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参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（ ）
A．14克 B．12克 C．10克 D．8克
【解答】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离LA大于A竖直上升的高度hA，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因为hA＜hB，所以mA＞mB，因此B的质量肯定小于10g。故选：D
2．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（ ）
【解答】解：（1）在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；（2）在BD两图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小；①B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；②设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F＝G1+G；D图中，左边测力计的示数为：F左＝G1；手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）：F右＝F﹣G＝G1+G﹣G＝G1；所以，F左＝F右＝G1，能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；故选：D
3．弹簧秤下挂有一个定滑轮，定滑轮重力为1牛，A、B处于静止状态，GA＝4牛，GB＝6牛，如图。忽略绳重和摩擦，则弹簧秤的示数为（ ）
A．8牛 B．9牛 C．11牛 D．12牛
【解答】解：因为GA＝4N，而GA处于静止状态，说明GA对绳子左端施加一个4N的向下的拉力，绳子处于静止状态说明绳子右端也受到一个向下的4N的拉力，定滑轮的重力为1N，所以弹簧测力计的示数：F＝4N+4N+1N＝9N。故选：B
4．如图所示：人用200牛的水平拉力拉绳，使人与木板一起向左做匀速直线运动，则木板底部受到地面对它的摩擦力（ ）
A．400 N B．200 N C．0N D．100 N
【解答】解：人用200牛的水平拉力拉绳，将人和木板作为一个整体，整体受到2段绳子向左的拉力，即整体受到的拉力为400N；因为人与木板一起向左做匀速直线运动，所以整体受到的拉力与地面的摩擦力平衡，即f＝F整体＝400N，则木板底部受到地面对它的摩擦力是400N。故选：A
5．如图所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于静止状态。下列判断中，正确的是（ ）
A．有可能N处于压缩状态而M处于不伸不缩状态
B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态
【解答】解：由于N弹簧上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸；当N弹簧处于原长时，细线的拉力为零，M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态，故A错；当N弹簧处于拉伸状态时，细线对a又拉力，当拉力小于a物体的重力时，M弹簧处于压缩状态；当拉力等于a物体的重力时，M弹簧处于原长状态；当拉力大于a物体的重力时，M弹簧处于伸长状态；故D正确；从上面的分析中发现共有四种情况，即：①N处于伸长状态而M处于压缩状态；②N处于伸长状态而M处于伸长状态；③N处于伸长状态而M处于不伸长不压缩状态；④N不伸不缩，M压缩状态；故B、C选项中的状态不存在；故选：D
6．如图，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，物体A沿竖直方向匀速上升，已知物体A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（ ）
A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s
【解答】解：以动滑轮为研究对象进行受力分析，如下图所示：
根据同一根绳子的拉力相等，即F1＝F2＝G，由力的平衡条件可得，F＝F1+F2＝G+G＝2G，则物体的重力：G＝＝＝5N，因为滑轮（或F）移动的距离是物体移动距离的二分之一，故滑轮上升的速度是重物A上升速度的二分之一，即v＝v物＝×0.2m/s＝0.1m/s。故选：D
7．如图甲、乙两个滑轮组，它们吊着的物体重都是G，滑轮重及摩擦均不计。当绳端拉力分别为，F甲和F乙时，物体匀速上升，则F甲与F乙之比是（ ）
A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．4：5
【解答】解：滑轮重及摩擦均不计，甲图，n＝2，F甲＝G；乙图，n＝3，F乙＝G；
F甲：F乙＝G：G＝3：2。故选：C
8．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（轮重和绳重忽略不计）．使用时，
（1）绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；
（2）绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
【解答】解：不论是在B处拉绳，还是在A处拉绳，滑轮和绳都没有变，故A、B处的拉力关系是不变的，即FB＝2FA＝2G，所以FA＜FB。故选：B
9．在图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R＝6厘米，轴半径r＝2厘米，物重G＝500牛顿，每个动滑轮重P＝30牛顿。如果不计绳重和摩擦。各段绳的方向保持相平行。那么：为把重物提起，作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿（ ）
A．45 B．75 C．90 D．135
【解答】解：如图所示，作用在滑轮组上绳子的拉力为F′，作用在轮轴轴上绳子的拉力也是F′，作用在轮上的拉力是F。
由图知，重物被两个动滑轮吊着，与动滑轮相连的绳子段数n＝4，根据滑轮组的省力公式可得，作用在滑轮组绳子上的拉力：F′＝＝＝140N；
根据轮轴的省力公式可得，作用在轮上绳子的拉力：F＝＝≈47N。
由上知，作用在绳子自由端的拉力不小于47N，而A小于47N，BCD都大于47N，B相对较小，所以拉力可能为75N。故选：B
10．在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N．“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N”可知，F乙＝F甲，由此可确定内部的滑轮的绕线是三段绳子，A选项是两个定滑轮，不省力。B是三段绳子承担，符合要求。C选项应该是B的颠倒，D是四段绳子承担。故选：B
