华师大版九上第五章第二节 滑轮练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 华师大版九上第五章第二节 滑轮练习（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 华师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-07 14:25:01 | ||
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文档简介
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第五章第二节 滑轮练习
一．选择题
1．北京冬奥会升旗时所用的旗杆顶部装有一个滑轮，该滑轮是（ ）
A．定滑轮，可以省力 B．定滑轮，可以改变施力的方向
C．动滑轮，可以省力 D．动滑轮，可以改变施力的方向
2．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（ ）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
3．如图所示，用滑轮匀速提升同一重物，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计滑轮自重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F1＞F2＞F3＞F4
C．F1＝F2＝F3＜F4 D．F1＝F2＝F3＞F4
4．分别使用如图所示的四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，三个理想滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
6．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
7．如图所示，G＝80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N
C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N
8．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，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下说法正确的是（ ）
A．M受到地面摩擦力水平向左 B．M受到地面的摩擦力为10N
C．拉力F 大小为40N D．拉力F跟物体所受摩擦力是一对相互作用力
9．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．绳自由端移动的速度之比为2：3
C．拉力之比为3：2 D．乙中，动滑轮的重力为2N
10．如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（ ）
A．40N B．60N C．12N D．7N
11．在下列轻质的简单机械中，用10N的力能将重15N的物体竖直提起的有（ ）
①一个定滑轮 ②一个动滑轮 ③杠杆 ④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
A．①和② B．②和③ C．③④ D．②③④
12．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，B重20N，B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动距离分别为（ ）
A．10N 0.4m B．10N 0.1m C．20N 0.4m D．20N 0.1m
二．填空题
13．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起重为200牛的物体，图（b）装置是 滑轮，使用该滑轮的优点是 。用图（c）滑轮的优点是可以改变力的 。
14．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到6m高的阳台上，至少要用 N的力，若实际所用的拉力为320N，不计摩擦和绳重，动滑轮的重为 N，工人至少应将绳子拉上 _______m。
15．如图所示，物体A和B的重力都是200N。若不计滑轮重和摩擦，当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ N，F2＝ N；若滑轮重均为20N（不计摩擦和绳重），当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ N，F2＝ N。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 m。
17．如图物体以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端水平拉力F＝ N，物体受到的摩擦力f＝ N，2s内绳子自由端移动的距离 m。（不计轮与绳之间的摩擦）
18．如图所示，G＝100N，G轮＝10N。用力F将重物G以0.1m/s的速度竖直匀速提升，则需要的拉力F为 N，拉绳的速度为 m/s。（不计绳重和摩擦）
19．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）。
20．如图甲所示的装置，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60N。质量为50kg的小周同学将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，则动滑轮的重力为 N，该装置最多能匀速提升 N的重物。
三．作图题
21．如图所示，工人用滑轮组将货物提至高处，请在图中画出最省力的绕线方式。
22．如图，不计绳重、动滑轮重及摩擦，请按要求画出滑轮组的绕线方法：四股绳子承担物重；改变施力方向。
四．实验探究题
23．如图1所示是“探究动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应该沿着 方向拉绳子自由端，使钩码 上升；
（2）小张记录的数据如表所示，分析数据可得：使用动滑轮可以 ；
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 2 4 6
钩码上升的距离h/cm 5 5 5
测力计示数F/N 1.1 2.1 3.1
绳端移动的距离s/cm △
（3）小张继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像，如图2所示，分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近 （填数值）。由此他推断得出：使用动滑轮最多可以省 的力；
（4）第3次实验中，绳端移动的距离是 cm，作用在绳端的拉力做的功是 J，使用动滑轮 （选填“能”或“不能”）省功。
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是 。
（2）在探究动滑轮时，照图乙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
25．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
五．计算题
26．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为360N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），
求：（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
27．小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体，物体向上移动了2m，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为300N；g取10N/kg，求：
