浙教版科学中考复习优中选优-物理-第33节-滑轮组和机械效率
一、单选题
1．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
2．如图所示，用质量相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．丙装置所用力最大 B．甲装置所做的额外功最小
C．乙装置的机械效率最小 D．丙装置拉绳的速度最大
3．如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平面做匀速直线运动，则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，使物体B匀速上升4m所用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重)（ ）
A．5s B．6s C．7s D．8s
4．（2023九上·杭州期中）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物的工具——木质“车梯”，“车梯”工作时相当于滑轮组。假设利用此“车梯”匀速提升重为1000牛的物体上升3米，下列说法正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的定滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为12米
C．提升物体时绳子的拉力为200牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
5．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
6．（2022·鄞州模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s 内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
7．（2023九上·杭州期中）重为30N的A物体，用图甲、乙所示两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1=18N，F2=8N，A物体在5s内速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（ ）
A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大
B．F1做功比F2做功少
C．两种方法中所做的有用功一样多
D．两种方法中机械效率相同
8．（2023九上·余杭月考）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．克服摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
9．（2019九上·杭州期中）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，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．弹簧测力计读数为9N
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
10．（2019九上·萧山月考）如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，如果FC＝5N，则FA、FB示数是（ ）
A．FA＝15N、FB＝15N B．FA＝10N、FB＝10N
C．FA＝10N、FB＝15N D．FA＝15N、FB＝10N
11．（2023九上·诸暨期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（ ）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
12．（2023九上·滨江期中）如图用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
13．（2023九上·慈溪月考）如图甲所示，重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.4m/s的速度做匀速直线运动，再改用图乙所示的滑轮组拉物体，该物体在水平向右的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右匀速直线运动了0.5m{滑轮与绳子质量及滑轮与绳了的摩擦均不计）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F2的大小为60N
B．拉力F1的功率为24W
C．物体与水平面之间的摩擦力的大小为15N
D．拉力F2做的功为45J
14．（2023九上·杭州月考）如图所示用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是（ ）
A．物体4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
15．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
二、填空题
16．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)
17．某人用一个动滑轮把一袋1000牛重的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为 ，总功为 ，该装置的机械效率为 。
18．（2023九上·舟山月考）在同一水平面上用滑轮以如图所示三种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力依次为F1、F2、F3，（滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的图是 ，F1、F2、F3三个力的大小关系为 。
19．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
三、实验探究题
20．（2023九上·义乌月考）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB=2h，则图乙中F做的功为 焦，两次提升物体的机械效率 （填“甲大”、“乙大”、“相等”或“无法确定”）。
21．（2023·慈溪模拟）科技改变生活，某大型立体停车场使用“车位引导及寻车系统”，该系统主要包括：摄像头、升降停车设备（如图甲）和信息平台。系统通过摄像头收集车位信息。取车时，只要在查询终端输入车辆信息，屏幕上就会显示车主所处位置、车辆停放位置和最佳取车路线，实现车位引导功能。
PSH型简易升降类停车设备相关参数
客车最大质量 2000kg
升降平均速度 2.2m/min
电动机功率 2.2kW
升降高度 2.2m
电源电压 220V
钢构表面处理 镀锌/喷塑
（1）图甲的摄像头在抓拍车位信息时在感光屏上能成一个倒立、 实像；
（2）对该停车设备的钢构表面镀锌或喷塑处理能防止钢构生锈，其原理是 ；
（3）小柯将质量为1.6吨的汽车停在一层车位后，车轮与车位总的接触面积为0.08m2，设备以升降平均速度将其升至二层车位，请计算：
①汽车停在车位上时，对车位产生的压强。
②电动机在提升汽车过程中的效率。
四、解答题
