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滑轮 专题
基础训练
一、单选题（共20题；共30分）
1.如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（ ）
A.定滑轮，可省力???????????B.动滑轮，可省力
C.定滑轮，可改变力的方向???????D.动滑轮，可改变力的方向
第1题图 第3题图 第4题图
2.在图中所示的简单机械中，忽略机械自重和摩擦，当提起相同重物时，最省力的是（ ）
A. ? B. C. D.
3.小明利用如图所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A.F1＝F2＜F3?????B.F1＜F2＜F3?????C.F1＞F2＞F3????D.F1＝F2＝F3
4.如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动．如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2， 拉物体匀速向右运动1m．若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（ ）
A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W
B.物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=10N
C.物体向右运动时，拉力F2=10N
D.物体向右运动时，拉力F2所做的功W=40J
5.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ）
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D.将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
第5题图 第6题图 第7题图
6.如图所示，不计摩擦，把重G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N，则关于该动滑轮的说法中错误的是（ ）???
A.动滑轮重4 N??????????????B.使用该动滑轮要费距离
C.该动滑轮的机械效率为80%????????D.提升物体的速度越快，机械效率越高
7.如图所示，动滑轮重2N，弹簧秤的示数为10N，则拉力F和物体的重为（ ）
A.20N，18N?? ??B.10N，18N??? ??C.18N，10N??????D.20N，20N
8.有一位举重运动员，他的体重为600N，他最多能举起800N的杠铃，这位运动员运用一个定滑轮提升一个重物时（ ）
A.最多能提起600N的重物?????????? B.最多能提起800N的重物
C.最多能提起大于600N，小于800N的重物???? D.最多能提起1400N的重物
9.使用滑轮组可以达到的目的是（ ）
A.省力而且一定能改变力的方向?????????B.省力但不可能改变力的方向
C.省力而且能省距离??????????????D.能省力而且也可以改变力的方向
10.如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（ ）
A.a下降?????B.a上升?????C.仍保持平衡?????D.条件不足，不能判断
第10题图 第11题图 第12题图 第13题图
11.如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A.拉力 F1小于拉力 F2?????????? B.甲绳子自由端移动速度小于乙绳的??
C.甲、乙两滑轮组均属于费力的机械???? D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
12.如图所示，A、B两物体的重力均为18N，使用同一滑轮的甲、乙两种装置匀速提升2m，已知滑轮重为2N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则（ ）
A.拉力F甲=10N???????? B.拉力F甲、F乙作用点移动的距离相等
C.拉力F甲做的功比F乙做的功少?D.装置甲、乙的实质都是杠杆，其支点都在轴心（小黑点）上
13.如图所示，整个装置处于静止状态，重力和摩擦不计。弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是（ ）
A.A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数??B.3FA=2FB=FC
C.6FA=3FB=2FC??????????? D.B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数
14.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体A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A与地面间的摩擦力为5牛?????
B.物体A与地面间的摩擦力为20牛
C.水平拉力F做功的功率为10瓦?????
D.1秒内重力对物体A做功为10焦
15.图示滑轮组，在2s内将物重G为1000N的物体沿水平方向匀速移动0.8m，所用水平拉力F为300N，物体受到水平地面的摩擦力f为物重G的0.4倍。在此过程中，说法正确的是（ ）
A.绳子自由端沿水平方向移动的速度为l.2m／s???B.物体受到的拉力为600N
C.拉力F的功率为120W????????????? D.滑轮组的机械效率为66.7％
第15题图 第16题图 第17题图 第18题图
16.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。当用竖直向下4牛的力F1拉重为2牛的物体A时，使物体B以0.2米/秒的速度匀速向右运动。若只用水平向左的力F2拉物体B时，使物体A以0.3米/秒速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A.物体B受到的摩擦力为8牛?????????B.拉力F2大小为10牛
C.拉力F2的功率为2.4瓦???????????D.拉力F1的功率为1.2瓦
17.如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（ ）
A.滑轮A、B、C都是定滑轮? ?B.F1=G???C.滑轮 A、 C的作用相同???D.F118.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A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
19.用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N。则（ ）
A.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙?? B.手的拉力：F甲C.手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲<η乙?? D.手的拉力：F甲>F乙；机械效率：η甲＞η乙
第19题图 第20题图 第21题图
20.如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A.F1二、填空题（共6题；共14分）
21.如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案?________（选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以?________．（不计机械的自重及摩擦）
22.如图所示，物体A重200N，滑轮重10N，绳和测力计重及摩擦不计，弹簧秤示数为60N，物体B的重为________N；若物体B匀速向上运动的速度为0.2m/s，则人做功的功率为________W。
第22题图 第23题图 第24题图 第25题图
23.如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑? 轮（不计绳及滑轮的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为6 N时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10 N时，弹簧测力计的读数为________N，小木块的运动状态为________。
24.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180N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为________N，方向________。物体B的重力为________N（滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计）。
25.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。若滑轮重、绳重及滑轮摩擦均不计，5秒内拉力F做功为________焦，当拉力增大到8牛时，木块受到的摩擦力为________牛。
