华师大版初中科学九上5.2 滑轮同步练习
一、单选题
1．使用动滑轮可以（ ）
A．省力又省距离 B．省力，但不能改变用力方向
C．既省力又能改变用力方向 D．费力但可以省距离
【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点分析判断。
【解答】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2．（2020九上·镇海期末）如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动＝12N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是（ ）
A．56N，0.1m/s B．56N，0.4m/s
C．212N，0.1m/s D．212N，0.4m/s
【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据图片可知，此时动力作用在动滑轮的中心处，可根据二力平衡的知识计算出绳端的拉力F，再根据滑轮的特点计算它的移动速度。
【解答】根据图片可知，动滑轮受到竖直向上的拉力F，竖直向下的绳子上的拉力两个，都等于重力G，还有自身向下的重力G动，
根据二力平衡的知识得到：F=2G+G动=2×100N+12N=212N；
由于212N>100N，所以此时动滑轮费力，那么应该省距离；
因此绳子移动的速度为：。
故选C。
3．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4．（2020九上·浙江期末）如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑滑轮重和摩擦)。使用时：①瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。②胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＜G B．FB＜G C．FA＝2G D．FB＝2G
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点计算拉力FA；当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，根据定滑轮的特点计算拉力FB。
【解答】①瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，
动滑轮向上只受一个拉力FA，向下受到两个拉力G，
根据二力平衡的知识可知，拉力FA=2G；
②当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，
定滑轮不省力不费力，
那么拉力FB=G。
故选C。
5．（2020九上·西湖期中）建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，以下分析正确的是（ ）
A．一定可以省力
B．使用动滑轮时，该变形杠杆的支点在动滑轮的轴心处
C．改变拉力方向，不会影响拉力的大小
D．做的总功增大
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的结构特点分析判断。
【解答】A.使用动滑轮时，如果绳子的自由端系在轴心处，而阻力作用在动滑轮的边缘，此时动力臂为半径，阻力臂为直径，因此是费力的，故A错误；
B.使用动滑轮时，该变形杠杆的支点在动滑轮的一侧，故B错误；
C.在使用动滑轮时，改变拉力的方向，动力臂就会变小，拉力就会变大，故C错误；
D.使用动滑轮时，要克服动滑轮的重力做额外功，因此总功增大，故D正确。
故选D。
6．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（ ）
A．F3＜F1＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F2＜F1＜F3 D．F3＜F2＜F1
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的工作特点计算出三个拉力，然后比较大小即可。
【解答】左图；定滑轮不省力不费力，那么拉力等于地面对A的摩擦力，即F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，那么拉力等于地面对A摩擦力的一半，即F2=；
右图：动滑轮受到两个向左的拉力，都等于地面对A的摩擦力，向右的一个拉力F3。根据二力平衡的知识得到，拉力F3=2f。
因此三个拉力的大小关系为：F2＜F1＜F3。
故选C。
7．如图所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝10N，则下列关于该动滑轮的说法中错误的是（ ）
A．动滑轮重4N
B．使用该动滑轮要费距离
C．该动滑轮的机械效率为80%
D．提升物体的速度越快，机械效率越高
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算动滑轮的重力；
（2）根据动滑轮的工作特点判断；
（3）已知拉力和物体的重力，根据公式计算机械效率；
（4）根据滑轮组机械效率的影响因素判断。
【解答】当动滑轮处于匀速直线运动状态时，它自身的重力、物体向下的拉力和两个向上的绳子的拉力F平衡，那么得到：2F=G物体+G动；
2×10N=16N+G动；
解得：G动=4N，故A正确不合题意；
使用该动滑轮能够省力，肯定费距离，故B正确不合题意；
该动滑轮的机械效率：，故C正确不合题意；
根据公式可知，影响滑轮组机械效率的因素是物体重力和动滑轮重力，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
故选D。
8．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当人向下拉动绳子时，它能产生的最大拉力等于自己的体重，据此分析判断。
【解答】小李能够产生的最大拉力F李=m李g=50kg×10N/kg=500N；
小胖能够产生的最大拉力F胖=m胖g=70kg×10N/kg=700N；
因为F李所以小胖能把小李拉起来。
故选B。
9．如图，使用该装置匀速提起重物G，沿不同方向所用的拉力（ ）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮是一个等臂杠杆，据此对各个拉力的大小进行比较即可。
【解答】定滑轮的轴心就是支点，物体的重力为阻力，阻力臂为半径；作用在绳子另一端的拉力为动力，动力臂也等于半径。无论拉力的方向怎样改变，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此它始终为一个等臂杠杆，即三个拉力一样大。
故选D。
10．小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）跟随物体一起运动的叫动滑轮；不随物体一起运动的叫定滑轮；
（2）根据s=nh计算物体上升的高度；
（3）根据计算绳子的拉力；
（4）根据拉力大小和方向分析判断。
【解答】下面的滑轮跟随物体一起运动，是动滑轮；上面的滑轮不随物体一起运动，为定滑轮，故A错误；
动滑轮上有两根绳子，那么当绳子拉过1m时，物体上升的高度，故B错误；
物体匀速上升时，人的拉力为：，故C正确；
因为拉力F故选C。
11．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列关系式正确的是（ ）
A．3F1＝G B．3F2＝G
C．F3＝2G D．F4＝2G
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数，然后根据计算即可。
