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第4节 简单机械-滑轮与机械效率
考点一、滑轮的分类与作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力，费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
典例1：（2022·浙江宁波·九年级阶段练习）（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为___________N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是_________。
【答案】3 能改变力的方向，但不改变力的大小
【解析】（1）根据图1可知，物体甲绳子向上的拉力，受到竖直向下的重力。由于甲处于静止状态，那么拉力和重力平衡，即a绳对甲的拉力F=G甲=3N
（2）根据图3可知，无论测力计沿哪个方向，其示数都不变，因此定滑轮不能省力。直接拉动物体时方向向上，而使用定滑轮时拉力方向向下，即定滑轮可以改变力的方向。则定滑轮的特点为：能改变力的方向，但不改变力的大小。
变式1：（2022·浙江衢州九年级期末）如图为动滑轮，相当于一个_______杠杆，若用它将总重为1牛的钩码匀速提高2米，不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间摩擦，则弹簧测力计示数为_______牛。
【答案】省力 0.5
【解析】[1]动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆。
[2]不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则弹簧测力计示数为
变式2：（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示实验装置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和弹簧测力计均处于静止状态，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力为________N；弹簧测力计的读数为________N。
【答案】12 12
【解析】[1]图中两个滑轮均为定滑轮，根据定滑轮的工作特点可知，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力等于乙对绳子的拉力，等于乙的重力，大小为12N。
[2]乙对绳子的拉力等于乙的重力，大小为12N，弹簧测力计的示数等于绳子的拉力，则弹簧测力计的示数是12N
变式3：（2022·浙江·龙泉市民族中学九年级期末）滑轮是一种常用的简单机械，使用定滑轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：
①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重；
②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数（摩擦力忽略不计）。测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中；
③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。
拉力方向 弹簧秤示数（牛） 绳子自由端移动距离（厘米） 钩码上升距离（厘米）
竖直向下 2.0 15 15
斜向下 2.0 12 12
水平 2.0 8 8
请回答：
（1）①中测得钩码重为__________牛；
（2）分析数据，可得出的结论是__________；
（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需__________。
【答案】2.0 定滑轮可以改变力的方向，但不省力 改变钩码的重力，再重新实验几次
【解析】（1）[1]由图甲知道，测力计分度值为0.2N，示数为2.0N。
（2）[2]由图知道，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为2N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
（3）[3]由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会具有片面性或偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次实验后，改变钩码的重力，再重新实验几次。
考点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2S绳=2h物v绳=2v物 F=F摩/ 2S绳=2h物v绳=2v物 F=2G+G轮S轮=s物/2v轮=v物/2 F=2F摩S轮=s物/2v轮=v物/2
典例1：（2022·浙江舟山·九年级期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦
C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N
【答案】D
【解析】A．根据图片可知，滑轮固定在物体A上，跟随物体一起移动，为动滑轮，故A错误；
B．拉力移动的速度v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
则拉力的功率P=Wt=Fst=Fv=2N×0.4m/s=0.8W故B错误；
C．此滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但可以省力，故C错误；
D．物体A受到地面的摩擦力f=nF=2×2N=4N故D正确。
变式1：（2022·浙江杭州·九年级期末）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是 ( )
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．动滑轮实验中测力计的读数等于物体与滑轮总重的一半
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力
【答案】C
【解析】用动滑轮提升重物上升h高度，测力计上升2h高度；拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功，故做功较多；用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，即定滑轮可以改变力的方向但不能省力。
变式2：（2022·浙江杭州·九年级期末）如图所示，用10N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80%，不考虑摩擦绳重，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为8J B．拉力F的功率为4W
C．A的重力为5N D．滑轮重力为4N
【答案】A
【解析】A．拉力作用在滑轮的轴上，拉力移动的距离s=h=×2m=1m，
拉力做的总功W总=Fs=10N×1m=10J，
拉力做的有用功W有= W总η=10J×80%=8J，故A正确；
B．物体A运动的时间t==10s，拉力F的功率P==1W，故B错误；
C．物体A的重力G==4N，故C错误；
D．不考虑摩擦绳重，滑轮重力为G动=F-2G=10N-2×4N=2N，故D错误。
变式3：（2022·浙江松阳县一模）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（ ）
A．地面对A的摩擦力为3N
B．绳子拉物体A的功率为2W
C．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
【答案】B
【解析】AC．测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，这两个力大小相等，弹簧测力计示数为3N，所以A对B的摩擦力为3N，方向水平向右；由于物体间力的左右是相互的，则B对A的摩擦力为3N，方向水平向左，对A受力分析，A受到水平向右的绳子的拉力、水平向左的B对A的摩擦力、水平向左的地面对A的摩擦力，F作用在动滑轮上，对滑轮的拉力为10N，则拉动A的力为5N，所以地面对A的摩擦力为f=5N-3N=2N故AC错误；
B．绳子拉物体A的功率为故B正确；
D．在运动过程中若将拉力F增大，但是AB间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则AB间的摩擦力不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知，测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
