第08讲 滑轮速度关系及滑轮组拓展
【学习目标】
1.能够准确判断动滑轮与定滑轮；
2.掌握动滑轮与定滑轮的使用特点（动力与阻力大小方向关系；动力端与阻力端运动距离大小关系）；
3.掌握滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系；
4.了解滑轮组的使用特点，可以判断滑轮组的动力大小。
【基础知识】
思考：
（1）以下几幅图中有滑轮装置的是哪些？
（2）上述几幅图哪些是动滑轮，哪些是定滑轮？
（3）请大家在图上画出滑轮的支点位置并标出动力端和阻力端的位置。
（4）请大家一起回顾总结下定滑轮和动滑轮的使用特点？
（5）使用滑轮拉动物体的过程中，动力端与阻力端是否同时运动同时停止？
（6）使用滑轮拉动物体的过程中，动力端与阻力端运动的快慢是否相同？
【知识梳理1】
一．滑轮
1.定义： （滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮）。
2.分类与区别：滑轮在工作时，根据轴的位置是否移动，又分为定滑轮和动滑轮两种
①使用时，轴固定不动，叫定滑轮。
②使用时，轴和重物一起移动，叫动滑轮。
问题：滑轮是不是杠杆？
定滑轮实质上是一个等臂杠杆;动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆
注：使用滑轮的条件是①有滑轮；②有绳子；③有重物
二．滑轮的使用特点
1.支点、动力端与阻力端的判断：
（1） 定滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
1 支点： （O点）
2 动力端： （F端）
3 阻力端： （G端）
（2） 动滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点： （O点）
②动力端： （F端）
4 阻力端： （G端）
2. 定滑轮特点：使用定滑轮不省力，但它可以改变用力的方向.
相关结论：
A、 使用定滑轮不省力
B、使用定滑轮可以改变力的方向
C：使用定滑轮不省距离也不费距离
D: 使用定滑轮，改变拉力方向后，力不变
（定滑轮是变形的等臂杠杆，所以只使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，F＝G）
观察上面几幅图，还可以得出什么结论？
结论：使用定滑轮不可能提起比自己体重大的重物。
3. 动滑轮特点： 使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向
相关结论：
A：使用动滑轮能省一半力
B：使用动滑轮不能改变力的方向
C：使用动滑轮费距离（当两股绳平行时费一半距离）
（动滑轮在使用时，相当于一个动力臂二倍于阻力臂的省力杠杆。因此拉力与物重的关系是： F=1/2G）
3． 滑轮动力端与阻力端运动速度
1. 定滑轮：因为使用定滑轮不省距离也不费距离，所以动力端与阻力端产生的距离相同，即S动=S阻，经历的时间也相同，那么速度相同，即V动=V阻；
2. 动滑轮：因为使用动滑轮费一半距离，所以动力端产生的距离是阻力端产生的距离的2倍，即S动=2S阻，经历的时间也相同，那么速度也是2倍关系，即V动=2V阻；
四．特殊（费力）动滑轮
如图所示是动滑轮还是定滑轮？
分析：由滑轮的轴可以移动判断是动滑轮，A是支点，F是动力端，B是阻力端，但是此图与常见动滑轮不同，动力作用在轴上，阻力作用在绳端，所以动力与阻力的大小关系也不同了，F动=2F阻，S动=1/2S阻，V动=1/2V阻。这类滑轮起个名字叫费力动滑轮。
特点是：A、费力 B、省距离C、不能改变力的方向
【考点剖析】
例1.如图所示，物体A重20牛，弹簧秤示数为26牛，则物体B重为 牛；地面对物体A的支持力
【答案】13,7牛
【解析】本题滑轮为费力动滑轮，动力端的力是阻力2倍，阻力端为B，所以B 的重力是13牛，然后可得绳子拉力是13牛，研究A可知受到3个力：重力、支持力和拉力，三个力的合力为0，可得支持力为7牛。
例2.图1中A是____滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向____（选填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物体，至少要用____牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动____米。
【答案】 动，上，25,4
例3.如图5所示，滑轮重和摩擦均不计，用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，
则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为____牛，若物体A在4秒内移动0.2米，绳子运动的速度是___米每秒
【解析】动滑轮，F=1/2f，V绳=2V物。
【答案】20,0.1
例4.在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图15（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15（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15（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， （14） 。
