14.滑轮极限挑战（含答案及解析）
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14.滑轮极限挑战
一．选择题（共4小题）
1．关于下列现象，解释正确的是（ ）
A．矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹是为了减小摩擦 B．用起子开啤酒瓶盖，是为了省距离
C．饮料吸管的一端剪成斜的，是为了增大压力
D．学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮
2．如图所示的装置中，最省力的是（ ）
A．B． C． D．
3．如图所示装置，绳子的一_?????????????°§?§¤_接地，绳子的另一端挂着物体G．当用力F匀速提起滑轮（滑轮和绳子的重力及摩擦不计），弹簧秤示数为10牛，则物体重力G与力F的大小应为（ ）21教育网
A．G＝10牛，F＝10牛 B．G＝10牛，F＝20牛
C．G＝5牛，F＝5牛 D．G＝20牛，F＝10牛
4．小明利用如图所示_???è??????????????_轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则有关绳端移动距离s、绳端拉力F、悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是（ ）
A．s＝3m，F＝2N，F′＝7N B．s＝3m，F＝1.7N，F′＝5N
C．s＝2m，F＝3N，F′＝10N D．s＝2m，F＝2.5N．F′＝7.5N
二．填空题（共4小题）
5．如图所示，_????????¨?°???????_力F的作用下做匀速直线运动，5s内移动1.5m．若物体与地面间的滑动摩擦力为30N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，则拉力的功率是 W。www.21-cn-jy.com
6．学校升旗仪式上，当_??????????????????_下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它的作用是改变 ，它 （填“能”或“不能”）省功。2·1·c·n·j·y
7．如图所示，物_???A???20c_m/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，水平拉力F＝ N，拉力的功率为 w．（滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计）
8．一位初中学生的质量约 ____???kg_．用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩擦，图甲中人的拉力F1 图乙中人的拉力F2（填“大于”、“等于”或“小于”）。【来源：21·世纪·教育·网】
三．计算题（共4小题）
9．工人利用如图所示的滑轮在10s内将重450N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N；求：
（1）绳子自由端移动的速度为多少？
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，拉力应为多大？
10．小康站在水平地面上要提起重1200N的物体，但是他的最大拉力只有500N。
（1）他最好选择图中哪个滑轮组？（2）请在所选的图中画出正确绕绳方法。
（3）如果程跃的实际拉力是450N，不计绳重和摩擦，则所用动滑轮的质量是多少？
11．某人用如图所示的滑轮组匀_é????????500_N的重物，所用的拉力F为300N，物体在5s时间内被提升了2m，（不计摩擦和绳重）．在此过程中，求：【出处：21教育名师】
（1）滑轮组中动滑轮的重；（2）拉力F所做的功的功率。
12．如图是_?????????è?????é??_健身器示意图。配重A的底面积为5×10﹣2m2，放在地面上对地面的压强P0为2×104Pa．B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH＝3：5．小成受到的重力为500N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强P1为8×103 Pa．小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为6×103Pa．已知F1：F2＝18：17，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。求：【版权所有：21教育】
（1）配重A受到的重力GA；
（2）拉力T1；
（3）动滑轮D受到的重力G。
四．解答题（共3小题）
13．（1）画出图1中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图。
（2）如图2，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L。
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线。
（4）如图4所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。21*cnjy*com
14．小明用如图所示的健身装置来锻炼腿部和手臂的肌肉。使用时，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳，使总重为G的物体匀速上升，若每个滑轮重，则FB＝ ；当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳，仍使该重物匀速上升，则FA＝ 。（不考虑绳重和摩擦）
