10N=5N;

根据v物=2v轮可得,动滑轮上升的速度v轮=

×0.1m/s=0.05m/s。方法归纳当拉力作用在动滑轮轴上并竖直向上拉升物体时,拉力F=2G物+G动,动滑轮通过的距离s动=

s物,动滑轮移动的速度v动=

v物,按此方式使用的动滑轮具有费力、省距离的特点。类型四人与物一起运动模型10.(2023湖北保康期末)如图所示,质量为60kg的人,站在质

量为30kg的吊篮内,不计滑轮重和摩擦,g取10N/kg,他至少

用

N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中

保持静止状态,此时吊篮底面对他的支持力为

N。225375解析如解析图所示,该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮

组成,当人和吊篮在空中保持静止时,整个装置处于平衡状

态,对动滑轮进行受力分析,动滑轮受到2股绳子竖直向下的

拉力和1股绳子竖直向上的拉力,则F1=F2、F3=F1+F2=2F2,人

和吊篮受到的重力G总=m总g=(60kg+30kg)×10N/kg=900N;

对人和吊篮组成的整体进行受力分析,该整体受到3股绳子

竖直向上的拉力和竖直向下的重力,故F3+F1+F2=G总,解得F2=

G总=

×900N=225N。对人进行受力分析,此时人受到重力、拉力和吊篮底面对他的支持力,吊篮底面对他的支持力

F支=G-F2=600N-225N=375N。

11.如图所示,站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平

拉力F,物体M和小车在水平地面上做方向相反的匀速直线

运动,物体M的运动速度为0.2m/s,小车的运动速度为0.3m/s,

则地面对物体M的摩擦力为

N,2s后绳子自由端

移动的距离为

m。(不计绳重、滑轮重以及绳与

滑轮间的摩擦)

1503解析由题图可知,当小车、物体均做匀速直线运动时,整个装置处于平衡状态,对右侧滑轮进行受力分析,右侧滑轮受到3个绳子水平向左的拉力和1个绳子水平向右的拉力,则3F=F1,对