郯城县杨集镇初级中学八年级物理下学期《第十章 机械与人》习题课教案(沪科版)

郯城县杨集镇初级中学八年级物理下学期《第十章 机械与人》习题课教案(沪科版)
时 间 主备人 彭传科 使用人
课 题 课 型 习题课
教学目标 1．知识与技能：进一步温习有关知识要点，尝试将生活和生产中的一些现象与物理知识联系起来。2．过程与方法：学习领会归纳法、比较法、理想模型法等科学方法并尝试应用，培养学生应用物理知识和方法解释现象、解决问题的能力。3．情感态度与价值观：培养学生复习物理的良好习惯，进一步培养学生学习物理的兴趣，增强其学好物理的信心。
教学重点 尝试将生活和生产中的一些现象与物理知识联系起来。
教学难点 培养学生应用物理知识和方法解释现象、解决问题的能力
课 时 1课时
教学设想 通过典型例题有针对性的对重难点进行分析和讲解，再此基础上进行当堂检测和讲解，是学生掌握的更扎实。
教学过程
教师活动 学生活动
一、学习目标：（2min）1、通过知识的梳理，让同学对以前所学的知识进行小结。2、由老师提出本节的重难点，组织和引导同学分析和理解，达到对知识和能力的提高。 3、通过比较的方法，借助例题，让同学能够区分一些易混淆的知识，不乱套用计算公式。二、学习指导：（20min）老师提出本节的重难点，组织学生进行讨论理解并通过例题加深理解。重难点一：物体是否做功。例题：下列四种情况，人对物体做功的是（ ）A、举重运动员举着杠铃不动 B、工人将货箱从地面搬到桌上 C、修理工用力推汽车，汽车没动 D 大力士支撑着大轮胎静止不动请同学说出判断的理由。重难点二：功、功率和机械效率三者之间的关系。老师对学生的回答做适当的补充。例题：关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）A、功率大的机械，机械效率一定高；B、做功多的机械，机械效率一定高C、做相同的有用功，额外功少的机械，机械效率一定高D、省力的机械，机械效率一定高请同学说出判断的理由。 例题：关于功率，下列说法正确的是（ ）A、做功越多，则功率越大 B、功率越大，做功越慢C、功率越大的机械越省力 D、功率越小的机械做功不一定少请同学说出判断的理由。重难点三：功和功率的计算。老师介绍：功和功率的计算要注意“一一对应”，同时注意功率的变形公式（P＝Fv）的使用。例题：如图所示，放在水平桌面上重为G＝4N的木块，在F＝3N的水平拉力作用下，5s内运动了2m，在这个过程中，重力G对物体做的功为____J，拉力F对物体做的功为____J，拉力F做功的功率为____W。例题：如图所示，滑轮阻自重及绳与滑轮的摩擦力不计，物体重300N，在F＝4N的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动，则物体A在运动的过程中受到的摩擦力为_______N；在10s内滑轮组对物体做的功是___J，拉力F的功率是____ W。重难点四：机械效率的计算和测滑轮组机械效率的实验。例题：如图，用一个动滑轮，把重100N的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：（1）动滑轮的机械效率；（2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦） 例题：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来 ( http: / / www.21cnjy.com )一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？例题：在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示。次数钩码重G/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计的示数F/N弹簧测力计移动的距离s/cm1250.6252481.1(1)在表格的空格处，天上合适的数据。(2)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。(3)第1次实验测得滑轮组的机械效率为_________。(4)如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以估算出这时滑轮组的机械效率值应在______范围内。三、当堂训练：（15min习题略）四、小结：（8min） 认真阅读学习目标，学生进行讨论。答：从做功的两个必要因素和几种不做功的情况着手。学生回答B 学生给出判断的理由。 学生进行讨论。答：功率和功之间没有直接的因果关系，功率大只能反应做功快，但做功不一定多，做功多并不表示做功快。功率和机械效率之间也没有因果关系，功率表示做功的快慢，而机械效率是有用功和总功的比值，它们是完全不同的。 学生回答。答：C。 学生给出判断的理由。学生回答。答：D。学生给出判断的理由。 学生通过做题加强理解。学生按照计算题进行解答。答：0；6；1.2。 学生按照计算题进行解答。答：12；600；6。 学生解答。解：（1） ＝83.3％（2）F1＝G动＝2F1－G物1＝2F2＝100N ＝90％ 学生解答。解：（1） ＝F＝750N（2）P＝ ＝750N×0.4m/s＝300W。学生解答。解：（1）40；（2）n＝5 绕法如图（3）66.7％（4）范围66.7％< <72.7%教师根据学生的反馈进行有针对性的讲解。
板书设计 （略）
教后反思
2015年中考母题题源汇编：12滑轮组的机械效率（含解析）
【中考母题再现】
【湖北省孝感市2015年中考物理试题】（8分）如下图所示，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，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力，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？
( http: / / www.21cnjy.com )
【难点中心】本题考察滑轮组的机械效率的计 ( http: / / www.21cnjy.com )算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。