（1）所提物体的重力；
（2）绳子自由端的移动速度；
（3）该滑轮组能提升的最大物重。
28．边长为0.1m、重为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部，水深0.45m，容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳重、摩擦）。滑轮组绳子自由端的拉力为F，物体A下表面到容器底部的距离为h，F与h的关系如图乙所示。求：
（1）A未露出水面时所受的浮力；
（2）滑轮组中动滑轮的重力；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强。（提示g＝10N/kg）
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．北京冬奥会升旗时所用的旗杆顶部装有一个滑轮，该滑轮是（ ）
A．定滑轮，可以省力
B．定滑轮，可以改变施力的方向
C．动滑轮，可以省力
D．动滑轮，可以改变施力的方向
【解答】解：根据滑轮的轴固定不动的特点可知：旗杆顶部的滑轮是定滑轮；定滑轮相当于等臂杠杆，旗杆顶部的定滑轮能改变力的方向，而不能省力。
故选：B。
2．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（ ）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
【解答】解：AB、定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确；
CD、动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，D错误。
故选：D。
3．如图所示，用滑轮匀速提升同一重物，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计滑轮自重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F1＞F2＞F3＞F4
C．F1＝F2＝F3＜F4 D．F1＝F2＝F3＞F4
【解答】解：由图可知F1、F2、F3都是通过定滑轮提升重物，大小相等，都等于物体的重力，F4通过动滑轮提升重物，等于一半的物重，故ABC错误，D正确。
4．分别使用如图所示的四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G，
B、使用的是定滑轮，F＝G；
C、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
故答案为：A。
5．如图所示，三个理想滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
【解答】解：由题意可知，假设物体与地面的摩擦力为f，
第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则F1＝f，
第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则F2＝f，
第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则F3＝2f；
所以，F2＜F1＜F3，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
6．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【解答】解：不计机械重和摩擦：
A、图中为滑轮组，有2股绳子承担物重，所以F1＝G；
B、图中为滑轮组，有3股绳子承担物重，所以F2＝G；
C、图中为定滑轮，不省力，所以F3＝G；
D、由杠杆平衡条件可知，F4×（3l+l）＝G×l，所以F4＝G；
可见，D图中所用拉力F4最小。
故选：D。
7．如图所示，G＝80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N
C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N
【解答】解：根据题干中图可知：该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知：F＝2G＝2×80N＝160N；
物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，
故物体上升速度为v＝2×0.4m/s＝0.8m/s。
故选：A。
8．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，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下说法正确的是（ ）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．拉力F 大小为40N
D．拉力F跟物体所受摩擦力是一对相互作用力
【解答】解：ABD、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ABD错误；
C、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，故C正确。
故选：C。
9．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm
B．绳自由端移动的速度之比为2：3
C．拉力之比为3：2
D．乙中，动滑轮的重力为2N
【解答】解：由题意可知，不计绳重和摩擦。
A、由图甲可知，n1＝3，则绳端移动的距离s1＝n1h＝3×20cm＝60cm，故A正确；
B、由图甲可知，绳自由端移动的速度：v1＝＝＝0.3m/s，
由图乙可知，n2＝2，则绳端移动的距离s2＝n2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m，
绳自由端移动的速度：v2＝＝＝0.2m/s，
则v1：v2＝0.3m/s：0.2m/s＝3：2，故B错误；
C、由图可知，F1：F2＝6N：9N＝2：3，故C错误；
D.在图乙中，由F＝（GA+G动）可知，动滑轮的重力：G动＝2F2﹣GA＝2×9N﹣17N＝1N，故D错误。
故选：A。
10．如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（ ）
A．40N B．60N C．12N D．7N
【解答】解：由题知，弹簧测力计的示数为34N，滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力F＝GB，
由力的平衡条件可得：2F+G轮＝2GB+G轮＝F弹，
GB＝＝＝12N。
故选：C。
11．在下列轻质的简单机械中，用10N的力能将重15N的物体竖直提起的有（ ）
①一个定滑轮 ②一个动滑轮 ③杠杆 ④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
A．①和② B．②和③ C．③④ D．②③④
【解答】解：因为10N的拉力要提起重15N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用10N的拉力不能提起重15N的物体。故②一个动滑轮、③杠杆都、④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组可以达到目的。
故选：D。
12．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，B重20N，B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动距离分别为（ ）
A．10N 0.4m B．10N 0.1m C．20N 0.4m D．20N 0.1m
【解答】解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，
由于不计滑轮组中的摩擦及绳重，绳子的拉力：F1＝GB＝×20N＝10N，
