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浙教版科学九年级上册 3.4简单机械（滑轮） 培优练习
一、单选题
1．（2020·绍兴）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（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。属于滑轮原理的应用，和机械功的讨论。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】AC、由四套装置图可知，在定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD、为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确；
故答案为：D。
2．（2020·温岭模拟）如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．B受到的摩擦力方向向右 B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．2秒内水平拉力F做功4.8J D．地面受到的摩擦力为4N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识对它受到的摩擦力进行判断；
（2）根据计算滑轮移动的速度；
（3）首先根据s=vt计算拉力F移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功；
（4）首先根据计算A受到的拉力，然后根据FA=fB+f地计算地面受到的摩擦力。
【解答】A.当B保持静止状态时，它受到测力计的拉力和A的摩擦力相互平衡，那么二者相等方向相反，即fB=2N，且方向向左，故A错误；
B.滑轮的移动速度为：，故B错误；
C.2s内拉力F移动的距离为：s=vt=0.1m/s×2s=0.2m，那么拉力做的功为：W=Fs=12N×0.2m=2.4J，故C错误；
D.物体A受到的拉力为：，B对A的摩擦力fB=2N，根据二力平衡的知识得到FA=fB+f地，那么6N=2N+f地，解得：f地=4N，故D正确。
故选D。
3．（2020·海曙模拟）有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置，在20s内将质量为80kg的重物匀速提升了3m。已知滚轴A、B的质量都是5kg。若不计绳重和摩擦，则以下说法正确的是（ ）
A．该装置可以看做是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮是A
B．重物上升3m，绳子自由端下降12m
C．整个过程，小科所做的功是2700J
D．该过程，小科做功功率为127.5W
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）固定不动的滑轮叫定滑轮，随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
（2）与动滑轮相连的绳子都用来承担重力，据此确定绳子的段数n，那么自由端的移动距离s=nh；
（3）首先根据计算自由端的拉力，再根据W总=Fs计算小科做的功；
（4）根据公式计算做功的功率。
【解答】A.滑轮A固定不动，为定滑轮；而滑轮B随着重物上下移动，为动滑轮，故A错误；
B.承担重物的绳子段数为n=5，那么自由端下降的距离为：s=nh=3m×5=15m，故B错误；
C.自由端的拉力为：；
小科所做的功为：W总=Fs=170N×15m=2550J，故C错误；
D.该过程中，小科做功的功率为：，故D正确。
故选D。
4．（2020·宁波模拟）如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．F1=168N，P1=225W B．F2=210N，P2=30W
C．F2=3F1，P1=P2 D．F1=F2，P1=3P2
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡计算出A受到的摩擦力和它受到的拉力的关系，然后以动滑轮为受力对象，根据二力平衡计算出拉力F与A受到摩擦力的关系，最后比较不同状态下的拉力大小；
（2）根据公式P=Fv计算两个功率之间的关系。
【解答】动滑轮受到水平向右的拉力F、向左的拉力F拉共3个，那么3F拉=F。
当物体A做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即滑轮对它的拉力F拉=f；
那么F=3f。
因为物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，
所以速度不同时摩擦力f相同，
因此拉力F相等，即F1=F2。
当物体A以1.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v1=；
当物体A以0.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v2=；
根据公式P=Fv可知：；
那么P1=3P2。
故选D。
5．（2019九上·义乌期中）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是5N
B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．水平拉力F的功率是4.8W
D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B保持静止状态，根据二力平衡的知识计算出AB之间摩擦力的大小；动滑轮上有2段绳子承担拉力，根据计算出作用在物体A上绳子的拉力；最后对A进行受力分析，根据F拉=fAB+f地计算A受到地面的摩擦力；
（2）拉力F作用在动滑轮的轴上，因此是费力的，那么它就省距离，根据v=v物计算滑轮移动的速度；
（3）已知拉力和速度根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（4）首先根据s物=v物t计算出A前进的距离，然后根据WA=F拉S物计算对A做的功即可。
【解答】A.因为物体A处于静止状态，所以它受到的A的摩擦力与测力计的示数平衡，即fAB=F示数=5N；作用在物体A上绳子的拉力：；物体A受到向左的拉力，向右的摩擦力fAB、f地面，那么地面对A的摩擦力：f地面=F拉-fAB=12N-5N=7N，故A错误；
B.滑轮移动的速度为：v=v物=，故B错误；
C.水平拉力F的功率是：P=Fv=24N×0.1m/s=2.4W，故C错误；
D.物体A前进的距离为：s物=v物t=0.2m/s×2s=0.4m；
对物体A做的功为：WA=F拉S物=0.4m×12N=4.8J，故D正确。
故选D。
6．（2019·临海模拟）如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为8N
B．拉力F的功率是14W
C．拉力F做的功是60J
D．物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B匀速下滑，根据计算作用在物体A上绳子的拉力；物体A向右做匀速运动，因此A的摩擦力与绳子拉力相互平衡，即；当物体A向左做匀速直线运动时，根据计算拉力F；
（2）已知拉力F和速度根据公式P=Fv计算功率；
（3）已知功率和时间根据W=Pt计算拉力做的功；
（4）已知绳子自由端的速度根据计算动滑轮上升的速度。
