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3.4 简单机械（2）
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.（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.
3.（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，己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
4.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
5.（2021·宁海模拟）小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重100N
B. 拉力做功的功率为150W
C. 绳子自由端移动的距离为2m
D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
6.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A. 甲更省力，甲机械效率大 B. 乙更省力，机械效率一样大
C. 乙更省力，乙机械效率大 D. 甲更省力，机械效率一样大
7.（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
8.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（ ）
A. 270N B. 360N C. 540N D. 720N
9.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
10.（2020九上·镇海月考）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小科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.
11.（2020九上·江干期末）如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 拉力的功率为18W B. 物体受到的摩擦力为60N
C. 绳子自由瑞移动的距离是18m D. 额外功为54J
12.如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(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)。下列说法错误的是（ ）
A. 绳端移动速度为0.2m/s B. 弹簧测力计读数为9N
C. 物体A和地面之间有摩擦力 D. 如果增大F2 ，物体A可能向左运动
13.（2020·宁波模拟）小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦.针对这一现象，小明得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
二、填空题
14.如图所示，用甲、乙两滑轮组匀速向上提升重物，物重都为600牛，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为 牛；F乙为 牛。若将重物提高1米，则甲滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米，乙滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米。
15.（2020九上·浙江期末）如图所示，某同学用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进1m，地面对它的摩擦力为100N，他施加的拉力F=60N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为________ J，滑轮组的机械效率为________ 。
16.（2019九上·奉化月考）某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m．（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），则动滑轮的重力为________N；拉绳的速度是________m/s
17.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应________向下拉动弹簧测力计。
（2）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的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
三、实验探究题
18.（2021七下·吴兴期末）如图甲所示是小安为测量滑块与木板之间的滑动摩擦力的实验装置。一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦)，绳的另一端悬挂托盘。实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动。
（1）.为了测量滑块与木板间的滑动摩擦力,需要测量的量是 (填选项前的编号)
①木板的质量m，②滑块的质量m，③砝码的质量m，④托盘和砝码的总质量m。
（2）.该实验的理论依据是： ；
（3）.为了避免该实验的不足,小刚改为向左水平拉动木板,同时把砝码和托盘换为弹簧测力计且固定(如图乙所示),来测滑块的滑动摩擦力，此时弹簧测力计的读数如图所示。滑块受到摩擦力大小为 。若把滑块翻转，使其面积较小的侧面接触木板，仍使木板以先前的速度向左移动，弹簧秤上的读数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
19.（2021九下·西湖开学考）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 动滑轮重N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 /
3 6 0.8 5 / 15 /
（1）在实验操作中应该使钩码________(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约________。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是_________。
A. B. C. D.
四、解答题
20.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克(不计绳重和摩擦，g取10牛/千克)。
（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求：人用力向下拉细绳)。
（2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力做了多少功？
21.（2021·吴兴模拟）缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为 300 牛，用它连接成如图所示的滑轮组，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：（已知动滑轮重 120 牛，摩擦及绳的质量不计）
（1）利用该滑轮组能提起物体的最大重力是多少？
（2）水平地面上放置一个底面积为500cm2 ，重力为700牛的立方体物体，利用本滑轮组竖直向上拉该物体，请计算该物体对地面最小的压强为多少？
（3）如果该物体为铁块，铁块刚浸没在一定浓度的硫酸铜溶液中时，测出绳子所承受的拉力为F1；一段时间后测出绳子所承受的拉力为F2 ，F1________F2。（变化过程中物体的体积变化忽略不计）