22．（2023九上·永康月考）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=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）求此过程中滑轮组的机械效率。
（2）求汽车牵引力做的总功。
23．如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与 有关。设计一个简单的实验来验证这个想法： 。某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 有关。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据斜面的特点分析判断；
BC.根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
D.根据计算斜面的机械效率。
【解答】A.使用斜面可以省力，但是不能省功，故A错误；
BC.对物体做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J，对物体做的总功W总=Fs=50N×10m=500J，则克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J，则物体受到的摩擦，故B、C错误；
D.该斜面的机械效率：，故D正确。
故选D。
2．【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据比较拉力大小；
B.根据W额=G动h比较额外功大小；
C.根据比较机械效率大小；
D.根据v=nv物比较拉绳子的速度大小。
【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n依次为2、2和3，根据可知，丙装置所用力最小，故A错误；
B.滑轮组对动滑轮做额外功，根据W额=G动h可知，三者做的额外功相等，故B错误；
C.根据可知，三个装置的机械效率相等，故C错误；
D.物体在相同时间内提升相同高度，则物体的速度相同。根据v=nv物可知，丙装置的拉绳速度最大，故D正确。
故选D。
3．【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据图片确定承担拉力的绳子段数n，根据滑轮组的特点计算A受到的摩擦力。当向左拉动A时，对A进行受力分析，根据平衡力的知识计算出拉力大小，根据滑轮组的特点计算A移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据公式计算时间。
【解答】根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，
那么A受到的摩擦力f=F拉=3GB=3×10N=30N。
拉动A向左运动时，受到水平向左的拉力，水平向右的拉力和摩擦力，此时三力平衡，
那么得到：F=f+F拉=30N+30N=60N；
物体B上升的高度sB=4m，则A移动的距离；
那么拉力F做功为W=FsA=60N×=80J，
所用时间为。
故选D。
4．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.固定不动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；
B.根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算绳端移动的距离；
C.根据计算绳子上的拉力；
D.根据W=Fs计算人拉绳子做的功。
【解答】A.图中①所指的部件，跟随物体一起上下移动，相当于滑轮组中的动滑轮，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=4，则提升物体过程中绳端移动的距离为s=nh=3m×4=12m，故B正确；
C.提升物体时绳子的拉力为，故C错误；
D.提升物体过程中人拉绳子做功W=Fs=250N×12m=3000J，故D错误。
故选B。
5．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算自由端移动的速度；
（2）根据计算拉力大小；
（3）根据W总=Fs计算拉力做功；
（4）根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。
那么自由端移动的速度，故A错误符合题意；
拉力为，故B正确不合题意；
拉力做的功：W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；
该滑轮的机械效率：，故D正确不合题意。
故选A。
6．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，根据求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据P=Fv求拉力，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；
（3）根据力的平衡条件求出工人受到的支持力，根据力的作用是相互的求出工人对地面的压力；
（4）人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时求能提升的最大物重，利用利用求滑轮组的最大机械效率。【解答】A.由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×1.5m=3m，
绳子自由端移动的速度：，故A错误；
B.绳子自由端的拉力：，
所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×300N-540N=60N，故B错误；
C.此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，
由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支=G人-F=700N-300N=400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，
因此工人对地面的压力：F压=F支=400N，故C正确；
D.人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，
即绳子自由端的最大拉力：F最大=G人=700N，
所以此时能提升的最大物重：G最大=nF最大-G动=2×700N-60N=1340N，
滑轮组的最大机械效率：，
故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】对于滑轮组的计算，关键在于要判断清楚总重由几股绳子承担，即从连接动滑轮的绳子有几股。绳子自由端移动的距离S绳=nS物，拉力F=。
【解答】A.甲图总重由两股绳子承担，绳子自由端移动的距离S绳1=2S物=0.6m，自由端速度V绳1=0.6m/5s =0.12m/s；乙图总重由三股绳子承担，绳子自由端移动的距离S绳2=3S物=0.9m，自由端速度 V绳2=0.9m/5s=0.18m/s。A错误。
B.F1做功W1=F1S绳1=18N×0.6m=10.8J，F2做功W2=F2S绳2=8N×0.9m=7.2J，F1做功比F2多。B错误。
C.甲图有用功W有1=GS物=30N×0.3m=9J，乙图有用功W有2=fS物=20N×0.3m=6J，甲图有用功大。C错误。
D.甲图机械效率：=×100%=×100%83.3%；乙图机械效率：=×100%=×100%83.3%。D正确。
故答案为：D。
8．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉=2s物，任何机械都不省功。