26.如图是吊运玻璃的真空吸盘装置。
（1）甲、乙、丙三个滑轮中，属于动滑轮的是________?。
（2）甲滑轮的作用是________?。
（3）某电动机的内阻为2欧姆，工作电流为2安，则工作20秒产生________焦热量。
三、实验探究题（共4题；共15分）
27.在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同(摩擦力可忽略不计)。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图(a)所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图(b)、(c)所示。各小组的实验数据记录在表格中。
（1）由所学知识我们知道：若不计绳重和摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，根据以上小组的实验，请求出他们所用动滑轮的重力为________N。
（2）分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的实验数据和相关条件，得出的初步结论是________。
（3）如果家里安装日光灯，你认为更合理的为________图(填“甲”或“乙”)。
28.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，照图乙操作，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________?（“变大”、“变小”或“不变”）,其理由是________。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，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________。 请给出一条减小此差异的建议________。
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
第28题图 第29题图 第30题图
29.滑轮组不但可以省力，而且可以改变力的方向，那么使用滑轮组时，拉力的大小究竟跟什么因素有关呢?某科学兴趣小组同学开展了如下实验探究：
实验步骤：
⑴用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重G。
⑵按如图甲所示的方式匀速拉动绳子，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。
⑶按如图乙所示的方式匀速拉动绳子，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的读数F2。
实验 ?▲?? 称重绳子股数 弹簧测力计的拉力（牛）
甲
乙
请回答下列问题：
（1）表格中▲的内容是________。
（2）该小组同学探究的是拉力大小跟________因素是否有关。
（3）做甲实验前，某同学将滑轮组按照图丙所示放置绕绳，你认为是否可行，并说出理由
________________________________________________________________________________
30.某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重（N） 物体上升的高度（m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，________?；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，________?；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度________ ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率________（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与________?有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的________不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了________?它的机械效率．
四、解答题（共6题；共41分）
31.如图所示，小金想利用滑轮组用最省力的绳子绕法水平匀速拉动物体A。若地面对A的摩擦力与A的重力的比值为n，A的比热为c，A的温度上升t。（为计算方便，假设摩擦产生的热都被A吸收）
（1）在答题卷的图中画出滑轮组上绳子的绕法。
（2）在用绳子水平匀速拉动物体A的过程中，若不计绳子与滑轮之间的摩擦和自重，拉力做的功________物体A克服摩擦做的功（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）已知物体受到的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能，试推导绳子末端移动的距离S________（请写出推导过程，所得结果用字母表示）。
32.如图甲为在电动机带动下用滑轮组把质量为2.8t的重物拉上深井，绳子的重力及轮轴之间摩擦不计．设在整个拉出过程中，重物的运动可看成匀速直线运动，速度为0.5m/s，移动的距离为4m；此时电动机的电源电压为380V，电流为50A，电动机提供的拉力F为104N；求这个过程中：
（1）滑轮组对重物所做的功；
（2）电动机消耗的电能；
（3）如按图乙的方法将重物匀速竖直拉升，则电动机应提供多大拉力．
33.如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率η为75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg）。
（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的________图。
（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面积为2．5×10-3m2， 物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力。
（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度。
34.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍．求：
（1）货箱的重力是多少？
（2）拉力F的功率是多少？
（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？
（4）此滑轮组的机械效率是多少？
35.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼.每改运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如同乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N／kg。
（1）若某次运送建材的质量为40 kg.求此时的拉力是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的托力为200 N，拉力做功的功率是多大？
（3）当滑轮组的机械效率为60％时，运送建材的重力是多大？
36.用如图所示的滑轮组从15m深的水底提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2．5×103kg/m3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，问物体以0．2m/s的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断?（取g=10N/kg）
参考答案
一、单选题
1. C
【解析】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。
2.A
【解析】A、此图中，动力臂是阻力臂的3倍，所以动力F=G；
B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；
C、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；
D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=G．
由以上可知：忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦，当提起相同重物时，最省力的是A．
3.D
【解析】由题图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，因为物体A匀速运动，所以F1、F2、F3都与物体A受到的地面的摩擦力大小相等，所以三种拉法所用拉力一样大。
4.D
【解析】A.甲图中，自由端的速度v=nv'=2×3m/s=6m/s；