【解答】A.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F1=G，故A错误；
B.绳子段数n=3，那么根据得到：，因此3F2=G，故B正确；
C.绳子段数n=1，那么根据得到：，因此F3=G，故C错误；
D.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F4=G，故D错误。
故选B。
12．同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）
A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＞F乙＝F丙 D．F甲＝F乙＞F丙
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据滑轮组的工作特点计算出三个拉力的大小，然后进行比较即可。
【解答】（1）使用定滑轮时，不省力也不费力，那么自由端的拉力F甲等于地面的摩擦力f，即F甲=f；
（2）有两段绳子承担摩擦力，那么F乙=；
（3）有三段绳子承担摩擦力，那么F丙=。
那么F甲>F乙>F丙。
故选B。
13．某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB
C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮，根据定滑轮的工作特点计算拉力FA。当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮，根据动滑轮的工作特点计算拉力FB，最后将二者比较即可。
【解答】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB，两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA故选B。
14．把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升 B．A下降 C．A、B均静止 D．无法判断
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】假设整个装置处于静止状态，首先根据A的重力和滑轮组的特点计算动滑轮上面两个拉力的大小，然后与物体B的重力大小进行比较，从而确定B的运动状态即可。
【解答】假设A处于静止状态，
根据二力平衡的知识可知，绳子上的拉力F=GA；
那么动滑轮受到的向上的两个绳子上的拉力之和F'=2GA，向下的拉力GB；
因为GA=GB；
所以F'>GB；
因此物体B不能处于静止状态，而是向上运动；
那么物体A就会向下运动。
故选B。
15．（2020·绍兴）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【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。属于滑轮原理的应用，和机械功的讨论。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】AC、由四套装置图可知，在定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD、为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确；
故答案为：D。
16．（2020·上城模拟）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。
A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆
【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。
【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
17．（2020·永嘉模拟）如图，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】使用滑轮组时，不计滑轮自重和摩擦，那么自由端的拉力F=，据此比较即可。
【解答】四个选项中，承担重力的绳子段数n分别为1、2、3、2；
根据自由端的拉力F=可知，四个力中最小的是F3；
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
18．（2020九上·温州期末）通过如图所示的滑轮组匀速提升重为50牛的重物，已知每个滑轮的重力均为10牛，不计绳子与滑轮的摩擦力，则拉力F的大小为（ ）
A．20N B．25N C．30N D．35N
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算拉力F的大小即可。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，
那么自由端的拉力。
故选C。
19．（2019九上·奉化期末）小科将重为15N的物体挂在如图所示滑轮组上，动滑轮的重为3N，在力F的作用下匀速向上运动，实际使用中拉力的大小可能为（ ）
A．4N B．5N C．6N D．7N
【答案】D
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】当使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力大小。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，
那么自由端的最小拉力为：；
由于实际使用过程中，还有摩擦等其他因素的影响，所以拉力肯定大于6N。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
20．（2019九上·上城期末）小金在学习了滑轮之后用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 在使用滑轮组提升重物时，省力与否与承担重力的绳子段数有关，即自由端的拉力 。
【解答】A图：使用动滑轮时，承担重力的绳子为n=2，那么拉力；
B图：使用定滑轮时，承担重力的绳子为n=1，那么拉力；
C图：使用滑轮组，承担重力的绳子为n=3，那么拉力；
D图：使用滑轮组时，承担重力的绳子为n=2，那么拉力。
因此最省力的是C，故A、B、D不合题意。
故选C。
二、填空题
21．如图所示，滑轮组匀速提起同一重物时，所用的拉力分别为F1、F2、F3，若不计滑轮重和摩擦，这三个力从小到大排列的顺序为 。
【答案】F2＜F1＜F3
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据二力平衡的知识计算出三个拉力，然后比较它们的大小关系即可。
【解答】左图：三个滑轮都是定滑轮，不省力不费力，那么F1=G；
中图：右边的滑轮为动滑轮，受到两个向上的拉力F2，一个向下的拉力G，根据二力平衡可知：2F2=G，那么；
右图：右边的滑轮为动滑轮，受到两个向上的拉力G，一个向下的拉力F3，根据二力平衡可知：2G=F3。
那么三个拉力的大小顺序依次为：F2＜F1＜F3。
22．物体A和B所受重力都为120N，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为 N，FB为 N。
【答案】60；120
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮省一半的力，定滑轮不省力不费力，据此计算即可。
【解答】左图中滑轮随物体上下移动，为动滑轮，
那么自由端的拉力等于物体重力的一半，
即拉力FA=；
右图中滑轮固定在天花板上，为定滑轮，