【解答】A.物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误；
B.由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉=2s，拉力做功数值为W=Fs拉=2Fs，故B错误；
C.摩擦力做功数值为fs，故C正确；
D.任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。
故答案为：C。
9．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，自由端的拉力移动速度v=nv物，再根据P=Fv计算拉力F2的功率；
（2）对中间的滑轮进行受力分析，根据二力平衡的原理计算测力计的拉力；
（3）物体A处于静止状态，那么它受到平衡力。对右边的滑轮进行受力分析，计算出B受到的摩擦力，然后与拉力F1进行比较即可。
（4）根据滑动摩擦力的影响因素分析判断。
【解答】A.拉力F2移动的速度v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s，它的功率为：P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，故A正确不合题意；
B.中间的滑轮处于静止状态，它受到测力计向左的拉力，绳子上向右的3个拉力，那么测力计的示数F=3F2=3×3N=9N，故B正确不合题意；
C.右边的滑轮做匀速直线运动，那么它受到向左的拉力2个与向右的拉力F平衡，即向右的拉力F=2F2=2×3N=6N。根据二力平衡的原理可知，物体B受到的摩擦力与拉力F相互平衡，即fB=6N。
对于物体A来说，它受到水平向左B施加的摩擦力fB=6N，水平向右的拉力4N，二者不能平衡，因此物体A还受到水平向右地面施加的摩擦力：6N-4N=2N，故C正确不合题意；
D.如果增大拉力F2，那么只能增大物体B移动的速度，而无法改变B对A的压力和接触面的粗糙程度，因此B对A的摩擦力保持不变，则物体A不可能向左运动，故D错误符合题意。
故选D。
10．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】分别以左边的滑轮和右边的滑轮为受力对象，进行受力分析，得到力的平衡公式进行计算即可。
【解答】左边的滑轮处于静止状态，那么它受到的是平衡力。
即水平向左的测力计A的拉力等于向右的两根绳子上的拉力之和，
因此FA=2FC=2×5N=10N；
右边的滑轮处于静止状态，那么它受到的是平衡力。
即测力计B的水平向右的拉力等于向左的3根绳子上的拉力之和，
因此FB=3FC=3×5N=15N。
故选C。
11．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AB.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上；
CD.根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，根据F=nF拉计算绳索的拉力。
【解答】A.车对地面的压力与车的重力，二者的方向都是竖直向下的，二者不是平衡力，故A错误；
B.车拉滑轮组的力作用在滑轮组上，而滑轮组对车的拉力作用在车上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
CD.根据图片可知，滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端的拉力为：，故C正确，D错误。
故选C。
12．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AC.物体B相对于地面是静止的，对对B进行受力分析，根据二力平衡条件可知A对B的摩擦力大小和方向；根据物体间力的作用是相互的可知B对A的摩擦力大小；
对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡条件求出绳子上的拉力，A处于平衡状态，水平方向上受力平衡，根据力的平衡条件求出A受到地面的摩擦力大小；
B.根据P=Fv求出绳子拉动物体A的功率；
D.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，据此可知拉力增大时物体B受到摩擦力的变化，根据二力平衡条件可知测力计示数的变化。
【解答】AC.物体A在水平地面上匀速运动时，物体B相对于地面是静止的，即B处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A对它右向的摩擦力，由二力平衡条件可得，B受到的摩擦力f=F示=3N，方向水平向右；因物体间力的作用是相互的，则B对A的摩擦力方向水平向左，大小为3N。
图中的滑轮为动滑轮，2段绳子向左的拉力与F平衡，即2F绳=F，则F绳=F=×10N=5N；
A沿水平方向向右做匀速直线运动，A在水平方向上受力平衡，
则地面对A的摩擦力：f地=F绳-fB对A=5N-3N=2N，故A、C错误；
B.绳子拉物体A的功率：P=F绳v物=5N×0.4m/s=2W，故B正确；
D.在运动过程中若将拉力F增大，但是A、B间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A、B间的摩擦力大小不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
故选B。
13．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】C.根据图片确定图甲中承担拉力的绳子段n，再根据平衡力的知识计算物体受到的摩擦力；
AB.在乙图中，对左侧滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算出每段绳子上的拉力，根据v=nv物计算每段绳子上的速度，接下来再根据计算拉力F2的速度，最后根据P=Fv计算它的功率即可；
D..拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功，根据W=fs计算即可。
【解答】C.图甲中是一只动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力：f=2F1=2×30N=60N，故C错误；
AB.左侧滑轮由两段绳子承担，每段绳子的拉力：，
每段绳子的速度：v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s，
右侧滑轮由3段承担，右侧拉力：F2=3F=3×30N=90N，
F2的速度：
则拉力F2的功率：，故A错误，B正确；
D.拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功：W=fs=60N×0.5m=30J，故D错误。
故选B。
14．【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据动滑轮的特点计算出物体A受到向左的拉力，根据平衡力的知识计算A、B之间的摩擦力，最后再根据平衡力的知识分析A受到地面的摩擦力大小和方向；
C.根据vA=nv计算滑轮移动的速度；
D.根据P=Fv计算拉力F的功率。
【解答】A.根据图片可知，作用在A物体上向左的拉力为FA=。B保持静止状态，则A、B之间的摩擦力等于测力计的示数2N。当A匀速向左移动时，它受到水平向左的拉力5N，B对A向右的摩擦力2N，则此时合力为3N，方向向左。根据平衡力的知识可知，地面对A的摩擦力与这个合力大小相等，方向相反，即地面对A的摩擦力为3N，水平向右，故A、B正确不合题意；