【考点难点突破】
【知识链节】
１、有用功：定义：对人们有用的功= 直接用手对重物所做的功（Gh）
　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：W有用= Gh
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额=f L
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W总=W有用＋W额=Fs= W有用／η
斜面：W总= fL+Gh=FL
由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
【技能方法】
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆 W有用= Gh W总=Fs W额= W总－W有用
滑轮组 W有用= Gh W总=FsW总= Gh+ G动h（不计绳重和摩擦） W额= W总－W有用W额= G动h（不计绳重和摩擦）
斜面 W有用= Gh W总=FlW总= Gh+ fl（f为摩擦力） W额= W总－W有用W额= fl（f为摩擦力）
【热身训练】
1【湛江市2015年中考物理模拟试卷】如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：（ ）
A．动滑轮重4N
B．该动滑轮的机械效率为62.5％
C．提升物体的速度越快，机械效率越高
D．使该用动滑轮要既省力又省距离
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2. 【广东省湛江市2015年中考物理模拟 ( http: / / www.21cnjy.com )试卷】如图所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动滑轮重4N
B．该动滑轮的机械效率为62.5％
C．提升物体的速度越快，机械效率越高
D．使该用动滑轮要既省力又省距离
3. 如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N。试求：
（1）滑轮组的机械效率为多少？
（2）若物体的速度为0.2m／s，则拉力做功的功率是多少？
【冲关演练】
1. 【山东省泰安市肥城市2015届九年级中考第三次模拟】甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是
A．若G1＞G2，则拉力做的有用功相同
B．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
C．若G1＝G2，则拉力做的总功相同
D．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
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2. 【重庆市南开中学2015届九年级下学期期中考试】如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，不计绳重与摩擦，则 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A、此滑轮组的机械效率为50%
B、动滑轮的重力为100N
C、拉力所做的总功为800J
D、工人的功率为40W
3. 【重庆市巴蜀中学2015届九年级下学期期中考试】如图20，某施工现场的一台起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少？
（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大？
；
二、2015中考考题
1、【福建省福州市2015年中考物理试题】用一个动滑轮将重为4N物体匀速提升1m，拉力大小如图所示，则
A．拉力是2.2N B有用功是2.2J
C．总功是4.8J D机械效率是120%
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2、【湖北省武汉市2015年中考物理试题】如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
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A．f/2FA
B．f/3F
C．FA/2F
D．G/2F
3. 【山东省滨州市201 ( http: / / www.21cnjy.com )5中考物理试题】如图所示，如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）
A．绳子自由端被拉下3m
B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W
D． 滑轮组的机械效率是60%
4. 【江苏省泰州市2015年初中毕业 、升学统一考试】（7分）质量为20kg、底面积100cm2的物体静止在水平地面上．用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
5. 【四川省广安市2015年中考物理试题】如图所示，小明用滑轮组提升重为640N的物体A，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，已知小明自身的重为600N，动滑轮重为120N，不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，求：（g取l0N/kg）
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(1)物体A密度为多少？
(2)小明对绳子竖直向下的拉力大小为多少？
(3)小明对地面的压力大小为多少？
【中考母题再现】