15．如图所示，用滑轮组从H＝1_5?±??·±????°????_匀速提起底面积为0.02m2、高2米的实心圆柱体。该物体的物质密度是2.5×103千克/米3．如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1为400牛。若不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10牛/千克。求：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过多长时间绳子被拉断？（设绳子被拉断时，物体浸在水中的高度为h′）
滑轮极限挑战
参考答案与试题解析
一．选择题（共4小题）
1．关于下列现象，解释正确的是（ ）
A．矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹是为了减小摩擦 B．用起子开啤酒瓶盖，是为了省距离
C．饮料吸管的一端剪成斜的，是为了增大压力 D．学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮
【分析】根据定滑轮、影响摩擦力的因素、杠杆的原理、压强的知识分析。
【解答】A、矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故A错误。
B、用瓶盖起子开啤酒瓶盖，是动力臂大于阻力臂的杠杆，是省力杠杆，费距离。故B错误。
C、饮料吸管的一端剪成斜的，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故C错误。
D、学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查增_?¤§???????????????_、杠杆的分类、定滑轮及其工作特点、增大压强的方法，是一道综合性较强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
2．如图所示的装置中，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】定滑轮不省力，但可以改变力的方向；滑轮组由几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
【解答】A中定滑轮不省力，F1＝G；B中由两段绳子承担物重，所以F2＝G；
C相当于两个定滑轮，所以F3＝G；D中由3段绳子承担物重，所以F4＝G．所以F4最小。
故选：D。
【点评】此题主要考查了定滑轮、滑轮组的省力特点。
3．如图所示装置，绳子的一端_??????????°§?§¤???_地，绳子的另一端挂着物体G．当用力F匀速提起滑轮（滑轮和绳子的重力及摩擦不计），弹簧秤示数为10牛，则物体重力G与力F的大小应为（ ）
A．G＝10牛，F＝10牛 B．G＝10牛，F＝20牛
C．G＝5牛，F＝5牛 D．G＝20牛，F＝10牛
【分析】要解答本题需掌握：动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法。
【解答】本题是动滑轮的特殊使用方式，物体的重力等于弹簧测力计的拉力即G＝10N；
滑轮和绳重的重力及摩擦不计，则力F＝2G＝20N。
故选：B。
【点评】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握，是一道中档题。
4．小明利用如图所示_???è??????????????_轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则有关绳端移动距离s、绳端拉力F、悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是（ ）
A．s＝3m，F＝2N，F′＝7N B．s＝3m，F＝1.7N，F′＝5N
C．s＝2m，F＝3N，F′＝10N D．s＝2m，F＝2.5N．F′＝7.5N
【分析】自由端绳子移动的距离：s＝nh；绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）；设作用在定滑轮的绳子为n′，悬挂定滑轮处拉力：Fa＝n′F+G定。21cnjy.com
【解答】该滑轮组有2段绳子承担物体和动滑轮的总重，故绳端移动距离s＝2h＝2×1m＝2m；
绳端拉力F＝＝＝3N；
滑轮组处于平衡状态，故其受到的向上的拉力F′和向下的力相等，
分析可知，滑轮组受到向下的力大小F向下＝G物+G滑轮+F＝5N+1N×2+3N＝10N，故F′的大小为10N。
故选：C。
【点评】本题考查了拉力的计算和绳子自由端移动的距离的计算，这类题目的关键是确定绳子段数n等于几，注意研究动滑轮和定滑轮时，n的值不同。21·cn·jy·com
二．填空题（共4小题）
5．如图所示，_????????¨?°???????_力F的作用下做匀速直线运动，5s内移动1.5m．若物体与地面间的滑动摩擦力为30N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，则拉力的功率是 9 W。21教育名师原创作品
【分析】利用速度公式求出物体移动的速度，使用的是动滑轮，则拉力移动的速度为物体移动速度的2倍，据此求出拉力移动的速度；
根据二力平衡的条件可知，_??¨???è???????????_的拉力等于水平面对物体的摩擦力10N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小，再根据P＝Fv求拉力的功率。
【解答】物体移动的速度：
v物＝＝＝0.3m/s，
拉力移动的速度：
v＝2v物＝2×0.3m/s＝0.6m/s，
∵物体匀速直线运动，
∴动滑轮对物体的拉力：
F拉＝f＝30N，
∵滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
∴水平拉力：
F＝F拉＝×30N＝15N，
拉力的功率：
P＝Fv＝15N×0.6m/s＝9W。
故答案为：9。
【点评】正确得出动滑轮对物体的拉力，是本题的突破口也是关键。计算拉力F做功的功率时，要注意公式变形。这是一道综合性较强的计算类填空题。