B刚好可以匀速下滑，则物体A向右匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，物体A受到的滑动摩擦力f＝F1＝10N，方向向左；
现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则物体A向左匀速直线运动，
由于压力大小和接触面的粗糙不变，所以物体A受到的滑动摩擦力大小不变，仍为10N，方向向右；
对物体A受力分析，A受到水平向左的拉力F、绳子水平向右的拉力及向右的滑动摩擦力，
根据力的平衡条件可知，向左的拉力：F＝F1+f＝10N+10N＝20N；
A移动的距离：s＝nhB＝2×0.2m＝0.4m。
综合以上分析可知，ABD错误、C正确。
故选：C。
二．填空题（共8小题）
13．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起重为200牛的物体，图（b）装置是 动 滑轮，使用该滑轮的优点是 省力 。用图（c）滑轮的优点是可以改变力的 方向 。
【解答】解：
（b）图中的滑轮随物体一起移动，是动滑轮，由动滑轮的特点可知，使用动滑轮可以省力；
（c）图中的滑轮不随物体一起移动，是定滑轮，由定滑轮的特点可知，使用动滑轮不省力，但可以改变力的方向。
故答案为：动；省力；方向。
14．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到6m高的阳台上，至少要用 300 N的力，若实际所用的拉力为320N，不计摩擦和绳重，动滑轮的重为 40 N，工人至少应将绳子拉上 12 m。
【解答】解：
（1）若不计摩擦、绳重和滑轮重，此时需要的最小拉力：F＝G物＝×600N＝300N，即至少要用300N的拉力；
（2）不计摩擦和绳重，实际所用的拉力为320N，
则动滑轮的重力G动＝2F′﹣G物＝2×320N﹣600N＝40N；
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×m＝12m。
故答案为：300；40；12。
15．如图所示，物体A和B的重力都是200N。若不计滑轮重和摩擦，当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ 200 N，F2＝ 100 N；若滑轮重均为20N（不计摩擦和绳重），当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ 200 N，F2＝ 110 N。
【解答】解：由图可知，左图中使用的是定滑轮，右图中使用的是动滑轮。
不计摩擦和绳重，无论是否考虑滑轮重，使用定滑轮提升物体的拉力都是：F1＝GA＝200N；
不计滑轮重和摩擦，使用动滑轮提升物体的拉力；
不计摩擦和绳重，考虑滑轮重，使用动滑轮提升物体的拉力。
故答案为：200；100；200；110。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 15 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 2 m。
【解答】解：（1）各种摩擦力忽略不计情况下，静止时绳子拉力是F＝＝×60N＝15N；
（2）根据s＝nh，衣架横梁上升0.5m，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍，s＝4h＝4×0.5m＝2m。
故答案为：（1）15；（2）2。
17．如图物体以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端水平拉力F＝ 3 N，物体受到的摩擦力f＝ 6 N，2s内绳子自由端移动的距离 0.08 m。（不计轮与绳之间的摩擦）
【解答】解：（1）因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3N。
（2）不计轮与绳之间的摩擦，因为动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，所以摩擦力f＝2F＝2×3N＝6N。
（3）因为动滑轮省一半力，但要多移动一倍的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。
所以，v绳＝2vA＝2×2cm/s＝4cm/s，
绳子自由端移动的距离s＝v绳t＝4cm/s×2s＝8cm＝0.08m。
故答案为：3；6；0.08。
18．如图所示，G＝100N，G轮＝10N。用力F将重物G以0.1m/s的速度竖直匀速提升，则需要的拉力F为 210 N，拉绳的速度为 0.05 m/s。（不计绳重和摩擦）
【解答】解：图中动滑轮一共有两根绳子承担重力，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力F＝nG+G动＝2×100N+10N＝210N；
拉力端移动的速度与拉力移动速度的关系为：v物＝nvF，得vF＝v物＝×0.1m/s＝0.05m/s。
故答案为：210；0.05。
19．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 150 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 不变 （不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。
【解答】解：由图知，滑轮组由3段绳子拉着物体，所以F＝f，则f＝3F＝3×50N＝150N。
若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，物体A对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故物体A与地面间滑动摩擦力将不变。
故答案为：150；不变。
20．如图甲所示的装置，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60N。质量为50kg的小周同学将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，则动滑轮的重力为 5 N，该装置最多能匀速提升 85 N的重物。
【解答】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，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），则动滑轮重力：
G动＝nF﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N；
（2）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC＝（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：
FB＝nFC﹣G动＝2×60N﹣5N＝115N＞100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：
FC'＝（FB'+G动）＝（100N+5N）＝52.5N＜60N；
所以要以B处最大拉力为准，B处的拉力：
FB＝GA+G货＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：
G货＝FB﹣GA＝100N﹣15N＝85N。
故答案为：5；85。
三．作图题（共2小题）
21．如图所示，工人用滑轮组将货物提至高处，请在图中画出最省力的绕线方式。
【解答】解：由工人站在地上可知，绳子自由端拉力方向向下，据此由外向内依次画出滑轮组的绕线，如图所示：
。
22．如图，不计绳重、动滑轮重及摩擦，请按要求画出滑轮组的绕线方法：四股绳子承担物重；改变施力方向。
【解答】解：图中有两个动滑轮和两个定滑轮，要求四股绳子承担物重，改变施力方向，根据“奇动偶定”的原则可知，绳子的起始端应系在下面的定滑轮上，然后依次绕过各滑轮（从内向外），注意绳子自由端的拉力方向是向下的；绕绳方法如下：
四．实验探究题（共3小题）
23．如图1所示是“探究动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应该沿着 竖直 方向拉绳子自由端，使钩码 匀速 上升；