那么拉力F1的功率为：P=Fv=10N×6m/s=60W，故A错误；
B.根据甲图可知，物体受到的摩擦力；当物体向右运动时，它受到的摩擦力不变，还是20N，故B错误；
C.当物体向右运动时，它所受力的关系为：2F1+f=2F2 ， 即：2×10N+20N=2×F2 ， 解得：F2=20N，故C错误；
D.当物体向右运动时，拉力F2移动的距离为：s=ns'=2×1m=2m，做的功为：W=F2s=20N×2m=40m，故D正确。
5.C
【解析】A.下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故A错误；
B.因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的2倍，故B错误；
C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故C正确；
D.将配重提升相同高度，直接做的功为W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G动）h，因此二者不同，故D错误。
6.D
【解析】A.动滑轮的重力为：G动=2F-G=2×10N-16N=4N，故A正确不合题意；
B.使用该动滑轮要费距离，故B正确不合题意；
C.动滑轮的机械效率为： ， 故C正确不合题意；
D.滑轮组的机械效率与物体重力和动滑轮的重力有关，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
7. B
【解析】因为拉力F和弹簧测力计连接在同一根绳子上，因此二者大小相等，即F=10N；
动滑轮受到向下的重力和物体的重力，向上受到两个拉力，因此：2F=G+G物；
那么物体的重力G物=2F-G=2×10N-2N=18N。
8. A
【解析】绳子上的拉力由人产生，而人能产生的最大拉力等于人的体重，即F=G人；由于定滑轮不省力不费力，因此定滑轮能提升的重物最大等于人的体重，即600N。
9.D
【解析】使用滑轮组时，既能省力也可以改变力的方向，故D正确，而A、B、C错误。
10.B
【解析】设一个钩码的重力为G，
那么绳子的自由端产生的拉力为：；
因为F 所以自由端的钩码下降，a钩码上升。
11.B
【解析】甲图中承担重力的绳子有2段，乙图中承担重力的绳子有3段。
A.根据可知，拉力 ， 拉力 ， 所以F1>F2， 故A错误；
B.甲乙两个物体在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度，根据 可知，它们的速度相同；那么甲绳子自由端移动的速度就是v甲=2v'，乙绳子自由端移动的速度是v乙=3v'，因此甲的移动速度小，故B正确；
C.因为甲、乙自由端的拉力都小于物体重力，所以两个滑轮组都是省力的机械，故C错误；
D.甲绳子自由端移动的距离：s甲=2s，乙绳子自由端移动的距离s乙=3s，因此甲绳子自由端移动的距离小于乙绳子自由端移动的距离，故D错误。
12.C
【解析】A.甲图中承担重物的绳子1条，那么；
乙图中承担重物的绳子2条，那么， 故A错误；
B.拉力F甲移动的距离s甲=n甲h=1×2m=2m；
拉力F乙移动的距离s乙=n乙h=2×2m=4m；故乙错误；
C.拉力F甲作的功：W甲=F甲s甲=18N×1m=18J；
拉力F乙作的功：W乙=F乙s乙=10N×2m=20J；故C正确；
D.定滑轮的支点在轴心上，动滑轮的支点在滑轮的一侧边缘上，故D错误。
13. C
【解析】A、弹簧秤A处于静止状态，那么它受到墙壁的拉力与绳子的拉力相互平衡，二者大小相等；A对墙壁的拉力与墙壁对A的拉力是相互作用力，二者大小相等，因此A弹簧秤对墙壁的拉力等于A弹簧秤的示数，故A错误；
BC、小滑轮受到向左的拉力FB， 向右的两个拉力FA， 根据平衡原理可知：FB=2FA， 那么3FB=6FA；大滑轮受到向左的拉力FA共3个，向右的拉力FC， 根据平衡原理可知：FC=3FA， 那么2FC=6FA；因此 ， 故B错误，C正确；
D、弹簧秤B处于静止状态，那么它受到墙壁的拉力与绳子的拉力相互平衡，二者大小相等；B对墙壁的拉力与墙壁对B的拉力是相互作用力，二者大小相等，因此B弹簧秤对墙壁的拉力等于B弹簧秤的示数，故D错误。
14.C
【解析】AB、因为A做匀速直线运动，所以它受到的摩擦力与绳子的拉力相等，即f=10N，故A，B错误；
C、水平拉力F=2f=2×10N=20N；
水平拉力移动的速度；
拉力F的功率为：P=Fv=20N×0.5m/s=10W，故C正确；
D、物体在水平面上运动，在重力方向上通过距离为0，因此重力做功为0J，故D错误。
15. D
【解析】A.物体的移动速度为：;
那么绳子自由端移动的速度为：v=nv'=2×0.4m/s=0.8m/s，故A错误；
B.物体受到的摩擦力f=0.4G=0.4×1000N=400N；
那么物体受到的拉力F'=f=400N，故B错误；
C.拉力F的功率为：P=Fv=300N×0.8m/s=240W，故C错误；
D.滑轮组的机械效率， 故D正确。
16.C
【解析】A.当物体B水平向右做匀速直线运动时，动滑轮受到平衡力，
那么物体B对动滑轮的拉力：F=n(GA+F1)=3×(2N+4N)=18N；
因为物体B做匀速直线运动，
所以它受到的摩擦力f=F=18N，故A错误；
B.当物体B向左做匀速直线运动时，
它受到动滑轮的拉力F=nGA=3×2N=6N；
那么拉力F2=F+f=6N+18N=24N，故B错误；
C.拉力F2移动的速度;
拉力F2的功率为：P2=F2v=24N×0.1m/s=2.4W，故C正确；
D.拉力F1移动的速度为：；
拉力F1功率为：P1=F1v’=4N×0.6m/s=2.4W，故D错误。
17. C
【解析】AC、当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确；
BD、因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1， 向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2，故B、D错误。
18. D
【解析】A.物体B处于静止状态，那么物体A对B的摩擦力fB等于测力计的示数，即fB=2N，故B正确不合题意；
B.滑轮处于平衡状态，绳子对A的拉力为：；
以A为对象进行受力分析，那么地面对A的摩擦力为：f地=F'-fB=5N-2N=3N，故A正确不合题意；
C.物体A的移动速度0.2m/s，那么滑轮的移动速度为： ， 故C正确不合题意；
D.拉力F的功率为：P=Fv=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意。
19.B
【解析】甲图中承担重物的绳子有2条，那么自由端的拉力：；
乙图中承担重物的绳子有1条，那么自由端的拉力：；
因此F甲＜F乙；
如果忽略摩擦，那么甲图中机械效率：;
乙图中机械效率为100%，因此 η甲<η乙 。
20.D
【解析】A、由图可知拉力 F1的力臂l1小于拉力F2的力臂l2， 根据杠杆的平衡条件可知 F1＞F2 ，故A错误；
B、只有不计动滑轮重时， F2=1/2G，故B错误；
C、由于OA与拉力 F1不垂直，所以OA不是拉力 F1的力臂，故C错误；
D、该动滑轮拉力 F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍，故D正确。
二、填空题
21.甲；省力
【解析】（1）从图甲中可以看出，该装置固定端在海滩上，相对应于直接拉船要省一半的力，因此该装置的优点是省力，缺点是费距离．
（2）从图乙中可以看出，该装置相对应直接拉船要费力，因此该装置的优点是省距离，缺点是费力；
由此可知：甲方案设计合理，省力，固定端也便于固定．
22. 25；6
【解析】（1）动滑轮处于平衡状态，那么绳子的拉力为：;
物体B处于匀速直线运动状态，那么物体B的重力为：GB=F=25N；
（2）手的移动速度为：；
那么人做功的功率为：P=Fv=60N×0.1m/s=6W。
23. 12N；静止
【解析】由图可知，该滑轮是动滑轮，且动滑轮上有两段绳子，F=6N，所以拉力通过滑轮作用在木板上的力是拉力的2倍，即为：12N，而地面光滑，地面与木板之间不存在摩擦力，故12N的力是小木块与木板之间的摩擦力，则弹簧测力计的示数为12N；
当拉力增大到10N，则木板受到的力是20N，而木块和木板之间的滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关，而这些都没有改变，所以木块受到的摩擦力不变，故小木块的运动状态不会改变，依然静止。
24. 90；水平向右；45
【解析】 物体A在物体B的重力作用下向右做匀速直线运动，这时A受到的摩擦力等于动滑轮的拉力，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
180N=2f
f=F动=90N
动滑轮上有2段绳子承担拉力，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；
那么 ， 且方向向右。
25. 10；10
【解析】由图可知，该机械是动滑轮，即省力废距离；s=vt=0.2m/s×5s×2=2m；w=Fs=5N×2m=10J；当F=5N时，物体是匀速运动，即处于二力平衡状态，木块受到滑轮向右的拉力5N×2=10N，则木块受到的向左的摩擦力为10N，当拉力增大时，木块受到的摩擦力不变，摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，依然为10N.