11．如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为10N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为30W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升4m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小为20N B．该装置的机械效率为66.7%
C．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功 D．物体A向右做匀速直线运动的速度为4m/s
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端（物体B）移动的距离sB＝2sA，则物体A移动的距离：sA＝sB＝×4m＝2m，由P＝可知，拉力F做的总功：W总＝P总t＝30W×2s＝60J，
W总＝FsA可知，拉力：F＝＝＝30N，故A错误；C、克服物体B重力做的有用功：W有＝GBsB＝10N×4m＝40J＜60J，即拉力F做的功大于克服物体B重力做的功，故C错误；B、该装置的机械效率：η＝×100%＝×100%≈66.7%，故B正确；D、物体A速度：vA＝＝＝1m/s，故D错误。故选：B
二．填空题（共5小题）
12．如图所示，一根长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一个大小相同的小球a和b，a球质量为m，静置于地面，b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球后，a球可能达到的最大高度为 h 。
【解答】解：设b球着地时速度为v，由机械能守恒定律得：3mgh﹣mgh＝×4mv2解得：v＝；
b球着地时，a球上升高度s1＝h，之后竖直上抛运动，上升高度为：s2＝＝；
所以，a球上升的最大高度为：s＝s1+s2＝h。故答案为：h。
如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是 滑轮2 。
（2）弹簧测力计读数为 9 牛。
（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何？ 静止 。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）
【解答】解：（1）滑轮1固定在弹簧测力计的挂钩上，滑轮2在力F1的作用下随物体一起移动，所以滑轮2是动滑轮；（2）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，此时有三段绳子拉着弹簧测力计，则弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N；（3）地面光滑，故物体A只受力F1和物体B对它的摩擦力，物体之间的滑动摩擦力和拉力都不变，所以物体A依然处于静止状态。故答案为：（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。
14．如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当物体做匀速直线运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1＝ 30 N，F2＝ 15 N，F3＝ 60 N。
【解答】解：滑轮重力和摩擦均不计，图甲：拉力F1等于摩擦力，F1＝f＝30N；图乙：拉力F2是摩擦力的一半，F2＝f＝×30N＝15N；图丙：拉力F3等于摩擦力的2倍，F3＝2f＝2×30N＝60N。故答案为：30；15；60。
15．如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（不计绳重与摩擦）
（1）若滑轮重不计，滑轮向上移动20cm，则拉力F＝ 60 N，物体上升 40 cm。
（2）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝ 62 N，滑轮向上移动 10 cm。
【解答】解：（1）由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮上移s＝20cm时，物体上移的高度是物体上移的2倍，h＝2s＝2×20cm＝40cm；
若滑轮重不计，此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小F＝2G＝2×30N＝60N；
（2）若滑轮重G轮＝2N，由图知，此时拉力：F＝2G+G轮＝2×30N+2N＝62N；
当物体上移h′＝20cm时，滑轮（拉力）上移的高度是物体上移的，s′＝h′＝×20cm＝10cm；故答案为：（1）60，40；（2）62，10。
16．如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为180N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力为 90 N，方向 水平向右 。物体B的重力为 45 N（滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计）。
【解答】解：物体A在物体B的重力作用下向右做匀速直线运动时，A受到的摩擦力等于动滑轮对A的拉力，即f＝F动；当物体A向左做匀速直线运动时，受到向左的拉力F、向右的摩擦力f和F动，即；F＝f+F动，因f＝F动，所以F＝2f，即180N＝2f，解得f＝F动＝90N，且此时摩擦力方向水平向右。动滑轮上有2段绳子承担拉力，滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计，那么动滑轮上受到的拉力和物体B的重力的关系为：F动＝2GB；则GB＝F动＝×90N＝45N，。
故答案为：90；水平向右；45。
三．解答题（共5小题）
17．如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计）。
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 大 。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是 改变力的方向 。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？
（3）若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2（动力×动力臂＝阻力×阻力臂）可得：F2＝，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比；即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小。故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；