22.（2020·富阳模拟）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象如图乙所示，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4m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为500N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。
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3.4 简单机械（2）
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
【解析】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.（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
【解析】 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。
3.（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，己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
【解析】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。
4.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
【解析】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。
5.（2021·宁海模拟）小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重100N B. 拉力做功的功率为150W
C. 绳子自由端移动的距离为2m D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
【答案】 D
【解析】（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
【解答】A.根据公式得到： ， 解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度 ， 拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率 ， 故D正确。
故选D。
6.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A. 甲更省力，甲机械效率大 B. 乙更省力，机械效率一样大
C. 乙更省力，乙机械效率大 D. 甲更省力，机械效率一样大
【答案】 B
【解析】使用滑轮组提升重物时，根据比较拉力的大小，根据比较机械效率的大小。
【解答】（1）物体的质量相等，动滑轮的质量也相等，
根据G总=m总g可知，物理和动滑轮的总重力相等。
承担物体重力的绳子段数：n甲=2，n乙=3；
即n甲根据公式可知，绳子的拉力F甲>F乙；那么乙更省力；
（2）物体的质量相等，动滑轮的质量也相等，根据公式G=mg可知，物体的重力相等，且动滑轮的重力也相等。根据可知，甲和乙的机械效率相等。故选B。
7.（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
【解析】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。
8.如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（ ）
A. 270N B. 360N C. 540N D. 720N
【答案】 B
【解析】首先根据计算出作用在杠杆左端的拉力F拉 ， 再根据杠杆的平衡条件计算出作用在A点向上的拉力F。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子n=2，
那么作用在杠杆左端的拉力；
根据杠杆的平衡条件得到：F拉×L2=F×OA；
270N×4L=F×3L；
解得：F=360N。
故选B。
9.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
【解析】（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。
10.（2020九上·镇海月考）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小科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
【解析】测力计要测量哪个力，这个力就要直接作用在测力计的挂钩上；如果被测量的力作用在拉环上，那么会时测量的力偏大，据此分析判断。
【解答】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A、C错误；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；
B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，两边测力计的示数不相等，故B错误；
D图中，右侧的弹簧测力计正常使用，那么左右两个弹簧测力计的重力相互抵消，因此右侧测力计的示数刚好等于左侧钩码的重力，故D正确。故选D。
11.（2020九上·江干期末）如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 拉力的功率为18W B. 物体受到的摩擦力为60N
C. 绳子自由瑞移动的距离是18m D. 额外功为54J
【答案】 B
【解析】（1）首先根据v=nv物计算出拉力的速度，然后根据P=Fv计算拉力的功率；
（2）首先根据W总=Fs计算出拉力做的总功，再根据计算出有用功，最后根据计算摩擦力；
（3）根据s=vt计算绳子自由端移动的距离；
（4）根据W额=W总-W有计算出做的额外功。
【解答】绳子自由端移动的速度v=nv物=3×0.3m/s=0.9m/s，拉力的功率：P=Fv=20N×0.9m/s=18W，故A正确不合题意；
绳子自由端移动的距离s=vt=0.9m/s×20s=18m，故C正确不合题意；
拉力做的总功W总=Fs=20N×18m=360J；
有用功；
物体受到的摩擦力 ， 故B错误符合题意；
克服摩擦的额外功W额=W总-W有=360J-306J=54J，故D正确不合题意。
故选B。
12.如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(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)。下列说法错误的是（ ）
A. 绳端移动速度为0.2m/s B. 弹簧测力计读数为9N
C. 物体A和地面之间有摩擦力 D. 如果增大F2 ， 物体A可能向左运动
【答案】 D
【解析】（1）根据v=nvB计算计算绳子端移动的速度；
（2）对定滑轮进行受力分析，根据F拉=nF2计算测力计的示数；
（3）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识分析它是否受到静摩擦力；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素判断它是否发生改变即可。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么绳端移动的速度：v=nvB=2×0.1m/s=0.2m/s，故A正确不合题意；
定滑轮上连接的绳子有3段，那么测力计的示数F拉=nF2=3×3N=9N，故B正确不合题意；
物体B在A上做匀速直线运动，那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即摩擦力f=2F2=2×3N=6N；物体A受到水平向右的拉力F1=4N，水平向左的B施加的摩擦力6N，二者的合力为：6N-4N=2N，且方向向左。根据二力平衡的知识可知，此时物体A肯定受到地面的静摩擦力为2N，方向向右，故C正确不合题意；