【解答】A.动滑轮上有2段绳子承担重力，那么绳子上的拉力为：；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：；
当物体A向左做匀速直线运动时，拉力：，故A错误；
B.拉力F的功率为：P=Fv=14N×1m/s=14W，故B正确；
C.拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J，故C错误；
D.滑轮B上升的速度为：，故D错误。
故选B。
7．（2019·余姚模拟）如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（ ）
A．在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B．在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C．在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D．动滑轮重为100N
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）从乙图中找出0～1s内对应的拉力F，从丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功；
（2）从乙图中找出1～2s内对应的拉力F，从丙图找出1～2s内对应的物体上升的速度v，根据P=Fnv就可以计算拉力的功率；
（3）从乙图中找出1s～3s内对应的拉力F，从丙图找出1s～3s对应的物体匀速速度v，依据s=vt计算出吊篮上升的高度，最后根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，然后与0~1s内做的功相加，再根据 计算电动机提供的拉力的功率；
（4）已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，根据 计算出吊篮内所有物体的总重力，然后再根据 就可以计算出动滑轮重．
【解答】A.由丁图知，这段时间物体升高的高度h=0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，则拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正确；
B.由乙图知，在1～2s内对应的拉力F=500N，由丙图知这段时间物体运动的速度是1m/s，则拉力F做的的功率为：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B错误；
C.由乙图可知，在1s~3s时间内拉力是500N，由丙图可知，这段时间内物体的速度是1m/s，那么吊篮上升的高度为：h=vt=1m/s×2=2m，这段时间拉力做的功为：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，则在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+4000J=5100J；那么这段时间内拉力的功率为： ，故C错误；
D.由题意知，
即： ①
解得：G=1800N；
1～2s内，拉动物体匀速上升，所以 ，
即： 解得：G动=200N，故D错误。
故选A。
8．（2019·苍南模拟）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A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．F2的功率为0.6W
B．如果增大F2，物体A可能向左运动
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．弹簧测力计读数为9N
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先判断动滑轮上承担拉力的绳子段数n，然后根据计算拉力F2的速度，最后根据计算功率即可；
（2）物体B和A之间只有摩擦力，如果增大F2能够增大摩擦力，那么物体A就可能向左运动；
（3）首先以动滑轮为受力对象，分析物体B受到的摩擦力，也就知道A受到B的摩擦力的大小；然后对物体A进行受力分析，确定是否受到地面的摩擦力；
（4）以定滑轮为对象进行分析，根据二力平衡计算测力计的示数。
【解答】A.动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么拉力F2移动的速度为：；
拉力F2的功率为：，故A正确不合题意；
B.物体A现在处于静止状态，受到的是平衡力。当拉力F2增大时，只会增大物体B的运动速度，而无法改变对A的摩擦力，因此物体A不会向左运动，故B错误符合题意；
C.动滑轮做匀速直线运动，那么物体B对它的拉力；
因为物体B处于静止状态，所以物体A对B的摩擦力；
根据相互作用力原理，物体A受到B的摩擦力也是6N且方向向左；
因为B处于静止状态，那么它受到平衡力；它受到向右的拉力4N，向左的B的摩擦力6N，要保持平衡，它必须受到地面的摩擦力2N且方向向右，故C正确不合题意；
D.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，弹簧测力计的示数F=3F2=3X3N=9N，故D正确不合题意。
故选B。
二、填空题
9．（2020·江干模拟）在某建筑工地上，工人用如图的滑轮组将重力为1200N的建筑材料从地面运到高10m的楼上，手竖直向上的拉力是500N，在这个过程中，滑轮组的机械效率是 。当所运的建筑材料重力增加时，此时滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）请通过分析说明理由。（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计）
【答案】80%；变大；方法1： 其中随着货物的增加，W有增大，W额不变，η增大。 方法2有些同学会代入数据进行计算也合理，例如：计算得G动=300N，如果G物=1500N，则 ， 所以效率增大。
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）当用滑轮组沿竖直方向提升重物时，可根据 计算机械效率；
（2）已知物体的重力和滑轮的重力，可根据公式 ： 计算滑轮组的机械效率，并根据此公式确定机械效率的变化方向。或者按照题目的要求带入具体的数值计算出机械效率，然后与原来的值进行比较即可。
【解答】（1）滑轮组的机械效率为：；
（2） 当所运的建筑材料重力增加时，此时滑轮组的机械效率将变大。
理由是：
①根据机械效率 可知，随着货物的增加，W有增大，W额不变，η增大 ；
②计算得G动=300N，如果G物=1500N，
则此时自由端的拉力 ；
此时滑轮组的机械效率为： ；
所以效率增大。
10．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
【答案】乙；F3>F2>F1
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
11．（2019·余姚模拟）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1.当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则：
（1）F1：F2= .
（2）士兵们对吊桥昕做功的平均功率是 W.