（2）小张记录的数据如表所示，分析数据可得：使用动滑轮可以 省力 ；
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 2 4 6
钩码上升的距离h/cm 5 5 5
测力计示数F/N 1.1 2.1 3.1
绳端移动的距离s/cm △
（3）小张继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像，如图2所示，分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近 0.5 （填数值）。由此他推断得出：使用动滑轮最多可以省 一半 的力；
（4）第3次实验中，绳端移动的距离是 10 cm，作用在绳端的拉力做的功是 0.31 J，使用动滑轮 不能 （选填“能”或“不能”）省功。
【解答】解：（1）实验时，为了使实验结果准确，应竖直拉动使钩码匀速直线上升。
（2）根据表中数据可知，使用动滑轮可以省力；
（3）根据图2可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近0.5．由此推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省一半的力；
（4）第3次实验中，绳子自由端移动的距离为：s＝5cm×2＝10cm＝0.1m；
提升钩码所做的功为：W1＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，作用在绳端上的力做的功为：W2＝Fs＝3.1N×0.1m＝0.31J，W2＞W1，这说明使用机械不省功。
故答案为：（1）竖直；匀速；（2）省力；（3）0.5；一半；（4）10；0.31；不能。
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是 测力计有重力 。
（2）在探究动滑轮时，照图乙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 动滑轮有重力 。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
【解答】解：（1）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到绳子向上的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力；
（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重力，也导致拉力增大。
故答案为：（1）变小；测力计有重力；（2）动滑轮有重力。
25．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 力的方向 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 等臂 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 省力 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 一半 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 相同 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
【解答】解：（1）定滑轮既不省力，也不费力，但可以改变力的方向，支点在转轴上，动力臂和阻力臂都等于半径，其实质是一个等臂杠杆；
（2）①动滑轮不能改变力的方向，但可以省力，由于动滑轮和物体的总重力由两段绳子承担，所以用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的一半；在实验中测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在拉动时读数。
②根据控制变量法，要研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，要保证使用相同的滑轮和相同重力的物体，只改变拉力的方向。
故答案为：（1）力的方向；等臂；（2）①省力；一半；拉动；②相同。
五．计算题（共3小题）
26．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为360N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），
求：（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
【解答】解：（1）由图可知，吊起动滑轮的绳子的股数n＝2，
不计绳重和摩擦，由F＝（G物+G动）可知，动滑轮的重：G动＝nF﹣G物＝2×200N﹣360N＝40N；
（2）绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，
绳自由端的移动速度：v＝＝＝0.2m/s；
（3）若重物再增加140N，则后来物体的重力：G物′＝360N+140N＝500N，
不计绳重和摩擦，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力：F′＝（G物′+G动）＝×（500N+40N）＝270N。
答：（1）动滑轮重为40N；
（2）绳自由端的移动速度为0.2m/s；
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为270N。
27．小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体，物体向上移动了2m，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为300N；g取10N/kg，求：
（1）所提物体的重力；
（2）绳子自由端的移动速度；
（3）该滑轮组能提升的最大物重。
【解答】解：（1）货物的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，
绳子自由端的移动速度v＝＝＝0.4m/s；
（3）不计摩擦和绳重，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×120N﹣200N＝40N；
滑轮组的最多能提起物体的重：
G′＝nF′﹣G动＝2×300N﹣40N＝560N。
答：（1）所提物体的重力为200N；
（2）绳子自由端的移动速度为0.4m/s；
（3）该滑轮组能提升的最大物重为560N。
28．边长为0.1m、重为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部，水深0.45m，容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳重、摩擦）。滑轮组绳子自由端的拉力为F，物体A下表面到容器底部的距离为h，F与h的关系如图乙所示。求：
（1）A未露出水面时所受的浮力；
（2）滑轮组中动滑轮的重力；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强。（提示g＝10N/kg）
【解答】解：（1）正方体A的体积VA＝（0.1m）3＝0.001m3，
A未露出水面时排开水的体积：V排＝VA＝0.001m3，
所受的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N；
（2）由图可知n＝2，当A完全脱离水面时，滑轮组绳子自由端的拉力达到最大值F＝12.5N，
不计绳子重力和绳子与滑轮间的摩擦，根据F＝（G+G动）可知，
该滑轮组中的动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×12.5N﹣20N＝5N；
（3）当A完全脱离水面后，水面将会降低，水面下降的高度：
△h＝＝＝0.05m，
此时水深：
h′＝h﹣△h＝0.45m﹣0.05m＝0.4m，
水对容器底的压强：
p＝ρgh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa。