【湖北省孝感市2015年中考物理试题】（8分）如下图所示，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，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力，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？
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【答案】（1）7.92×104J（2）90.9％（3）12s（4）1.56×104W
( http: / / www.21cnjy.com )【难点中心】本题考察滑轮组的机械效率的计算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。
【考点难点突破】
【知识链节】
１、有用功：定义：对人们有用的功= 直接用手对重物所做的功（Gh）
　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总
斜面：W有用= Gh
2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
斜面：W额=f L
3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W总=W有用＋W额=Fs= W有用／η
斜面：W总= fL+Gh=FL
由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
【技能方法】
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆 W有用= Gh W总=Fs W额= W总－W有用
滑轮组 W有用= Gh W总=FsW总= Gh+ G动h（不计绳重和摩擦） W额= W总－W有用W额= G动h（不计绳重和摩擦）
斜面 W有用= Gh W总=FlW总= Gh+ fl（f为摩擦力） W额= W总－W有用W额= fl（f为摩擦力）
【热身训练】
1【湛江市2015年中考物理模拟试卷】 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：（ ）
A．动滑轮重4N
B．该动滑轮的机械效率为62.5％
C．提升物体的速度越快，机械效率越高
D．使该用动滑轮要既省力又省距离
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1.A
解析：滑轮重等于2F-G=4N，所以A正确；动滑轮的机械效率为G/2F=80%，所以B错误；机械效率与提升物体的快慢无关，与物体的重力大小有关，所以C错误；根据功的原理可知，省力就不能省距离，所以D错误；故应选A。
2. 【广东省湛江市2015年中考 ( http: / / www.21cnjy.com )物理模拟试卷】如图所示，不计绳重和摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中正确的是：( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动滑轮重4N
B．该动滑轮的机械效率为62.5％
C．提升物体的速度越快，机械效率越高
D．使该用动滑轮要既省力又省距离
2.A
解析：动滑轮重，A对；
该动滑轮的机械效率为，B错；
滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关，C错；使用动滑轮能省力，但是费一倍的距离，D错。
3. 如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N。试求：
（1）滑轮组的机械效率为多少？
（2）若物体的速度为0.2m／s，则拉力做功的功率是多少？
3.80% 12W
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【冲关演练】
1. 【山东省泰安市肥城市2015 ( http: / / www.21cnjy.com )届九年级中考第三次模拟】甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是
A．若G1＞G2，则拉力做的有用功相同
B．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
C．若G1＝G2，则拉力做的总功相同
D．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
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1.D
解析：解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总 ( http: / / www.21cnjy.com )功之间的关系，并能比较出甲乙两图中所做额外功的大小关系，并能根据公式η=W有用 / W总，W总=W有用+W额分析机械效率大小关系。A、若G1＞G2，物体提升相同的高度，则根据W=Gh可知：甲所做的有用功大于乙所做的有用功，故A错误；B、用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，所以B错误；C、甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，若G1=G2，把物体提升相同的高度，则根据W=Gh可知甲乙所做的有用功相同，总功=有用功+额外功，故C错误；D、若G1=G2，甲乙所做的有用功相同，乙做的总功大于甲做的总功，根据η=W有用/W总，甲的机械效率大于乙的机械效率，故D正确。
2. 【重庆市南开中学2015届九年级下学期期中考试】如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，不计绳重与摩擦，则 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A、此滑轮组的机械效率为50%
B、动滑轮的重力为100N
C、拉力所做的总功为800J
D、工人的功率为40W
2.D
( http: / / www.21cnjy.com )