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 （15） 牛。
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是： （16） 。
④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： （17） 。
【答案】①（14）可以省力，不能改变用力方向。
②（15）0.2。
③（16）拉力方向不同。
5 （17）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。
【真题演练】
1.如图所示，某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米，A装置是 (填“定”或“动”)．上升过程工人拉绳子的拉力为 牛，拉力移动的距离为 米．(滑轮、绳的重力及摩擦不计)．
【答案】动，75,8
2.如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体在上升的高度为____米．
【答案】200,6
3. 使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是？如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则 绳子自由端拉过的距离为？
【答案】2m,4m
4.如图5所示，使用(a)图中滑轮的优点是可以 ；物体B的重力为100牛，若不计滑轮重及摩擦，当用拉力FB匀速提升物体B时，力FB的大小为 牛，A、B物体上升2米用时4秒，（a）图中绳子速度是 米每秒（b）图中绳子速度是 米每秒。
【答案】改变施力方向，100,0.5,1
5.如图所示，G=200 N，滑轮重G′=40 N，要使物体能匀速上升2 m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（ ）
A.F=440 N，并向上移动4 m B.F=140 N，并向上移动4 m
C.F=440 N，并向上移动1 m D.F=480 N，并向上移动1 m
【答案】C
6.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离S/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______；
【答案】
（1）可得出拉力小于物重，即使用动滑轮时省力；
（2）可得出拉力与物重相等，但改变了用力的方向，给做功带来了方便；
（3）乙中测力计移动的距离小于丙中的距离，即使用动滑轮费距离；
【知识梳理2】滑轮组的特点
使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其又可以既改变力的方向，又能省力？
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？
方法要点：
①数绳子股数，注意要记“有效的绳子股数”，如上图有每个图都有3股绳子，但是有效的股数即承担力的绳子股数是不同的，一个妙诀是注意前连个图的动力端方向是竖直向下的，所以这股不算！第三幅图就是有效的。
②根据公式F阻=nF动（n为绳子股数）
【考点剖析】
例1.一个物体重力为G ，问：①如图有几股有效绳子？②绳子力是多大？（滑轮重力和绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计）
【解析】从中间切开，有效段数为5，F= 1/5G
【答案】5，3/5G
2.如图所示的四个滑轮组中，图 可省一半力，图 最费力，图 和图 用力大小一样。
【解析】 如图可以看出a图3股，b图2股，c图3股，d图3股。abd三幅图重物在轴上，G=nF ，c图重物在绳端，F=G.
【答案】（b），（c），(a)，（d）
【真题演练】
一、单选题
1．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1，F2，F3，那么，下列关系式中正确的是（ ）
A．F2＜F1＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3
【答案】A
【详解】
同一物体沿同一水平面做匀速直线运动，拉力与摩擦力平衡，三种情况下装置对物体的拉力是相等的。第一种情况，绳子自由端的拉力与装置对物体的拉力相等；第二种情况，绳子自由端的拉力是装置对物体拉力的一半；第三种情况，我们对装置的拉力是装置对物体拉力的2倍。所以拉力的关系是
F2＜F1＜F3
故选A。
2．如图所示，物重为G的物体在不同的简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），关于拉力F1、F2和F3的大小关系，下列判断中正确的是（ ）
A．F3＜F1＜F2 B．F3＜F2＜F1 C．F2＜F1＜F3 D．F2＜F3＜F1
【答案】C
【详解】
如第一幅图所示，设杠杆上每格的长度为L，由杠杆平衡条件可知
所以
如第二幅图所示，滑轮组的有效段数n=3，所以绳子拉力