（2）图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G＝2F＝3×104牛×2＝6×104牛；由G＝mg可得：m＝＝＝6000千克；
（3）W＝Fs＝Gh＝1.2×104牛×30米＝3.6×105焦，由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功。
故答案为：（1）大；（2）改变力的方向；能吊起货物的质量不能超过6000千克；
（3）此过程中克服货物重力做功3.6×105焦。
18．如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5千克，木板质量M＝10千克，人的质量m＝30千克，不计摩擦与空气作用力。
（1）若人拉动绳子使木板上升，属于动滑轮的是 滑轮B （填“滑轮A”或“滑轮B”）。
（2）图中的人受到的力有 3 个。
（3）当滑轮组静止于空中，图中各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g＝10牛/千克）
【解答】解：（1）由图可知，若人拉动绳子使木板上升，滑轮A的位置不变，B的位置会发生变化，故滑轮B是动滑轮；（2）由图可知，人受到重力、木板的支持力和绳子向上的拉力，一共3个力的作用；（3）滑轮B的重力：GB＝mBg＝5kg×10N/kg＝50N，木板重力：G木板＝Mg＝10kg×10N/kg＝100N，人的重力：G人＝m人g＝30kg×10N/kg＝300N，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，由图可以看出，从定滑轮A出来的绳子股数为2股，所以B处的拉力为：
FB＝（G木板+G人+G动）＝×（100N+300N+50N）＝225N。
对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，
所以人的拉力：F＝（FB﹣G动）＝×（225N﹣50N）＝87.5N。
故答案为：（1）滑轮B；（2）3；（3）此时人拉绳的力为87.5N。
19．如图所示的滑轮组，绳的重力及绳与滑轮的摩擦忽略不计。
（1）如果滑轮的自重不计，物重G＝3牛，要使物体匀速上升，拉力为多大？
（2）在物体匀速上升过程中，如果物体上升的速度为v1，绳子自由端向上拉动的速度为v2，那么v1 小于 v2．（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）假如每个滑轮的自重为G0，物重为G，当物体匀速上升时，a、b两根细绳受到的拉力分别为Fa、Fb，当Fa＝2Fb时，G0：G＝ 4：5 。
【解答】解：由图可知，n＝3，
（1）如果滑轮的自重不计，绳的重力及绳与滑轮的摩擦忽略不计，则拉力：F＝G＝×3N＝1N；
（2）如果物体上升的速度为v1，绳子自由端向上拉动的速度为v2＝3v1，所以，v1＜v2。
（3）绳子的拉力F＝（G0+G），根据受力分析 Fb＝G，Fa＝2F+G0，又因为Fa＝2Fb，
所以2×（G0+G）+G0＝2G，解得G0：G＝4：5
答：（1）如果滑轮的自重不计，物重G＝3牛，要使物体匀速上升，拉力为1N；（2）小于；（3）4：5。
20．如图所示，某同学做测定滑轮组的机械效率实验时，第一次用图甲的装置，第二次用图乙的装置，若每个滑轮的重力都相等，两次实验中所提升的重物G是同样的钩码，则：
（1）装置图 乙 所示的滑轮组更省力；
（2）装置图甲所示的滑轮组的机械效率高，这是因为甲滑轮组中动滑轮的重力小，做的额外功少。
（3）如果两次实验中所提钩码G的重力都是4N，钩码匀速上升时，弹簧秤的示数分别是F甲＝1.5N，F乙＝1.2N，那么这两个滑轮组的机械效率分别是η甲＝ 88.9% ，η乙＝ 66.7% 。
【解答】解：（1）由图可知：甲滑轮组有3段绳子承担物重，而乙滑轮组有5段绳子，乙滑轮组承担的绳子股数多，拉力就越小越省力；
（2）使用滑轮组时，做的有用功相同时，甲滑轮组中动滑轮的重力小与乙滑轮组中动滑轮的重力，做的额外功少，因此机械效率就会高。
（3）由s＝nh可知：η＝＝
甲滑轮组的机械效率：η甲＝＝＝88.9%
乙滑轮组的机械效率：η乙＝＝＝66.7%
故答案为：（1）乙；（2）甲；甲滑轮组中动滑轮的重力小，做的额外功少；（3）88.9%；66.7%。
21．小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：
钩码重G1/N 动滑轮重G2/N 测力计拉力F/N 钩码提升高度h/m 测力计移动距离S/m
4 0.4 1.6 0.1 0.3
根据实验数据，小文同学计算机械效率的过程如下：
有用功 W有用＝（G1+G2）h＝（4N+0.4N）×0.1m＝0.44J
总功 W总＝FS＝1.6N×0.3m＝0.48J
机械效率：η＝×100%＝×100%≈91.7%
答：当匀速吊起4N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为91.7%。
小文同学的计算过程是否正确？如有错误，请在下方空白处写出错误之处并对滑轮组的机械效率作出正确解答。
【解答】解：在此题中，有用功是指克服钩码的重力做的功。总功是拉力F做的功。所以小文同学的有用功的计算是错误的。正确的计算过程应为：
有用功 W有用＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J
总功 W总＝Fs＝1.6N×0.3m＝0.48J
所以滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%≈83.3%
答：滑轮组的机械效率为83.3%。
四．计算题（共1小题）
22．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
（1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
【解答】解：（1）拉力移动距离：s＝nh＝2×6m＝12m，
拉力做功：W＝Fs＝300N×12m＝3600J；
（2）由图乙可知，建材的重为400N时，滑轮组机械效率为50%，
由η＝＝＝＝得，建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力；
F＝＝＝400N；
（3）由F＝（G+G动）得，动滑轮重：G动＝2F﹣G＝2×400N﹣400N＝400N，
由η＝＝＝＝得当机械效率为80%时，所运送建材受到的重力：
G′＝＝＝1600N。
答：（1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人做功3600J；
（2）当所运送建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力为400N；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力是1600N。
五．实验探究题（共2小题）