C.拉力F在滑轮中间，而物体A在边缘，则滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
D.拉力F的功率P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意。
故选D。
15．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
16．【答案】（1）2×10 kg/m
（2）4：1
（3）4
【知识点】密度公式的应用；重力的大小；杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式计算AB的密度；
（2）利用G=mg=ρVg计算甲、乙的重力之比；
（3）图中动滑轮下面挂1个A物体（重力为GA），要使它们处于静止状态，由滑轮组的特点可知Q处绳子的拉力；根据杠杆的平衡条件求出虚线框内悬挂物体的重力，由（2）可知A、B的重力之比，据此可知虚线框内悬挂物体B的个数
【解答】（1）根据甲图可知，当二者质量m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，
则A的密度，
B的密度；
（2）A和B的密度之比：ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；
甲、乙两实心物体的体积相同，
由G=mg=ρVg可得，甲、乙的重力之比：G甲：G乙=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；
（3）根据图乙可知，滑轮组中承担重力的绳子段数n=2，
则Q处绳子的拉力为GA，
以杠杆为研究对象，O为杠杆的支点，P为杠杆OQ的中点，则动力臂为阻力臂的2倍，
根据杠杆平衡条件可得：FQl1=GPl2，
GA×2=nGB×1；
×4GB×2=nGB×1；
解得：n=4。
所以虚线框内悬挂物体B的个数为4个。
17．【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算拉力做的总功，根据计算动滑轮的机械效率。
【解答】根据题意可知，动滑轮做的有用功为：W有=Gh=1000N×9m=9000J；
拉力做的总功：W=Fs=600N×（9m×2）=10800J；
则动滑轮的机械效率为：。
18．【答案】乙丙；F2【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】定滑轮是指轮轴不随物体一起运动的滑轮，它不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮是指轮轴随着物体一起运动的滑轮，它可以省力，但不能改变力的方向。
【解答】由题知，甲滑轮的轮轴不随物体变动，所以是定滑轮。乙和丙滑轮的轮轴随着物体一起移动，所以是动滑轮。不计滑轮重力和绳子与滑轮之间的摩擦。假设物体与地面的摩擦力为f，甲图中的滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1=f；乙图中的滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2=f；丙图中的滑轮为动滑轮，滑轮受到向左的拉力f=F3；，即F3=2f。故 F219．【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
20．【答案】2；保持静止
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W=Fs计算图乙中拉力做的功；
（2）根据W有=Gh比较做的有用功大小，根据W总=Fs比较总功大小，最后根据比较机械效率大小。
【解答】（1）两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB=2h，
则图乙中F做的功为W=Fs=0.8mg×2h=1.6mgh；
（2）两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据W有=Gh可知，有用功相同；
由图可知，提升物体绳子的条数为2，则自由端移动的距离s=2h；
物体在斜面通过的距离为AB=2h，根据W总=Fs可知，拉力做的总功相同；
由可知，两次提升物体的机械效率相等。
21．【答案】（1）缩小
（2）隔绝空气
（3）汽车停在车位上时，车对车位的压力：F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，
车对车位的压强： |电动机在提升汽车过程中所做的有用功：W有＝Gh＝1.6×104N×2.2m＝3.52×104J，
已知升降平均速度为2.2m/min，由v 可得，设备以升降平均速度将汽车升至二层车位所用的时间：
电动机在提升汽车过程中所做的总功：W总＝Pt＝2.2×103W×60s＝1.32×105J，
电动机在提升汽车过程中的效率：
【知识点】凸透镜成像的应用；压强的大小及其计算；机械效率
【解析】【分析】（1）摄像头和照相机的工作原理相同，使物距大于其二倍焦距，在一倍焦距和两倍焦距之间成一个倒立缩小的实像；
（2）铁容易与空气中的水和氧气反应，在表面生成红棕色的氧化铁，故镀锌或喷塑可有效阻绝氧气的接触；
22．【答案】（1）解：由图可知，n＝3，拉力端移动距离： ＝ ＝3×12 ＝36
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做功：W总＝2.5×103 ×36 ＝9×104J
滑轮组对物体做的有用功： 有用＝ ＝6×103 ×12 ＝7.2×104
滑轮组的机械效率： = =80%
（2）解：汽车受到的阻力： ＝0.1 车＝0.1×3×104 ＝3×103 汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力等于汽车受到的阻力加上对滑轮组的拉力： 牵＝ + ＝2.5×103 +3×103 ＝5.5×103
牵引力做的功： ＝ 牵s＝5.5×103 ×36m＝1.98×105J
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，根据s=ns物计算拉力移动的距离，接下来根据W总=Fs计算汽车对滑轮组做的功，根据W有用=Gh计算滑轮组对物体做的有用功，最后根据 计算滑轮组的机械效率。
（2）首先根据f=0.1G车计算汽车受到的阻力，再根据平衡力的知识F牵引=f+F计算汽车的牵引力，接下来根据W=F牵s计算牵引力做的功。
23．【答案】提升的物重；控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率；动滑轮的自重
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】机械效率是指机械在稳定运转时，机械的输出功（有用功量）与输入功（动力功量）的百分比。主要内容包括滑轮组，斜面效率，杠杆转动，常见效率，增大效率。我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。用符号η表示，计算公式为η=W有/W总×100%。
【解答】机械效率=有用功/总功；W有用=G物h；W总功=（G物+G动)h；所以机械效率=有用功/总功=G物h/(G物+G动)h=G物/(G物+G动)；如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与提升的物重有关。设计一个简单的实验来验证这个想法： 控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率 。某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 动滑轮的自重 有关。