如第三幅图所示，对滑轮受力分析可知，滑轮受到竖直向上的拉力F3，以及两个竖直向下的拉力，竖直向下的拉力大小都等于物重G，所以
综上可知，拉力F1、F2和F3的大小关系为F2＜F1＜F3。
故选C。
3．如图所示，将重为G的物体A挂在滑轮组下，若要使物体A处于静止状态（不计绳重、滑轮重和摩擦），则虚线框内悬挂的物体重为（ ）
A．0.5G B．G C．2G D．3G
【答案】C
【详解】
由图知
不计绳重、滑轮重和摩擦，则绳子自由端的拉力
而A物体静止，由二力平衡条件可得
所以虚线框内悬挂的物体重
故ABD不符合题意、C符合题意。
故选C。
4．如图所示，用F＝20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为（ ）
A．60N B．40N C．20N D．80N
【答案】A
【详解】
由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子拉动物体的拉力F拉等于绳子自由端的拉力F的三倍，即
F拉=3F=320N=60N
因物体在水平方向上受到向左的绳子拉力F拉和向右的地面摩擦力f，物体在水平方向上受力平衡， 故物体与地面之间的摩擦力大小为
f=F拉=60N
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．用如图所示简单机械，使重力同为G的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下：由A图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l2=2l1
由F1l1=F2l2可得，拉力
F1=G=2G
由B图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l1=2l2
由F1l1=F2l2可得，拉力
F2=G=G
由C图可知，滑轮组承重绳子的根数
n=3
拉力
F3=G
拉着物体在斜面上静止时，由Gh=Fs可知，拉力
F4=G=×G=G
综上可知，D选项中用力最小；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【过关检测】
二、填空题
6．如图所示，物体重力是500N，动滑轮重20N（不计摩擦和绳重），要使物体匀速升高1m，那么人的拉力是 ______N，使用该装置 ______（选填“能”或“不能”）改变力的方向，绳子自由端移动的距离为 ______m。
【答案】260 能 2
【详解】
[1]由图知，滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，在不计摩擦和绳重，计动滑轮重的情况下，拉力大小
F＝(G+G动)＝×(500N+20N)＝260N
[2]有定滑轮和动滑轮，使用该装置既能省力，又能改变力的方向。
[3]绳子自由端移动的距离
s＝2h＝2×1m＝2m
7．如图所示，滑轮组悬挂在固定的钢架上，滑轮下挂有A、B、C三个物体，当A物体的质量为500kg时，滑轮组恰好平衡，滑轮、绳子自重及摩擦较小，可忽略不计，则B物体的质量应为 ______kg，C物体的质量为 ______kg。
【答案】500 1000
【详解】
[1][2]观察图可知，该滑轮组两侧为定滑轮，中间为动滑轮，滑轮、绳子自重及摩擦忽略不计，动滑轮有两段绳子承担总重，可省一半力，则A、B、C重力关系为
又由G＝mg可知
8．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为___________N。
【答案】10
【详解】
从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为
9．如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体5s内匀速升高10m。不计绳重和摩擦，则动滑轮重为 ______N，此时小明用滑轮组提升该重物的机械效率为 ______。
【答案】60 80%
【详解】
[1]由图知，n＝3，不计绳子重与摩擦，则动滑轮的重力
G动＝3F﹣G＝3×100N﹣240N＝60N
[2]拉力端移动距离
s＝3h＝3×10m＝30m
拉力做的总功
W总＝Fs＝100N×30m＝3000J
拉力做的有用功
W有＝Gh＝240N×10m＝2400J
滑轮组的机械效率
η＝×100%＝80%
10．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。
【答案】150 不变
【详解】
[1]物体A沿水平地面做匀速直线运动，物体A和动滑轮处于平衡状态，将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，总拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。
[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度有关和压力的大小有关，与速度无关，故摩擦力的大小不变。