23．用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将 减小 。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图像中的A点可知，被提升的物体重力为 3 N。
【解答】解：（1）做的有用功W有＝Gh，因忽略绳重和摩擦，所以做的额外功，W额外＝G动h，
所以做的总功：W总＝Gh+G动h，机械效率：η＝＝＝＝×100%，故当被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将减小；
（2）根据图乙可知，当动滑轮重为1N时，滑轮组的机械效率为75%，
根据η＝×100%，被提升的物体重力为：G＝＝＝3N。
故答案为：（1）减小；（2）3。
小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
（2）第1次实验测得的机械效率为 74% 。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用 b 图做的；第4次实验是用 c 图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）由1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，物体越重，机械效率越 高 ；由1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 越低 （填“越高”、“越低”或“不变”）。
【解答】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；
（2）第1次实验测得的滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%≈74%；
（3）第2次实验中h＝0.1m，s＝0.3m，绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s＝nh，则可知第2次实验中n＝3，考虑到钩码总重为6N，故是用b图做的；第4次实验中h＝0.1m，s＝0.5m，则n＝5，故是用c图做的；
（4）由1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；由1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。
故答案为：（1）匀速；（2）74%；（3）b； c；（4）高； 越低
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滑轮及滑轮组 练习
一．选择题（共11小题）
1．（2021 鹿城区一模）如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（ ）
A．14克 B．12克 C．10克 D．8克
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图 第5题图
2．（2021 绍兴模拟）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（ ）
3．（2021 上城区二模）弹簧秤下挂有一个定滑轮，定滑轮重力为1牛，A、B处于静止状态，GA＝4牛，GB＝6牛，如图。忽略绳重和摩擦，则弹簧秤的示数为（ ）
A．8牛 B．9牛 C．11牛 D．12牛
4．（2021 宁波模拟）如图所示：人用200牛的水平拉力拉绳，使人与木板一起向左做匀速直线运动，则木板底部受到地面对它的摩擦力（ ）
A．400 N B．200 N C．0N D．100 N
5．（2021 余姚市校级模拟）如图所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于静止状态。下列判断中，正确的是（ ）
A．有可能N处于压缩状态而M处于不伸不缩状态
B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态
6．（2021 海曙区模拟）如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，物体A沿竖直方向匀速上升，已知物体A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（ ）
A．20N 0.4m/s B．20N 0.1m/s C．5N 0.4m/s D．5N 0.1m/s
第6题图 第7题图 第8题图 第9题图
7．（2021 婺城区模拟）如图甲、乙两个滑轮组，它们吊着的物体重都是G，滑轮重及摩擦均不计。当绳端拉力分别为，F甲和F乙时，物体匀速上升，则F甲与F乙之比是（ ）
A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．4：5
8．（2021 安阳一模）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（轮重和绳重忽略不计）．使用时，
（1）绳A处固定不动，手在B处用力FB拉绳，使重物G匀速上升；
（2）绳B处固定不动，腿在A处用力FA拉绳，使重物G匀速上升。下列说法正确的是（ ）
A．FA＞FB B．FA＜FB C．FA＝FB D．条件不足，无法确定
9．（2021 乐清市自主招生）在图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R＝6厘米，轴半径r＝2厘米，物重G＝500牛顿，每个动滑轮重P＝30牛顿。如果不计绳重和摩擦。各段绳的方向保持相平行。那么：为把重物提起，作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿（ ）
A．45 B．75 C．90 D．135
10．（2021 临海市模拟）在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N．“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（ ）
A． B．
C． D．
11．（2021 拱墅区校级模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为10N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为30W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升4m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小为20N B．该装置的机械效率为66.7%
C．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功 D．物体A向右做匀速直线运动的速度为4m/s
二．填空题（共5小题）