26.（1）丙
（2）改变力的方向
（3）160
【解析】（1）甲、乙两个滑轮固定在吊架上，不随物体上下移动，是定滑轮；丙滑轮根据物体上下移动，是动滑轮；
（2）甲滑轮的作用是：改变力的方向；
（3）电动机工作20s产生的热量为：Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×20s=160J。
三、实验探究题
27.（1）0.2
（2）拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大
（3）甲
【解析】（1）根据动滑轮的省力特点，并利用甲小组实验序号1的实验数据可知，F= ， 解得：G动=0.6N2-1N=0.2N；
（2）分析比较实验序号1、4、7的实验数据和相关条件可知，拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大；
（3）为了减小拉力，家里安装日光灯选择甲更合理。
28.（1）变小；忽略了测力计的重力
（2）动滑轮本身有重力；将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里;换用质量更小的动滑轮等，合理即可
【解析】（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，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，其理由是：忽略了测力计的重力。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，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：动滑轮本身有重力。 请给出一条减小此差异的建议：换用质量更小的动滑轮。
29.（1）钩码和动滑轮的总重G
（2）承重绳子股数
（3）不可以，这样会导致绳子之间会相互缠绕，增大摩擦力
【解析】（1）步骤（1）中可知，▲代表钩码和滑轮的总重G；
（2）从甲乙两图可以看出，钩码和动滑轮的总重量保持不变，只是承重绳子股数不同，因此该小组同学探究的是拉力大小跟承重绳子股数因素是否有关；
（3）如果按照图丙放置绕绳，这样不可以，因为这样会导致绳子之间会相互缠绕，增大摩擦力。
30.（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【解析】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
四、解答题
31.（1）
（2）等于
（3）克服摩擦做功，转化为内能的大小为W=fs=nGS=nmgs①
由热传递公式知，Q=cm △t=cmt②
由于不计热量损失，①=②，即
nmgs=cmt，化简得s=ct/ng，由于该滑轮组的绳子段数为3段，绳子拉动的距离应为物体移动距离的3倍。即S=3s=3ct/ng
【解析】（1）当动滑轮只有一个时，将绳子系在动滑轮上时，绳子有3段，这时最省力，如下图：
（2）物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，物体受到的摩擦力和拉力相等，即f=F；因为二者移动的距离s相等，根据公式W=Fs可知，二者做的功大小相等；
（3） 克服摩擦做功，转化为内能的大小为W=fs=nGS=nmgs? ①?
由热传递公式知，Q=cm △t=cmt? ? ② ?
由于不计热量损失，①=②，
即 nmgs=cmt，
化简得s=ct/ng，
由于该滑轮组的绳子段数为3段，绳子拉动的距离应为物体移动距离的3倍。即s'=3s=3ct/ng。
32.（1）解： 重物受到的重力：G=mg=2.8×103kg×10N/kg=2.8×104N，
滑轮组对重物所做的功：W=Gh=2.8×104N×4m=1.12×105J
（2）解： 由可得，物体上升4m所用的时间：
，
电动机消耗的电能：
W电=UIt=380V×50A×8s=1.52×105J；
（3）甲图中承担重力的绳子有3段，
那么物体和动滑轮的总重力：nF=G总=3×104N；
乙图中承担重力的绳子有2段，
那么电动机提供的动力为：。
【解析】（1）首先根据 G=mg 计算出重物的重力，然后根据 W=Gh 计算滑轮组对重物所做的功；
（2）首先根据计算出电动机工作的时间，然后根据 W电=UIt?计算电动机消耗的电能；
（3）首先根据甲图，利用nF=G总计算出物体和动滑轮的总重力，然后再根据乙图利用计算出电动机提供的拉力。
33.（1）A
（2）当物体完全露出水面时，动滑轮的重力：G动=3F-G物=3×400N-900N=300N；
人的体重为：G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；
此时人对地面的压力：F压=G人-F=600N-400N=200N；
人对地面压力的增大量为：△F=△pS= 4×104Pa × 2．5×10-3m2 =100N；
所以物体完全浸没时人对地面的压力为：F压'=F压+△F=200N+100N=300N；
此时人对绳子的拉力F'=G人-F压'=600N-300N=300N；
那么此时物体受到的浮力为：F浮力=G+G动-3F'=900N+300N-3×300N=300N。
（3）自由端绳子移动的速度：;
此时物体上升的速度为：。
【解析】（1）根据公式计算承担重物绳子的段数，然后进行判断；
（2）先根据计算出动滑轮的重力，然后根据：F压=G人-F计算出完全露出水面时人对地面的压力；接下来根据△F=△pS计算出人对地面压力的变化量，再根据F压'=F压+△F计算出物体完全浸没时人对地面的压力；接下来根据F'=G人-F压'计算出这时绳子上的拉力，最后根据计算浮力即可；
（3）首先根据P=Fv计算出自由端绳子移动的距离，再根据v=3V物计算物体上升的速度。
34.（1）解：货箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；
答：货箱所受重力为600N；
（2）解：滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力的功率是P=Fv绳=50N×0.3m/s=15W；
答：拉力F做功的功率是15W；
（3）解：f=0.2G=0.2×600N=120N；
由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，
克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J；
答：货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是720J；
（4）解：1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=3×6m=18m，
W总=Fs绳=50N×18m=900J，
η=×100%=×100%=80%
答：该滑轮组的机械效率是80%．
【解析】（1）已知物体的质量，利用G=mg计算物质重力；
（2）已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P=FV可求拉力的功率；
（3）水平使用滑轮组，拉力克服摩擦力做功，用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功，即克服摩擦做功；
（4）用拉力乘以拉力移动距离计算总功，然后用有用功除以总功计算机械效率．
35.（1）建材的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N；
根据得到：
F=400N；
（2）拉力移动的距离：s=nh=2×12m=24m；
拉力做的功：W=Fs=200N×24m=4800J；
拉力的功率：；
（3）当建材质量为40kg时，
动滑轮的重力为：G动=nF-G=2×400N-400N=400N；
当机械效率为60%时，
根据得到：
；
G'=600N。
【解析】（1）首先根据G=mg计算出建材的重力，然后根据计算拉力；
（2）首先根据s=nh计算出拉力移动的距离，然后根据W=Fs计算出拉力做的功，最后根据计算拉力做功的功率；
（3）当建材质量为40kg时，根据计算出动滑轮的重力；当机械效率为60%时，根据计算建材的重力。
36.解：物体质量m=ρv=2.5×103kg/m3×200×10-4m2×2m=100kg，故物体重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N，求得绳子被拉断时物体所受的浮力F浮=G-T=1000N-2×350N=300N，故绳子被拉断时物体排开水的体积V排= =0.03m2 ， 由此可知绳子被拉断时物体浸入水中的长度h= =1.5m，故物体上升的高度L=H-h=15m-1.5m=13.5m，综上可求得绳子被拉断时所用的时间t= =67.5s。
【解析】首先根据 计算出物体的重力，然后根据 F 浮 =G-T计算出绳子被拉断时物体受到的浮力，接下来借助阿基米德原理计算出这时物体排开水的体积；利用 计算出物体这时进入水中的长度，那么物体上升的高度就是 L=H-h ，最后根据速度公式 计算即可。
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滑轮 专题
培优训练
一、单选题（共10题；共20分）
1.如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是 (?? )
A.拉力F的大小为8N???B.拉力F的功率是14W
C.拉力F做的功是60J?? D.物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
第1题图 第2题图 第3题图
2.如图所示，光滑水平地面上有一块足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮(不计滑轮自重及轴心的摩擦)，木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。在绳端5 牛的水平拉力F的作用下，木板向右匀速运动了0.2米。下列分析正确的是 (?? )
A.小木块受到的摩擦力为20 牛???????B.弹簧测力计的示数为10 牛
C.该过程拉力做功为4焦????????? D.小木块相对地面做匀速直线运动
3.如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑组成的滑轮组提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s~2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是 (?? )
A.在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B.在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C.在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D.动滑轮重为100N