增大F2 ， 物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度保持不变，因此二者之间的摩擦力保持不变，物体A不可能向左运动，故D错误符合题意。
故选D。
13.（2020·宁波模拟）小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦.针对这一现象，小明得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】 D
【解析】1、不计绳重及摩擦时，拉力所做的功等于重物和动滑轮克服重力所做的功；
2、根据机械效率计算公式；
3、滑轮组能省力，绳子自由端拉力与总重力之间的关系为： ， n为动滑轮上绳子股数；
4、由功率计算公式：可计算出功率的大小。
【解答】 ①F1做的功等于F2做的功，在不计绳重及摩擦时，绳子自由端拉力F做的功转化为重物和动滑轮的重力势能，由于是同一重物一个动滑轮，且提升高度相同，所以W=G总h，所以F1做的功等于F2做的功说法正确；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率，由①可知两者总功相同，有用功是对重物做的功大小均为Gh也相同，所以机械效率相同，结论正确；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，甲滑轮组有两股绳子拉着动滑轮， ， 由乙滑轮组有三股绳子拉着动滑轮， ， 所以乙更加省力，结论正确；④F1做功的功率等于F2做功的功率，功率由于两者做的功相等，时间也相同所以功率是相同的，结论正确。综上可知正确的结论共有4个，D选项正确。
故选D
二、填空题
14.如图所示，用甲、乙两滑轮组匀速向上提升重物，物重都为600牛，不计动滑轮重及摩擦，绳子的拉力F甲为 牛；F乙为 牛。若将重物提高1米，则甲滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米，乙滑轮组绳子的自由端移动的距离为 米。
【答案】 200；300；3；2
【解析】（1）首先根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算自由端的拉力；
（2）根据s=nh计算自由端绳子移动的距离。
【解答】（1）根据甲图可知，承担重力的绳子段数n=3，则自由端的拉力。根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端的拉力；
（2）甲滑轮组绳子自由端移动的距离s甲=n甲h=3×1m=3m；乙滑轮组绳子自由端移动的距离s乙=n乙h=2×1m=2m。
15.（2020九上·浙江期末）如图所示，某同学用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，使它匀速前进1m，地面对它的摩擦力为100N，他施加的拉力F=60N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为________ J，滑轮组的机械效率为________ 。
【答案】 100；83.3%
【解析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，克服地面的摩擦力做有用功，即W有=fs物；
（2）根据公式计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）滑轮组做的有用功W有=fs物=100N×1m=100J；
（2）滑轮组的机械效率：。
16.（2019九上·奉化月考）某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m．（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），则动滑轮的重力为________N；拉绳的速度是________m/s
【答案】 40；0.6
【解析】当物体做匀速直线运动时，根据二力平衡计算出物体与滑轮相连的绳子上的拉力F拉；然后根据nF=G动+F拉计算出动滑轮的重力，再根据v=nv物计算出拉绳的速度。
【解答】当物体做匀速直线运动时，它受到的拉力和摩擦力相互平衡；
即F拉=f=200N；
那么动滑轮的重力为：；
物体移动的速度为：；
那么拉绳的速度为：v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s。
17.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：
（1）实验时，应________向下拉动弹簧测力计。
（2）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的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
【答案】 （1）匀速（2）低（3）3
【解答】（1）实验时，应匀速向下拉动弹簧测力计。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
（3）根据乙图可知，当动滑轮重力为1N时，滑轮组的机械效率为75%；
根据公式得到：； 解得：G=3N。
三、实验探究题
18.（2021七下·吴兴期末）如图甲所示是小安为测量滑块与木板之间的滑动摩擦力的实验装置。一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦)，绳的另一端悬挂托盘。实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动。
（1）.为了测量滑块与木板间的滑动摩擦力,需要测量的量是 (填选项前的编号)
①木板的质量m，②滑块的质量m，③砝码的质量m，④托盘和砝码的总质量m。
（2）.该实验的理论依据是： ；
（3）.为了避免该实验的不足,小刚改为向左水平拉动木板,同时把砝码和托盘换为弹簧测力计且固定(如图乙所示),来测滑块的滑动摩擦力，此时弹簧测力计的读数如图所示。滑块受到摩擦力大小为 。若把滑块翻转，使其面积较小的侧面接触木板，仍使木板以先前的速度向左移动，弹簧秤上的读数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 （1）④
（2）二力平衡（当滑块做匀速直线运动运动时，滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力）
（3）4.6N；不变
【解答】（1）为了测量滑块与木板间的滑动摩擦力，需要测量的量是托盘和砝码的总质量m，故选④；
（2）该实验的理论依据是：二力平衡（当滑块做匀速直线运动运动时，滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力）。
（3）根据图片可知，测力计的分度值为0.2N，则测力计的示数为4.6N。根据二力平衡的知识可知，滑块受到的摩擦力f=F=4.6N。
若把滑块翻转，使其面积较小的侧面接触木板，仍使木板以先前的速度向左移动，由于滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关，因此摩擦力大小不变，即弹簧秤上的读数将不变。
19.（2021九下·西湖开学考）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 动滑轮重N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 /
3 6 0.8 5 / 15 /
（1）在实验操作中应该使钩码________(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约________。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是_________。