12．（2021 乐清市校级模拟）如图所示，一根长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一个大小相同的小球a和b，a球质量为m，静置于地面，b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球后，a球可能达到的最大高度为 。
第12题图 第13题图
13．（2021 瑞安市模拟）如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是 。
（2）弹簧测力计读数为 牛。
（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何 。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）
14．（2011 西丰县校级二模）如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当物体做匀速直线运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1＝ N，F2＝ N，F3＝ N。
第14题图 第15题图
15．（2021 余姚市模拟）如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。（不计绳重与摩擦）
（1）若滑轮重不计，滑轮向上移动20cm，则拉力F＝ N，物体上升 cm。
（2）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝ N，滑轮向上移动 cm。
16．（2019 台州模拟）如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为180N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力为 N，方向 。物体B的重力为 N（滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计）。
第16题图 第17题图
三．解答题（共5小题）
17．（2021 嵊州市模拟）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦不计）。
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 。
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是 。若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？
（3）若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
18．（2021 乐清市校级自主招生）如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5千克，木板质量M＝10千克，人的质量m＝30千克，不计摩擦与空气作用力。
（1）若人拉动绳子使木板上升，属于动滑轮的是 （填“滑轮A”或“滑轮B”）。
（2）图中的人受到的力有 个。
（3）当滑轮组静止于空中，图中各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g＝10牛/千克）
19．（2021 舟山模拟）如图所示的滑轮组，绳的重力及绳与滑轮的摩擦忽略不计。
（1）如果滑轮的自重不计，物重G＝3牛，要使物体匀速上升，拉力为多大？
（2）在物体匀速上升过程中，如果物体上升的速度为v1，绳子自由端向上拉动的速度为v2，那么v1 v2．（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）假如每个滑轮的自重为G0，物重为G，当物体匀速上升时，a、b两根细绳受到的拉力分别为Fa、Fb，当Fa＝2Fb时，G0：G＝ 。
20．（2021 余姚市模拟）如图所示，某同学做测定滑轮组的机械效率实验时，第一次用图甲的装置，第二次用图乙的装置，若每个滑轮的重力都相等，两次实验中所提升的重物G是同样的钩码，则：
（1）装置图 所示的滑轮组更省力；
（2）装置图 所示的滑轮组的机械效率高，这是因为 。
（3）如果两次实验中所提钩码G的重力都是4N，钩码匀速上升时，弹簧秤的示数分别是F甲＝1.5N，F乙＝1.2N，那么这两个滑轮组的机械效率分别是η甲＝ ，η乙＝ 。
21．（2008 常州）小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：
钩码重G1/N 动滑轮重G2/N 测力计拉力F/N 钩码提升高度h/m 测力计移动距离S/m
4 0.4 1.6 0.1 0.3
根据实验数据，小文同学计算机械效率的过程如下：
有用功 W有用＝（G1+G2）h＝（4N+0.4N）×0.1m＝0.44J
总功 W总＝FS＝1.6N×0.3m＝0.48J
机械效率： η＝×100%＝×100%≈91.7%
答：当匀速吊起4N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为91.7%。
小文同学的计算过程是否正确？如有错误，请在下方空白处写出错误之处并对滑轮组的机械效率作出正确解答。
四．计算题（共1小题）
22．（2021 东平县二模）工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。
求： （1）若工人用300N的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为400N时，工人作用在绳子上的拉力；
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
五．实验探究题（共2小题）
23．（2021 临海市一模）用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将 。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图像中的A点可知，被提升的物体重力为 N。
24．（2021 广东模拟）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）第1次实验测得的机械效率为 。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用 图做的；第4次实验是用 图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）由1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，物体越重，机械效率越 ；由1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 （填“越高”、“越低”或“不变”）
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