使用定滑轮不省力也不费力，
那么拉力FB=G总=120N。
23．小科在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
【答案】100；20
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和滑轮重，根据计算A端的拉力；
（2）不计绳子重和摩擦，根据计算滑轮的重力。
【解答】（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，
则人拉绳子A端的动力为；
（2）不计绳子重和摩擦，根据得到：
；
解得：G动=20N。
24．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
【答案】乙；F3>F2>F1
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
25．（2020·温州模拟）如图所示，在力F的作用下，质量为4千克的物体Ｍ以0.5米/秒的速度沿水平面向右匀速前进了2米(滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦不计)，此时弹簧测力计的示数为2牛。
（1）在这一过程中，水平地面对物体Ｍ的摩擦力大小是 牛。
（2）拉力F的功率是 瓦。
【答案】（1）2
（2）1
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、同一根绳子上的拉力是相等的。因为物体M匀速前进，对M进行受力分析后可确定物体M受到的摩擦力大小；
2、动滑轮中绳子自由端的拉力与滑轮端的G总的关系是：。此题中F相当于G总，物体M对绳子的拉力是作用在绳子自由端的力。动滑轮中绳子自由端通过的距离与滑轮端通过的距离关系是：s=2h，速度关系为v1=2v2。
3、功率计算公式为：。
【解答】（1）在这一过程中物体M匀速运动，物体M受到向右的力为绳子的拉力，向左的力为地面对物体M的摩擦力，由于匀速运动所以摩擦力与拉力是平衡力，所以摩擦力为2牛；
（2）由动滑的特点可知，F＝4N，滑轮运动的速度为：。
P＝Fv=4N×0.25m/s=1W。
故答案为：（1）2 （2）1
26．（2019九上·萧山期末）如图所示的四个滑轮中，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2、F3、F4方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3、F4的大小关系是 。若滑轮自重不能忽略，摩擦和绳重不计，则机械效率最大的是
【答案】F1=F2>F4>F3；甲和乙
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮和动滑轮的工作特点比较拉力的大小即可；
（2）根据公式判断机械效率的大小即可。
【解答】（1）定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力方向无关，因此F1=F2=G；
丙中使用动滑轮，两根绳子的拉力方向平行，此时能省一半的力，即；
丁中使用动滑轮，两根绳子的拉力方向不平行，此时不能省一半的力，即。
因此四个力的大小关系为： F1=F2>F4>F3 ；
（2）甲和乙都为定滑轮，不对滑轮做额外功；而丙和丁都是动滑轮，都对动滑轮做额外功；根据公式可知，当物体重力相同时，有用功相等，那么甲和乙的机械效率最高。
27．如图所示，用滑轮将重物提起，弹簧测力计的示数是10N，人拉绳所用的力F为 N，不计摩擦，物体和滑轮的总重是 ．
【答案】10；20
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）同一根绳子上拉力相等；
（2）当定滑轮处于静止状态时，自由端的拉力F、物重G和动滑轮的重力G动的关系为：2F=G+G动。
【解答】（1）弹簧测力计与自由端的拉力作用在同一绳子上，因此二者相等，即拉力F=10N；
（2）动滑轮和物体的总重力为：2F=G+G动=2×10N=20N。
28．如图所示，在摩擦不计的情况下，物重10N，手拉弹簧测力计在C位置时示数为 N；若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时，拉力FA、FB、FC的大小关系是 。
【答案】10；FA=FB=FC
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；且拉力的大小与方向无关，据此分析解答。
【解答】使用定滑轮不省力不费力，
因此C位置的示数为10N；
如下图所示：
无论拉力向哪个方向，动力臂都等于滑轮的半径，即保持不变；
因此拉力的大小不变，都等于重力，即 FA=FB=FC 。
29．定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，
的滑轮叫定滑轮， 的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是 ；动滑轮的作用是 。
【答案】固定；随物体一起移动；改变力的方向；省力
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定、动滑轮的定义和特点分析解答。
【解答】定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中， 固定的滑轮叫定滑轮，随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是改变力的方向；动滑轮的作用是省力。
30．升旗时，人站在地面上向 拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个 。
【答案】下；定滑轮
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】固定不动的滑轮叫定滑轮；定滑轮可以改变力的方向，据此分析解答。
【解答】升旗时，人站在地面上向下拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个定滑轮。
三、解答题
31．如图所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绳子绕法。
【答案】解：如答图所示。
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】在使用滑轮组时，承担重力的绳子段数越多，越省力。首先确定绳子的段数的最大值，然后确定绳头所在的位置，最后依次完成缠绕即可。
【解答】当只有一个定滑轮和一个动滑轮时，承担重力的绳子段数最大为3，此时需要将绳头系在动滑轮上，然后依次缠绕即可，如下图所示：
32．（2020·江北模拟）用如图所示的滑轮，拉力沿不同方向将一重物提起(不计摩擦)，那么F1 F2(填“>”、“=”或“<”)，请证明你的结论 。(用作图来轴助证明)
【答案】=；将定滑轮转轴O点视为支点，定滑轮视为杠杆，由杠杆平衡条件可得F1×OA=G×OC，F2×OB=G×OC而又有OA=OB=OC则F1=F2=G
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮可以杠杆，将滑轮的轴看作支点，物体的重力看做阻力，拉力看作动力，找到动力臂和阻力臂，分析在拉力方向改变时动力臂是否发生改变即可。
【解答】 将定滑轮转轴O点视为支点，定滑轮视为杠杆，如下图所示：
由杠杆平衡条件可得：F1×OA=G×OC，
F2×OB=G×OC； 而又有OA=OB=OC， 则F1=F2=G。
33．（2019九上·杭州月考）一人用如图所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.