考点三、滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计读数F1
③按图乙方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计读数F2。
分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
典例1：（2022·浙江绍兴·九年级期末）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重G= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
【答案】（1）45m；（2）500N；（3）1.05×105J；（4）7500W
【解析】解：（1）由图知n=3，汽车匀速前进距离s=3h=3×15m=45m
（2）根据可知
（3）滑轮组对重物所做的功W=Gh= 7000N×15m=1.05×105J
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率
变式1：（2022·浙江天台实验中学九年级开学考试）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
变式2：（2022·浙江·宁波市鄞州蓝青学校九年级期中）如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体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转轴处的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．F2的功率为
B．弹簧测力计读数为
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】A．由图知道，水平使用滑轮组，n=2，所以，拉力端移动速度是：v=2v物 =2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力做功功率是：P2 =F2 v=3N×0.2m/s=0.6W，故A正确，不符合题意；
B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子自重及滑轮和绳子之间摩擦，弹簧测力计的示数是：F=3 F2 =3×3N=9N，
故B正确，不符合题意；
C．对于物体A，受到的力是B向左的摩擦力和向右的拉力，且摩擦力和拉力分别是：fB =2F2 =2×3N=6N，
F1 =4N，由于A静止，所以，地面向右的摩擦力是：f地 =fB -F1 =6N-4N=2N，
即物体A与地面之间有摩擦力，故C正确，不符合题意；
D．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错误，符合题意；故选D。
变式3：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
【答案】D
【解析】以B为研究对象，本题中它在水平方向受到两个力的作用：弹簧测力计对它向左的拉力，物体A对它的向右的摩擦力。当B与A发生相对运动时，无论如何拉滑轮，B相对于地面是静止的，所以B始终处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，根据弹簧测力计的示数，可以知道B受到的摩擦力为3N，方向向右。此滑轮是动滑轮，绳子移动速度是滑轮移动速度的2倍，所以滑轮移动速度为0.1m/s。若不计各种摩擦和滑轮重、弹簧测力计重、绳重等，A对绳子的拉力等于拉力F的一半，绳子拉物体A的力为5N，拉力的功率为1w
考点四、机械效率
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物重力。
典例1：（2022 泉州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（ ）
A．小明做的总功是30J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
【答案】B
【解析】A、由图可知n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×2m=6m；
小明所做的总功：W总=Fs=6N×6m=36J；故A错；
B、所做的有用功：W有用=Gh=15N×2m=30J；
滑轮组的机械效率：
C、若减小提升的物重，有用功减小、而额外功几乎不变，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故C错；
D、若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功与总功的比值不变，不会增大机械效率，故D错。
变式1：（2022九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是( )
A.动滑轮的重力为5N B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
变式2：如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
【答案】（1）物体上升的速度0.2m/s。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功，功的大小为150J。
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。
【解析】（1）滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，，
物体上升的速度
（2）纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑轮组的机械效率
变式3：（2022·浙江杭州·九年级期末）小金想测量某滑轮组提起物体时的机械效率。
（1）请帮小金完成滑轮组的绕线，要求向下拉动绳端时，物体上升；( )
（2）小金应当___________（选填“匀速”或“加速”）向下拉动弹簧秤，若物体重G1，弹簧秤读数F1，则该滑轮组的机械效率=___________；
（3）小金想进一步探究物重大小对该滑轮组的机械效率有何影响，请帮他设计实验方案，简述你的设计思路___________。
【答案】 匀速 见解析
【解析】（1）[1]要求向下拉动绳端时，物体上升，则绳子其中一端应从定滑轮开始，如图
（2）[2]为便于读数，且为保证弹簧测力计示数为拉力，应匀速拉动弹簧秤。
[3]如图可知，动滑轮上有两段绳子，设物体上升高度为h，则可求机械效率为
（3）[4]探究物重大小对该滑轮组的机械效率有何影响，则应在保证其他条件不变的情况下，分别将不同重力的物体提升相同高度，分别计算出机械效率，并作比较。
考点五、斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(2)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
典例1：（2022·浙江杭州·九年级期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（ ）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
【答案】D
【解析】A．当改变斜面的高度h时，斜面的倾斜角度会发生改变，故A正确不合题意。
B．在整个过程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做额外功，故B正确不合题意。
C．斜面的机械效率故C正确不合题意。
D．斜面的机械效率只与克服摩擦做的额外功大小有关，与物体在斜面上移动的距离无关，故D错误符合题意。
变式1：（2022·浙江仙居县九年级开学考试）工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
【答案】D
【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J故A错误；
B．拉力做的总功W总=Fs=400N×2m=800J故B错误；
C．拉力做的额外功为W额= W总- W有=800J-500J=300J故C错误；
D．斜面对物体的摩擦力为 故D正确。
变式2：（2021九下·滨江开学考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为________，斜面对物体的摩擦力是________。
【答案】80%；100N