4.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是 (?? )
A.F2的功率为0.6W??????????? B.如果增大F2， 物体A可能向左运动
C.物体A和地面之间有摩擦力???????D.弹簧测力计读数为9N
第4题图 第5题图 第6题图
5.如图所示装置，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉住物体B，此时物体B保持静止。小明用竖直向下大小为2N的力F1拉重为1N物体A时，物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动；小明只用水平向左的拉力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计轮重、绳重和轴摩擦，则下列判断正确的是 (?? )
A.物体B受到的滑动摩擦力大小为6N?????
B.水平向左拉物体B时，拉力F2的大小为10N
C.水平向左拉物体B时，拉力F2功率为1.2W???????
D.用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率为0.4W
6.如图所示是汽车起重机，其中 A，B 组成滑轮组（结构如示意图），C 杆伸缩可改变吊臂的长短，D 杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O 为吊臂的转动轴。装在 E 里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H 为在车身外侧增加的支柱，F 为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是 (?? )
A.滑轮组中B滑轮用于改变力的方向? B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变小
C.当 D 杆伸长时力F的力臂将变小??D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大
7.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示)，分别将同一物体以相同速度提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，拉力分别为F1、F2， 拉力的功率分别为P1、P2，忽略绳重及摩擦，下列关系正确的是 (?? )
A.F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2????????B.F1＜F2 η1＝η2 P1＜P2
C.F1＞F2 η1＝η2 P1＞P2????????D.F1＞F2 η1＞η2 P1＝P2
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图
8.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， 则下列说法中正确的有 (?? )
A.滑轮移动的速度为 0.4m/s
B.绳子拉物体 A 的功率为 2W
C.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，弹簧测力计的示数仍为 3N
9.把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下而，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后 (?? )
A.A上升???????B.A下降 ???? ?C.B均静止??????D.无法判断
10.如图所示，货物G重280N，动滑轮重20N，为使杠杆平衡，则竖直向上的力F的大小为（杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计） (?? )
A.100N???????B.200N???????C.300N???????D.400N
二、填空题（共6题；共13分）
11.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10N，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为________N，拉力F的大小为________N．
第11题图 第12题图 第13题图
12.如图所示，在研究滑轮组时，测得A物体重为6N，当拉动甲测力计，使A以0．2m/s的速度匀速右移时，甲、乙测力计的示数分别为1．0N和2．4N。则拉动甲测力计的功率为________W，在匀速拉动4s时间内所做的额外功为________?J。
13.如图所示，物体A重200N，滑轮重10N，绳和测力计重及摩擦不计，弹簧秤示数为60N，物体B的重为________N；若物体B匀速向上运动的速度为0.2m/s，则人做功的功率为________W。
14.如图甲所示，某工人用滑轮组从水深为 H=5m 的井底匀速提起高为 2m 的圆柱体，圆柱体从刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升，这段时间中，工人做功与时间的关系如图乙所示（若不计摩擦和绳重及水的阻力）。
（1）工人做功的功率为________瓦。
（2）工人作用在绳子自由端的拉力为________牛。
第14题图 第15题图
15.如图，用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N 的物体A以0.4m/s 的速度在水平面上匀速运动,物体B重10N ,弹簧测力计的示数恒为5N (不计滑轮、测力计、绳子和重力,滑轮的转轴光滑)。物体A受到地面的摩擦力是________N，在2s内绳子对物体A做的功为________J。
16.如图，重100N 的物体，以 0.1 米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是 20N，则物体 A 受到的滑动摩擦力是________N。10 秒内绳子自由端通过的距离是________米。（不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦），拉力 F 做功的功率为________W。
第16题图 第17题图 第18题图
三、实验探究题（共2题；共13分）
17.物理实验要遵循实事求是的原则。小明同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中， 完成了如图所示的实验并记录了数据。
实验次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数F1/N 使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 1.15
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）在使用定滑轮时，测力计的示数总是小于物体的重力， 这与使用定滑轮不省力相矛盾，请仔细观察实验装置图， 分析造成这一现象的原因是________；
（2）在使用动滑轮提升物体时，测力计的示数也不等于物重的一半。小明猜想是由于动滑轮本身也有重力且绳子与滑轮之间有摩擦的缘故，你同意小明的猜想吗？________。如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，利用小明测得的数据可求出动滑轮的重力为________?N。
18.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2牛，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/牛 钩码上升的高度h/米 测力计示数F/牛 测力计移动距离s/米 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为________，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为________牛。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用________图做的。(填“a”“b”或“c”)
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率________。
（5）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
（6）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
四、解答题（共7题；共54分）
19.如图所示，工人师傅用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重为G物， 动滑轮的重为G动， 此装置的机械效率为η，工人的拉力为F，不计绳重和摩擦。
（1）请推导：F=
（2）如果动滑轮的自重为3N，该装置的机械效率为80％，工人的拉力所做的功为45J，求重物上升的高度。
20.新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重力是多少N？
21.为了将放置在水平地面上质量为10kg的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=500cm2 ， 不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
（1）重物放在水平地面上时，地面受到的压强是多少帕斯卡？
（2）1～3秒内物体的动能如何变化？________
（3）动滑轮的重力为________N
（4）在2～3s内，拉力F做功的功率是多少？
22.小明用如图甲所示的滑轮组拉一个重为 G=100牛的物体时，小明施加的拉力 F随时间变化关系如图乙所示，物体上升的速度 v 随时间变化的关系如图丙所示。已知吊篮质量为 m=2 千克，不计动滑轮重量和绳重，忽略绳与轮之间的摩擦。则：
（1）第 1 秒内地面对吊篮的支持力________牛；
（2）当物体被匀速拉动后，拉力 F 的功率是多少？
23.如图所示，一小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的重物，物重为1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面前、完全出水面后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，不计绳重、轮绳摩擦及水的阻力。试分析计算回答：
（1）滑轮组在此次打捞重物体现的特点有????? （选填）。
A.只省力??B.只改变力的方向??C.省力且改变力的方向??D.不省力、不改变力的方向
（2）动滑轮的重力为多少N?