11．如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案______（选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以_______．（不计机械的自重及摩擦）
【答案】甲 省力
【详解】
试题分析：小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案都使用了滑轮，其中甲能省一半的力，但多费一倍的距离；而乙费一倍的力，所以，若拉船的力需要很大，则应选用甲．
【考点定位】使用滑轮的特点
12．如图所示，不计绳重和摩擦，已知每个滑轮重10N，物体重G=100N，为了使整个装置在如图所示位置静止，则需要施加的力F=______N，若物体以2cm/s的速度沿竖直方向上升，则动滑轮会以______cm/s速度下降．
【答案】190 1
【分析】
本题属于滑轮组的费力用法，作用在动滑轮上的力与动滑轮的重力之和等于物重的2倍，据此列出等量关系解答．
【详解】
由题知：n=2,G物=100N ，G轮=10N，FG轮=2G物，则 F=2G物G轮=2100N10N=190N；动滑轮移动的速度等于物体移动速度的一半，若物体以2cm/s的速度沿竖直方向上升，则动滑轮会以1cm/s速度下降．
13．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、 B两物体，不计绳重和摩擦。若GA=GB，则FA______FB；若FA=FB，则GA______GB。（选填“>”、“<”或“=”）
【答案】大于 小于
【详解】
[1]绳子自由端所受拉力和动滑轮的重力、物体重力的关系为
因为动滑轮的重力相同，所提升物体的重力相同，甲图中动滑轮被两段绳子拉着，乙图中动滑轮被三段绳子拉着，所以FA大于FB。
[2]物体所受的重力和绳子自由端所受拉力，动滑轮重力关系为
因为绳子所受拉力相等，动滑轮重力相等，甲图中动滑轮被两段绳子拉着，乙图中动滑轮被三段绳子拉着，所以GA小于GB。
14．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重、绳重和摩擦），物体所受的重力为G，则所用动力最小的是 ______（选填“F1”， “F2”， “F3”或“F4”），其中F3等于 _____G。
【答案】F4 0.4
【详解】
[1] 使用四种简单机械匀速提升同一物体，设其重力为G，不计机械自重、绳重和摩擦，则：
（1）第一个图，使用的是定滑轮，拉力
（2）第二个图，使用的是斜面，斜面高
斜面长s＝5m，不计摩擦，额外功为0J，则有用功等于总功，
即
则
（3）第三个图，使用的是杠杆，动力臂为，阻力臂为，由杠杆平衡条件可得
则
（4）第四个图，使用的是滑轮组，n＝3，拉力
由以上分析可知，动力F4是最小的。
[2] 其中F3＝0.4G。
15．如图所示，工人用滑轮组拉着重为500 N 的物体A 沿水平方向以0.1 m/s 的速度做匀速直线运动，人对绳子的拉力F 大小为110 N，每个滑轮重为20 N（不计绳重及摩擦），则物体A 移动过程中受到地面的摩擦力为______N，拉力F 的功率______W，滑轮组的机械效率为______（结果精确到1%）。
【答案】200 22 91%
【详解】
[1]人对绳子的拉力F 大小为110 N，每个滑轮重为20 N，对动滑轮作受力分析
绳对物体A的拉力为
A作匀速直线运动，拉力与摩擦力相等，故摩擦力为
[2]物体的速度为0.1m/s，动滑轮绳子有二段，绳子的速度为0.2m/s，拉力F 的功率
[3]滑轮组的机械效率为
图5
(b)
FB
B
(a)
A
FA第08讲 滑轮速度关系及滑轮组拓展
【学习目标】
1.能够准确判断动滑轮与定滑轮；
2.掌握动滑轮与定滑轮的使用特点（动力与阻力大小方向关系；动力端与阻力端运动距离大小关系）；
3.掌握滑轮动力端与阻力端运动速度的大小关系；
4.了解滑轮组的使用特点，可以判断滑轮组的动力大小。
【基础知识】
思考：
（1）以下几幅图中有滑轮装置的是哪些？
（2）上述几幅图哪些是动滑轮，哪些是定滑轮？
（3）请大家在图上画出滑轮的支点位置并标出动力端和阻力端的位置。
（4）请大家一起回顾总结下定滑轮和动滑轮的使用特点？
（5）使用滑轮拉动物体的过程中，动力端与阻力端是否同时运动同时停止？
（6）使用滑轮拉动物体的过程中，动力端与阻力端运动的快慢是否相同？
【知识梳理1】
一．滑轮
1.定义： （滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮）。
2.分类与区别：滑轮在工作时，根据轴的位置是否移动，又分为定滑轮和动滑轮两种
①使用时，轴固定不动，叫定滑轮。
②使用时，轴和重物一起移动，叫动滑轮。
问题：滑轮是不是杠杆？
定滑轮实质上是一个等臂杠杆;动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆
注：使用滑轮的条件是①有滑轮；②有绳子；③有重物
二．滑轮的使用特点
1.支点、动力端与阻力端的判断：
（1） 定滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
1 支点： （O点）
2 动力端： （F端）
3 阻力端： （G端）
（2） 动滑轮的支点、动力端与阻力端的判断
①支点： （O点）
②动力端： （F端）
4 阻力端： （G端）
2. 定滑轮特点：使用定滑轮不省力，但它可以改变用力的方向.