【答案】（1）：1
（2）250
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出F1、F2的大小。
（2）由于不计绳重和摩擦，士兵对吊桥做的功即为克服桥重做的功，那么求出桥重心提升的高度，利用W=Gh即可得出士兵做功的多少，然后根据功率公式P=W/t即可得出。
【解答】（1）杆即将离开水平位置如图
AE=OE，OA=OD，由勾股定理(OE)2+(AE)2=(OA)2，2OE2=OA2=(10m)2，解得OE=5v2m
由杠杆平衡可得F1xOE=G×OB，可得F1=G×OB/OE=3000N×5m/5v2m=1500v2N
把吊桥拉起到与水平面的夹角为30 ° 时，如下图
AE'=5m，OA=10m，由(OE')2+(AE')2=(OA)2，解得，OE'=5m
由杠杆平衡可得F2xOE'=G×OC，可得F2=G×OB/OE=3000N×2.5m/5v2m=1500N
所以F1：F2=1500N：1500N=：1
（2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为 30° 的过程中，桥的重心升高的距离为h=-OA·sin30°=5mx=2.5m
克服重力做的功为W=Gh=3000N×2.5m=7500J
由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，即W总=W=7500J
那么其平均功率为P=W/t=7500J/30s=250W
故答案为：（1）：1；（2）250
12．（2018九上·柯桥月考）如图，不计摩擦和滑轮的重量，物体的重量为1000牛，人体的重量为600牛，当物体G匀速升高时,人对地板的压力是 牛。
【答案】100
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮上有2段绳子，根据nF=G物计算出绳子上的拉力，然后再根据G人=F+F支持计算出地面对人的支持力，最后根据相互作用力原理计算出人对地面的压力。
【解答】动滑轮上有2段绳子，
那么绳子上的拉力：；
那么地面对人的支持力为：F支持=G-F=600N-500N=100N；
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是相互作用力，
所以二者相等，即人对地板的压力为100N。
三、解答题
13．（2020·台州）晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是 。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功
（4）由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
【答案】（1）定滑轮
（2）减小摩擦
（3）W=Fs=Gh=20牛×1.5米=30焦
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2
可得l2= = =150厘米
挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
【知识点】增大或减小摩擦的方法；功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据这个简单机械的工作特点推断它的种类；
（2）减小摩擦的方法：①减小压力；②减小接触面的粗糙程度；③改变接触面；③添加润滑剂；
（3）根据W=Gh计算对衣服做的功；
（4）可以将晾衣杆看作一个杠杆，左侧绳子与晾衣杆的交点为支点，衣服的重力为阻力，衣服的悬挂点到支点的距离为阻力臂；右侧绳子的拉力为动力，动力臂就是晾衣杆的长度，根据杠杆的平衡条件，计算出阻力臂的长度，然后对小孔的位置进行定位，从而确定钢丝绳会断裂的小孔位置。
【解答】（1）根据图片可知，安装在天花板内的机械，应该能够旋转，并且它的位置固定不变，因此应该是定滑轮。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是减小摩擦。
（3）至少对衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离；
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2；
可得： ；
那么可以悬挂的最右边的孔为：；
因此挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
14．（2019九上·宁波期末）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g 取 10 牛/千克）
（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
①滑轮 a 的作用是 。
②若钢丝绳能承受的最大拉力为 3×10 4 牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克 ？
（3）若将重为 1.2×10 4
牛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？
【答案】（1）大
（2）改变力的作用方向；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 G=mg 可得：m= = =
（3）3.6×105J
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）起重机相当于一个杠杆，起重臂相当于动力臂，物体重力相当于动力，配重相当于阻力，根据杠杆的平衡条件判断；
（2）①首先判断a的滑轮种类，然后再描述它的作用；
②承担物重的绳子有2段，根据公式计算货物的重力，然后根据计算货物的质量；
（3）已知物体的重力和竖直方向移动的距离，根据公式计算克服货物重力做的功。
【解答】（1）起重机相当于一个杠杆，起重臂相当于动力臂，物体重力相当于动力，配重相当于阻力；
根据杠杆的平衡条件得到：，在货物重力G、阻力臂L2不变的情况下，起重臂越长其实就是动力臂L1越长，那么配重的质量应该越大；
（2）①a是定滑轮，它的作用是改变力的方向；
②能吊起货物的重力为：；
货物的质量为：；
（3）克服货物重力做功：。
故答案为：（1）大；（2）①改变力的方向；②；（3）
15．（2018九上·三门月考）工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是 700 N，双脚与地面的接触面积是 500cm2。他将 540 N 的建材匀速提升了 3 m,若动滑轮重为 10N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。试求：
（1）提升建材所做的有用功是多少？
（2）工人对绳子的拉力是多少？
（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？
【答案】（1） 提升建材所做的有用功是：W有=Gh=540N×3m=1620J；
（2）工人对绳子的拉力为：；
（3）地面对工人的支持力为：F支=G-F=700N-275N=425N；
人对地面的压力：F压=F支=425N；
工人对地面的压强为：
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）工人克服建材的重力做有用功，即W有=Gh；
（2）动滑轮上有2段绳子，当动滑轮匀速上升时，根据计算工人拉绳子的力；
（3）当工人静止在地面上时，它受到向上的支持力、拉力和向下的重力，根据F支持=G-F计算出地面的支持力；根据相互作用力原理可知，工人对地面的压力等于地面对它的支持力，即F压=F支；最后根据公式计算对地面的压强即可。
16．（2018·绍兴模拟）如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3。物体B受到的重力为100N，A的底面积为0.04m2，高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤的压力为F1；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为F2，已知：F1﹕F2=6﹕1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求：
（1）物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。
（2）物体A的密度ρA。
（3）当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N′处，电子秤的示数恰好为零，NN′：MN=1﹕6，此时物体A浸在水中的体积V浸。
【答案】（1）由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N；答：A受到的浮力为400N
（2）当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON 1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM FN=1/8（GA-F浮） 物体B对电子秤的压力为：100N–1/8（GA-F浮） 同理，当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为：100N-1/8GA [100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6 解得：GA=720N； ∴ρA= =720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3； 答：物体A的密度为1.8×103kg/m3
（3）当把N移到N′处时：1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM 解得：F浮‘=120N； ∴V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3； 答：物体A浸在水面的体积为0.012m3
【知识点】阿基米德原理；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）物块A浸没水中，排开水的体积等于A的体积，利用阿基米德原理求物块A所受的浮力。