【解析】（1）对物体做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；
对物体做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；那么斜面的机械效率为：。
（2）克服摩擦额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；斜面对物体的摩擦力：。
变式3：工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
【答案】900 75
【解析】∵利用斜面不计摩擦，∴W有用=W总， 即：Gh=Fs，∴F===900N；
若F′=1200N，斜面的效率：η====75%
1．（2022·浙江·杭州市公益中学九年级阶段练习）下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重，绳重及摩擦，当匀速提升同一重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，所以拉力
B．由图可知，动滑轮省一半的力，所以拉力
C．设斜面的高度为h，斜面长度为s，由图知s=2h，由功的原理可得F3s=Gh，所以
D．由图可知，动力臂是阻力臂的4倍，所以拉力
综上可知，当提起同一重物时，最省力的是D。
2．（2022·浙江台州·九年级期末）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面匀速运动，弹簧测力计的示数为4N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F的大小为（ ）
A．2N B．4N C．6N D．8N
【答案】B
【解析】不计绳子与滑轮间的摩擦，绳子穿过滑轮使用时，同一根绳子受到的力处处相等，可得水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，弹簧测力计的示数为4N，则拉力F=4N
3.（2022 禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W D．斜面的机械效率为75%
【答案】D。
【解析】A、物体的重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N，
张伟做的有用功：W有用=Gh=300N×1m=300J，故A错；
B、张伟做的总功：W总=Fs=200N×2m=400J，故B错；
C、张伟的做功功率：，故C错；
（4）斜面的机械效率：
4．（2022·浙江舟山·一模）如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，且绳重和摩擦不计。用它们分别将质量相同的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，下列四个科学量不相同的是（ ）
A．额外功 B．有用功 C．机械效率 D．拉力大小
【答案】D
【解析】A．绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，由W额=G动h可知，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同，故A不符合题意；
B．物体的质量，由G=mg可知物体的重力相等，上升的高度相等，由W有=Gh可知，有用功相等，故B不符合题意；
C．有用功和额外功相等，总功等于有用功和额外功之和，所以总功相等，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率相等，故C不符合题意；
D．绳重和摩擦不计，物体的重力相等，动滑轮的重力相等，由图可知，甲图中动滑轮绕绳子的段数是2段，乙图中动滑轮绕绳子的段数是3段，由可知拉力大小不同，故D符合题意。
5．（2022·浙江·舟山市定海区第七中学九年级阶段练习）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，一直弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）
A．物体M与地面间的摩擦力为5牛
B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦
D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
【答案】C
【解析】AB．滑轮为动滑轮，且；由于物体做匀速运动，摩擦力等于牵引力
故A、B项均错误。
CD．1s内物体移动的距离，力F移动的距离
拉力F做功，拉力F做功的功率为故C项正确，D项错误。
6.（2021 宁波模拟）如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当只用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动。当只用水平向左的力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s速度匀速上升。若不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，则下列判断错误的是（ ）
A．物体B运动时受到的摩擦力为18N B．拉力F2大小为24N
C．拉力F1的功率为0.8W D．拉力F2的功率为2.4W
【答案】C
【解析】由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，
A、不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，
当B水平匀速向右运动时，由力的平衡条件得物体B运动时受到的摩擦力：
f=n（F1+GA）=3×（4N+2N）=18N，故A正确；
B、水平向左匀速拉物体B时，因B对水平面的压力不变、接触面的粗糙不变，所以B受到的摩擦力仍然为18N，
由力的平衡条件可得拉力F2：F2=nGA+f=3×2N+18N=24N，故B正确；
C、用力F1竖直向下拉物体A时，物体A的速度：vA=nvB=3×0.2m/s=0.6m/s，
则拉力F1的功率：P1=F1vA=4N×0.6m/s=2.4W，故C错误；
则拉力F2的功率：P2=F2vB′=24N×0.1m/s=2.4W，故D正确。
7.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）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。
8．（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、弹簧测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A在水平面受到的摩擦力为___________N ，拉力的功率为___________W。
【答案】16 32
【解析】[1]根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=2，则物体在水平面受到的摩擦力f=nF=2×8N=16N
[2]拉力移动的速度v=nv物=2×2m/s=4m/s
则拉力的功率P=Fv=8N×4m/s=32W
9．（2022·浙江嘉兴·九年级期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为________牛，拉力F的功率是________。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
【答案】动滑轮 10 2W
【解析】[1]当物体向右运动时，滑轮的轴随着物体一块向右运动，该滑轮是动滑轮。
[2]滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计，木块受到的摩擦力f=2F=2×5N=10N
[3]拉力的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
拉力F的功率
10．（2022·浙江金华·九年级期末）如图所示，不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦。物体A重100N，物体B重20N，当B匀速下降20cm时，A受到桌面的摩擦力为___________N，A移动的距离为___________cm。
【答案】10 40
【解析】[1]不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦，因为有两段绳子吊着动滑轮，所以使用动滑轮省一半的力，故每段绳子的拉力为
又因为B物体做匀速直线运动，所以A物体也做匀速直线运动；故根据二力平衡可知：A物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以A受到桌面的摩擦力f=F=10N