相关结论：
A、 使用定滑轮不省力
B、使用定滑轮可以改变力的方向
C：使用定滑轮不省距离也不费距离
D: 使用定滑轮，改变拉力方向后，力不变
（定滑轮是变形的等臂杠杆，所以只使用定滑轮，无论拉力方向怎么样，F＝G）
观察上面几幅图，还可以得出什么结论？
结论：使用定滑轮不可能提起比自己体重大的重物。
3. 动滑轮特点： 使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向
相关结论：
A：使用动滑轮能省一半力
B：使用动滑轮不能改变力的方向
C：使用动滑轮费距离（当两股绳平行时费一半距离）
（动滑轮在使用时，相当于一个动力臂二倍于阻力臂的省力杠杆。因此拉力与物重的关系是： F=1/2G）
3． 滑轮动力端与阻力端运动速度
1. 定滑轮：因为使用定滑轮不省距离也不费距离，所以动力端与阻力端产生的距离相同，即S动=S阻，经历的时间也相同，那么速度相同，即V动=V阻；
2. 动滑轮：因为使用动滑轮费一半距离，所以动力端产生的距离是阻力端产生的距离的2倍，即S动=2S阻，经历的时间也相同，那么速度也是2倍关系，即V动=2V阻；
四．特殊（费力）动滑轮
如图所示是动滑轮还是定滑轮？
分析：由滑轮的轴可以移动判断是动滑轮，A是支点，F是动力端，B是阻力端，但是此图与常见动滑轮不同，动力作用在轴上，阻力作用在绳端，所以动力与阻力的大小关系也不同了，F动=2F阻，S动=1/2S阻，V动=1/2V阻。这类滑轮起个名字叫费力动滑轮。
特点是：A、费力 B、省距离C、不能改变力的方向
【考点剖析】
例1.如图所示，物体A重20牛，弹簧秤示数为26牛，则物体B重为 牛；地面对物体A的支持力
例2.图1中A是____滑轮。利用这样的装置把物体举高，用力的方向应向____（选填“上”、“下”）。如果A重2牛，要提起50牛的物体，至少要用____牛的拉力。若要使物体上升2米，应将绳的自由端拉动____米。
例3.如图5所示，滑轮重和摩擦均不计，用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，
则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为____牛，若物体A在4秒内移动0.2米，绳子运动的速度是___米每秒
例4.在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图15（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15（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15（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， （14） 。
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 （15） 牛。
③分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是： （16） 。
④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： （17） 。
【真题演练】
1.如图所示，某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米，A装置是 (填“定”或“动”)．上升过程工人拉绳子的拉力为 牛，拉力移动的距离为 米．(滑轮、绳的重力及摩擦不计)．
2.如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体在上升的高度为____米．
3. 使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是？如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则 绳子自由端拉过的距离为？
4.如图5所示，使用(a)图中滑轮的优点是可以 ；物体B的重力为100牛，若不计滑轮重及摩擦，当用拉力FB匀速提升物体B时，力FB的大小为 牛，A、B物体上升2米用时4秒，（a）图中绳子速度是 米每秒（b）图中绳子速度是 米每秒。
5.如图所示，G=200 N，滑轮重G′=40 N，要使物体能匀速上升2 m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（ ）
A.F=440 N，并向上移动4 m B.F=140 N，并向上移动4 m
C.F=440 N，并向上移动1 m D.F=480 N，并向上移动1 m
6.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离S/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______；