答：（1）A未露出水面时所受的浮力为10N；
（2）滑轮组中动滑轮的重力为5N；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强为4×103Pa。
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第五章第二节 滑轮练习
一．选择题
1．北京冬奥会升旗时所用的旗杆顶部装有一个滑轮，该滑轮是（ ）
A．定滑轮，可以省力 B．定滑轮，可以改变施力的方向
C．动滑轮，可以省力 D．动滑轮，可以改变施力的方向
2．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（ ）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
3．如图所示，用滑轮匀速提升同一重物，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计滑轮自重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F1＞F2＞F3＞F4
C．F1＝F2＝F3＜F4 D．F1＝F2＝F3＞F4
4．分别使用如图所示的四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，三个理想滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
6．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
7．如图所示，G＝80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N
C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N
8．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，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下说法正确的是（ ）
A．M受到地面摩擦力水平向左 B．M受到地面的摩擦力为10N
C．拉力F 大小为40N D．拉力F跟物体所受摩擦力是一对相互作用力
9．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．绳自由端移动的速度之比为2：3
C．拉力之比为3：2 D．乙中，动滑轮的重力为2N
10．如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（ ）
A．40N B．60N C．12N D．7N
11．在下列轻质的简单机械中，用10N的力能将重15N的物体竖直提起的有（ ）
①一个定滑轮 ②一个动滑轮 ③杠杆 ④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
A．①和② B．②和③ C．③④ D．②③④
12．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，B重20N，B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动距离分别为（ ）
A．10N 0.4m B．10N 0.1m C．20N 0.4m D．20N 0.1m
二．填空题
13．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起重为200牛的物体，图（b）装置是 滑轮，使用该滑轮的优点是 。用图（c）滑轮的优点是可以改变力的 。
14．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到6m高的阳台上，至少要用 N的力，若实际所用的拉力为320N，不计摩擦和绳重，动滑轮的重为 N，工人至少应将绳子拉上 _______m。
15．如图所示，物体A和B的重力都是200N。若不计滑轮重和摩擦，当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ N，F2＝ N；若滑轮重均为20N（不计摩擦和绳重），当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ N，F2＝ N。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 m。
17．如图物体以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端水平拉力F＝ N，物体受到的摩擦力f＝ N，2s内绳子自由端移动的距离 m。（不计轮与绳之间的摩擦）
18．如图所示，G＝100N，G轮＝10N。用力F将重物G以0.1m/s的速度竖直匀速提升，则需要的拉力F为 N，拉绳的速度为 m/s。（不计绳重和摩擦）
19．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）。
20．如图甲所示的装置，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60N。质量为50kg的小周同学将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，则动滑轮的重力为 N，该装置最多能匀速提升 N的重物。
三．作图题
21．如图所示，工人用滑轮组将货物提至高处，请在图中画出最省力的绕线方式。
22．如图，不计绳重、动滑轮重及摩擦，请按要求画出滑轮组的绕线方法：四股绳子承担物重；改变施力方向。
四．实验探究题
23．如图1所示是“探究动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应该沿着 方向拉绳子自由端，使钩码 上升；
（2）小张记录的数据如表所示，分析数据可得：使用动滑轮可以 ；
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 2 4 6
钩码上升的距离h/cm 5 5 5
测力计示数F/N 1.1 2.1 3.1
绳端移动的距离s/cm △
（3）小张继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像，如图2所示，分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近 （填数值）。由此他推断得出：使用动滑轮最多可以省 的力；
（4）第3次实验中，绳端移动的距离是 cm，作用在绳端的拉力做的功是 J，使用动滑轮 （选填“能”或“不能”）省功。
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是 。
（2）在探究动滑轮时，照图乙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
25．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
五．计算题
26．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为360N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），
求：（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
27．小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体，物体向上移动了2m，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为300N；g取10N/kg，求：
（1）所提物体的重力；
（2）绳子自由端的移动速度；
（3）该滑轮组能提升的最大物重。
28．边长为0.1m、重为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部，水深0.45m，容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳重、摩擦）。滑轮组绳子自由端的拉力为F，物体A下表面到容器底部的距离为h，F与h的关系如图乙所示。求：