（1）求:动滑轮受到的重力有多大？
（2）若定滑轮重力是动滑轮重力的两倍，则此时天花板受到定滑轮的拉力多大？
（3）如果人的体重为600牛，那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛
【答案】（1）
（2）因为定滑轮重力是动滑轮的两倍，拉力为120N，由于滑轮中有动滑轮，因此可以省一半力，还要减去动滑轮受到的重力，天花板所受的定滑轮拉力为：120N+（40N+40N）+200N+(60N-40N)=420N
（3）设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛
设提升的最大物重为G′，人的体重为G1，此时绳的拉力为F′，
则F′=G1，由2F′=G′+G0，
得所能提起物体的最大物重G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．
他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛．
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力。
34．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到阳台上，至少需要多大的拉力？如果动滑轮重80N，不计摩擦和绳重，需要拉力为多大？
【答案】解：∵至少需要力时，应不计摩擦和滑轮重
∴至少需要多的拉力：F=12G物=12×600N=300N
∵不计摩擦和绳重，动滑轮重80N，
∴F= （G物+G动）=12（600N+80N）=340N
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用动滑轮时，最多能省一半的力，即需要的拉力等于物重的一半，那么；
（2）如果考虑动滑轮的重力，那么拉力就是动滑轮和物体重力的一半，即： 。
35．如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图像(不计绳重以及摩擦)。
（1）试根据图像计算动滑轮所受重力G动。
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法。
（3）用该滑轮组提起重为65 N的重物时，滑轮组的机械效率是多少
【答案】（1）解：由受力分析可知F= (G+G动)。根据图像，取两个特殊点代入： (G+G动)=20 N，
(70+G动)=40 N。(也可以根据其他点列方程)联立解之得G动=10 N，n=2
（2）解：如图所示。
（3）解：由题意可知此时的拉力F= (G+G动)= (65 N+10 N)=37.5 N。
此时滑轮组的机械效率η= = = =86.7%
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】（1）使用滑轮组提升物体时，自由端的拉力 F= (G+G动)，将乙图中F=20N和40N时对应的物体重力G分别带入上式得到两个方程，最后联立求解即可；
（2）根据（1）中计算出的绳子段数n，利用“奇动偶定”的规律确定绳子的固定点，最后完成绳子的缠绕；
（3）首先根据F= (G+G动)计算出自由锻的拉力F，然后根据公式η= = 计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）根据乙图可知，当F=20N时，G=30N；
当F=40N时，G=70N；
根据公式F= (G+G动)得到：
20N= (30N+G动)；
40N= (70N+G动)；
解得：G动=10N，n=2；
（2）因为n=2为偶数，所以绳子头应该系在定滑轮上，如下图；
（3） 此时的拉力F= (G+G动)= (65 N+10 N)=37.5 N；
此时滑轮组的机械效率η= = = =86.7%。
四、实验探究题
36．（2021·奉化模拟）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物， 。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为 牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是： 。
【答案】（1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
【解答】（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到：，解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
37．（2021·宁波模拟）在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 10 1.1 20
② 2.0 10 1.7 20
③ 3.0 10 2.3 20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是 。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W （选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释： 。
【答案】（1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
【解答】（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
38．小科和小敏进行探究定滑轮的特点的活动。
（1）这个探究活动要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和 。
（2）如图甲、乙所示，小科、小敏分别对弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丙的实验操作，则正确的实验操作是（ ）
A．小科 B．小敏 C．都正确 D．都不正确
（3）本实验探究方案中，合理的是 (选填“方案一”或“方案二”)。
方案一：相同数量钩码，多次测量求平均值。
方案二：不同数量钩码，各测一组数据。
【答案】（1）钩码重力
（2）A
（3）方案二
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）在探究定滑轮的特点时，研究它是否省力是一个重要方面，其实就是将测力计的拉力和物体的重力大小进行比较即可；
（2）在使用弹簧测力计时，要沿着拉力的方向对它进行调零，据此分析判断。
【解答】（1）这个探究活动要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和钩码重力。
（2）在实验中，要使用弹簧测力计测量向下的拉力，因此应该将测力计的挂钩向下，对测力计进行调零，即小科的做法是正确的，故选A。
39．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应 竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
1 / 1华师大版初中科学九上5.2 滑轮同步练习
一、单选题
1．使用动滑轮可以（ ）
A．省力又省距离 B．省力，但不能改变用力方向
C．既省力又能改变用力方向 D．费力但可以省距离
2．（2020九上·镇海期末）如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动＝12N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是（ ）
A．56N，0.1m/s B．56N，0.4m/s
C．212N，0.1m/s D．212N，0.4m/s