（2）当物体A恰好浸没在水中时，求出杠杆N端受到的拉力、杠杆M端受到的拉力，求出力臂大小关系；利用杠杆平衡条件求物体B对电子秤的压力F1；同理求出物体B对电子秤的压力F2，进而求出A的重力，再求A的密度。
（3）如果把细绳由N端向左移动到N处，求出力臂关系，当物体A有部分浸入水中时，电子秤的示数怡好为零，求出杠杆N端、M端受到的拉力，利用杠杆平衡条件求物体A受到的浮力，再利用F浮= ρ水 gV排求物体浸入水中的体积。
【解答】（1） 由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N
（2）1、当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON
即1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM，得 FN=1/8（GA-F浮）
物体B对电子秤的压力F1=100N–1/8（GA-F浮）
同理，当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力F2=100N-1/8GA
因为 F1﹕F2=6﹕1 ，所以 [100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6
解得GA=720N；所以ρA=GA/gsh =720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3
（3） 当把N移到N′处时，根据杠杠平衡条件可得：
1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM
解得：F浮‘=120N；
所以V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3；
故答案为：（1） 400N ；（2） 1.8×103kg/m3 ；（3） 0.012m3
17．（2016·杭州模拟）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
【答案】（1）解：由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J
（2）解：W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%≈90.9%
（3）解：已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物= v= ×3m/s=1m/s，
由v= 得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物= = =12s
（4）解：汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；（2）总功（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物= v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；（4）根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小，然后利用P=Fv计算拉力做功功率．
【解答】解：汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W（1）由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%≈90.9%；（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物= v= ×3m/s=1m/s，
由v= 得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物= = =12s；（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；（2）滑轮组的机械效率为90.9%；（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W．
18．（2015九下·乐清竞赛）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）
【答案】（1）滑轮B
（2）3
（3）设人拉绳的力大小为F，
以B为研究对象，
T=2F+mBg
用T表示A滑轮两侧绳子拉力大小，
以木板和人整体为研究对象
T+2F=（M+m）g
得F=87.5N
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）随物体上下一起移动的叫动滑轮，不随物体上下移动的叫定滑轮；
（2）分析有几个物体与人接触，即可判断人受到几个力；
（3）首先以滑轮B为对象进行受力分析，根据二力平衡的知识得到两个滑轮之间绳子上的拉力T、B的重力和人的拉力之间的数量关系；然后再以木板和人为受力对象，根据二力平衡的知识得到人的两个拉力、滑轮A上的拉力与它们的总重力之间的数量关系，最后将两个式子联立计算求解即可。
【解答】（1）因为滑轮B跟随木板上下移动，所以B是动滑轮；
（2）图中的人，受到木板向上的支持力，绳子向上的拉力和重力，因此受到3个力；
（3） 设人拉绳的力大小为F，
以B为研究对象，
T=2F+mBg；
用T表示A滑轮两侧绳子拉力大小，
以木板和人整体为研究对象，
T+2F=（M+m）g；
解得：F=87.5N。
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浙教版科学九年级上册 3.4简单机械（滑轮） 培优练习
一、单选题
1．（2020·绍兴）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（ ）
A． B．
C． D．
2．（2020·温岭模拟）如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．B受到的摩擦力方向向右 B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．2秒内水平拉力F做功4.8J D．地面受到的摩擦力为4N
3．（2020·海曙模拟）有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置，在20s内将质量为80kg的重物匀速提升了3m。已知滚轴A、B的质量都是5kg。若不计绳重和摩擦，则以下说法正确的是（ ）
A．该装置可以看做是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮是A
B．重物上升3m，绳子自由端下降12m
C．整个过程，小科所做的功是2700J
D．该过程，小科做功功率为127.5W
4．（2020·宁波模拟）如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．F1=168N，P1=225W B．F2=210N，P2=30W
C．F2=3F1，P1=P2 D．F1=F2，P1=3P2
5．（2019九上·义乌期中）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是5N
B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．水平拉力F的功率是4.8W
D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
6．（2019·临海模拟）如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为8N
B．拉力F的功率是14W
C．拉力F做的功是60J
D．物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
7．（2019·余姚模拟）如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（ ）
A．在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B．在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C．在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D．动滑轮重为100N
8．（2019·苍南模拟）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A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．F2的功率为0.6W
B．如果增大F2，物体A可能向左运动
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．弹簧测力计读数为9N
二、填空题
9．（2020·江干模拟）在某建筑工地上，工人用如图的滑轮组将重力为1200N的建筑材料从地面运到高10m的楼上，手竖直向上的拉力是500N，在这个过程中，滑轮组的机械效率是 。当所运的建筑材料重力增加时，此时滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）请通过分析说明理由。（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计）
10．（2020·越城模拟）如图，三个滑轮拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，所使用的拉力分别为F1、F2和F3，不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦，则图
(填“甲”“乙”或“丙”)中的滑轮属于定滑轮，拉力F1、F2和F3的大小关系是 。
11．（2019·余姚模拟）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1.当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则：
（1）F1：F2= .