（1）A未露出水面时所受的浮力；
（2）滑轮组中动滑轮的重力；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强。（提示g＝10N/kg）
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．北京冬奥会升旗时所用的旗杆顶部装有一个滑轮，该滑轮是（ ）
A．定滑轮，可以省力
B．定滑轮，可以改变施力的方向
C．动滑轮，可以省力
D．动滑轮，可以改变施力的方向
【解答】解：根据滑轮的轴固定不动的特点可知：旗杆顶部的滑轮是定滑轮；定滑轮相当于等臂杠杆，旗杆顶部的定滑轮能改变力的方向，而不能省力。
故选：B。
2．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（ ）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
【解答】解：AB、定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确；
CD、动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，D错误。
故选：D。
3．如图所示，用滑轮匀速提升同一重物，所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，若不计滑轮自重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F1＞F2＞F3＞F4
C．F1＝F2＝F3＜F4 D．F1＝F2＝F3＞F4
【解答】解：由图可知F1、F2、F3都是通过定滑轮提升重物，大小相等，都等于物体的重力，F4通过动滑轮提升重物，等于一半的物重，故ABC错误，D正确。
4．分别使用如图所示的四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G，
B、使用的是定滑轮，F＝G；
C、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
故答案为：A。
5．如图所示，三个理想滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
【解答】解：由题意可知，假设物体与地面的摩擦力为f，
第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则F1＝f，
第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则F2＝f，
第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则F3＝2f；
所以，F2＜F1＜F3，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
6．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【解答】解：不计机械重和摩擦：
A、图中为滑轮组，有2股绳子承担物重，所以F1＝G；
B、图中为滑轮组，有3股绳子承担物重，所以F2＝G；
C、图中为定滑轮，不省力，所以F3＝G；
D、由杠杆平衡条件可知，F4×（3l+l）＝G×l，所以F4＝G；
可见，D图中所用拉力F4最小。
故选：D。
7．如图所示，G＝80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（ ）
A．0.8m/s，160N B．8m/s，40N
C．0.4m/s，160N D．2m/s，40N
【解答】解：根据题干中图可知：该动滑轮的拉力作用在滑轮轴上时，不计摩擦及滑轮重，根据动滑轮的特点可知：F＝2G＝2×80N＝160N；
物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，
故物体上升速度为v＝2×0.4m/s＝0.8m/s。
故选：A。
8．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，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下说法正确的是（ ）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．拉力F 大小为40N
D．拉力F跟物体所受摩擦力是一对相互作用力
【解答】解：ABD、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ABD错误；
C、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，故C正确。
故选：C。
9．如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm
B．绳自由端移动的速度之比为2：3
C．拉力之比为3：2
D．乙中，动滑轮的重力为2N
【解答】解：由题意可知，不计绳重和摩擦。
A、由图甲可知，n1＝3，则绳端移动的距离s1＝n1h＝3×20cm＝60cm，故A正确；
B、由图甲可知，绳自由端移动的速度：v1＝＝＝0.3m/s，
由图乙可知，n2＝2，则绳端移动的距离s2＝n2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m，
绳自由端移动的速度：v2＝＝＝0.2m/s，
则v1：v2＝0.3m/s：0.2m/s＝3：2，故B错误；
C、由图可知，F1：F2＝6N：9N＝2：3，故C错误；
D.在图乙中，由F＝（GA+G动）可知，动滑轮的重力：G动＝2F2﹣GA＝2×9N﹣17N＝1N，故D错误。
故选：A。
10．如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（ ）
A．40N B．60N C．12N D．7N
【解答】解：由题知，弹簧测力计的示数为34N，滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力F＝GB，
由力的平衡条件可得：2F+G轮＝2GB+G轮＝F弹，
GB＝＝＝12N。
故选：C。
11．在下列轻质的简单机械中，用10N的力能将重15N的物体竖直提起的有（ ）
①一个定滑轮 ②一个动滑轮 ③杠杆 ④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
A．①和② B．②和③ C．③④ D．②③④
【解答】解：因为10N的拉力要提起重15N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用10N的拉力不能提起重15N的物体。故②一个动滑轮、③杠杆都、④由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组可以达到目的。
故选：D。
12．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，B重20N，B刚好可以匀速下滑。现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动距离分别为（ ）
A．10N 0.4m B．10N 0.1m C．20N 0.4m D．20N 0.1m
【解答】解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，
由于不计滑轮组中的摩擦及绳重，绳子的拉力：F1＝GB＝×20N＝10N，
B刚好可以匀速下滑，则物体A向右匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，物体A受到的滑动摩擦力f＝F1＝10N，方向向左；
现用一水平向左的力F拉A，使B匀速上升0.2m，则物体A向左匀速直线运动，
由于压力大小和接触面的粗糙不变，所以物体A受到的滑动摩擦力大小不变，仍为10N，方向向右；