故答案为：提升的物重、控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率、动滑轮的自重
1 / 1浙教版科学中考复习优中选优-物理-第33节-滑轮组和机械效率
一、单选题
1．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据斜面的特点分析判断；
BC.根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
D.根据计算斜面的机械效率。
【解答】A.使用斜面可以省力，但是不能省功，故A错误；
BC.对物体做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J，对物体做的总功W总=Fs=50N×10m=500J，则克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J，则物体受到的摩擦，故B、C错误；
D.该斜面的机械效率：，故D正确。
故选D。
2．如图所示，用质量相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．丙装置所用力最大 B．甲装置所做的额外功最小
C．乙装置的机械效率最小 D．丙装置拉绳的速度最大
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据比较拉力大小；
B.根据W额=G动h比较额外功大小；
C.根据比较机械效率大小；
D.根据v=nv物比较拉绳子的速度大小。
【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n依次为2、2和3，根据可知，丙装置所用力最小，故A错误；
B.滑轮组对动滑轮做额外功，根据W额=G动h可知，三者做的额外功相等，故B错误；
C.根据可知，三个装置的机械效率相等，故C错误；
D.物体在相同时间内提升相同高度，则物体的速度相同。根据v=nv物可知，丙装置的拉绳速度最大，故D正确。
故选D。
3．如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平面做匀速直线运动，则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，使物体B匀速上升4m所用的时间为(不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重)（ ）
A．5s B．6s C．7s D．8s
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】根据图片确定承担拉力的绳子段数n，根据滑轮组的特点计算A受到的摩擦力。当向左拉动A时，对A进行受力分析，根据平衡力的知识计算出拉力大小，根据滑轮组的特点计算A移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据公式计算时间。
【解答】根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，
那么A受到的摩擦力f=F拉=3GB=3×10N=30N。
拉动A向左运动时，受到水平向左的拉力，水平向右的拉力和摩擦力，此时三力平衡，
那么得到：F=f+F拉=30N+30N=60N；
物体B上升的高度sB=4m，则A移动的距离；
那么拉力F做功为W=FsA=60N×=80J，
所用时间为。
故选D。
4．（2023九上·杭州期中）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物的工具——木质“车梯”，“车梯”工作时相当于滑轮组。假设利用此“车梯”匀速提升重为1000牛的物体上升3米，下列说法正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的定滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为12米
C．提升物体时绳子的拉力为200牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.固定不动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；
B.根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算绳端移动的距离；
C.根据计算绳子上的拉力；
D.根据W=Fs计算人拉绳子做的功。
【解答】A.图中①所指的部件，跟随物体一起上下移动，相当于滑轮组中的动滑轮，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=4，则提升物体过程中绳端移动的距离为s=nh=3m×4=12m，故B正确；
C.提升物体时绳子的拉力为，故C错误；
D.提升物体过程中人拉绳子做功W=Fs=250N×12m=3000J，故D错误。
故选B。
5．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算自由端移动的速度；
（2）根据计算拉力大小；
（3）根据W总=Fs计算拉力做功；
（4）根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。
那么自由端移动的速度，故A错误符合题意；
拉力为，故B正确不合题意；
拉力做的功：W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；
该滑轮的机械效率：，故D正确不合题意。
故选A。
6．（2022·鄞州模拟）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s 内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh，根据求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据P=Fv求拉力，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；
（3）根据力的平衡条件求出工人受到的支持力，根据力的作用是相互的求出工人对地面的压力；
（4）人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时求能提升的最大物重，利用利用求滑轮组的最大机械效率。【解答】A.由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nh=2×1.5m=3m，
绳子自由端移动的速度：，故A错误；
B.绳子自由端的拉力：，
所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×300N-540N=60N，故B错误；
C.此时工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，
由力的平衡条件可知，工人受到的支持力：F支=G人-F=700N-300N=400N，
工人对地面的压力与工人受到的支持力是一对相互作用力，
因此工人对地面的压力：F压=F支=400N，故C正确；