（3）重物在出水面前，滑轮组的机械效率是多少?
（4）若重物在出面后上升的速度为0.6m/s，则牵引车的拉力功率为多少W?
24.如图所示，小明用滑轮组将重为500N的物体在10s内匀速提升了1.5m．每个滑轮的重相等，均为20N，不计绳重及摩擦．求：
（1）小明受到地面的摩擦力．
（2）小明做功的功率．
（3）滑轮组的机械效率．
25.如图甲所示，正方体A边长0．2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的 ；旁边浮体C的体积是0．1m3， 该同学站在浮体C上，C总体积的 浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0．05m/s保持不变，密闭容器D被提出水面后，将圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子，浮体C露出水面的体积减少总体积的 ；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg)，求：
（1）D完全露出水面时人拉绳的力的大小。
（2）圆柱体B的重力；
（3）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率（百分号前面保留整数）；
（4）圆柱体B的密度。
参考答案
一、单选题
1.B
【解析】A.动滑轮上有2段绳子承担重力，那么绳子上的拉力为：；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：；
当物体A向左做匀速直线运动时，拉力：， 故A错误；
B.拉力F的功率为：P=Fv=14N×1m/s=14W，故B正确；
C.拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J，故C错误；
D.滑轮B上升的速度为： ， 故D错误。
2. B
【解析】A.当木板做匀速直线运动时，它受到平衡力，那么它受到小木块施加的摩擦力为：，故A错误；
B.木块受到木板的摩擦力与木板受到木块的摩擦力是相互作用力，二者相等。当木块保持静止状态时，它受到的摩擦力与测力计的拉力平衡，即F拉=f=10N，故B正确；
C.拉力移动的距离为：s=ns'=2×0.2m=0.4m；
拉力做的功为：W=Fs=5N×0.4m=2J，故C错误；
D.小木块相对于地面位置没有发生变化，因此它是静止的，故D错误。
3. A
【解析】A.由丁图知，这段时间物体升高的高度h=0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，则拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正确；
B.由乙图知，在1～2s内对应的拉力F=500N，由丙图知这段时间物体运动的速度是1m/s，则拉力F做的的功率为：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B错误；
C.由乙图可知，在1s~3s时间内拉力是500N，由丙图可知，这段时间内物体的速度是1m/s，那么吊篮上升的高度为：h=vt=1m/s×2=2m，这段时间拉力做的功为：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，则在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+4000J=5100J；那么这段时间内拉力的功率为： ， 故C错误；
D.由题意知， ?即：①
解得：G=1800N；
1～2s内，拉动物体匀速上升，所以 ，
即：解得：G动=200N，故D错误。
4.B
【解析】A.动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么拉力F2移动的速度为：；
拉力F2的功率为： ， 故A正确不合题意；
B.物体A现在处于静止状态，受到的是平衡力。当拉力F2增大时，只会增大物体B的运动速度，而无法改变对A的摩擦力，因此物体A不会向左运动，故B错误符合题意；
C.动滑轮做匀速直线运动，那么物体B对它的拉力；
因为物体B处于静止状态，所以物体A对B的摩擦力；
根据相互作用力原理，物体A受到B的摩擦力也是6N且方向向左；
因为B处于静止状态，那么它受到平衡力；它受到向右的拉力4N，向左的B的摩擦力6N，要保持平衡，它必须受到地面的摩擦力2N且方向向右，故C正确不合题意；
D.定滑轮处于静止状态，那么它受到平衡力，即测力计的示数 ， 故D正确不合题意。?