3．（2020九上·江北期末）如图所示，分别用拉力 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2020九上·浙江期末）如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑滑轮重和摩擦)。使用时：①瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。②胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使所受重力为G的物块匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＜G B．FB＜G C．FA＝2G D．FB＝2G
5．（2020九上·西湖期中）建筑工地上，工人用动滑轮来提升货物，以下分析正确的是（ ）
A．一定可以省力
B．使用动滑轮时，该变形杠杆的支点在动滑轮的轴心处
C．改变拉力方向，不会影响拉力的大小
D．做的总功增大
6．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（ ）
A．F3＜F1＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F2＜F1＜F3 D．F3＜F2＜F1
7．如图所示，不计摩擦，把重G＝16N的物体匀速提起所用的拉力F＝10N，则下列关于该动滑轮的说法中错误的是（ ）
A．动滑轮重4N
B．使用该动滑轮要费距离
C．该动滑轮的机械效率为80%
D．提升物体的速度越快，机械效率越高
8．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
9．如图，使用该装置匀速提起重物G，沿不同方向所用的拉力（ ）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
10．小柯用图中装置提升重为400N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
11．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列关系式正确的是（ ）
A．3F1＝G B．3F2＝G
C．F3＝2G D．F4＝2G
12．同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）
A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＞F乙＝F丙 D．F甲＝F乙＞F丙
13．某人到健身房进行健身活动。用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法中正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB
C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
14．把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升 B．A下降 C．A、B均静止 D．无法判断
15．（2020·绍兴）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)，下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B．
C． D．
16．（2020·上城模拟）在举行升国旗、唱国歌的仪式时，观察到国旗的旗杆顶上有个重要的装置，一般是（ ）。
A．定滑轮 B．动滑轮 C．滑轮组 D．省力杠杆
17．（2020·永嘉模拟）如图，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）
A． B． C． D．
18．（2020九上·温州期末）通过如图所示的滑轮组匀速提升重为50牛的重物，已知每个滑轮的重力均为10牛，不计绳子与滑轮的摩擦力，则拉力F的大小为（ ）
A．20N B．25N C．30N D．35N
19．（2019九上·奉化期末）小科将重为15N的物体挂在如图所示滑轮组上，动滑轮的重为3N，在力F的作用下匀速向上运动，实际使用中拉力的大小可能为（ ）
A．4N B．5N C．6N D．7N
20．（2019九上·上城期末）小金在学习了滑轮之后用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
21．如图所示，滑轮组匀速提起同一重物时，所用的拉力分别为F1、F2、F3，若不计滑轮重和摩擦，这三个力从小到大排列的顺序为 。
22．物体A和B所受重力都为120N，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为 N，FB为 N。
23．小科在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
24．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
25．（2020·温州模拟）如图所示，在力F的作用下，质量为4千克的物体Ｍ以0.5米/秒的速度沿水平面向右匀速前进了2米(滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦不计)，此时弹簧测力计的示数为2牛。
（1）在这一过程中，水平地面对物体Ｍ的摩擦力大小是 牛。
（2）拉力F的功率是 瓦。
26．（2019九上·萧山期末）如图所示的四个滑轮中，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2、F3、F4方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3、F4的大小关系是 。若滑轮自重不能忽略，摩擦和绳重不计，则机械效率最大的是
27．如图所示，用滑轮将重物提起，弹簧测力计的示数是10N，人拉绳所用的力F为 N，不计摩擦，物体和滑轮的总重是 ．
28．如图所示，在摩擦不计的情况下，物重10N，手拉弹簧测力计在C位置时示数为 N；若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时，拉力FA、FB、FC的大小关系是 。
29．定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，
的滑轮叫定滑轮， 的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是 ；动滑轮的作用是 。
30．升旗时，人站在地面上向 拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个 。
三、解答题
31．如图所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绳子绕法。
32．（2020·江北模拟）用如图所示的滑轮，拉力沿不同方向将一重物提起(不计摩擦)，那么F1 F2(填“>”、“=”或“<”)，请证明你的结论 。(用作图来轴助证明)
33．（2019九上·杭州月考）一人用如图所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.
（1）求:动滑轮受到的重力有多大？
（2）若定滑轮重力是动滑轮重力的两倍，则此时天花板受到定滑轮的拉力多大？
（3）如果人的体重为600牛，那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛
34．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到阳台上，至少需要多大的拉力？如果动滑轮重80N，不计摩擦和绳重，需要拉力为多大？
35．如图甲，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图乙的F-G图像(不计绳重以及摩擦)。