对物体A受力分析，A受到水平向左的拉力F、绳子水平向右的拉力及向右的滑动摩擦力，
根据力的平衡条件可知，向左的拉力：F＝F1+f＝10N+10N＝20N；
A移动的距离：s＝nhB＝2×0.2m＝0.4m。
综合以上分析可知，ABD错误、C正确。
故选：C。
二．填空题（共8小题）
13．如图所示，是某工人用三种方式分别拉起重为200牛的物体，图（b）装置是 动 滑轮，使用该滑轮的优点是 省力 。用图（c）滑轮的优点是可以改变力的 方向 。
【解答】解：
（b）图中的滑轮随物体一起移动，是动滑轮，由动滑轮的特点可知，使用动滑轮可以省力；
（c）图中的滑轮不随物体一起移动，是定滑轮，由定滑轮的特点可知，使用动滑轮不省力，但可以改变力的方向。
故答案为：动；省力；方向。
14．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到6m高的阳台上，至少要用 300 N的力，若实际所用的拉力为320N，不计摩擦和绳重，动滑轮的重为 40 N，工人至少应将绳子拉上 12 m。
【解答】解：
（1）若不计摩擦、绳重和滑轮重，此时需要的最小拉力：F＝G物＝×600N＝300N，即至少要用300N的拉力；
（2）不计摩擦和绳重，实际所用的拉力为320N，
则动滑轮的重力G动＝2F′﹣G物＝2×320N﹣600N＝40N；
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×m＝12m。
故答案为：300；40；12。
15．如图所示，物体A和B的重力都是200N。若不计滑轮重和摩擦，当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ 200 N，F2＝ 100 N；若滑轮重均为20N（不计摩擦和绳重），当用力分别匀速提升物体A和B时，力F1＝ 200 N，F2＝ 110 N。
【解答】解：由图可知，左图中使用的是定滑轮，右图中使用的是动滑轮。
不计摩擦和绳重，无论是否考虑滑轮重，使用定滑轮提升物体的拉力都是：F1＝GA＝200N；
不计滑轮重和摩擦，使用动滑轮提升物体的拉力；
不计摩擦和绳重，考虑滑轮重，使用动滑轮提升物体的拉力。
故答案为：200；100；200；110。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 15 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 2 m。
【解答】解：（1）各种摩擦力忽略不计情况下，静止时绳子拉力是F＝＝×60N＝15N；
（2）根据s＝nh，衣架横梁上升0.5m，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍，s＝4h＝4×0.5m＝2m。
故答案为：（1）15；（2）2。
17．如图物体以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端水平拉力F＝ 3 N，物体受到的摩擦力f＝ 6 N，2s内绳子自由端移动的距离 0.08 m。（不计轮与绳之间的摩擦）
【解答】解：（1）因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3N。
（2）不计轮与绳之间的摩擦，因为动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，所以摩擦力f＝2F＝2×3N＝6N。
（3）因为动滑轮省一半力，但要多移动一倍的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。
所以，v绳＝2vA＝2×2cm/s＝4cm/s，
绳子自由端移动的距离s＝v绳t＝4cm/s×2s＝8cm＝0.08m。
故答案为：3；6；0.08。
18．如图所示，G＝100N，G轮＝10N。用力F将重物G以0.1m/s的速度竖直匀速提升，则需要的拉力F为 210 N，拉绳的速度为 0.05 m/s。（不计绳重和摩擦）
【解答】解：图中动滑轮一共有两根绳子承担重力，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力F＝nG+G动＝2×100N+10N＝210N；
拉力端移动的速度与拉力移动速度的关系为：v物＝nvF，得vF＝v物＝×0.1m/s＝0.05m/s。
故答案为：210；0.05。
19．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 150 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 不变 （不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。
【解答】解：由图知，滑轮组由3段绳子拉着物体，所以F＝f，则f＝3F＝3×50N＝150N。
若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，物体A对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故物体A与地面间滑动摩擦力将不变。
故答案为：150；不变。
20．如图甲所示的装置，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60N。质量为50kg的小周同学将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，则动滑轮的重力为 5 N，该装置最多能匀速提升 85 N的重物。
【解答】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，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），则动滑轮重力：
G动＝nF﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N；
（2）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC＝（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：
FB＝nFC﹣G动＝2×60N﹣5N＝115N＞100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：
FC'＝（FB'+G动）＝（100N+5N）＝52.5N＜60N；
所以要以B处最大拉力为准，B处的拉力：
FB＝GA+G货＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：
G货＝FB﹣GA＝100N﹣15N＝85N。
故答案为：5；85。
三．作图题（共2小题）
21．如图所示，工人用滑轮组将货物提至高处，请在图中画出最省力的绕线方式。
【解答】解：由工人站在地上可知，绳子自由端拉力方向向下，据此由外向内依次画出滑轮组的绕线，如图所示：
。
22．如图，不计绳重、动滑轮重及摩擦，请按要求画出滑轮组的绕线方法：四股绳子承担物重；改变施力方向。
【解答】解：图中有两个动滑轮和两个定滑轮，要求四股绳子承担物重，改变施力方向，根据“奇动偶定”的原则可知，绳子的起始端应系在下面的定滑轮上，然后依次绕过各滑轮（从内向外），注意绳子自由端的拉力方向是向下的；绕绳方法如下：
四．实验探究题（共3小题）
23．如图1所示是“探究动滑轮工作时的特点”的实验装置。
（1）实验时，应该沿着 竖直 方向拉绳子自由端，使钩码 匀速 上升；
（2）小张记录的数据如表所示，分析数据可得：使用动滑轮可以 省力 ；
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 2 4 6
钩码上升的距离h/cm 5 5 5
测力计示数F/N 1.1 2.1 3.1
绳端移动的距离s/cm △
（3）小张继续实验，并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图像，如图2所示，分析图像可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近 0.5 （填数值）。由此他推断得出：使用动滑轮最多可以省 一半 的力；