D.人通过定滑轮向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，
即绳子自由端的最大拉力：F最大=G人=700N，
所以此时能提升的最大物重：G最大=nF最大-G动=2×700N-60N=1340N，
滑轮组的最大机械效率：，
故D错误。
故选C。
7．（2023九上·杭州期中）重为30N的A物体，用图甲、乙所示两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1=18N，F2=8N，A物体在5s内速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（ ）
A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大
B．F1做功比F2做功少
C．两种方法中所做的有用功一样多
D．两种方法中机械效率相同
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】对于滑轮组的计算，关键在于要判断清楚总重由几股绳子承担，即从连接动滑轮的绳子有几股。绳子自由端移动的距离S绳=nS物，拉力F=。
【解答】A.甲图总重由两股绳子承担，绳子自由端移动的距离S绳1=2S物=0.6m，自由端速度V绳1=0.6m/5s =0.12m/s；乙图总重由三股绳子承担，绳子自由端移动的距离S绳2=3S物=0.9m，自由端速度 V绳2=0.9m/5s=0.18m/s。A错误。
B.F1做功W1=F1S绳1=18N×0.6m=10.8J，F2做功W2=F2S绳2=8N×0.9m=7.2J，F1做功比F2多。B错误。
C.甲图有用功W有1=GS物=30N×0.3m=9J，乙图有用功W有2=fS物=20N×0.3m=6J，甲图有用功大。C错误。
D.甲图机械效率：=×100%=×100%83.3%；乙图机械效率：=×100%=×100%83.3%。D正确。
故答案为：D。
8．（2023九上·余杭月考）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．克服摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉=2s物，任何机械都不省功。
【解答】A.物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误；
B.由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉=2s，拉力做功数值为W=Fs拉=2Fs，故B错误；
C.摩擦力做功数值为fs，故C正确；
D.任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。
故答案为：C。
9．（2019九上·杭州期中）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，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．弹簧测力计读数为9N
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
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）使用滑轮组水平拉动物体时，自由端的拉力移动速度v=nv物，再根据P=Fv计算拉力F2的功率；
（2）对中间的滑轮进行受力分析，根据二力平衡的原理计算测力计的拉力；
（3）物体A处于静止状态，那么它受到平衡力。对右边的滑轮进行受力分析，计算出B受到的摩擦力，然后与拉力F1进行比较即可。
（4）根据滑动摩擦力的影响因素分析判断。
【解答】A.拉力F2移动的速度v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s，它的功率为：P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，故A正确不合题意；
B.中间的滑轮处于静止状态，它受到测力计向左的拉力，绳子上向右的3个拉力，那么测力计的示数F=3F2=3×3N=9N，故B正确不合题意；
C.右边的滑轮做匀速直线运动，那么它受到向左的拉力2个与向右的拉力F平衡，即向右的拉力F=2F2=2×3N=6N。根据二力平衡的原理可知，物体B受到的摩擦力与拉力F相互平衡，即fB=6N。
对于物体A来说，它受到水平向左B施加的摩擦力fB=6N，水平向右的拉力4N，二者不能平衡，因此物体A还受到水平向右地面施加的摩擦力：6N-4N=2N，故C正确不合题意；
D.如果增大拉力F2，那么只能增大物体B移动的速度，而无法改变B对A的压力和接触面的粗糙程度，因此B对A的摩擦力保持不变，则物体A不可能向左运动，故D错误符合题意。
故选D。
10．（2019九上·萧山月考）如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，如果FC＝5N，则FA、FB示数是（ ）
A．FA＝15N、FB＝15N B．FA＝10N、FB＝10N
C．FA＝10N、FB＝15N D．FA＝15N、FB＝10N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】分别以左边的滑轮和右边的滑轮为受力对象，进行受力分析，得到力的平衡公式进行计算即可。
【解答】左边的滑轮处于静止状态，那么它受到的是平衡力。
即水平向左的测力计A的拉力等于向右的两根绳子上的拉力之和，
因此FA=2FC=2×5N=10N；
右边的滑轮处于静止状态，那么它受到的是平衡力。
即测力计B的水平向右的拉力等于向左的3根绳子上的拉力之和，
因此FB=3FC=3×5N=15N。
故选C。
11．（2023九上·诸暨期中）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（ ）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AB.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上；
CD.根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，根据F=nF拉计算绳索的拉力。
【解答】A.车对地面的压力与车的重力，二者的方向都是竖直向下的，二者不是平衡力，故A错误；
B.车拉滑轮组的力作用在滑轮组上，而滑轮组对车的拉力作用在车上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
CD.根据图片可知，滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端的拉力为：，故C正确，D错误。
故选C。
12．（2023九上·滨江期中）如图用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
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AC.物体B相对于地面是静止的，对对B进行受力分析，根据二力平衡条件可知A对B的摩擦力大小和方向；根据物体间力的作用是相互的可知B对A的摩擦力大小；
对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡条件求出绳子上的拉力，A处于平衡状态，水平方向上受力平衡，根据力的平衡条件求出A受到地面的摩擦力大小；
B.根据P=Fv求出绳子拉动物体A的功率；