[2] A移动的距离s=2h=2×20cm=40cm
11.（2021九上·嘉兴期末）如图是上肢力量训练示意图，O点位于横杆ab的中点(不计绳重、滑轮重力和摩擦)。
（1）若人的质量为60千克，则能拉起的配重最大质量约为________千克。
（2）人以0.15米/秒的速度用力向下拉，则配重上升速度为________米/秒。
【答案】（1）180 （2）0.05
【解析】（1）首先根据杠杆的平衡条件计算出a点产生的最大拉力，再根据滑轮组的工作特点计算出能够拉起的最大重力，最后根据计算配重的最大质量；
（2）首先根据杠杆的特点计算出a点上升的速度，再根据v=nv物计算配重上升的速度。
【解答】（1）根据图片可知，杠杆的支点O在ab的中点，
那么动力臂等于阻力臂，因此杠杆ab为等臂杠杆。
根据等臂杠杆的特点可知，a点的拉力与b点的拉力相等。
因此a点产生的最大拉力F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；
根据可知，滑轮组能够拉起的最大配重为：G=nF=3×600N=1800N；
那么拉起最大配重的质量：。
（2）根据等臂杠杆的特点可知，a点的移动速度与b点相同，即v=0.15m/s；
根据v=nv物可知，配重上升的速度为：。
12.（2020九上·新昌期末）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用35N的拉力使重为400N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力 N；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】25；增大
【解析】（1）首先根据f=0.2G计算出物体A和动滑轮连接的绳子上受到的拉力，再根据nF=G动+f计算出动滑轮的重力；
（2）首先根据影响摩擦力的因素判断物体A受到摩擦力的变化，再根据公式分析滑轮组机械效率的变化。
【解答】（1）物体A受到地面的摩擦力为f=0.2G=400N×0.2=80N；
当动滑轮向上做匀速直线运动时，它受到向上的3个拉力，向下的动滑轮的重力和与A受到的摩擦力相等的绳子上的拉力，
即3F=G动+f； 3×35N=G动+80N； 解得：G动=25N。
（2）增加物体A的重力，那么A对地面的压力增大，则地面对A的摩擦力增大，根据可知，该装置的机械效率增大。
13．（2022·浙江·宁波市第七中学九年级阶段练习）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100N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_______N。物体B的重力是_______N。（不计绳重，轮重和摩擦）
【答案】50 25
【解析】[1][2]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100N=2f，解得f=F动=50N
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
14．（2022·浙江衢州·九年级期末）小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为_______；
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率_______；
（3）如图丙，在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为_______。（不计绳重及摩擦）
【答案】600J 80% 315W
【解析】（1）[1]由图甲可知，拉力克服物重做功，可得F甲所做的功为W有=F甲h=Gh=200N×3m=600J
（2）[2]由题可知，斜面长s=5m，高h=3m，拉力F乙=150N，总功W总=F乙s=150N×5m=750J
斜面的机械效率
（3）由图丙可知，滑轮组的动滑轮有2段绳承担，拉力大小
绳子移动距离s′=2h=2×3m=6m
拉力做的功W丙=F丙s′=105N×6m=630J
拉力F丙的功率
15．（2022·浙江·舟山市定海区第七中学九年级阶段练习）如图所示，物体重G物=1000N，动滑轮重G动=200N，人站在地面上拉绳子的一端，使物体以2m/s的速度匀速上升2m（绳重和摩擦不计）。
（1）人所施加的拉力；
（2）拉力所做的有用功；
（3）拉力做功的功率。
【答案】（1）400N；（2）2000J；（3）2400W
【解析】（1）绳子的段数n=3
人施加的拉力
（2）拉力所做的有用功
（3）绳子自由端的运动速度v绳=3v物=3×2m/s=6m/s
拉力做功的功率
16.（2020九上·越城期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：
（1）小强拉绳子的速度；
（2）拉力F的大小；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）V物==0.2m/s v=3v物=0.6m/s
（2）F==200N
（3）3F=G动+G物 G动=3F-G物=600N-450N=150N
【解析】（1）首先根据计算物体上升的速度，再根据v=nv物计算小强拉绳子的速度；
（2）已知拉力的功率和速度，根据公式计算拉力F的大小；
（3）动滑轮受到向上的3个拉力F，向下的物体重力G物和动滑轮的重力G动，根据二力平衡的条件得到：3F=G动+G物，据此计算出动滑轮的重力即可。
17．（2022·浙江杭州·九年级期末）搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。上述过程中所提货物重为360N，提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1）若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（2）此装置中动滑轮重多少？
（3）若上述过程中所提货物重为600N，则滑轮组的机械效率为多少？
【答案】（1）45W；（2）90N；（3）87.0%
【解析】解：（1）重物上升速度
由图可知n=3
则提升时绳自由端的速度v′=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力的功率
（2）不计绳重和摩擦，拉力
则动滑轮的重力G动=3F-G=3×150N-360N=90N
（3）滑轮组效率
18．（2022·浙江舟山·中考真题）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）
（1）如图所示，a是___________滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）___________
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？___________
【答案】动 2×105 4×106
【解析】解：（1）[1]如图所示强夯机工作时a滑轮的轴心会上下移动，因此a是动滑轮。
（2）[2]不计滑轮、钢绳自重及摩擦，动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，夯锤受到的重力G=mg=4×104kg×10N/kg=4×105N
因此，钢绳至少能承受的拉力
（3）[3]夯锤重力做的功W=Fs=Gh=4×105N×10m=4×106J
答：（1）动；（2）钢绳能承受的拉力至少为2×105N；
19．（2022·浙江·温州市南浦实验中学九年级开学考试）如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，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 80牛，摩擦及绳重不计）
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m。求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？（精确到 0.1%）
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
【答案】（1）28W；71.4%；（2）52kg
【解析】（1）由图可知物重由两段绳子承担，则作用在绳子自由端拉力
绳子自由端移动的距离为s=2h=2×1m=2m
拉力做功功率为
滑轮组的机械效率
（2）根据公式，可得G最大=2F最大-G动=2×300N-80N=520N
能提起物体的最大质量
答：（1）拉力做功的功率为28W；滑轮组的机械效率为71.4%；
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量为52kg。
