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专题16 滑轮、斜面和轮滑
题型1 定滑轮及其特点
【答案】定；下。 【分析】定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向。 【解答】解：旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；当旗帜缓慢上升时，绳子相对于手向下运动，手对绳的拉力方向向下。 【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点，是一道基础题。
【跟踪练1】（2023·自贡）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1、F2、F3的大小相等 B．F1最大 C．F2最大 D．F3最大 【答案】A 【分析】定滑轮的工作特点是：使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。 【解答】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，所以F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故BCD错误，故A正确。 【点评】本题考查了定滑轮及工作特点，属于基本内容，比较简单；知道定滑轮和动滑轮的定义及其特点是关键。 【跟踪练2】（2023秋·临渭区校级月考）中华民族五千年传统文化源远流长！我国古代聪慧的劳动人民就能巧妙地应用简单机械。如图所示，安装在护城河旁城墙顶端的滑轮（ ）
A．既不省力，也不能改变施力方向 B．虽不省力，但能改变施力方向 C．既省力，又能改变施力方向 D．虽省力，但不能改变施力方向 【答案】B 【分析】使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆（等臂杠杆）。 【解答】解：安装在护城河旁城墙顶端的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是一个定滑轮，它可以改变力的方向，但不能省力，同时也不能省距离。故ACD错误，B正确。 【点评】本题考查滑轮的识别及工作特点，是一道基础题，比较简单。 【跟踪练3】（2023·湖北开学）如图所示，工人站在地面上利用滑轮将建筑材料提升到楼上。下列说法正确的是（ ）
A．此滑轮是定滑轮，可以省力 B．此滑轮是定滑轮，不能省力 C．此滑轮是动滑轮，可以省力 D．此滑轮是动滑轮，不能省力 【答案】B 【分析】轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。 【解答】解：由图可知，此滑轮轴的位置固定不动，所以是定滑轮；定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向。选项A、C、D错误，B正确。 【点评】本题考查定滑轮的特点，属于基础题型。 题型2 动滑轮及其特点
A．拉力F为12N，动滑轮重4N B．拉力F为20N，动滑轮重2N C．拉力F为20N，动滑轮重4N D．拉力F为12N，动滑轮重2N 【答案】A 【分析】在不计摩擦的情况下，绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重力，拉力就是动滑轮和物体总重的几分之一。 【解答】解：同一根绳子上的拉力都相等，因此拉力F就等于弹簧秤的示数12N；重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，则有2F＝G物+G轮，G轮＝2F﹣G物＝2×12N﹣20N＝4N；故选：A。 【点评】本题考查使用动滑轮的特点，注意有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是动滑轮和物体总重的几分之一是在不计摩擦的条件下。
【跟踪练1】（2023春·长寿区期末）如图所示，下列各装置中利用了动滑轮的是（ ） A． C． 【答案】D 【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析，定滑轮的轴不动，动滑轮的轴与物体一起动。 【解答】解：A、B、C中滑轮是固定不动的，是定滑轮，D中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮。故选：D。 【点评】动滑轮的轴会随物体一起运动，定滑轮的轴不随物体运动。 【跟踪练2】（2023秋·淮安区期中）如图所示，用自重0.5N的动滑轮，提升质量为100g的钩码，作用力的方向竖直向上，钩码向上做匀速运动，此现象表明使用动滑轮不能改变 ；绳重及其与滑轮间的摩擦忽略不计，g取10N/kg，读得弹簧测力计的示数为 N，表明利用动滑轮可 。
【答案】力的方向；0.75；省力。 【分析】（1）使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向； （2）认清弹簧测力计的分度值，根据指针对应的刻度读数。 【解答】解：动滑轮的特点是：能省力，不能改变力的方向，多费一倍的距离； 由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，指针指在刻度线“0.75”的位置，因此示数是0.75N，等于动滑轮和钩码的总重的一半，说明动滑轮可以省力。 【点评】本题考查了动滑轮的特点，属于基础题目。 【跟踪练3】（2023春·宜州区期末）如图所示，动滑轮重为1N，拉力F为5N，则重物G和弹簧秤读数为（ ）
A．G为4N，弹簧测力计读数为5N B．G为9N，弹簧测力计读数为10N C．G为9N，弹簧测力计读数为5N D．G为10N，弹簧测力计读数为5N 【答案】C 【分析】该题应紧密结合动滑轮的特点展开分析，动滑轮的特点是可以省力，如不考虑动滑轮重力和摩擦，恰好可以省一半力。 【解答】解：此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；1N+G＝10N，所以G＝9N，故选项C正确；故选：C。 【点评】此题主要考查学生对动滑轮拉力的计算的理解和掌握，在此应特别注意动滑轮的工作特点。 题型3 轮轴及其特点
【答案】轮轴；粗。 【分析】轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。轮轴是一种省力机械，支点在轴心。 【解答】解：螺丝刀拧螺丝时相当于一个轮轴，轮轴是一种省力机械，支点在轴，螺丝刀手柄越粗，动力臂越大，越省力。 【点评】此题考查了轮轴在日常生活中的应用，难度不大，属基础题目。