5. C
【解析】A.动滑轮上承担拉力的绳子有3段，动滑轮对物体B的拉力为：F=3×(GA+F1)=3×（2N+1N）=9N；物体B处于平衡状态，那么动滑轮对的拉力F'=f=9N，故A错误；
B.当B向左匀速直线运动时，它处于平衡状态，动滑轮上绳子的拉力F''=3×GA=3×1N=3N；
那么物体B它受到的向左的拉力F2=f+F''=9N+3N=12N，故B错误；
C.水平向左拉物体B时的速度为： ；
拉力F2的功率为：P2=F2v=12N×0.1m/s=1.2W，故C正确；
D. 用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率 ：P1=F1v=2N×0.3m/s=0.6W，故D错误。
6.B
【解析】A.B滑轮是定滑轮，不省力不费力，只能改变力的方向，故A正确不合题意；
B.O点是支点，D杆对吊臂的支持力是动力，F是阻力；当C杆伸长时，F的阻力臂L2会变长，根据杠杆平衡条件可知，当阻力F和动力臂L1不变时，D杆对吊臂的支持力FD会增大，那么吊臂对D杆的压力也同时增大，故B错误符合题意；
C.设吊臂与水平方向的夹角是θ，根据三角函数的知识可知，F的力臂；当D杆伸长时，角θ增大，那么的值减小，即F的力臂L2不断减小，故C正确不合题意；
D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大，故D正确不合题意。
7.A
【解析】不计绳重及摩擦 , 动滑轮重相同，
（1）左图中二条绳子承担物重，右图中三条绳子承担物重，则
， ， 所以，；
（2）因为动滑轮重相同 , 提升的物体重和高度相同，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同 , 总功相同，由可知，滑轮组的机械效率相同，即；
（3）已知两滑轮组物体升高的高度相同 , 所用时间相同 , 所以绳子自由端移动的时间相同 ,
又知两滑轮组做的总功相同 ,
根据可知，两滑轮组的功率相同，即P1＝P2。
8. D
【解析】A.由图可知，F作用在动滑轮上，所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的 ，
因为物体A的移动速度为0.2m/s，
所以动滑轮的移动速度为 ， 故A错误；
B.由图可知，滑轮为动滑轮，由于动滑轮上有2段绳子，
所以物体A受到的拉力F'与拉力F的关系为：;
那么物体A受到的拉力为：;
绳子拉物体A的功率为：P'=F'v'=5N×0.2m/s=1W，故B错误；
C.B静止处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力f=F=3N，方向水平向右，故C错误；
D.滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度与压力大小有关；当拉力F增大到12N时，两个因素都不变，因此B受到的的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，仍为3N，故D正确。
9.B
【解析】B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。
10.B
【解析】物体和动滑轮由2段绳子承担，
∴杠杆A的力： ；
设杠杆的一个小格是L，
根据杠杆平衡条件得，FA×OA=F×OB，
150N×4L=F×3L，
∴F=200N。
二、填空题
11.10；20
【解析】物体A沿桌面做匀速直线运动，摩擦力大小等于弹簧测力计B的示数，为10N；拉力F作用在动滑轮的轴上，故其大小为摩擦力的2倍，即20N。
12.0.6；0.48
【解析】（1）甲测力计的速度v甲=3vA=3×0.2m/s=0.6m/s，所以拉动甲测力计的功率p= =F甲v甲=1.0N×0.6m/s=0.6W；
（2）滑轮与绳子间的摩擦力f=3F甲-F乙=3×1.0N-2.4N=0.6N，在匀速拉动4s时间内A移动的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，故其所做的额外功为W额=fs=0.6N×0.8m=0.48J。
13.25；6
【解析】（1）动滑轮处于平衡状态，那么绳子的拉力为：;
物体B处于匀速直线运动状态，那么物体B的重力为：GB=F=25N；
（2）手的移动速度为：；
那么人做功的功率为：P=Fv=60N×0.1m/s=6W。
14.（1）160
（2）400
【解析】（1）由乙图可知，做功与时间成正比；P=W/t=2400J/15s= 160W；故答案为：160；
（2）圆柱体从刚刚离开井底到刚好要露出水面前， 圆柱体高度为2m，故圆柱体重心升高的的距离为3m，由图可知，该机械为动滑轮，省力费距离，绳子的运动距离为6m，其拉力为：F=W/S=2400J/6m=400N；故答案为：400。
15. 7；9.6
【解析】以B为对象分析，B受到A给它向左的摩擦力fB和弹簧测力计向右的拉力F拉 ， 即：。
以动滑轮为对象分析，滑轮拉动物体A的绳子上的拉力为：；
以A为对象分析，A受到向左的拉力FA ， 向右的两个摩擦力：物体B对它的摩擦力fB ， 地面给它的摩擦力f地 ， 即： ， 那么地面对A的摩擦力：；
2s内物体A移动的距离：；
对物体A做的功为：。
16.40；2；4
【解析】物体A施加给动滑轮的拉力：；
物体A受到的滑动摩擦力为：；
绳子自由端的移动速度为：；
绳子自由端通过的距离为：；
拉力F做功的功率为：。
三、实验探究题
17.（1）弹簧测力计本身有重力
（2）同意；0.3
【解析】（1）观察实验装置图可知，定滑轮左边绳子的拉力等于钩码的重力，右边绳子的拉力等于弹簧测力计和人的拉力之和；而两个绳子上的拉力相等，所以测力计的示数会小于物体的重力，即造成这一现象的原因是：弹簧测力计本身有重力；
（2）动滑轮的重力赫尔绳子与滑轮之间的摩擦都会影响测力计的示数，所以我同意小明的猜想；
根据实验（1）得到，
那么动滑轮的重力：。
18.（1）匀速
（2）74%；1.4
（3）b；c
（4）增加物重；越低
（5）无关
（6）变小
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 , 这样测力计示数才等于拉力大小 ;
（2）第1次实验测得的滑轮组的机械效率 : ;
由得：；
（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系 , 第2次实验 , 考虑到钩码的重为6N , 是用b图做的 ; 第4次实验是用c图做的 ;
（4）由1、2次实验数据可以知道 : 使用同一滑轮组 , 物体越重 , 机械效率越高 ;
由1、3次实验数据可以知道 : 使用不同的滑轮组 , 提升相同的重物 , 动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重) , 滑轮组的机械效率越低；
（5）两次实验中的物体上升高度不同，但机械效率相同，所以，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（6）若在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，测出的拉力会偏大，根据可知，测出的机械效率会变小。
四、解答题
19.（1）解：用动滑轮提升物体，则s=2h，
拉力做的总功：W总=Fs，
不计摩擦和绳重，使用功滑轮做的额外功W额=G动h，
有用功W有=W总-W额=Fs-G动h，
则动滑轮的机械效率：
，
变形可得拉力的大小：
（2）解：由 得有用功：
W有用=η×W总=80％×45J=36J，
W额=W总-W有用=45J-36J=9J，
不计摩擦和绳重，使用动滑轮做的额外功W额=G动h，
则动滑轮上升高度：
=3m
因为使用滑轮组时，动滑轮和物体一起运动，
所以重物上升的高度为3m。
【解析】（1）使用滑轮组提升重物，克服物体动滑轮重力做额外功，即W 额 =G 动 h ；自由端的拉力做总功，即W 总 =Fs ，然后根据W 有 =W 总 -W 额 计算有用功，最后根据公式 进行简化推导即可；
（2）首先根据 计算出有用功，然后根据 W额=W总-W有用 计算出额外功，最后根据 W额=G动h 计算重物上升的高度。?