20.（2022 湖州模拟）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
【答案】（1）人的拉力所做的功为72J。 （2）人的拉力做功的功率18W。
（3）动滑轮受到的重力为1N。
【解析】（1）由图知，n=2，则绳端移动的距离：s绳=ns物=2×2m=4m，
人的拉力所做的功：W=Fs绳=18N×4m=72J；
（2）拉力F做功的功率：
（3）因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，
所以物体受到的摩擦力：f=0.35G=0.35×100N=35N；
因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，
所以，滑轮组对物体的拉力：F拉=f=35N，
G动=nF-F拉=2×18N-35N=1N
21．（2022·浙江温州·一模）如图甲是一种拉力器的原理图，主要结构包括拉环、测力计、滑轮组、负重箱等。负重箱内部装有活塞，活塞两端密闭性良好，活塞从底部向上运动后，负重箱内为真空。使用时，拉紧拉环，拉力较大时，活塞向上运动，拉力较小时，活塞向下运动，如此反复运动，从而得到锻炼。已知负重箱内部高度为20厘米，活塞上表面积为10厘米2。（大气压p=1.0×105帕，不计活塞厚度，不计活塞、滑轮、测力计、绳子的自重，不计摩擦）
（1）滑轮A的作用是______。
（2）如图乙是某次运动中测力计示数F与活塞上升距离h关系图，请计算完成一次活塞匀速上升过程，拉力做的功。( )
（3）小明认为负重箱内如果密封了一定量的气体，该拉力器也能工作。若密封气体在一定温度下的体积与气压的关系如表所示，请在乙图中画出：当负重箱内密封一定量气体后，活塞匀速上升过程中，测力计示数与活赛上升距离的大致关系图。( )
体积/米3 0.4 0.8 1.2 1.6
气压/千帕 240 120 80 60
【答案】改变力的方向 20J
【解析】（1）[1]图中A是定滑轮，能改变力的方向。
（2）[2]大气对活塞的压力F1=pS=1.0×105Pa×10×10-4m2=100N
拉环所用拉力F0=2F1=100N×2=200N
活塞移动距离，拉力做功W=F0s=200N×0.1m=20J
（3）[3]当负重箱内密封一定量气体后，活塞匀速上升过程中，密封中的气体体积不断变大，根据表格可知，其中的气体压强不断变小，则密封气体对活塞向上的压力逐渐变小，大气对活塞向下的压力不变，则活塞受到的向下的压力不断变大，如图所示
22．（2022·浙江·南海实验学校一模）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：
（1）动滑轮的重力为多少？
（2）第2s内拉力F的功率为多少？
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
【答案】（1）5N；（2）40W；（3）80N
【解析】解：（1）由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N
由图n=2，忽略绳重及摩擦，拉力，则动滑轮重力G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
（2）由图丙可知，第2s内A上升的速度vA=2m/s
拉力端移动速度v=2vA=2×2m/s=4m/s
第2s内拉力F的功率
（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N，小于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，大于绳子C能承受的最大拉力50N；
所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力FB=GA+G货物=95N
此装置最多能匀速运载货物的重力G货物=FB-GA=95N-15N=80N
23．（2022·浙江杭州·二模）如图，小型牵引机通过滑轮组匀速打捞起井中的物体。已知物体质量为120kg，密度为1.6×103kg/m3，物体在被拉出水面前后，牵引车作用在绳子上的拉力之比为1∶2，不计摩擦、绳重及水的阻力。
（1）物体的体积多大？
（2）物体浸没在水中时所受的浮力是多少？
（3）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）0.075m3；（2）750N；（3）60%
【解析】解：（1）物体的体积
（2）物体浸没在水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N
（3）物体的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N
设物体在水中受到的拉力为F1，由力的平衡得到F1+F浮=G
所以拉力F1=G-F浮=1200N-750N=450N
设出水面前、后牵引力作用在绳端的拉力为F、F′，动滑轮的重力为G1，因不计摩擦、绳重及水的阻力所以，物体出水面前拉力①
物体出水面后拉力②
由①②两式相比可得，解得G1=300N
根据①式得
物体出水面前的机械效率
24．（2022·浙江杭州·九年级阶段练习）如图所示小星沿杠杆GP水平向右匀速运动，通过对杠杆GP施加竖直向下的压力来提升物体A．其中B、C、E、F都是定滑轮，D是动滑轮，杠杆GP可绕O点在竖直平面内转动．正立方体A的边长为40cm，密度为5×103kg/m3．杠杆GP和细绳的质量均忽略不计，OG为10cm．当小星运动到H点，物体A对水平地面的压强为0Pa．此时通过细绳对动滑轮D的向下拉力FD=6000N．忽略细绳与滑轮的摩擦．g取10N/kg．求：
（1）物体A的重力；
（2）动滑轮D的重力；
（3）若人的质量为40Kg，则OH的长度是多少？
【答案】(1)3200N；（2）400N；（3）1.5m．
【解析】(1)物体A的体积VA=(0.4m)3=0.064m3
物体A的重力GA=mAg=ρAgVA=5×103kg/m3×10N/kg×0.064m3=3200N
(2)以物体A为研究对象，受力分析如图1所示。
FA=GA=3200N
以动滑轮为研究对象，受力分析如图2所示。
2FA=FD+G动 2×3200N=6000N+G动 解得：G动=400N；
(3)由于人对杠杆的压力等于人的重力G人=m人g=40kg×10N/kg=400N
对杠杆进行受力分析如图3所示：
根据杠杆平衡条件可得FD×OG=G人×OH， 6000N×0.1m=400N×OH， OH=1.5m
25．（2021·浙江台州·中考真题）是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示
（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是______。
（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？( )
（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是______。
（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75％转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。( )
【答案】改变力的方向 300N F 3000N
【解析】（1）[1]定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）[2]如果发生翻到，是以B为支点，A点力臂为L1=1.5m-1.25m=0.25m
由杠杆平衡条件可得G物×L2=G×L1所以
（3）[3]因为放在F处力臂最长，所以能达到最佳防翻效果。
（4）[4]正常工作10s电能为W=Pt=1200W×10s=12000J
重物增加机械能为W1=12000J×75%=9000J
重物受到的重力大小
26．（2022·浙江·绍兴市上虞区九年级期末）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的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在下表中。
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）在第3次测量中，机械效率为___________。
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越___________（填“高”或“低”）。
【答案】匀速（或缓慢） 83.3% 高
【解析】（1）[1]在实验过程中，要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计且在拉动过程中读数，此时系统处于平衡状态。