A. B. C. D.
【答案】 （1）缓慢（2）83.3%（3）A
【解析】（1）在实验操作中，只有让钩码做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数才等于绳子上的拉力。而保证钩码匀速上升的最好方法就是减缓上升的速度。
（2）根据W总=Fs计算出总功，根据W有=Gh计算出有用功，根据公式计算机械效率；
（3）根据机械效率的公式分析判断。
【解答】（1）在实验操作中应该使钩码缓慢匀速上升。
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数为2.2N，
做的总功W总=Fs=2.4N×0.15m=0.36J；
做的有用功W有=Gh=6N×0.05m=0.3J；
滑轮组的机械效率为：。
（3）根据机械效率的公式得到： ， 故A正确，B、C、D错误。
故选A。
四、解答题
20.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成一个滑轮组，把重为400牛的箱子匀速向上提升5米，动滑轮的质量为8千克(不计绳重和摩擦，g取10牛/千克)。
（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求：人用力向下拉细绳)。
（2）在匀速提升箱子的过程中，人的拉力做了多少功？
【答案】 （1）自由端的绳子拉力向下，则绳头系在定滑轮上，如下图所示：
（2）箱子和动滑轮的总重力G总=G箱子+G动=400N+8kg×10N/kg=480N；
人的拉力做的功：W总=G总h=480N×5m=2400J。
【解析】（1）根据人的拉力方向确定绳头所系的位置，然后按照从里到外的顺序完成绳子的连接即可；
（2）在提升箱子的过程中，其实就是克服箱子和动滑轮的重力做功，根据W总=G总h计算即可。
21.（2021·吴兴模拟）缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为 300 牛，用它连接成如图所示的滑轮组，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：（已知动滑轮重 120 牛，摩擦及绳的质量不计）
（1）利用该滑轮组能提起物体的最大重力是多少？
（2）水平地面上放置一个底面积为500cm2 ， 重力为700牛的立方体物体，利用本滑轮组竖直向上拉该物体，请计算该物体对地面最小的压强为多少？
（3）如果该物体为铁块，铁块刚浸没在一定浓度的硫酸铜溶液中时，测出绳子所承受的拉力为F1；一段时间后测出绳子所承受的拉力为F2 ， F1________F2。（变化过程中物体的体积变化忽略不计）
【答案】 （1）解：G物=2F拉-G动=2×300N-120N=480N
（2）解：FN=G物-F拉=700N-480N=220N
P= =44000Pa（3）＜
【解析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算提起物体的最大重力；
（2）该物体对地面的压力等于它的重力与绳子拉力的差，即FN=G物-F拉 ， 再根据压强公式 计算出物体对地面的最小压强；
（3）铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质。由于进入溶液的铁的质量小于析出铜的质量，因此溶液的密度减小了，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，铁块受到的浮力减小了。根据F拉=G-F浮力可知，绳子受到的拉力增大了，据此分析解答。
22.（2020·富阳模拟）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象如图乙所示，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4m，工人所做功；
（2）当所运送建材的重为500N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。
【答案】 （1）拉力移动距离：s＝nh＝2×4m＝8m，
拉力做功：W＝Fs＝300N×8m＝2400J；
（2）由图乙可知，建材的重为500N时，滑轮组机械效率为50%，
η＝ 得，建材的重为 500N时，工人作用在绳子上的拉力；
F＝ ＝500N；
（3）由 F＝（G+G动）得，动滑轮重：G动＝2F﹣G＝2×500N﹣500N＝500N,
由η＝ 得当机械效率为 80%时，所运送建材受到的重力：
G′＝ ＝2000N。
【解析】（1）首先根据 s＝nh 计算拉力移动的距离，然后根据 W＝Fs 计算拉力做的功；
（2）根据乙图，确定重力为500N时滑轮组的机械效率，然后根据滑轮组的机械效率 计算绳子上的拉力；
（3）当建材的重力为500N时，根据计算出动滑轮的重力，然后根据公式 ， 代入机械效率80%，计算出这时建材的重力即可。
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