20.（1）解：使用滑轮组做的有用功：
W有用=Gh=2700N×2m=5400J
工人做的有用功是=5400J
（2）解：由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h，
使用滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，
滑轮组的机械效率：
答：该滑轮组的机械效率是=90%
（3）解：不计绳重和摩擦力，
绳子自由端拉力：
即：，
解得：G动=300N
答：动滑轮的总重力是300N
【解析】由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h．
（1）知道提升物体的高度和物重大小，利用W有用=Gh求出使用滑轮组做的有用功；
（2）利用s=4h求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W总=Fs求出总功，再利用求出该滑轮组的机械效率．
（3）不计绳重和摩擦，知道物重和拉力大小，根据?求动滑轮重
21.（1）解：F=G=mg=10kg×10N/kg=100N
p=F/S=100N/（500×10-4m2）=2000Pa
（2）1～2s内动能增加，2～3s内动能保持不变（先增大后保持不变）
（3）20N
（4）解： 2~3s内，自由端绳子移动的速度；
拉力F的功率为：。
【解析】（1）水平面上物体对地面的压力等于它自身的重力，即：F=G；已知压力和受力面积根据公式计算压强；
（2）当质量不变时，动能随速度的变化而变化；分析丙图，找到1~3s内物体速度的变化规律即可；
（3）根据丙图可知，物体在2~3s内做匀速直线运动；根据乙图可知，这时自由端的拉力是40N；已知自由端的拉力和物体重力根据公式计算动滑轮的重力即可；
（4）首先根据计算出2~3s内拉力移动的速度，然后根据公式计算拉力的功率。
22.（1）30
（2）p=Fv=40N×2.5m/s×3=300W
【解析】（1）根据乙图可知，第1s时小明的拉力是30N；
滑轮组上承担重力的绳子有3段，
那么动滑轮对吊篮的拉力为：；
地面对吊篮的支持力为：
（2）根据丙图可知，吊篮在2-3s内做匀速运动，此时速度为2.5m/s;根据乙图可知，此时拉力是40N；
那么拉力F的功率是：。
23.（1）C
（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
?? 绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
G动=300N
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
???? η= W有/ W总=450/750=60%
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
???? P=FV=500N×1.8m/s=900W
【解析】（1）滑轮组是既可以省力又可以改变方向的；故答案为：C;
（2）解：m=G/g=120kg，V=m/ρ=0.075m3 ，F浮=ρ水V排g=750N，
? ? ? ?? ? 绳拉重物的力为F1=G-F浮=1200N-750N=450N
?????????? 2（450+G动）/3=（1200+G动）/3
????????? G动=300N；
（3）解：W有=F1S=450h，W总=（450+300）h
?????????? η= W有/ W总=450/750=60%；
（4）解：F车拉=(1200N+300N)/3=500N，V=3×0.6m/s=1.8m/s
?????????? P=FV=500N×1.8m/s=900W。
24.（1）解：以下面动滑轮为研究对象可得，F1的大小：
F1=（G物+G动）=×（500N+20N）=260N，
以上面动滑轮为研究对象，F2的大小：
F2=（F1+G动）=×（260N+20N）=140N，
因小明受向左的绳子拉力F2和地面的摩擦力f而处于静止状态，
所以，f=F2=140N；
（2）以下面动滑轮为研究对象，则F1段绳子运动的距离：
s1=2h=2×1.5m=3m，
以上面动滑轮为研究对象，则F2段绳子运动的距离：
s2=2s1=2×3m=6m，
小明做功的功率：
P====84W；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈89.3%．
【解析】（1）以下面动滑轮为研究对象，利用F=（G物+G动）求出F1的大小，以上面动滑轮为研究对象，利用F=（F1+G动）求出F2的大小，小明受向左的绳子拉力F2和地面的摩擦力f而处于静止状态，利用二力平衡条件求出小明受到地面的摩擦力；
（2）以下面动滑轮为研究对象，利用s=2h求出拉力为F1段绳子运动的距离，以上面动滑轮为研究对象，再根据s=2h求出拉力为F2段绳子运动的距离，利用P==求出小明做功的功率；
（3）根据η=×100%=×100%求出滑轮组的机械效率．
25. （1）解：由图象可知，当密闭容器D完全露出水面时，F1的功率P1=12W，故F1= =80N；
（2）解：将B放在C上，放开手后，显然有GB+F1=ρ水g` VC， 得GB=ρ水g` VC–F1=1×103×10× ×0.1-80=200N
（3）解：滑轮组提升重物B的机械效率η= ×100%= ×100%= ×100%=300×100%~83%
（4）解：由图可知F= （GB+GD+G轮），且D未出水面时的功率P2=6W，拉力F2= =40N；又有F2= （GB+GD+G轮-F浮），则得F浮=GB+GD+G轮-3F2=200N+40N-3×40N=120N，由F浮=ρ水g·VD得，VD= =0.012m3， 故VB= VD=0.04m3，则ρB= =5×103kg/m3。
【解析】当D完全浸没在水中时，排开水的体积不变，浮力不变，根据F=G-F浮可知，绳子上的拉力不变，根据公式P=Fv可知，这时功率不变；当物体开始露出水面时，浮力逐渐减小，绳子上的拉力逐渐增大，功率也逐渐增大；当物体完全出水后，不受浮力，这时拉力F不变，这时功率也不变。
（1）根据乙图确定D完全出水后人的拉力，然后根据v=3v'计算出人拉绳子的速度，最后根据 计算人拉绳子的拉力；
（2）当将B放在C上时，人的拉力就会减少，那么C上的压力量等于人原来的拉力F1与B的重力之和，这正是C露出水面体积变化的原因，即△F浮=△G，也就是 ， 据此计算B的重力；
（3）密闭容器D离开水面时，可根据计算提升重物的机械效率；
（4）当D完全出水后，自由端的拉力F1=80N，根据可计算出它们三者的总重力；当D没有出水面时功率为6W，拉力的速度为v=3v'，根据 计算出这时自由端人的拉力，然后再根据 计算出物体D受到的浮力，再根据阿基米德原理计算出D的体积；接下来根据 VB= VD 计算出B的体积，最后根据公式 计算密度即可。?
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