（2）[2]由第3次数据知道，有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J
总功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
则滑轮组的机械效率
（3）[3]比较表格中3次实验数据知道，同一滑轮组，被提升的钩码越重，机械效率越高。
27．（2021·浙江台州·九年级期末）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀，重心在O点。
（1）当平衡板在水平地面上时，甲、乙静止站在平衡板上，甲、乙与板的接触面积相等，则甲对平衡板的压强________（填“大于”、“小于”或“等于”）乙对平衡板的压强。
（2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至一定高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中提高滑轮组的机械效率可行的是________。
A．增加绳和滑轮摩擦 B．增加绳子的重力
C．减小动滑轮的重力 D．减小人和平衡板的重力
（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。接着甲向左，乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，平衡板将会________。
A．仍然平衡 B．左侧下倾 C．右侧下倾
【答案】大于 C B
【解析】（1）[1]因为甲的质量大于乙的质量，且甲、乙与板的接触面积相等，根据知，当S相同时，F越大，则p越大。
（2）[2]根据机械效率，且W总=W有+W额，所以要提高滑轮组的机械效率要增大W有或减小W额。
A．增大了W额，减小了η。故选项A错误。B．增大了W额，减小了η。故选项B错误。
C．减小了W额，增大了η。故选项C正确。D．减小了W有，减小了η。故选项D错误。
故选C。
（3）[3]因为甲的质量大于乙的质量，可知F1＞F2
之前杠杆处于平衡状态，接着甲向左，乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，则甲这一段增加的力和力臂的乘积要更大，所以左端下倾。
28.小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
（1）在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
（2）绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
【答案】（1） （2）80% （3）4000J 75
【解析】（1）[1]最省力的方式要求承重绳股数最多，绕法如下图，绳子股数n=2；
（2）①[2]机械效率为：=100=80；
②[3]动滑轮的重力：=nFG=2500N800=200N，
则货物重600N，把货物提升5m，此时拉力的大小为：=()=（600N）=400N，
做的功为：=nh=400N25m=4000J，
[4]机械效率为===100=75
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第4节 简单机械-滑轮与机械效率
考点一、滑轮的分类与作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力，费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
典例1：（2022·浙江宁波·九年级阶段练习）（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为___________N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是_________。
变式1：（2022·浙江衢州九年级期末）如图为动滑轮，相当于一个_______杠杆，若用它将总重为1牛的钩码匀速提高2米，不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间摩擦，则弹簧测力计示数为_______牛。
变式2：（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示实验装置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和弹簧测力计均处于静止状态，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力为________N；弹簧测力计的读数为________N。
变式3：（2022·浙江·龙泉市民族中学九年级期末）滑轮是一种常用的简单机械，使用定滑轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：
①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重；
②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数（摩擦力忽略不计）。测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中；
③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。
拉力方向 弹簧秤示数（牛） 绳子自由端移动距离（厘米） 钩码上升距离（厘米）
竖直向下 2.0 15 15
斜向下 2.0 12 12
水平 2.0 8 8
请回答：
（1）①中测得钩码重为__________牛；
（2）分析数据，可得出的结论是__________；
（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需__________。
考点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2S绳=2h物v绳=2v物 F=F摩/ 2S绳=2h物v绳=2v物 F=2G+G轮S轮=s物/2v轮=v物/2 F=2F摩S轮=s物/2v轮=v物/2
典例1：（2022·浙江舟山·九年级期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦
C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N
变式1：（2022·浙江杭州·九年级期末）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是 ( )
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．动滑轮实验中测力计的读数等于物体与滑轮总重的一半
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力
变式2：（2022·浙江杭州·九年级期末）如图所示，用10N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80%，不考虑摩擦绳重，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为8J B．拉力F的功率为4W
C．A的重力为5N D．滑轮重力为4N
变式3：（2022·浙江松阳县一模）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（ ）
A．地面对A的摩擦力为3N
B．绳子拉物体A的功率为2W
C．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
考点三、滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计读数F1
③按图乙方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计读数F2。
分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
典例1：（2022·浙江绍兴·九年级期末）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重G= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
变式1：（2022·浙江天台实验中学九年级开学考试）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。
变式2：（2022·浙江·宁波市鄞州蓝青学校九年级期中）如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体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转轴处的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．F2的功率为