（4）第3次实验中，绳端移动的距离是 10 cm，作用在绳端的拉力做的功是 0.31 J，使用动滑轮 不能 （选填“能”或“不能”）省功。
【解答】解：（1）实验时，为了使实验结果准确，应竖直拉动使钩码匀速直线上升。
（2）根据表中数据可知，使用动滑轮可以省力；
（3）根据图2可知：钩码越重，拉力F与钩码重的比值就越接近0.5．由此推理得出：在不计动滑轮重时，使用动滑轮可以省一半的力；
（4）第3次实验中，绳子自由端移动的距离为：s＝5cm×2＝10cm＝0.1m；
提升钩码所做的功为：W1＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J，作用在绳端上的力做的功为：W2＝Fs＝3.1N×0.1m＝0.31J，W2＞W1，这说明使用机械不省功。
故答案为：（1）竖直；匀速；（2）省力；（3）0.5；一半；（4）10；0.31；不能。
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”），其理由是 测力计有重力 。
（2）在探究动滑轮时，照图乙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 动滑轮有重力 。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
【解答】解：（1）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到绳子向上的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力；
（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重力，也导致拉力增大。
故答案为：（1）变小；测力计有重力；（2）动滑轮有重力。
25．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 力的方向 ，他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 等臂 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 重物重/N 弹簧测力计示数/N
1 1 4 ≈2.5
2 2 4 ≈3.0
3 3 4 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以 省力 ，但不能改变力的方向；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时（不考虑绳重及摩擦），弹簧测力计的示数等于提升总重力的 一半 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择同样物体与 相同 滑轮来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。
【解答】解：（1）定滑轮既不省力，也不费力，但可以改变力的方向，支点在转轴上，动力臂和阻力臂都等于半径，其实质是一个等臂杠杆；
（2）①动滑轮不能改变力的方向，但可以省力，由于动滑轮和物体的总重力由两段绳子承担，所以用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的一半；在实验中测绳端拉力时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，且在拉动时读数。
②根据控制变量法，要研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，要保证使用相同的滑轮和相同重力的物体，只改变拉力的方向。
故答案为：（1）力的方向；等臂；（2）①省力；一半；拉动；②相同。
五．计算题（共3小题）
26．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为360N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），
求：（1）动滑轮重；
（2）绳自由端的移动速度为多大？
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？
【解答】解：（1）由图可知，吊起动滑轮的绳子的股数n＝2，
不计绳重和摩擦，由F＝（G物+G动）可知，动滑轮的重：G动＝nF﹣G物＝2×200N﹣360N＝40N；
（2）绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m，
绳自由端的移动速度：v＝＝＝0.2m/s；
（3）若重物再增加140N，则后来物体的重力：G物′＝360N+140N＝500N，
不计绳重和摩擦，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力：F′＝（G物′+G动）＝×（500N+40N）＝270N。
答：（1）动滑轮重为40N；
（2）绳自由端的移动速度为0.2m/s；
（3）若重物再增加140N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为270N。
27．小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体，物体向上移动了2m，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为300N；g取10N/kg，求：
（1）所提物体的重力；
（2）绳子自由端的移动速度；
（3）该滑轮组能提升的最大物重。
【解答】解：（1）货物的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，
绳子自由端的移动速度v＝＝＝0.4m/s；
（3）不计摩擦和绳重，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×120N﹣200N＝40N；
滑轮组的最多能提起物体的重：
G′＝nF′﹣G动＝2×300N﹣40N＝560N。
答：（1）所提物体的重力为200N；
（2）绳子自由端的移动速度为0.4m/s；
（3）该滑轮组能提升的最大物重为560N。
28．边长为0.1m、重为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部，水深0.45m，容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳重、摩擦）。滑轮组绳子自由端的拉力为F，物体A下表面到容器底部的距离为h，F与h的关系如图乙所示。求：
（1）A未露出水面时所受的浮力；
（2）滑轮组中动滑轮的重力；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强。（提示g＝10N/kg）
【解答】解：（1）正方体A的体积VA＝（0.1m）3＝0.001m3，
A未露出水面时排开水的体积：V排＝VA＝0.001m3，
所受的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N；
（2）由图可知n＝2，当A完全脱离水面时，滑轮组绳子自由端的拉力达到最大值F＝12.5N，
不计绳子重力和绳子与滑轮间的摩擦，根据F＝（G+G动）可知，
该滑轮组中的动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×12.5N﹣20N＝5N；
（3）当A完全脱离水面后，水面将会降低，水面下降的高度：
△h＝＝＝0.05m，
此时水深：
h′＝h﹣△h＝0.45m﹣0.05m＝0.4m，
水对容器底的压强：
p＝ρgh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa。
答：（1）A未露出水面时所受的浮力为10N；
（2）滑轮组中动滑轮的重力为5N；
（3）A完全脱离水面后，水对容器底部的压强为4×103Pa。
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