课时12.2 滑轮（备作业）（解析版）
知识点一：定滑轮与动滑轮
1．（2021·浙江宁波·中考真题）反思是种良好的学习品。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗 请说出你的理由；
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论:使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】见解析。
【解析】（1）不正确；若要硬棒AB保持静止状态或匀速转动，除了要满足杠杆平衡条件，即F1×d1=F2×d2，还需要两个力根据实际情况在方向上满足一定的条件。
（2）需要满足G>G动；
由于动滑轮上有两段绳子，则在不计摩擦的情况下，绳子拉力为
则要满足竖直向上的拉力F小于物重G，即为；解得G>G动。
2．（2021·湖南岳阳市·中考真题）A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】D。
【解析】A．根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时
故拉力；
B．图B中为定滑轮提升物体，不能省力，只能改变力的方向，绳端拉力；
C．图C中使用滑轮组提升物体，动滑轮上有2段绳子承载，自由端拉力；
D．图D中使用滑轮组提升物体，动滑轮上有3段绳子承载，自由端拉力；其中D图中自由端拉力最小。故选D。
3．（2021·湖南邵阳市·中考真题）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）。
A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W
【答案】C。
【解析】物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为
弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为
故C符合题意。故选C。
4. （2020·龙东）如图，甲物重25N，乙物重15N，甲乙均静止，不计测力计自重，测力计示数（ ）。
A．35N B．10N C．15N D．25N
【答案】C。
【解析】以乙物体为研究对象，乙处于静止状态，受力平衡，
则测力计右端受到的拉力大小为F＝G乙＝15N，所以该测力计示数是15N。故选：C。
5.（2020·眉山）如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（ ）。
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A．①④ B．①② C．①③ D．②④
【答案】A。
【解析】①②弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；
物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力f＝F拉＝20N，方向与物体运动方向相反，即水平向右；故①正确，②错误；
③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，
则拉力F的大小为：F＝2F示＝2×20N＝40N；
由图知，n＝2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度：v拉力端＝v＝×0.2m/s＝0.1m/s；
拉力F的功率为：P＝Fv拉力端＝40N×0.1m/s＝4W，故③错误；
④M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故④正确；
综上可知，只有①④正确。故选：A。
6．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
【答案】20；210。
【解析】[1]此过程克服物体重力做的功为
[2]若动滑轮重10N，则。
知识点二：滑轮组
1．（2021·广东中考真题）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
【答案】A；40；300。
【解析】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为。
2．（2020·东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）。
A．绳子自由端被拉下了10m；
B．这个滑轮组能省距离；
C．这个滑轮组能省力；
D．这个滑轮组能省功
【答案】C。
【解析】AB、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，使用该滑轮组要费距离，故AB错误；
C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重，能省力，故C正确；
D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功，所以要多做功，故D错误。故选：C。
3.（2020·孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（ ）。
A. 人拉绳子的速度为0.2m/s；
B. 动滑轮的重力为300N；
C. 此段时间内，拉力F做功为3600J；
D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa
【答案】BD。
【解析】【详解】由图可知，
A．货箱20s内匀速上升4m，则货箱的速度
则人拉绳子的速度
故A不符合题意；
B．不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力，对整体做受力分析可得
则动滑轮重
故B符合题意；
C．货箱20s内匀速上升4m，则绳移动的距离
此段时间内，拉力F做功
故C不符合题意；
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力
则货箱对水平面的压强
故D符合题意。故选BD。
4.（2020·本溪）小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）。
A. 绳子自由端移动的速度为0.05m/s B. 做的有用功为8640J
C. 拉力为240N D. 拉力的功率为48W
【答案】B。
【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳。
A．装修材料上升的速度v==0.05m/s
绳子自由端移动的速度为v绳=4v=4×0.05m/s=0.2m/s
故A错误；
B．做的有用功为W有=Gh=960N×9m=8640J；故B正确；
C．滑轮组的机械效率为
拉力大小；故C错误；
D．拉力的功率为
故D错误。故选B。
5．（2021·贵州贵州·中考真题）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。
【解析】从重物的重心竖直向下作有向线段即重物的重力示意图；根据滑轮组省力特点，承担物体重力的绳子股数最多最省力，图中滑轮组只有一个动滑轮，承担物体重力的绳子股数最多是3，根据“奇动偶定”，从动滑轮挂钩开始连线，如图：
知识点三：滑轮与滑轮组的应用
1．（2021·四川攀枝花·中考真题）如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，且OA:OB=1:2，小林的质量m1=50kg。小新的质量m2=48kg小新双脚与地面接触面积S=400cm2，当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p=2.5×103Pa，小林对地面的压强为p1；当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为p2，且p1:p2=16:15。不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求:
（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN；
（2）动滑轮重力G动。
【答案】（1）100N；（2）20N。
【解析】
（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力为
（2）小新的重力为
小林的重力为
当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新受到的拉力为
当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，此时小新受到的拉力为
设小新受到的拉力为F拉，杠杆A端所受的拉力为
根据杠杆平衡的条件可得，小林给杠杆的拉力为
小林对地面的压力等于小林受到的支持力，则