（1）试根据图像计算动滑轮所受重力G动。
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法。
（3）用该滑轮组提起重为65 N的重物时，滑轮组的机械效率是多少
四、实验探究题
36．（2021·奉化模拟）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物， 。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为 牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是： 。
37．（2021·宁波模拟）在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 10 1.1 20
② 2.0 10 1.7 20
③ 3.0 10 2.3 20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是 。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W （选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释： 。
38．小科和小敏进行探究定滑轮的特点的活动。
（1）这个探究活动要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和 。
（2）如图甲、乙所示，小科、小敏分别对弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丙的实验操作，则正确的实验操作是（ ）
A．小科 B．小敏 C．都正确 D．都不正确
（3）本实验探究方案中，合理的是 (选填“方案一”或“方案二”)。
方案一：相同数量钩码，多次测量求平均值。
方案二：不同数量钩码，各测一组数据。
39．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应 竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点分析判断。
【解答】使用动滑轮时，能够最多省一半的力，但是不能改变用力的方向，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2．【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据图片可知，此时动力作用在动滑轮的中心处，可根据二力平衡的知识计算出绳端的拉力F，再根据滑轮的特点计算它的移动速度。
【解答】根据图片可知，动滑轮受到竖直向上的拉力F，竖直向下的绳子上的拉力两个，都等于重力G，还有自身向下的重力G动，
根据二力平衡的知识得到：F=2G+G动=2×100N+12N=212N；
由于212N>100N，所以此时动滑轮费力，那么应该省距离；
因此绳子移动的速度为：。
故选C。
3．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定滑轮和动滑轮的特点分析判断。
【解答】A、B、C三图中，使用的都是定滑轮，定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力的方向无关，因此拉力F1=F2=F3=G；D图中使用动滑轮，动滑轮可以省一半的力，即F4=，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点计算拉力FA；当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，根据定滑轮的特点计算拉力FB。
【解答】①瘦子固定不动时，中间的滑轮为动滑轮，
动滑轮向上只受一个拉力FA，向下受到两个拉力G，
根据二力平衡的知识可知，拉力FA=2G；
②当胖子固定不动时，中间的滑轮为定滑轮，
定滑轮不省力不费力，
那么拉力FB=G。
故选C。
5．【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的结构特点分析判断。
【解答】A.使用动滑轮时，如果绳子的自由端系在轴心处，而阻力作用在动滑轮的边缘，此时动力臂为半径，阻力臂为直径，因此是费力的，故A错误；
B.使用动滑轮时，该变形杠杆的支点在动滑轮的一侧，故B错误；
C.在使用动滑轮时，改变拉力的方向，动力臂就会变小，拉力就会变大，故C错误；
D.使用动滑轮时，要克服动滑轮的重力做额外功，因此总功增大，故D正确。
故选D。
6．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据动滑轮和定滑轮的工作特点计算出三个拉力，然后比较大小即可。
【解答】左图；定滑轮不省力不费力，那么拉力等于地面对A的摩擦力，即F1=f；
中图：动滑轮可以省一半的力，那么拉力等于地面对A摩擦力的一半，即F2=；
右图：动滑轮受到两个向左的拉力，都等于地面对A的摩擦力，向右的一个拉力F3。根据二力平衡的知识得到，拉力F3=2f。
因此三个拉力的大小关系为：F2＜F1＜F3。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算动滑轮的重力；
（2）根据动滑轮的工作特点判断；
（3）已知拉力和物体的重力，根据公式计算机械效率；
（4）根据滑轮组机械效率的影响因素判断。
【解答】当动滑轮处于匀速直线运动状态时，它自身的重力、物体向下的拉力和两个向上的绳子的拉力F平衡，那么得到：2F=G物体+G动；
2×10N=16N+G动；
解得：G动=4N，故A正确不合题意；
使用该动滑轮能够省力，肯定费距离，故B正确不合题意；
该动滑轮的机械效率：，故C正确不合题意；
根据公式可知，影响滑轮组机械效率的因素是物体重力和动滑轮重力，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】当人向下拉动绳子时，它能产生的最大拉力等于自己的体重，据此分析判断。
【解答】小李能够产生的最大拉力F李=m李g=50kg×10N/kg=500N；
小胖能够产生的最大拉力F胖=m胖g=70kg×10N/kg=700N；
因为F李所以小胖能把小李拉起来。
故选B。
9．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮是一个等臂杠杆，据此对各个拉力的大小进行比较即可。
【解答】定滑轮的轴心就是支点，物体的重力为阻力，阻力臂为半径；作用在绳子另一端的拉力为动力，动力臂也等于半径。无论拉力的方向怎样改变，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此它始终为一个等臂杠杆，即三个拉力一样大。
故选D。
10．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）跟随物体一起运动的叫动滑轮；不随物体一起运动的叫定滑轮；
（2）根据s=nh计算物体上升的高度；
（3）根据计算绳子的拉力；
（4）根据拉力大小和方向分析判断。
【解答】下面的滑轮跟随物体一起运动，是动滑轮；上面的滑轮不随物体一起运动，为定滑轮，故A错误；
动滑轮上有两根绳子，那么当绳子拉过1m时，物体上升的高度，故B错误；
物体匀速上升时，人的拉力为：，故C正确；
因为拉力F故选C。
11．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数，然后根据计算即可。
【解答】A.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F1=G，故A错误；
B.绳子段数n=3，那么根据得到：，因此3F2=G，故B正确；
C.绳子段数n=1，那么根据得到：，因此F3=G，故C错误；