【跟踪练1】（2023春·曲阳县期末）关于汽车所涉及的物理知识，下列说法错误的是（ ） A．汽车的底盘质量都较大——可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度 B．汽车急刹车（减速）时，司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因 C．汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力方向向后 D．汽车的方向盘是轮轴 【答案】C 【分析】（1）物体的重心越低，物体的稳定性越好，稳度越大； （2）力可以改变物体的运动状态； （3）汽车前进的动力是地面对主动轮向前的摩擦力； （4）汽车上的方向盘、车轮等都是轮轴。 【解答】解：A、汽车的底盘质量都较大，﹣﹣﹣﹣可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度，A说法正确不符合题意； B、汽车急刹车（减速）时，司机踩刹车﹣﹣﹣增大车轮受到的摩擦力阻力，使得运动状态改变，则说明力是改变物体运动状态的原因，B说法正确，不符合题意； C、汽车前进的动力﹣﹣﹣地面对主动轮的摩擦力方向向前，C说法错误，符合题意； D、汽车简单机械的应用：方向盘、车轮，都是轮轴，说D法正确，不符合题意； 故选：C。 【点评】本题考查了轮轴和重力的概念、重心和摩擦力的分析，难度不大，熟练应用基础知识即可正确解题。 【跟踪练2】（2023春·抚顺期末）如图所示是防盗门的门锁。将钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙相当于一个 （填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”）。在安装门锁时需要用螺丝刀拧螺丝钉把门锁固定到门上， （填“螺丝刀”或“螺丝钉’）与钥匙属于同种简单机械。
【答案】轮轴；螺丝刀。 【分析】简单机械包括：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，从钥匙、螺丝刀、螺丝钉的使用情况判断。 【解答】解：（1）钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴； （2）螺丝刀相当于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械。 【点评】本题考查了轮轴、斜面，虽然考点繁杂，但都是基础题。 【跟踪练3】（2023秋·滨海县期中）
图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。提水时，辘轳可视为 杠杆，支点是图乙中的 点；图丙是某种水龙头开关，为了更省力，应选用开关 （①/②）。 【答案】省力；B；①。 【分析】（1）辘轳的实质是轮轴，根据轮轴的作用分析；支点是绕着转动的固定点； （2）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以省力。 【解答】解：（1）辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，可以省力；支点是绕着转动的固定点，即B点； （2）水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以减小动力，故选择图中的①可以更省力。 【点评】本题考查杠杆的分类、轮轴的应用与省力分析，属于综合题，有一定的难度。 题型4 斜面及其特点
【答案】斜面；力；乙；拧。 【分析】（1）使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离； （2）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。 【解答】解：（1）盘山公路相当于简单机械中斜面，斜面加长了运动距离，但可以省力，故盘山公路修成了斜面形； （2）图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子，其中图乙的螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，使用斜面可以省力，所以与盘山公路的力学原理相同的是图乙； 为了将它钉进木块，使用时用拧的比较好，拧的时候，相当于沿斜面向上运动的过程，可以省力。若用敲的方式，一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度，会使摩擦力变大，敲起来更费力。 【点评】本题考查斜面和摩擦力的相关知识，难度不大。
【跟踪练1】（2023·宁阳县期中）如图，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人上下台阶提供方便。它实际上就是简单机械中的斜面；该通道属于 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
【答案】省力。 【分析】简单机械包括：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，斜面是省力机械，斜坡属于斜面。 【解答】解：图中是生活中常见的斜坡，斜坡相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。 【点评】本题考查生活中的简单机械斜面，是一道基础题。 【跟踪练2】（2023春·海东市期末）如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把B点看作支点，此时夹子可近似看作 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。如图乙所示，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】等臂；粗；密。 【分析】比较动力臂、阻力臂大小关系，识别杠杆类型；轮轴属于变形的杠杆，其它条件一定时，动力臂越大，越省力；螺纹属于变形的斜面，斜面越费距离，越省力，据此分析解答。 【解答】解：图中的燕尾夹，支点是B点，动力臂是BC，阻力臂是AB，AB＝BC，即动力臂等于阻力臂，该杠杆属于等臂杠杆；图中的螺丝刀属于轮轴，本质也是杠杆，支点在手柄截面的中心，手柄越粗，动力臂越大，在其他条件一定时，动力越小，即越省力；螺丝钉的螺纹属于斜面，螺纹越密，即越费距离，就会越省力。 【点评】本题考查了杠杆的分类、轮轴以及斜面省力情况的分析，属于基础题。 【跟踪练3】（2023·清江浦区模拟）如图所示，是平时常用的两种工具：扳手和钻头。其中扳手在正常使用过程中相当于 （轮轴/斜面），钻头在正常使用时相当于 （轮轴/斜面）。这两种工具在正常使用过程具有相同的优点是 。
【答案】轮轴；斜面；可以省力。 【分析】（1）轮轴是一种省力机械，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是轴上力的几分之一，是省力杠杆； （2）钻头上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆。 【解答】解：（1）扳手在正常使用过程中相当于轮轴； （2）钻头上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆，轮轴和斜面共同的优点就是能够省力。 【点评】本题考查了轮轴、斜面，是我们日常生活中常用的简单机械，而螺旋作为斜面的一类在现实生活中也有很广泛的应用，例如电钻钻头。 题型5 滑轮组的计算