B．弹簧测力计读数为
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
变式3：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确有（ ）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
考点四、机械效率
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物重力。
典例1：（2022 泉州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（ ）
A．小明做的总功是30J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
变式1：（2022九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是( )
A.动滑轮的重力为5N B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
变式2：如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
变式3：（2022·浙江杭州·九年级期末）小金想测量某滑轮组提起物体时的机械效率。
（1）请帮小金完成滑轮组的绕线，要求向下拉动绳端时，物体上升；( )
（2）小金应当___________（选填“匀速”或“加速”）向下拉动弹簧秤，若物体重G1，弹簧秤读数F1，则该滑轮组的机械效率=___________；
（3）小金想进一步探究物重大小对该滑轮组的机械效率有何影响，请帮他设计实验方案，简述你的设计思路___________。
考点五、斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(2)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh W额＝0 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
典例1：（2022·浙江杭州·九年级期末）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（ ）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
变式1：（2022·浙江仙居县九年级开学考试）工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
变式2：（2021九下·滨江开学考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为________，斜面对物体的摩擦力是________。
变式3：工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿斜面把重箩筐G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_____N；若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率是_______％。
1．（2022·浙江·杭州市公益中学九年级阶段练习）下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重，绳重及摩擦，当匀速提升同一重物时，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·浙江台州·九年级期末）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面匀速运动，弹簧测力计的示数为4N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F的大小为（ ）
A．2N B．4N C．6N D．8N
3.（2022 禅城区一模）如图所示，张伟回学利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上。斜面长s=2m，g取10N/kg，则（ ）
A．张伟所做的有用功为400J B．张伟所做的总功为700J
C．张伟的做功功率为140W D．斜面的机械效率为75%
4．（2022·浙江舟山·一模）如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，且绳重和摩擦不计。用它们分别将质量相同的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，下列四个科学量不相同的是（ ）
A．额外功 B．有用功 C．机械效率 D．拉力大小
5．（2022·浙江·舟山市定海区第七中学九年级阶段练习）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，一直弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）
A．物体M与地面间的摩擦力为5牛
B．物体M与地面间的摩擦力为10牛
C．水平拉力F做功的功率为20瓦
D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦
6.（2021 宁波模拟）如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当只用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动。当只用水平向左的力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s速度匀速上升。若不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，则下列判断错误的是（ ）
A．物体B运动时受到的摩擦力为18N B．拉力F2大小为24N
C．拉力F1的功率为0.8W D．拉力F2的功率为2.4W
7.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。
8．（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、弹簧测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A在水平面受到的摩擦力为___________N ，拉力的功率为___________W。
9．（2022·浙江嘉兴·九年级期末）如图所示，当拉力F为5牛时，木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。该滑轮是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”），此时，木块受到的摩擦力为________牛，拉力F的功率是________。（滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计）
10．（2022·浙江金华·九年级期末）如图所示，不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦。物体A重100N，物体B重20N，当B匀速下降20cm时，A受到桌面的摩擦力为___________N，A移动的距离为___________cm。
11.（2021九上·嘉兴期末）如图是上肢力量训练示意图，O点位于横杆ab的中点(不计绳重、滑轮重力和摩擦)。
（1）若人的质量为60千克，则能拉起的配重最大质量约为________千克。
（2）人以0.15米/秒的速度用力向下拉，则配重上升速度为________米/秒。
12.（2020九上·新昌期末）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用35N的拉力使重为400N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力 N；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
13．（2022·浙江·宁波市第七中学九年级阶段练习）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100N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_______N。物体B的重力是_______N。（不计绳重，轮重和摩擦）