小林对地面的压强为
当小林施加竖直向下的拉力F1时，压强为
当小林施加竖直向下的拉力F2时，压强为
两次压强之比为。
根据上式可解得动滑轮的重力为20N。
答：（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力为100N。（2）动滑轮重力为20N。
2.（2020·衡阳）如图所示，用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m，绳子自
由端所用的拉力F为6N．求：
（1）绳子自由端移动的速度。
（2）拉力F做的功。
【答案】（1）绳子自由端移动的速度为0.08m/s；（2）拉力F做的功为2.4J。
【解析】（1）由图知，n＝2，当物体升高0.2m时，绳子的自由端移动距离s＝2h＝2×0.2m＝0.4m，
绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.08m/s；
（2）拉力F做的功：W＝Fs＝6N×0.4m＝2.4J。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.08m/s；（2）拉力F做的功为2.4J。
3.（2020·镇江）如图1所示，质量为20kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1m2。利用图2所示的滑轮组，小明在20s内将重物匀速提高5m，他对绳子自由端施加的拉力为150N。不计绳重和轮轴处摩擦，g取10N/kg
(1)求图1中重物对地面的压强；
(2)在图2所述过程中，求∶
①小明所做的额外功。
②小明做功的功率。
【答案】(1)2000Pa；(2)500J；75W。
【解析】 (1)重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等，即
F= G=mg=20kg10N/kg =200N
根据压强公式可得重物对地面的压强为
(2)由图可知，动滑轮组中的n=2，则小明所做的总功为W总=nFh=2150N5m=1500J
小明所做的有用功为W有= Gh=200N5m=1000J
则小明所做的额外功为W额=W总-W有=1500J-1000J=500J
根据功率公式，可知小明做功的功率为
答：(1)图1中重物对地面的压强为2000Pa；(2)在图2所述过程中，小明所做的额外功为500J，做功的功率为75W。
4.（2020·南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功；
(2)求绳端的拉力；
(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【答案】(1) 2.4×104J；(2) 5×103N；(3) 5.2×103J。
【解析】 (1)提升重物做的有用功W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J
提升重物做的有用功为2.4×104J。
(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
由η=可得总功W总===3×104J
绳端的拉力F===5×103N，绳端的拉力为5×103N。
(3)由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总 W有=3×104J 2.4×104J =6×103J
克服动滑轮重力所做的额外功W动=G动h=m动gh=40kg10N/kg2m=800J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功W′= W额 W动=6×103J-800J =5.2×103J
克服摩擦和钢丝绳重所做功为5.2×103J。
答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；(2) 绳端的拉力为5×103N；(3) 克服摩擦和钢丝绳重所做课时12.2 滑轮（备作业）（原卷版）
知识点一：定滑轮与动滑轮
1．（2021·浙江宁波·中考真题）反思是种良好的学习品。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗 请说出你的理由；
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论:使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
2．（2021·湖南岳阳市·中考真题）A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（ ）。
A． B． C． D．
3．（2021·湖南邵阳市·中考真题）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）。
A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W
4. （2020·龙东）如图，甲物重25N，乙物重15N，甲乙均静止，不计测力计自重，测力计示数（ ）。
A．35N B．10N C．15N D．25N
5.（2020·眉山）如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（ ）。
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A．①④ B．①② C．①③ D．②④
6．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
知识点二：滑轮组
1．（2021·广东中考真题）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
2．（2020·东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）。
A．绳子自由端被拉下了10m；
B．这个滑轮组能省距离；
C．这个滑轮组能省力；
D．这个滑轮组能省功
3.（2020·孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（ ）。
A. 人拉绳子的速度为0.2m/s；
B. 动滑轮的重力为300N；
C. 此段时间内，拉力F做功为3600J；
D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa
4.（2020·本溪）小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）。
A. 绳子自由端移动的速度为0.05m/s B. 做的有用功为8640J
C. 拉力为240N D. 拉力的功率为48W
5．（2021·贵州贵州·中考真题）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。
知识点三：滑轮与滑轮组的应用
1．（2021·四川攀枝花·中考真题）如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，且OA:OB=1:2，小林的质量m1=50kg。小新的质量m2=48kg小新双脚与地面接触面积S=400cm2，当小林施加竖直向下的拉力F1时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p=2.5×103Pa，小林对地面的压强为p1；当小林施加竖直向下的拉力F2时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为p2，且p1:p2=16:15。不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求:
（1）小林施加拉力F1时，小新对地面的压力FN；
（2）动滑轮重力G动。
2.（2020·衡阳）如图所示，用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m，绳子自
由端所用的拉力F为6N．求：
（1）绳子自由端移动的速度。
（2）拉力F做的功。
3.（2020·镇江）如图1所示，质量为20kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1m2。利用图2所示的滑轮组，小明在20s内将重物匀速提高5m，他对绳子自由端施加的拉力为150N。不计绳重和轮轴处摩擦，g取10N/kg
(1)求图1中重物对地面的压强；
(2)在图2所述过程中，求∶
①小明所做的额外功。
②小明做功的功率。
4.（2020·南通）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功；
(2)求绳端的拉力；
(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