D.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，据此可知拉力增大时物体B受到摩擦力的变化，根据二力平衡条件可知测力计示数的变化。
【解答】AC.物体A在水平地面上匀速运动时，物体B相对于地面是静止的，即B处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A对它右向的摩擦力，由二力平衡条件可得，B受到的摩擦力f=F示=3N，方向水平向右；因物体间力的作用是相互的，则B对A的摩擦力方向水平向左，大小为3N。
图中的滑轮为动滑轮，2段绳子向左的拉力与F平衡，即2F绳=F，则F绳=F=×10N=5N；
A沿水平方向向右做匀速直线运动，A在水平方向上受力平衡，
则地面对A的摩擦力：f地=F绳-fB对A=5N-3N=2N，故A、C错误；
B.绳子拉物体A的功率：P=F绳v物=5N×0.4m/s=2W，故B正确；
D.在运动过程中若将拉力F增大，但是A、B间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A、B间的摩擦力大小不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
故选B。
13．（2023九上·慈溪月考）如图甲所示，重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.4m/s的速度做匀速直线运动，再改用图乙所示的滑轮组拉物体，该物体在水平向右的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右匀速直线运动了0.5m{滑轮与绳子质量及滑轮与绳了的摩擦均不计）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F2的大小为60N
B．拉力F1的功率为24W
C．物体与水平面之间的摩擦力的大小为15N
D．拉力F2做的功为45J
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】C.根据图片确定图甲中承担拉力的绳子段n，再根据平衡力的知识计算物体受到的摩擦力；
AB.在乙图中，对左侧滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算出每段绳子上的拉力，根据v=nv物计算每段绳子上的速度，接下来再根据计算拉力F2的速度，最后根据P=Fv计算它的功率即可；
D..拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功，根据W=fs计算即可。
【解答】C.图甲中是一只动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力：f=2F1=2×30N=60N，故C错误；
AB.左侧滑轮由两段绳子承担，每段绳子的拉力：，
每段绳子的速度：v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s，
右侧滑轮由3段承担，右侧拉力：F2=3F=3×30N=90N，
F2的速度：
则拉力F2的功率：，故A错误，B正确；
D.拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功：W=fs=60N×0.5m=30J，故D错误。
故选B。
14．（2023九上·杭州月考）如图所示用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是（ ）
A．物体4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据动滑轮的特点计算出物体A受到向左的拉力，根据平衡力的知识计算A、B之间的摩擦力，最后再根据平衡力的知识分析A受到地面的摩擦力大小和方向；
C.根据vA=nv计算滑轮移动的速度；
D.根据P=Fv计算拉力F的功率。
【解答】A.根据图片可知，作用在A物体上向左的拉力为FA=。B保持静止状态，则A、B之间的摩擦力等于测力计的示数2N。当A匀速向左移动时，它受到水平向左的拉力5N，B对A向右的摩擦力2N，则此时合力为3N，方向向左。根据平衡力的知识可知，地面对A的摩擦力与这个合力大小相等，方向相反，即地面对A的摩擦力为3N，水平向右，故A、B正确不合题意；
C.拉力F在滑轮中间，而物体A在边缘，则滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
D.拉力F的功率P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意。
故选D。
15．（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
故答案为：C
二、填空题
16．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重)
【答案】（1）2×10 kg/m
（2）4：1
（3）4
【知识点】密度公式的应用；重力的大小；杠杆的平衡条件；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定当m=20g时，A、B的体积，利用密度公式计算AB的密度；
（2）利用G=mg=ρVg计算甲、乙的重力之比；
（3）图中动滑轮下面挂1个A物体（重力为GA），要使它们处于静止状态，由滑轮组的特点可知Q处绳子的拉力；根据杠杆的平衡条件求出虚线框内悬挂物体的重力，由（2）可知A、B的重力之比，据此可知虚线框内悬挂物体B的个数
【解答】（1）根据甲图可知，当二者质量m=20g时，VA=10cm3，VB=40cm3，
则A的密度，
B的密度；
（2）A和B的密度之比：ρA：ρB=2g/cm3：0.5g/cm3=4：1；
甲、乙两实心物体的体积相同，
由G=mg=ρVg可得，甲、乙的重力之比：G甲：G乙=ρAVg：ρBVg=ρA：ρB=4：1；
（3）根据图乙可知，滑轮组中承担重力的绳子段数n=2，
则Q处绳子的拉力为GA，
以杠杆为研究对象，O为杠杆的支点，P为杠杆OQ的中点，则动力臂为阻力臂的2倍，
根据杠杆平衡条件可得：FQl1=GPl2，
GA×2=nGB×1；
×4GB×2=nGB×1；
解得：n=4。
所以虚线框内悬挂物体B的个数为4个。
17．某人用一个动滑轮把一袋1000牛重的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为 ，总功为 ，该装置的机械效率为 。
【答案】9000焦；10800焦；83.3%
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算拉力做的总功，根据计算动滑轮的机械效率。
【解答】根据题意可知，动滑轮做的有用功为：W有=Gh=1000N×9m=9000J；
拉力做的总功：W=Fs=600N×（9m×2）=10800J；
则动滑轮的机械效率为：。
18．（2023九上·舟山月考）在同一水平面上用滑轮以如图所示三种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力依次为F1、F2、F3，（滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的图是 ，F1、F2、F3三个力的大小关系为 。
【答案】乙丙；F2【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】定滑轮是指轮轴不随物体一起运动的滑轮，它不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮是指轮轴随着物体一起运动的滑轮，它可以省力，但不能改变力的方向。