（2）士兵们对吊桥昕做功的平均功率是 W.
12．（2018九上·柯桥月考）如图，不计摩擦和滑轮的重量，物体的重量为1000牛，人体的重量为600牛，当物体G匀速升高时,人对地板的压力是 牛。
三、解答题
13．（2020·台州）晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是 。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功
（4）由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
14．（2019九上·宁波期末）如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g 取 10 牛/千克）
（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
①滑轮 a 的作用是 。
②若钢丝绳能承受的最大拉力为 3×10 4 牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克 ？
（3）若将重为 1.2×10 4
牛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？
15．（2018九上·三门月考）工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是 700 N，双脚与地面的接触面积是 500cm2。他将 540 N 的建材匀速提升了 3 m,若动滑轮重为 10N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。试求：
（1）提升建材所做的有用功是多少？
（2）工人对绳子的拉力是多少？
（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？
16．（2018·绍兴模拟）如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D，物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3。物体B受到的重力为100N，A的底面积为0.04m2，高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤的压力为F1；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为F2，已知：F1﹕F2=6﹕1。滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求：
（1）物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。
（2）物体A的密度ρA。
（3）当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N′处，电子秤的示数恰好为零，NN′：MN=1﹕6，此时物体A浸在水中的体积V浸。
17．（2016·杭州模拟）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
18．（2015九下·乐清竞赛）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）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。属于滑轮原理的应用，和机械功的讨论。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】AC、由四套装置图可知，在定滑轮的两侧各安装一个弹簧测力计，然后分别测量出钩码的重力和拉力；测量钩码重力的弹簧测力计应上方固定，所以AC不符合题意；
BD、为了控制变量，所以弹簧测力计应都是固定上方，下方可动，故B错误；D正确；
故答案为：D。
2．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识对它受到的摩擦力进行判断；
（2）根据计算滑轮移动的速度；
（3）首先根据s=vt计算拉力F移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功；
（4）首先根据计算A受到的拉力，然后根据FA=fB+f地计算地面受到的摩擦力。
【解答】A.当B保持静止状态时，它受到测力计的拉力和A的摩擦力相互平衡，那么二者相等方向相反，即fB=2N，且方向向左，故A错误；
B.滑轮的移动速度为：，故B错误；
C.2s内拉力F移动的距离为：s=vt=0.1m/s×2s=0.2m，那么拉力做的功为：W=Fs=12N×0.2m=2.4J，故C错误；
D.物体A受到的拉力为：，B对A的摩擦力fB=2N，根据二力平衡的知识得到FA=fB+f地，那么6N=2N+f地，解得：f地=4N，故D正确。
故选D。
3．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）固定不动的滑轮叫定滑轮，随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
（2）与动滑轮相连的绳子都用来承担重力，据此确定绳子的段数n，那么自由端的移动距离s=nh；
（3）首先根据计算自由端的拉力，再根据W总=Fs计算小科做的功；
（4）根据公式计算做功的功率。
【解答】A.滑轮A固定不动，为定滑轮；而滑轮B随着重物上下移动，为动滑轮，故A错误；
B.承担重物的绳子段数为n=5，那么自由端下降的距离为：s=nh=3m×5=15m，故B错误；
C.自由端的拉力为：；
小科所做的功为：W总=Fs=170N×15m=2550J，故C错误；
D.该过程中，小科做功的功率为：，故D正确。
故选D。
4．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡计算出A受到的摩擦力和它受到的拉力的关系，然后以动滑轮为受力对象，根据二力平衡计算出拉力F与A受到摩擦力的关系，最后比较不同状态下的拉力大小；
（2）根据公式P=Fv计算两个功率之间的关系。
【解答】动滑轮受到水平向右的拉力F、向左的拉力F拉共3个，那么3F拉=F。
当物体A做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即滑轮对它的拉力F拉=f；
那么F=3f。
因为物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，
所以速度不同时摩擦力f相同，
因此拉力F相等，即F1=F2。
当物体A以1.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v1=；
当物体A以0.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v2=；
根据公式P=Fv可知：；
