3.4简单机械（滑轮计算） 综合题（含解析）

2021-2022学年浙教版科学滑轮计算综合题
一．选择题（共9小题）
1．如图所示的滑轮组中，不计滑轮质量，分别挂上A、B两物体后恰能静止，则两物重力关系为（　　）
A．GA：GB=1：1
B．GA：GB=1：2
C．GA：GB=2：1
D．不好判断
2．在水平地面上放置一个重为360N的物体，用图中所示的装置匀速拉动物体（不计绳子与滑轮的摩擦），拉力F等于30N，则物体与地面间的摩擦力应为（　　）
A．60N
B．120N
C．90N
D．360N
3．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB=1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（　　）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
4．如图所示，（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（　　）
A．10N
B．20N
C．30N
D．50N
5．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为40N，人的重力为600N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（　　）
A．218N
B．220N
C．210N
D．236N
6．如图所示，滑轮重及绳与滑轮的摩擦均不计。向上拉绳的速度是0.6m/s，拉绳的力F是12N．由此可知（　　）
A．物重是36N，物体的速度是0.2m/s
B．物重是24N，物体的速度是0.3m/s
C．物体受到的摩擦力是36N，物体的速度是0.2m/s
D．物体受到的摩擦力是24N，物体的速度是0.3m/s
7．如图所示，在一水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力为300N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为100
N
B．拉力F的大小为200
N
C．绳自由端移动了4
m
D．绳自由端移动了1
m
8如图所示，滑轮重及滑轮摩擦不计，物体A和B都处于静止状态。下列几种说法中正确的是（　　）
A．两物体重力的大小关系是G1=2G2
B．A物体受到的摩擦力的大小fA=2G2
C．A物体所受的合力的方向是向右的
D．A物体受到三个力的作用，B物体受到两个力的作用
9．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，小科利用如图所示的装置匀速拉动绳子自由端并在5s内做了30J的功，物体A运动速度为0.5m/s。下列判断错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为1.0m/s
B．由于G定存在，物体A受到的摩擦力大于12N
C．作用在绳子自由端的拉力F为6N
D．绳子自由端移动5m
　
二．填空题（共5小题）
10．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N．当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。
（1）以上装置中属于动滑轮的是　　（填字母）。
（2）物体A所受的摩擦力为　　N。
（3）若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为　　N。
11．如图所示的装置中，已知重物G1=500N，重物G2=1200N，在不考虑摩擦和滑轮重力的情况下，使重物G1保持平衡的拉力F应等于　　，此时G2对地面的压力是　　N。
12．如图所示，绳子质量和摩擦都不计，人重力600N，平板重200N，小滑轮重力60N，要使平板处于平衡状态，则人拉绳子的力为　　N，人对平板的压力为　　N。
13．如图所示，滑轮重、绳重和等因素不计，若用力F=30N，拉动机械，求两个弹簧测力计的示数与墙所受的拉力　　。
14．如图所示，物体A重60N，当滑轮在力F的作用下，以0.4m/s的速度匀速上升时，物体A的速度为　　，F的大小为　　N．（不计滑轮重及摩擦）
　
三．计算题（共4小题）
15．用如图所示的滑轮组提升重物，摩擦不计，当物重G=1800N、拉力F为500N时，可使物体匀速上升。求：
（1）当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升；
（2）当被提起的重物G′=2400N时，拉力F′为多大时可以使物体匀速上升。
16．如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小科同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m，不计绳重和摩擦。求：
（1）绳子自由端拉力F；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率。
17．如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，物体A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重，绳重及滑轮装置摩擦，则物体B与底面间的摩擦力为多大？
18．如图所示装置中，不计滑轮的自重与摩擦。重100牛的物体A在水平拉力F作用下匀速直线运动了2秒，已知拉力F做功的功率为20瓦，物体A所受的摩擦力为重力的0.2倍。
求：（1）拉力F的大小。
（2）F所做的功。
（3）物体A所移动的距离。
2021-2022学年浙教版科学滑轮计算综合题
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．解：定滑轮的绳子两端的力相等，动滑轮中绳子上的力是轴上力的一半。故有GA：GB=2：1。
故选：C。
　
2．解：从图可知，有三段绳子在拉物体，
∴水平拉力F为摩擦力f的三分之一，即F=f，
∴摩擦力f=3F=3×30N=90N．
故选：C．
　
3．解：（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，
由力的平衡条件可得：F+F支=G，
则F支=G﹣F=700N﹣300N=400N，
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，
所以工人对地面的压力：F压=F支=400N，故A正确；
B、由图可知n=2，且滑轮组摩擦均不计，
由F=（G+G动）可得，建筑材料P重；
G=2F﹣G动=2×300N﹣100N=500N，故B错误；
C、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=v绳=×1m/s=0.5m/s，故C错误；
D、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，
由力的平衡条件可得：FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N；
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=F′A=1000N；
根据杠杆的平衡条件：FA×OA=FB×OB，且OA：OB=1：2，
所以，FB===500N；
因为物体间力的作用是相互的，
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′=FB=500N；