A．3N B．6N C．11N D．22N 【答案】B 【分析】先确定使用滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F 【解答】解：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2， 已知每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G动，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1 【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力的计算，关键是利用好关系式：不计绳重和摩擦力，拉力F
【跟踪练1】（2023·海南）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ） A． C． 【答案】A 【分析】（1）根据杠杆平衡条件来分析； （2）忽略机械自重和摩擦，滑轮组绳子拉力为物重的 【解答】解：分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦：则 A、根据杠杆平衡条件可得：G×L＝F×3L，则F B、由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重； C、由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一； D、由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一。 综上分析可知，最省力的是A。 【点评】本题考查学生对杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的综合理解和运用。 【跟踪练2】（2023春·开平市期末）如图是一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，借助这种机械可以将较重的物体搬运到高处，某人借助该机械吊起一辆摩托车。不计绳和机械自重，下列说法错误的是（ ）
A．图中A部分可等效为定滑轮 B．该机械既可省力，也能改变力的方向 C．图中B部分可等效为动滑轮 D．若绳子被拉下6m时，摩托车上升1m 【答案】D 【分析】（1）（3）轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮； （2）利用该滑轮组装置既能省力，又能改变力的方向； （4）由图知，A、B组成滑轮组，n＝5，拉力端移动距离s＝5h。 【解答】解：AC、提升物体时，A的轴的位置固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮，故A、C正确；B、利用该滑轮组装置既能省力，又能改变力的方向，故B正确。D、由图知，A、B组成滑轮组，n＝5，则拉力端移动距离s＝5h；人将绳拉下5m时，摩托上升的高度h＝1m，故D错误。 【点评】本题考查了滑轮的分类以及滑轮组的特点，确定承担物重的绳子股数、利用好不计摩擦和装置的自重拉力F 【跟踪练3】（2023春·环江县期末）如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（ ）
A．400N B．450N C．500N D．600N 【答案】B 【分析】不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F 【解答】解：由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F 【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力大小的计算，用好关系式：不计绳重和摩擦时，拉力F 题型6 滑轮组的绕绳
【答案】如图所示
【分析】与动滑轮连接的绳子能分担物体的重力，所以与动滑轮相连的绳子的股数越多越省力，但还要注意对拉力方向的要求。 【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如答案图所示。 【点评】对于滑轮组的组装与绕线方法，要看清题目的每一个要求，灵活运用，不能死记硬背最省力的绕线方法。
【跟踪练1】（2023·泰州）工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。
【答案】如图所示
【分析】在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向。 【解答】解：因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如答案图所示，由两段绳子承担物重。 【点评】设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑，一是省力情况，二是绳子自由端的朝向。 【跟踪练2】（2023·常州）用滑轮组提升物体如图，请画出最省力的绳子绕法。
【答案】如图所示
【分析】要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法。若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”。 【解答】解：n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如答案图所示。 【点评】滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多。 【跟踪练3】（2023秋·秦淮区期末）要利用滑轮组把物体吊上楼，请在图中画出最省力的绕线方式。
【答案】如图所示
【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种： 一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮； 二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮； 滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子段数。 【解答】解：图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两段绳子承担物重，另一种是由三段绳子承担物重；要想最省力，应选用三段绳子承担的绕法，即绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后依次绕线，如答案图所示。 【点评】本题考查了滑轮组的组装，关键是找出动滑轮上最多的绳子段数。 |
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