【解答】由题知，甲滑轮的轮轴不随物体变动，所以是定滑轮。乙和丙滑轮的轮轴随着物体一起移动，所以是动滑轮。不计滑轮重力和绳子与滑轮之间的摩擦。假设物体与地面的摩擦力为f，甲图中的滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1=f；乙图中的滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2=f；丙图中的滑轮为动滑轮，滑轮受到向左的拉力f=F3；，即F3=2f。故 F219．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功 焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： 。（写出一点）
【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
三、实验探究题
20．（2023九上·义乌月考）质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB=2h，则图乙中F做的功为 焦，两次提升物体的机械效率 （填“甲大”、“乙大”、“相等”或“无法确定”）。
【答案】2；保持静止
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W=Fs计算图乙中拉力做的功；
（2）根据W有=Gh比较做的有用功大小，根据W总=Fs比较总功大小，最后根据比较机械效率大小。
【解答】（1）两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB=2h，
则图乙中F做的功为W=Fs=0.8mg×2h=1.6mgh；
（2）两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据W有=Gh可知，有用功相同；
由图可知，提升物体绳子的条数为2，则自由端移动的距离s=2h；
物体在斜面通过的距离为AB=2h，根据W总=Fs可知，拉力做的总功相同；
由可知，两次提升物体的机械效率相等。
21．（2023·慈溪模拟）科技改变生活，某大型立体停车场使用“车位引导及寻车系统”，该系统主要包括：摄像头、升降停车设备（如图甲）和信息平台。系统通过摄像头收集车位信息。取车时，只要在查询终端输入车辆信息，屏幕上就会显示车主所处位置、车辆停放位置和最佳取车路线，实现车位引导功能。
PSH型简易升降类停车设备相关参数
客车最大质量 2000kg
升降平均速度 2.2m/min
电动机功率 2.2kW
升降高度 2.2m
电源电压 220V
钢构表面处理 镀锌/喷塑
（1）图甲的摄像头在抓拍车位信息时在感光屏上能成一个倒立、 实像；
（2）对该停车设备的钢构表面镀锌或喷塑处理能防止钢构生锈，其原理是 ；
（3）小柯将质量为1.6吨的汽车停在一层车位后，车轮与车位总的接触面积为0.08m2，设备以升降平均速度将其升至二层车位，请计算：
①汽车停在车位上时，对车位产生的压强。
②电动机在提升汽车过程中的效率。
【答案】（1）缩小
（2）隔绝空气
（3）汽车停在车位上时，车对车位的压力：F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，
车对车位的压强： |电动机在提升汽车过程中所做的有用功：W有＝Gh＝1.6×104N×2.2m＝3.52×104J，
已知升降平均速度为2.2m/min，由v 可得，设备以升降平均速度将汽车升至二层车位所用的时间：
电动机在提升汽车过程中所做的总功：W总＝Pt＝2.2×103W×60s＝1.32×105J，
电动机在提升汽车过程中的效率：
【知识点】凸透镜成像的应用；压强的大小及其计算；机械效率
【解析】【分析】（1）摄像头和照相机的工作原理相同，使物距大于其二倍焦距，在一倍焦距和两倍焦距之间成一个倒立缩小的实像；
（2）铁容易与空气中的水和氧气反应，在表面生成红棕色的氧化铁，故镀锌或喷塑可有效阻绝氧气的接触；
四、解答题
22．（2023九上·永康月考）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=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）求此过程中滑轮组的机械效率。
（2）求汽车牵引力做的总功。
【答案】（1）解：由图可知，n＝3，拉力端移动距离： ＝ ＝3×12 ＝36
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做功：W总＝2.5×103 ×36 ＝9×104J
滑轮组对物体做的有用功： 有用＝ ＝6×103 ×12 ＝7.2×104
滑轮组的机械效率： = =80%
（2）解：汽车受到的阻力： ＝0.1 车＝0.1×3×104 ＝3×103 汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力等于汽车受到的阻力加上对滑轮组的拉力： 牵＝ + ＝2.5×103 +3×103 ＝5.5×103
牵引力做的功： ＝ 牵s＝5.5×103 ×36m＝1.98×105J
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，根据s=ns物计算拉力移动的距离，接下来根据W总=Fs计算汽车对滑轮组做的功，根据W有用=Gh计算滑轮组对物体做的有用功，最后根据 计算滑轮组的机械效率。
（2）首先根据f=0.1G车计算汽车受到的阻力，再根据平衡力的知识F牵引=f+F计算汽车的牵引力，接下来根据W=F牵s计算牵引力做的功。
23．如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与 有关。设计一个简单的实验来验证这个想法： 。某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 有关。
【答案】提升的物重；控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率；动滑轮的自重
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】机械效率是指机械在稳定运转时，机械的输出功（有用功量）与输入功（动力功量）的百分比。主要内容包括滑轮组，斜面效率，杠杆转动，常见效率，增大效率。我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。用符号η表示，计算公式为η=W有/W总×100%。
【解答】机械效率=有用功/总功；W有用=G物h；W总功=（G物+G动)h；所以机械效率=有用功/总功=G物h/(G物+G动)h=G物/(G物+G动)；如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与提升的物重有关。设计一个简单的实验来验证这个想法： 控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率 。某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟 动滑轮的自重 有关。
故答案为：提升的物重、控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率、动滑轮的自重
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