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，
则物体M受到的支持力为：FM支持=GM﹣FB′=5000N﹣500N=4500N，
因为物体间力的作用是相互的，
所以物体M对地面的压力：FM压=FM支持=4500N．故D错误；
故选：A。
　
4．解：物体A受到向右的拉力：F′===10N，
因为物体A向右做匀速直线运动，受到向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力；
f=F′=10N，
F=f+F′=10N+10N=20N。
故选：B。
　
5．解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。
则人的拉力F=（400N+50N+600N）=210N。
故选：C。
　
6．解：（1）由图知，n=3，拉力端移动速度v=3v物，则物体的速度v物=v=×0.6m/s=0.2m/s；
（2）由于是水平使用滑轮组，绳与滑轮的质量及滑轮转动时的摩擦均不计，拉力F=f，则物体受到的摩擦力f=3F=3×12N=36N；无法计算物重的大小。
故选：C。
　
7．解：由图知，n=2，
（1）不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力F=f=×300N=150N，故A、B都错；
（2）绳自由端移动的距离：s=2s物=2×2m=4m，故C正确、D错。
故选：C。
　
8．解：物体A所受拉力等于A所受的摩擦力，是B重力的2倍，故A错误，B正确，
物体静止，所受合力为0，不存在合力方向，故C错误。
物体A静止受4个力，重力、支持力、拉力、摩擦力。物体B静止受两个力，重力和拉力，故D错误。
故选：B。
　
9．解：（1）由图知，n=2，绳子自由端移动速度v=2v物=2×0.5m/s=1.0m/s，故A正确；
（2）5s绳子自由端移动距离s=vt=1.0m/s×5s=5.0m，由W=Fs可得拉力F===6N，故CD正确。
（3）若不计动滑轮和绳重、不计滑轮与绳之间摩擦，物体A受到的摩擦力f=2F=2×6N=12N，由于动滑轮重力G动存在，物体A受到的摩擦力f=2F﹣G动，小于12N，故B错；
故选：B。
　
二．填空题（共5小题）
10．解：（1）N滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮；M滑轮随物体一起运动，为动滑轮。
（2）当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，
f=F拉=（GB+G动）=（8N+2N）=5N。
（3）当A向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B对A的拉力；
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f=5N。
B对A的拉力不变，F拉=5N，
A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F=f+F拉=5N+5N=10N；
故答案为：（1）M；（2）5；（3）10。
　
11．解：由图可知，要使重物G1保持平衡，F=G1=500N，
不考虑摩擦和动滑轮重力，对重物G2进行受力分析，可得：G2=2F+F支，F支=G2﹣2F=1200N﹣2×500N=200N，
地面对G2的支持力等于G2对地面的压力，F压=F支=200N。
故答案为：500N；200。
　
12．解：
如图1所示，将人、平板看作一个整体，有3段绳子承担整体的重（注意：3段绳子上的力不同），
整体处于平衡状态，则有：F2+F1+F1=G人+G板=600N+200N=800N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
如图2，以小滑轮为研究对象，由力的平衡条件可得：F2=2F1+G轮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②代入①可得：2F1+G轮+F1+F1=800N，
整理可得：4F1+G轮=800N，
所以，4F1=800N﹣G轮=800N﹣60N=740N，
解得人拉绳子的力：F1=185N；
由于绳子对人有向上的拉力F1，则人对平板的压力：F压=G人﹣F1=600N﹣185N=415N。
故答案为：185；415。
　
13．解：由图知，1、2、3由同一根绳子缠绕而来，可知F1=F2=F3=F=×30N=10N；
则测力计A的示数等于FA=10N；
测力计B由2根绳子拉动，则B的示数等于FB=10N×2=20N。
墙受到的拉力F′=FA+FB=10N+20N=30N。
故答案为：10N、20N、30N。
　
14．解：物体移动速度v物=2v=2×0.4m/s=0.8m/s；
拉力F=2G=2×60N=120N。
答案：0.8m/s；120。
　
三．计算题（共4小题）
15．解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=4，
则拉绳的速度：
v=nv物=4×0.65m/s=2.6m/s。
（2）由于摩擦不计，由F=（G+G动）可得，动滑轮重力：
G动=nF﹣G=4×500N﹣1800N=200N，
当被提起的重物G′=2400N时，此时的拉力：
F′=（G′+G动）=×（2400N+200N）=650N。
答：（1）当拉绳的速度为2.6m/s时，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升；
（2）当被提起的重物G′=2400N时，拉力F′为650N时可以使物体匀速上升。
　
16．解：（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，所承受的总重力：
G总=m总g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，
不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：
F=G总=×50N=12.5N；
（2）拉力端移动的距离s=4h=4×0.5m=2m，
拉力做功：
W总=Fs=12.5N×2m=25J，
（3）拉力做功的功率：
P===5W。
答：（1）绳子自由端拉力为12.5N；
（2）拉力所做的功为25J；
（3）拉力的功率为5W。
　
17．解：由题意知，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，设F为拉力，F1为绳子拉物体的力，则F=f+F1，
由题意可知F1=4f，则F=f+F1=f+4f=5f=200N，
解得f=40N，则F1=4f=4×40N=160N，
因为是同一根绳，所以B受拉力==80N，
则B与地面间的摩擦力等于B受拉力为80N。
答：物体B与底面间的摩擦力为80N。
　
18．解：（1）由题意可知，物体A受到的摩擦力：
f=0.2G=0.2×100N=20N，
不计滑轮的自重与摩擦，由力的平衡条件可得，拉力F的大小：
F=2f=2×20N=40N；
（2）由P=可得，F所做的功：
W=Pt=20W×2s=40J；
（3）由W=Fs可得，拉力F移动的距离：
s===1m，
由于拉力作用在动滑轮的轴上，所以费力但省一半的距离（即拉力F移动的距离为物体移动距离的一半），
则物体A所移动的距离：
sA=2s=2×1m=2m。
答：（1）拉力F的大小为40N；
（2）F所做的功为40J；
（3）物体A所移动的距离为2m。