6.6 探究滑轮的作用
课时1 定滑轮、动滑轮
一、基础巩固
知识点1 定滑轮及其特点
1.教材P32活动 改编在“探究定滑轮特点”的实验中，过程如下：（不计摩擦和细线的质量）
（1）弹簧测力计校零后，其下方悬挂物体.如图甲所示，匀速向上提升物体时测力计示数 ___ ；
（2）如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过定滑轮并与竖直倒放的弹簧测力计相连，沿 方向匀速拉动测力计使物体向____运动，则定滑轮的优点是可以改变__________；
（3）分别沿如图乙所示 、 方向匀速拉动弹簧测力计，对比4次实验，测力计的示数几乎不变，由此说明__________________.
2.[2023云浮期末]每周一学校都要举行升国旗仪式，在旗杆顶端装有滑轮，升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起.下列说法正确的是( )
A.旗杆顶端安装的是定滑轮
B.旗手对绳子的拉力一定等于国旗的重力
C.国旗上升的距离等于旗手所拉绳子的绳端移动距离的两倍
D.国旗上升的距离等于旗手所拉绳子的绳端移动距离的一半
知识点2 动滑轮及其特点
3.[2022兰州中考]小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表.通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大.
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑____________；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向______拉动弹簧测力计.动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为_ __（填“ ”“ ”或“ ”）点.
4.[2023潮州期中]用动滑轮提起重物时，沿三个不同的方向用力，如图所示，三个力的大小关系是( )
A. B.
C. D.
5.一辆货车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可将货车从泥潭中拉出.你认为甲方式中滑轮的作用是______________.设两种方式将货车拉出的最小力的大小分别是 、 ,则 ___ （填“ ”“ ”或“ ”）.如果按乙方式，货车被拉动了 ，那么司机所拉绳头移动了___ .
二、能力提升
1.为了搬运一个笨重的机器进入车间，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的圆形表示并排放置的钢管的横截面），其中最省力的是( )
2.[2023梅州一模]如图所示，一位体重为 的学生，利用定滑轮提起重力为 的物体，定滑轮本质上是______（填“等臂”“省力”或“费力”）杠杆，该学生利用此装置能提起物体的最大重力为_____ ，他向右行走，使物体匀速上升，绳子拉力 将______（填“变大”“变小”或“不变”）.（绳子不断裂，不计绳重和滑轮摩擦）
3.小可在 端用如图所示的动滑轮匀速提起 的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则小可拉绳子 端的力为_____ ；实际测量 端的拉力为 ，不计绳重及摩擦，则滑轮重为____ .
4.中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一，高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，___（填“ ”或“ ”）为定滑轮，定滑轮可以______________（填“改变力的方向”或“省力”）.钢绳通过滑轮组悬挂总重 的坠砣，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线 端受到的拉力大小为_ _______ .
5.新考法[2022赤峰中考]小李在利用如图所示装置研究动滑轮特点时，猜想：如果忽略绳重与摩擦，绳端拉力 可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关.
（1）若小李探究绳端拉力 与动滑轮直径的关系，请将实验步骤补充完整.
步骤一：按图示安装动滑轮.
步骤二：匀速沿竖直方向拉动弹簧测力计，使木块升高，读出弹簧测力计的示数.
步骤三：换用____________________的动滑轮，使同一木块匀速上升相同的高度，读出弹簧测力计的示数.
步骤四：重复步骤三，多做几次实验.
（2）步骤四的目的是：________________________.
（3）若小李五次实验测得 分别为 、 、 、 、 ，则初步得到的结论是：在其他因素相同时，_____________________________.
6.新考法[2023广州六十五中月考]小明要将物体 水平移动距离 ,为了省力，他用图中的动滑轮匀速拉动物体 在水平地面上移动.现小明要验证该装置在本次使用中是否真的省力，请你帮他设计实验并分析论证.
（1）实验工具：____________（填图中没有显示的）.
（2）实验步骤： ____________________________________________________________
___________________________________________________________________________
________________________________________________________________.
（3）分析论证：_____________________________________________________________
___________________________________________.
参考答案
一、基础巩固
1.（1）2
（2）上,力的方向
（3）使用定滑轮不省力
2.A
【解析】 旗杆顶端安装的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，故A正确；不计绳重和摩擦且国旗匀速上升时，旗手对绳子的拉力一定等于国旗重力，若计绳重和摩擦，旗手对绳子的拉力大于国旗重力，故B错误；定滑轮实质是等臂杠杆，使用时，不省距离也不费距离，因此国旗上升的距离等于旗手所拉绳子的绳端移动距离，故C、D错误.
3.（1）滑轮的自重
【解析】 由表中数据可知，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重；
（2）匀速,
【解析】 使用动滑轮提升物体时，需匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小，此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆，支点是 点.
4.C
【解析】 动滑轮的实质是一个杠杆，如图所示，其支点在 点，分别画出三个不同方向的动力的动力臂.由图可以看出动力臂 .根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力和动力臂成反比，所以 .
5.改变力的方向, ,1
【解析】 甲中滑轮是定滑轮，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向.乙中滑轮是动滑轮，使用动滑轮省力，但费距离，司机拉绳头移动的距离为货车移动距离的2倍.
二、能力提升
1.B
【解析】 B项中用滚动代替滑动减小摩擦，同时使用动滑轮，是最省力的方案.
2.等臂,600,不变
【解析】 定滑轮本质上是等臂杠杆，该学生利用此装置能提起物体的最大重力等于他自身的重力，为 ，他向右行走，使物体匀速上升，绳子拉力 将不变.
3.100,20
【解析】 题图中有两段绳子承担物重，在不计绳重、滑轮重和摩擦的情况下，拉力是物重的二分之一，即 ；在不计绳重和摩擦的情况下，若拉力为 ，动滑轮的重力为 时，则有 ，即 ，解得 .
4. ,改变力的方向,
【解析】 由题图乙可知，滑轮 为定滑轮，可以改变力的方向；承担物重的绳子股数 ，坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得 ，则输电线 端受到的拉力 .
5.（1）不同直径、重力相同
（2）多次测量，得到普遍结论
（3）绳端拉力 与动滑轮直径无关
6.（1）弹簧测力计
（2）用弹簧测力计拉着物体 在水平地面上做匀速直线运动，记录测力计的示数为 ；用测力计拉着绳子自由端，使物体 同样做匀速直线运动，记录示数为 ；比较 和 的大小，得出结论
（3）若 大于 ，则该装置在本次使用中省力；若 小于或者等于 ，则该装置在本次使用中没有省力