那么P1=3P2。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B保持静止状态，根据二力平衡的知识计算出AB之间摩擦力的大小；动滑轮上有2段绳子承担拉力，根据计算出作用在物体A上绳子的拉力；最后对A进行受力分析，根据F拉=fAB+f地计算A受到地面的摩擦力；
（2）拉力F作用在动滑轮的轴上，因此是费力的，那么它就省距离，根据v=v物计算滑轮移动的速度；
（3）已知拉力和速度根据公式P=Fv计算拉力的功率；
（4）首先根据s物=v物t计算出A前进的距离，然后根据WA=F拉S物计算对A做的功即可。
【解答】A.因为物体A处于静止状态，所以它受到的A的摩擦力与测力计的示数平衡，即fAB=F示数=5N；作用在物体A上绳子的拉力：；物体A受到向左的拉力，向右的摩擦力fAB、f地面，那么地面对A的摩擦力：f地面=F拉-fAB=12N-5N=7N，故A错误；
B.滑轮移动的速度为：v=v物=，故B错误；
C.水平拉力F的功率是：P=Fv=24N×0.1m/s=2.4W，故C错误；
D.物体A前进的距离为：s物=v物t=0.2m/s×2s=0.4m；
对物体A做的功为：WA=F拉S物=0.4m×12N=4.8J，故D正确。
故选D。
6．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B匀速下滑，根据计算作用在物体A上绳子的拉力；物体A向右做匀速运动，因此A的摩擦力与绳子拉力相互平衡，即；当物体A向左做匀速直线运动时，根据计算拉力F；
（2）已知拉力F和速度根据公式P=Fv计算功率；
（3）已知功率和时间根据W=Pt计算拉力做的功；
（4）已知绳子自由端的速度根据计算动滑轮上升的速度。
【解答】A.动滑轮上有2段绳子承担重力，那么绳子上的拉力为：；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：；
当物体A向左做匀速直线运动时，拉力：，故A错误；
B.拉力F的功率为：P=Fv=14N×1m/s=14W，故B正确；
C.拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J，故C错误；
D.滑轮B上升的速度为：，故D错误。
故选B。
7．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）从乙图中找出0～1s内对应的拉力F，从丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功；
（2）从乙图中找出1～2s内对应的拉力F，从丙图找出1～2s内对应的物体上升的速度v，根据P=Fnv就可以计算拉力的功率；
（3）从乙图中找出1s～3s内对应的拉力F，从丙图找出1s～3s对应的物体匀速速度v，依据s=vt计算出吊篮上升的高度，最后根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，然后与0~1s内做的功相加，再根据 计算电动机提供的拉力的功率；
（4）已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，根据 计算出吊篮内所有物体的总重力，然后再根据 就可以计算出动滑轮重．
【解答】A.由丁图知，这段时间物体升高的高度h=0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，则拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正确；
B.由乙图知，在1～2s内对应的拉力F=500N，由丙图知这段时间物体运动的速度是1m/s，则拉力F做的的功率为：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B错误；
C.由乙图可知，在1s~3s时间内拉力是500N，由丙图可知，这段时间内物体的速度是1m/s，那么吊篮上升的高度为：h=vt=1m/s×2=2m，这段时间拉力做的功为：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，则在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+4000J=5100J；那么这段时间内拉力的功率为： ，故C错误；
D.由题意知，
即： ①
解得：G=1800N；
1～2s内，拉动物体匀速上升，所以 ，
即： 解得：G动=200N，故D错误。
故选A。
8．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先判断动滑轮上承担拉力的绳子段数n，然后根据计算拉力F2的速度，最后根据计算功率即可；
（2）物体B和A之间只有摩擦力，如果增大F2能够增大摩擦力，那么物体A就可能向左运动；
（3）首先以动滑轮为受力对象，分析物体B受到的摩擦力，也就知道A受到B的摩擦力的大小；然后对物体A进行受力分析，确定是否受到地面的摩擦力；
（4）以定滑轮为对象进行分析，根据二力平衡计算测力计的示数。
【解答】A.动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么拉力F2移动的速度为：；
拉力F2的功率为：，故A正确不合题意；
B.物体A现在处于静止状态，受到的是平衡力。当拉力F2增大时，只会增大物体B的运动速度，而无法改变对A的摩擦力，因此物体A不会向左运动，故B错误符合题意；
C.动滑轮做匀速直线运动，那么物体B对它的拉力；
因为物体B处于静止状态，所以物体A对B的摩擦力；
根据相互作用力原理，物体A受到B的摩擦力也是6N且方向向左；
因为B处于静止状态，那么它受到平衡力；它受到向右的拉力4N，向左的B的摩擦力6N，要保持平衡，它必须受到地面的摩擦力2N且方向向右，故C正确不合题意；
D.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，弹簧测力计的示数F=3F2=3X3N=9N，故D正确不合题意。
故选B。
9．【答案】80%；变大；方法1： 其中随着货物的增加，W有增大，W额不变，η增大。 方法2有些同学会代入数据进行计算也合理，例如：计算得G动=300N，如果G物=1500N，则 ， 所以效率增大。
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）当用滑轮组沿竖直方向提升重物时，可根据 计算机械效率；
（2）已知物体的重力和滑轮的重力，可根据公式 ： 计算滑轮组的机械效率，并根据此公式确定机械效率的变化方向。或者按照题目的要求带入具体的数值计算出机械效率，然后与原来的值进行比较即可。
【解答】（1）滑轮组的机械效率为：；
（2） 当所运的建筑材料重力增加时，此时滑轮组的机械效率将变大。
理由是：
①根据机械效率 可知，随着货物的增加，W有增大，W额不变，η增大 ；
②计算得G动=300N，如果G物=1500N，
则此时自由端的拉力 ；
此时滑轮组的机械效率为： ；
所以效率增大。
10．【答案】乙；F3>F2>F1