D.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F4=G，故D错误。
故选B。
12．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据滑轮组的工作特点计算出三个拉力的大小，然后进行比较即可。
【解答】（1）使用定滑轮时，不省力也不费力，那么自由端的拉力F甲等于地面的摩擦力f，即F甲=f；
（2）有两段绳子承担摩擦力，那么F乙=；
（3）有三段绳子承担摩擦力，那么F丙=。
那么F甲>F乙>F丙。
故选B。
13．【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮，根据定滑轮的工作特点计算拉力FA。当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮，根据动滑轮的工作特点计算拉力FB，最后将二者比较即可。
【解答】当B处固定不动时，中间的滑轮保持静止状态，为定滑轮；
因为定滑轮不省力不费力，
所以拉力FA=G；
当A处固定不动时，中间的滑轮跟随物体一起运动，为动滑轮；
动滑轮受到一个向上的拉力FB，两个向下的拉力G，
那么拉力FB=2G；
因此FA故选B。
14．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】假设整个装置处于静止状态，首先根据A的重力和滑轮组的特点计算动滑轮上面两个拉力的大小，然后与物体B的重力大小进行比较，从而确定B的运动状态即可。
【解答】假设A处于静止状态，
根据二力平衡的知识可知，绳子上的拉力F=GA；
那么动滑轮受到的向上的两个绳子上的拉力之和F'=2GA，向下的拉力GB；
因为GA=GB；
所以F'>GB；
因此物体B不能处于静止状态，而是向上运动；
那么物体A就会向下运动。
故选B。
15．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【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。属于滑轮原理的应用，和机械功的讨论。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】AC、由四套装置图可知，在定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD、为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确；
故答案为：D。
16．【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据这个装置的形状和作用分析它所属简单机械的类型。
【解答】国旗旗杆顶端有一个轮子，中间有凹槽，这个装置叫滑轮。因为它固定在顶端，不随国旗上下移动，因此是定滑轮，用来改变升降国旗拉力的方向，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
17．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】使用滑轮组时，不计滑轮自重和摩擦，那么自由端的拉力F=，据此比较即可。
【解答】四个选项中，承担重力的绳子段数n分别为1、2、3、2；
根据自由端的拉力F=可知，四个力中最小的是F3；
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
18．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算拉力F的大小即可。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，
那么自由端的拉力。
故选C。
19．【答案】D
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】当使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力大小。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，
那么自由端的最小拉力为：；
由于实际使用过程中，还有摩擦等其他因素的影响，所以拉力肯定大于6N。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
20．【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 在使用滑轮组提升重物时，省力与否与承担重力的绳子段数有关，即自由端的拉力 。
【解答】A图：使用动滑轮时，承担重力的绳子为n=2，那么拉力；
B图：使用定滑轮时，承担重力的绳子为n=1，那么拉力；
C图：使用滑轮组，承担重力的绳子为n=3，那么拉力；
D图：使用滑轮组时，承担重力的绳子为n=2，那么拉力。
因此最省力的是C，故A、B、D不合题意。
故选C。
21．【答案】F2＜F1＜F3
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据二力平衡的知识计算出三个拉力，然后比较它们的大小关系即可。
【解答】左图：三个滑轮都是定滑轮，不省力不费力，那么F1=G；
中图：右边的滑轮为动滑轮，受到两个向上的拉力F2，一个向下的拉力G，根据二力平衡可知：2F2=G，那么；
右图：右边的滑轮为动滑轮，受到两个向上的拉力G，一个向下的拉力F3，根据二力平衡可知：2G=F3。
那么三个拉力的大小顺序依次为：F2＜F1＜F3。
22．【答案】60；120
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮省一半的力，定滑轮不省力不费力，据此计算即可。
【解答】左图中滑轮随物体上下移动，为动滑轮，
那么自由端的拉力等于物体重力的一半，
即拉力FA=；
右图中滑轮固定在天花板上，为定滑轮，
使用定滑轮不省力也不费力，
那么拉力FB=G总=120N。
23．【答案】100；20
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和滑轮重，根据计算A端的拉力；
（2）不计绳子重和摩擦，根据计算滑轮的重力。
【解答】（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，
则人拉绳子A端的动力为；
（2）不计绳子重和摩擦，根据得到：
；
解得：G动=20N。
24．【答案】乙；F3>F2>F1
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
25．【答案】（1）2
（2）1
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、同一根绳子上的拉力是相等的。因为物体M匀速前进，对M进行受力分析后可确定物体M受到的摩擦力大小；
2、动滑轮中绳子自由端的拉力与滑轮端的G总的关系是：。此题中F相当于G总，物体M对绳子的拉力是作用在绳子自由端的力。动滑轮中绳子自由端通过的距离与滑轮端通过的距离关系是：s=2h，速度关系为v1=2v2。
3、功率计算公式为：。
【解答】（1）在这一过程中物体M匀速运动，物体M受到向右的力为绳子的拉力，向左的力为地面对物体M的摩擦力，由于匀速运动所以摩擦力与拉力是平衡力，所以摩擦力为2牛；
（2）由动滑的特点可知，F＝4N，滑轮运动的速度为：。
P＝Fv=4N×0.25m/s=1W。
故答案为：（1）2 （2）1
26．【答案】F1=F2>F4>F3；甲和乙
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮和动滑轮的工作特点比较拉力的大小即可；
（2）根据公式判断机械效率的大小即可。
【解答】（1）定滑轮不省力不费力，拉力的大小与拉力方向无关，因此F1=F2=G；