14．（2022·浙江衢州·九年级期末）小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为_______；
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率_______；
（3）如图丙，在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为_______。（不计绳重及摩擦）
15．（2022·浙江·舟山市定海区第七中学九年级阶段练习）如图所示，物体重G物=1000N，动滑轮重G动=200N，人站在地面上拉绳子的一端，使物体以2m/s的速度匀速上升2m（绳重和摩擦不计）。
（1）人所施加的拉力；
（2）拉力所做的有用功；
（3）拉力做功的功率。
16.（2020九上·越城期末）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：
（1）小强拉绳子的速度；
（2）拉力F的大小；
（3）动滑轮的重力。
17．（2022·浙江杭州·九年级期末）搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。上述过程中所提货物重为360N，提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1）若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（2）此装置中动滑轮重多少？
（3）若上述过程中所提货物重为600N，则滑轮组的机械效率为多少？
18．（2022·浙江舟山·中考真题）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）
（1）如图所示，a是___________滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）___________
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？___________
19．（2022·浙江温州市九年级开学考试）如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，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 80牛，摩擦及绳重不计）
（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m。求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？（精确到 0.1%）
（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？
20.（2022 湖州模拟）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
21．（2022·浙江温州·一模）如图甲是一种拉力器的原理图，主要结构包括拉环、测力计、滑轮组、负重箱等。负重箱内部装有活塞，活塞两端密闭性良好，活塞从底部向上运动后，负重箱内为真空。使用时，拉紧拉环，拉力较大时，活塞向上运动，拉力较小时，活塞向下运动，如此反复运动，从而得到锻炼。已知负重箱内部高度为20厘米，活塞上表面积为10厘米2。（大气压p=1.0×105帕，不计活塞厚度，不计活塞、滑轮、测力计、绳子的自重，不计摩擦）
（1）滑轮A的作用是______。
（2）如图乙是某次运动中测力计示数F与活塞上升距离h关系图，请计算完成一次活塞匀速上升过程，拉力做的功。( )
（3）小明认为负重箱内如果密封了一定量的气体，该拉力器也能工作。若密封气体在一定温度下的体积与气压的关系如表所示，请在乙图中画出：当负重箱内密封一定量气体后，活塞匀速上升过程中，测力计示数与活赛上升距离的大致关系图。( )
体积/米3 0.4 0.8 1.2 1.6
气压/千帕 240 120 80 60
22．（2022·浙江·南海实验学校一模）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：
（1）动滑轮的重力为多少？
（2）第2s内拉力F的功率为多少？
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
23．（2022·浙江杭州·二模）如图，小型牵引机通过滑轮组匀速打捞起井中的物体。已知物体质量为120kg，密度为1.6×103kg/m3，物体在被拉出水面前后，牵引车作用在绳子上的拉力之比为1∶2，不计摩擦、绳重及水的阻力。
（1）物体的体积多大？
（2）物体浸没在水中时所受的浮力是多少？
（3）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？
24．（2022·浙江杭州·九年级阶段练习）如图所示小星沿杠杆GP水平向右匀速运动，通过对杠杆GP施加竖直向下的压力来提升物体A．其中B、C、E、F都是定滑轮，D是动滑轮，杠杆GP可绕O点在竖直平面内转动．正立方体A的边长为40cm，密度为5×103kg/m3．杠杆GP和细绳的质量均忽略不计，OG为10cm．当小星运动到H点，物体A对水平地面的压强为0Pa．此时通过细绳对动滑轮D的向下拉力FD=6000N．忽略细绳与滑轮的摩擦．g取10N/kg．求：
（1）物体A的重力；
（2）动滑轮D的重力；
（3）若人的质量为40Kg，则OH的长度是多少？
25．（2021·浙江台州·中考真题）是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示
（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是______。
（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？( )
（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是______。
（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75％转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。( )
26．（2022·浙江·绍兴市上虞区九年级期末）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的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在下表中。
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）在第3次测量中，机械效率为___________。
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越___________（填“高”或“低”）。
27．（2021·浙江台州·九年级期末）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀，重心在O点。
（1）当平衡板在水平地面上时，甲、乙静止站在平衡板上，甲、乙与板的接触面积相等，则甲对平衡板的压强________（填“大于”、“小于”或“等于”）乙对平衡板的压强。
（2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至一定高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中提高滑轮组的机械效率可行的是________。
A．增加绳和滑轮摩擦 B．增加绳子的重力
C．减小动滑轮的重力 D．减小人和平衡板的重力
（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。接着甲向左，乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，平衡板将会________。
A．仍然平衡 B．左侧下倾 C．右侧下倾
28.小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物。
（1）在图中画出最省力的滑轮组绕线方式。
（2）绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500牛，货物在1分钟内匀速上升了5米。
①求滑轮组的机械效率。
②如果货物重600牛，要把货物提升5米，求：拉力做的功、滑轮组的机械效率。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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