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】1、 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮；
2、定滑轮是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向。动滑轮是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省一半的力：F=G/2。当滑轮水平方向时，可表示拉力与摩擦力之间的关系。
【解答】甲、乙、丙三个滑轮中，乙滑轮的位置固定不动，是定滑轮，所以填乙。同一个物体在水平地面上被匀速拉动时，受到的滑动摩擦力大小相同均为f。在甲图中F1=f/2，乙图中F2=f，丙图中F3=2f。所以三者的大小关系为： F3>F2>F1 。
故答案为：乙； F3>F2>F1
11．【答案】（1）：1
（2）250
【知识点】功率计算公式的应用；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出F1、F2的大小。
（2）由于不计绳重和摩擦，士兵对吊桥做的功即为克服桥重做的功，那么求出桥重心提升的高度，利用W=Gh即可得出士兵做功的多少，然后根据功率公式P=W/t即可得出。
【解答】（1）杆即将离开水平位置如图
AE=OE，OA=OD，由勾股定理(OE)2+(AE)2=(OA)2，2OE2=OA2=(10m)2，解得OE=5v2m
由杠杆平衡可得F1xOE=G×OB，可得F1=G×OB/OE=3000N×5m/5v2m=1500v2N
把吊桥拉起到与水平面的夹角为30 ° 时，如下图
AE'=5m，OA=10m，由(OE')2+(AE')2=(OA)2，解得，OE'=5m
由杠杆平衡可得F2xOE'=G×OC，可得F2=G×OB/OE=3000N×2.5m/5v2m=1500N
所以F1：F2=1500N：1500N=：1
（2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为 30° 的过程中，桥的重心升高的距离为h=-OA·sin30°=5mx=2.5m
克服重力做的功为W=Gh=3000N×2.5m=7500J
由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，即W总=W=7500J
那么其平均功率为P=W/t=7500J/30s=250W
故答案为：（1）：1；（2）250
12．【答案】100
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】动滑轮上有2段绳子，根据nF=G物计算出绳子上的拉力，然后再根据G人=F+F支持计算出地面对人的支持力，最后根据相互作用力原理计算出人对地面的压力。
【解答】动滑轮上有2段绳子，
那么绳子上的拉力：；
那么地面对人的支持力为：F支持=G-F=600N-500N=100N；
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是相互作用力，
所以二者相等，即人对地板的压力为100N。
13．【答案】（1）定滑轮
（2）减小摩擦
（3）W=Fs=Gh=20牛×1.5米=30焦
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2
可得l2= = =150厘米
挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
【知识点】增大或减小摩擦的方法；功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据这个简单机械的工作特点推断它的种类；
（2）减小摩擦的方法：①减小压力；②减小接触面的粗糙程度；③改变接触面；③添加润滑剂；
（3）根据W=Gh计算对衣服做的功；
（4）可以将晾衣杆看作一个杠杆，左侧绳子与晾衣杆的交点为支点，衣服的重力为阻力，衣服的悬挂点到支点的距离为阻力臂；右侧绳子的拉力为动力，动力臂就是晾衣杆的长度，根据杠杆的平衡条件，计算出阻力臂的长度，然后对小孔的位置进行定位，从而确定钢丝绳会断裂的小孔位置。
【解答】（1）根据图片可知，安装在天花板内的机械，应该能够旋转，并且它的位置固定不变，因此应该是定滑轮。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是减小摩擦。
（3）至少对衣服做功：W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J；
（4）晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离；
根据杠杆平衡公式：F1×l1=F2×l2；
可得： ；
那么可以悬挂的最右边的孔为：；
因此挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
14．【答案】（1）大
（2）改变力的作用方向；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 G=mg 可得：m= = =
（3）3.6×105J
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）起重机相当于一个杠杆，起重臂相当于动力臂，物体重力相当于动力，配重相当于阻力，根据杠杆的平衡条件判断；
（2）①首先判断a的滑轮种类，然后再描述它的作用；
②承担物重的绳子有2段，根据公式计算货物的重力，然后根据计算货物的质量；
（3）已知物体的重力和竖直方向移动的距离，根据公式计算克服货物重力做的功。
【解答】（1）起重机相当于一个杠杆，起重臂相当于动力臂，物体重力相当于动力，配重相当于阻力；
根据杠杆的平衡条件得到：，在货物重力G、阻力臂L2不变的情况下，起重臂越长其实就是动力臂L1越长，那么配重的质量应该越大；
（2）①a是定滑轮，它的作用是改变力的方向；
②能吊起货物的重力为：；
货物的质量为：；
（3）克服货物重力做功：。
故答案为：（1）大；（2）①改变力的方向；②；（3）
15．【答案】（1） 提升建材所做的有用功是：W有=Gh=540N×3m=1620J；
（2）工人对绳子的拉力为：；
（3）地面对工人的支持力为：F支=G-F=700N-275N=425N；
人对地面的压力：F压=F支=425N；
工人对地面的压强为：
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）工人克服建材的重力做有用功，即W有=Gh；
（2）动滑轮上有2段绳子，当动滑轮匀速上升时，根据计算工人拉绳子的力；
（3）当工人静止在地面上时，它受到向上的支持力、拉力和向下的重力，根据F支持=G-F计算出地面的支持力；根据相互作用力原理可知，工人对地面的压力等于地面对它的支持力，即F压=F支；最后根据公式计算对地面的压强即可。
16．【答案】（1）由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N；答：A受到的浮力为400N