丙中使用动滑轮，两根绳子的拉力方向平行，此时能省一半的力，即；
丁中使用动滑轮，两根绳子的拉力方向不平行，此时不能省一半的力，即。
因此四个力的大小关系为： F1=F2>F4>F3 ；
（2）甲和乙都为定滑轮，不对滑轮做额外功；而丙和丁都是动滑轮，都对动滑轮做额外功；根据公式可知，当物体重力相同时，有用功相等，那么甲和乙的机械效率最高。
27．【答案】10；20
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）同一根绳子上拉力相等；
（2）当定滑轮处于静止状态时，自由端的拉力F、物重G和动滑轮的重力G动的关系为：2F=G+G动。
【解答】（1）弹簧测力计与自由端的拉力作用在同一绳子上，因此二者相等，即拉力F=10N；
（2）动滑轮和物体的总重力为：2F=G+G动=2×10N=20N。
28．【答案】10；FA=FB=FC
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；且拉力的大小与方向无关，据此分析解答。
【解答】使用定滑轮不省力不费力，
因此C位置的示数为10N；
如下图所示：
无论拉力向哪个方向，动力臂都等于滑轮的半径，即保持不变；
因此拉力的大小不变，都等于重力，即 FA=FB=FC 。
29．【答案】固定；随物体一起移动；改变力的方向；省力
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据定、动滑轮的定义和特点分析解答。
【解答】定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中， 固定的滑轮叫定滑轮，随物体一起移动的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是改变力的方向；动滑轮的作用是省力。
30．【答案】下；定滑轮
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】固定不动的滑轮叫定滑轮；定滑轮可以改变力的方向，据此分析解答。
【解答】升旗时，人站在地面上向下拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个定滑轮。
31．【答案】解：如答图所示。
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】在使用滑轮组时，承担重力的绳子段数越多，越省力。首先确定绳子的段数的最大值，然后确定绳头所在的位置，最后依次完成缠绕即可。
【解答】当只有一个定滑轮和一个动滑轮时，承担重力的绳子段数最大为3，此时需要将绳头系在动滑轮上，然后依次缠绕即可，如下图所示：
32．【答案】=；将定滑轮转轴O点视为支点，定滑轮视为杠杆，由杠杆平衡条件可得F1×OA=G×OC，F2×OB=G×OC而又有OA=OB=OC则F1=F2=G
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮可以杠杆，将滑轮的轴看作支点，物体的重力看做阻力，拉力看作动力，找到动力臂和阻力臂，分析在拉力方向改变时动力臂是否发生改变即可。
【解答】 将定滑轮转轴O点视为支点，定滑轮视为杠杆，如下图所示：
由杠杆平衡条件可得：F1×OA=G×OC，
F2×OB=G×OC； 而又有OA=OB=OC， 则F1=F2=G。
33．【答案】（1）
（2）因为定滑轮重力是动滑轮的两倍，拉力为120N，由于滑轮中有动滑轮，因此可以省一半力，还要减去动滑轮受到的重力，天花板所受的定滑轮拉力为：120N+（40N+40N）+200N+(60N-40N)=420N
（3）设动滑轮重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛
设提升的最大物重为G′，人的体重为G1，此时绳的拉力为F′，
则F′=G1，由2F′=G′+G0，
得所能提起物体的最大物重G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．
他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛．
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力。
34．【答案】解：∵至少需要力时，应不计摩擦和滑轮重
∴至少需要多的拉力：F=12G物=12×600N=300N
∵不计摩擦和绳重，动滑轮重80N，
∴F= （G物+G动）=12（600N+80N）=340N
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用动滑轮时，最多能省一半的力，即需要的拉力等于物重的一半，那么；
（2）如果考虑动滑轮的重力，那么拉力就是动滑轮和物体重力的一半，即： 。
35．【答案】（1）解：由受力分析可知F= (G+G动)。根据图像，取两个特殊点代入： (G+G动)=20 N，
(70+G动)=40 N。(也可以根据其他点列方程)联立解之得G动=10 N，n=2
（2）解：如图所示。
（3）解：由题意可知此时的拉力F= (G+G动)= (65 N+10 N)=37.5 N。
此时滑轮组的机械效率η= = = =86.7%
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】（1）使用滑轮组提升物体时，自由端的拉力 F= (G+G动)，将乙图中F=20N和40N时对应的物体重力G分别带入上式得到两个方程，最后联立求解即可；
（2）根据（1）中计算出的绳子段数n，利用“奇动偶定”的规律确定绳子的固定点，最后完成绳子的缠绕；
（3）首先根据F= (G+G动)计算出自由锻的拉力F，然后根据公式η= = 计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）根据乙图可知，当F=20N时，G=30N；
当F=40N时，G=70N；
根据公式F= (G+G动)得到：
20N= (30N+G动)；
40N= (70N+G动)；
解得：G动=10N，n=2；
（2）因为n=2为偶数，所以绳子头应该系在定滑轮上，如下图；
（3） 此时的拉力F= (G+G动)= (65 N+10 N)=37.5 N；
此时滑轮组的机械效率η= = = =86.7%。
36．【答案】（1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
【解答】（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到：，解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
37．【答案】（1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
【解答】（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
38．【答案】（1）钩码重力
（2）A
（3）方案二
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）在探究定滑轮的特点时，研究它是否省力是一个重要方面，其实就是将测力计的拉力和物体的重力大小进行比较即可；
（2）在使用弹簧测力计时，要沿着拉力的方向对它进行调零，据此分析判断。
【解答】（1）这个探究活动要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和钩码重力。
（2）在实验中，要使用弹簧测力计测量向下的拉力，因此应该将测力计的挂钩向下，对测力计进行调零，即小科的做法是正确的，故选A。
39．【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
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