【知识梳理2】滑轮组的特点
使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。那我们能不能把两者结合起来，组成滑轮组，使其又可以既改变力的方向，又能省力？
把一个定滑轮与一个动滑轮组合成滑轮组，讨论一下，你能设计出几种组合方式？
方法要点：
①数绳子股数，注意要记“有效的绳子股数”，如上图有每个图都有3股绳子，但是有效的股数即承担力的绳子股数是不同的，一个妙诀是注意前连个图的动力端方向是竖直向下的，所以这股不算！第三幅图就是有效的。
②根据公式F阻=nF动（n为绳子股数）
【考点剖析】
例1.一个物体重力为G ，问：①如图有几股有效绳子？②绳子力是多大？（滑轮重力和绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计）
2.如图所示的四个滑轮组中，图 可省一半力，图 最费力，图 和图 用力大小一样。
【真题演练】
一、单选题
1．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1，F2，F3，那么，下列关系式中正确的是（ ）
A．F2＜F1＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3
2．如图所示，物重为G的物体在不同的简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），关于拉力F1、F2和F3的大小关系，下列判断中正确的是（ ）
A．F3＜F1＜F2 B．F3＜F2＜F1 C．F2＜F1＜F3 D．F2＜F3＜F1
3．如图所示，将重为G的物体A挂在滑轮组下，若要使物体A处于静止状态（不计绳重、滑轮重和摩擦），则虚线框内悬挂的物体重为（ ）
A．0.5G B．G C．2G D．3G
4．如图所示，用F＝20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为（ ）
A．60N B．40N C．20N D．80N
5．用如图所示简单机械，使重力同为G的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（ ）
A． B． C． D．
【过关检测】
二、填空题
6．如图所示，物体重力是500N，动滑轮重20N（不计摩擦和绳重），要使物体匀速升高1m，那么人的拉力是 ______N，使用该装置 ______（选填“能”或“不能”）改变力的方向，绳子自由端移动的距离为 ______m。
7．如图所示，滑轮组悬挂在固定的钢架上，滑轮下挂有A、B、C三个物体，当A物体的质量为500kg时，滑轮组恰好平衡，滑轮、绳子自重及摩擦较小，可忽略不计，则B物体的质量应为 ______kg，C物体的质量为 ______kg。
8．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为___________N。
9．如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体5s内匀速升高10m。不计绳重和摩擦，则动滑轮重为 ______N，此时小明用滑轮组提升该重物的机械效率为 ______。
10．如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。
11．如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案______（选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以_______．（不计机械的自重及摩擦）
12．如图所示，不计绳重和摩擦，已知每个滑轮重10N，物体重G=100N，为了使整个装置在如图所示位置静止，则需要施加的力F=______N，若物体以2cm/s的速度沿竖直方向上升，则动滑轮会以______cm/s速度下降．
13．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、 B两物体，不计绳重和摩擦。若GA=GB，则FA______FB；若FA=FB，则GA______GB。（选填“>”、“<”或“=”）
14．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重、绳重和摩擦），物体所受的重力为G，则所用动力最小的是 ______（选填“F1”， “F2”， “F3”或“F4”），其中F3等于 _____G。
15．如图所示，工人用滑轮组拉着重为500 N 的物体A 沿水平方向以0.1 m/s 的速度做匀速直线运动，人对绳子的拉力F 大小为110 N，每个滑轮重为20 N（不计绳重及摩擦），则物体A 移动过程中受到地面的摩擦力为______N，拉力F 的功率______W，滑轮组的机械效率为______（结果精确到1%）。
图5
(b)
FB
B
(a)
A
FA