（2）当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON 1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM FN=1/8（GA-F浮） 物体B对电子秤的压力为：100N–1/8（GA-F浮） 同理，当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为：100N-1/8GA [100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6 解得：GA=720N； ∴ρA= =720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3； 答：物体A的密度为1.8×103kg/m3
（3）当把N移到N′处时：1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM 解得：F浮‘=120N； ∴V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3； 答：物体A浸在水面的体积为0.012m3
【知识点】阿基米德原理；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）物块A浸没水中，排开水的体积等于A的体积，利用阿基米德原理求物块A所受的浮力。
（2）当物体A恰好浸没在水中时，求出杠杆N端受到的拉力、杠杆M端受到的拉力，求出力臂大小关系；利用杠杆平衡条件求物体B对电子秤的压力F1；同理求出物体B对电子秤的压力F2，进而求出A的重力，再求A的密度。
（3）如果把细绳由N端向左移动到N处，求出力臂关系，当物体A有部分浸入水中时，电子秤的示数怡好为零，求出杠杆N端、M端受到的拉力，利用杠杆平衡条件求物体A受到的浮力，再利用F浮= ρ水 gV排求物体浸入水中的体积。
【解答】（1） 由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gSh=1000kg/m3×10N/kg×0.04m2×1m=400N
（2）1、当A恰好完全浸没在水中时，根据杠杆平衡条件得：FM×OM=FN×ON
即1/4（GA-F浮）×OM=FN×2OM，得 FN=1/8（GA-F浮）
物体B对电子秤的压力F1=100N–1/8（GA-F浮）
同理，当A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力F2=100N-1/8GA
因为 F1﹕F2=6﹕1 ，所以 [100N–1/8（GA-F浮）]÷[100N-1/8GA]=6
解得GA=720N；所以ρA=GA/gsh =720N÷（10N/kg×0.04m2×1m）=1.8×103kg/m3
（3） 当把N移到N′处时，根据杠杠平衡条件可得：
1/4（720N-F浮‘）×OM=100N×3/2OM
解得：F浮‘=120N；
所以V排=F浮‘/ρ水g=120N/（1000kg/m3×10N/kg）=0.012m3；
故答案为：（1） 400N ；（2） 1.8×103kg/m3 ；（3） 0.012m3
17．【答案】（1）解：由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J
（2）解：W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%≈90.9%
（3）解：已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物= v= ×3m/s=1m/s，
由v= 得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物= = =12s
（4）解：汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；（2）总功（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用v物= v可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；（4）根据二力平衡和力的合成求出牵引力的大小，然后利用P=Fv计算拉力做功功率．
【解答】解：汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W（1）由图知，n=3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3×12m=36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）W有用=Gh=6×103N×12m=7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η= = ×100%≈90.9%；（3）已知汽车运动的速度为v=3m/s，
则物体上升速度：v物= v= ×3m/s=1m/s，
由v= 得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物= = =12s；（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，
牵引力做功功率：
P=F牵v汽=5.2×103N×3m/s=1.56×104W．答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；（2）滑轮组的机械效率为90.9%；（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；（4）汽车牵引力为5.2×103N，牵引力的功率为1.56×104W．
18．【答案】（1）滑轮B
（2）3
（3）设人拉绳的力大小为F，
以B为研究对象，
T=2F+mBg
用T表示A滑轮两侧绳子拉力大小，
以木板和人整体为研究对象
T+2F=（M+m）g
得F=87.5N
【知识点】二力平衡的条件及其应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）随物体上下一起移动的叫动滑轮，不随物体上下移动的叫定滑轮；
（2）分析有几个物体与人接触，即可判断人受到几个力；
（3）首先以滑轮B为对象进行受力分析，根据二力平衡的知识得到两个滑轮之间绳子上的拉力T、B的重力和人的拉力之间的数量关系；然后再以木板和人为受力对象，根据二力平衡的知识得到人的两个拉力、滑轮A上的拉力与它们的总重力之间的数量关系，最后将两个式子联立计算求解即可。
【解答】（1）因为滑轮B跟随木板上下移动，所以B是动滑轮；
（2）图中的人，受到木板向上的支持力，绳子向上的拉力和重力，因此受到3个力；
（3） 设人拉绳的力大小为F，
以B为研究对象，
T=2F+mBg；
用T表示A滑轮两侧绳子拉力大小，
以木板和人整体为研究对象，
T+2F=（M+m）g；
解得：F=87.5N。
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