3. 【重庆市巴蜀中学2015届九年级下学期期中考试】如图20，某施工现场的一台起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
（1）起重机提升一箱设备时，对箱子做的有用功是多少？
（2）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（3）在安全操作的前提下， ( http: / / www.21cnjy.com )为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大？
3.（1）1.2×104J （2）80% （3）900W
解析：（1）；
（2）；
（3）由第一次提起一箱设备可以求出动滑轮的重力：，
两箱设备的重力为，
则提起两箱设备时钢丝绳的拉力为：，
当设备以0.1m/s的速度上升时，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，
拉力的功率为：
二、2015中考考题
【福建省福州市2015年中考物理试题】用一个动滑轮将重为4N物体匀速提升1m，拉力大小如图所示，则
A．拉力是2.2N B有用功是2.2J
C．总功是4.8J D机械效率是120%
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【答案】C
【解析】
试题分析：该同弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力是2.4N；对物体做的有用功为W有用=Gh=4N×1m=4J；做的总功为W总=Fs=2.4N×2m=4.8J；滑轮组的机械效率η=（W有用/W总） ×100%=（4J /4.8J）×100%=83%。故选C
2、【湖北省武汉市201 ( http: / / www.21cnjy.com )5年中考物理试题】如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
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A．f/2FA
B．f/3F
C．FA/2F
D．G/2F
【答案】C
【解析】
试题分析：如图所示，A点的拉力为FA，而物体在拉力F的作用下匀速直线运动，所以物体在水平方向上受到平衡力的作用，即摩擦力的大小等于FA，由于有两股绳子拉动物体，所以拉力F的大小等于FA的一半，而F移动距离是物体移动距离的2倍，根据机械效率公式η=W有/W总=(FA×S)/(F×2S)=FA/2F；故答案选C。
3. 【山东省滨州市2015中考物理试 ( http: / / www.21cnjy.com )题】如图所示，如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）
A．绳子自由端被拉下3m
B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W
D． 滑轮组的机械效率是60%
【答案】B
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4. 【江苏省泰州市2015年初中毕业 、升学统一考试】（7分）质量为20kg、底面积100cm2的物体静止在水平地面上．用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
【答案】（1）2×104pa；（2）150W；（3）80％
【解析】
试题分析：（1）提升前，物体静止在水平地面上，物体对地面的压力大小等于其重力大小，即F=G=mg=20kg×10N/kg=200N；物体的底面积等于100cm2；即物体对水平面的压力的受力面积S=100cm2=10-2m2；故物体静止在水平地面上时对地面的压强p=F/S=200N/10-2m2=2×104pa；（2）不计绳重及摩擦时，绳子股数为2，则F=（G物+G动）/2=（200N+50N）/2=125N；物体上升的速度v=S/t=3m/5s=0.6m/s；滑轮组有两股绳子，所以绳子自由端运动速度v’=2v=2×0.6m/s=1.2m/s；拉力F的功率P=W/t=FS/t=Fv=125N×1.2m/s=150W；（3）滑轮组的机械效率η=W有/W总；不计绳重及摩擦时，W有=G物h；W总=（G物+G动）h；故η= G物h/（G物+G动）h= G物/（G物+G动）=200N/(200N+50N)=80％。
5. 【四川省广安市2015年中考物理 ( http: / / www.21cnjy.com )试题】如图所示，小明用滑轮组提升重为640N的物体A，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，已知小明自身的重为600N，动滑轮重为120N，不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，求：（g取l0N/kg）
(1)物体A密度为多少？
(2)小明对绳子竖直向下的拉力大小为多少？
(3)小明对地面的压力大小为多少？
【答案】（1）8×103kg/m3 （2）340N （3） 260N
【解析】
试题分析：（1）当物体A完全在水面下受浮力为80N，由阿基米德原理得
，
A的密度为；
（2）以A为研究对象，受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力，竖直向上的拉力FA=G-F浮=640N-80N=560N；
以动滑轮为研究对象，受到自身重力， ( http: / / www.21cnjy.com )A对它竖直向下拉力，两段绳子对它的竖直向上的拉力2F上=G滑+FA’=120N+560N=680N，则一段绳子的拉力F上=340N，则小明对绳子竖直向下的拉力为340N。
（3）以小明为研究对象受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力，地面的支持力，支持力F支=G-F上=600N-340N=260N，小明对地面的压力与地面对他的支持力是一对相互作用力，大小相等为260N。
图20
G
F
图20
G
F