6．学校升旗仪式_??????????????????_缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 定 滑轮，它的作用是改变 力的方向 ，它 不能 （填“能”或“不能”）省功。
【分析】（1）定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
（2）功的原理：使用任何机械都不省功。
【解答】升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，则需要能改变拉力方向的滑轮，所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮；2-1-c-n-j-y
使用它时可以改变力的方向，但不能省力，也不能省功；
故答案为：定；力的方向；不能。
【点评】此题考查定滑轮的特点和功的原理，解决此类问题要结合定滑轮的特点进行分析解答。
7．如图所示，物体A以20cm_/s???é????????_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，水平拉力F＝ 3 N，拉力的功率为 1.2 w．（滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计）
【分析】（1）根据拉力F与弹簧测力计的示数相等可求出拉力大小；
（2）因为动滑轮_??????????????????_要多移动一半的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。由绳子自由端运动的速度和拉力大小，根据P＝Fv可求出拉力所做功的功率。
【解答】（1）因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3N；
（2）因为动滑轮省一半力，但要多移动一半的距离，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＝2×20cm/s＝40cm/s＝0.4m/s，
拉力的功率为：P＝Fv＝3N×0.4m/s＝1.2W。
故答案为：3；1.2。
【点评】本题涉及到_????????????è?????_和滑轮组的有关内容，属于基本内容。解题时要注意滑轮组中绳子上的力与滑轮上力的关系，绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系。
8．一位初中学生的质量约_???50???kg_．用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩擦，图甲中人的拉力F1 大于 图乙中人的拉力F2（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【分析】（1）根据生活经验估测人的质量；
（2）滑轮组提升物体时，如果有n段绳子承担着物体和动滑轮的总重G，则绳子自由端所用力的大小等于G的。
【解答】（1）中学生的质量约为50kg；
（2）图甲有两段绳子承担总重G，所以拉力F1＝G，图乙有三段绳子承担总重G，所以拉力F2＝G；
即图甲中人的拉力F1大于图乙中人的拉力F2；
故答案为：50，大于。
【点评】此题注意考查对人的质量的估测，对滑轮组提升物体的掌握情况，都属于基础知识。
三．计算题（共4小题）
9．工人利用如图所示的滑轮在10s内将重450N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N；求：
（1）绳子自由端移动的速度为多少？
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，拉力应为多大？
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据v＝求出绳子自由端移动的速度；
（2）不计绳重和摩擦力，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力，再根据F＝（G+G动）求出用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升时拉力的大小。
【解答】（1）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：
s＝nh＝2×2m＝4m，
绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0.4m/s；
（2）不计绳重和摩擦力，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×250N﹣450N＝50N，
用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升时拉力的大小：
F′＝（G′+G动）＝×（900N+50N）＝475N。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.4m/s；
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，拉力应为475N。
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的速度和拉力的计算，利用好“s＝nh”和“F＝（G+G动）”是关键。
10．小康站在水平地面上要提起重1200N的物体，但是他的最大拉力只有500N。
（1）他最好选择图中哪个滑轮组？
（2）请在所选的图中画出正确绕绳方法。
（3）如果程跃的实际拉力是450N，不计绳重和摩擦，则所用动滑轮的质量是多少？
【分析】（1）根据省力公式F＝求出与动滑轮相连的绳子段数n，从而确定动滑轮的个数；
（2）根据要求画出滑轮组的绕法，选择合适的即可。
（3）根据F＝（G+G动）得，G动＝nF﹣G可求得，再利用G＝mg可求得其质量。
【解答】
（1）根据滑轮组省力公式F＝可得，a、c与动滑轮相连的绳子段数n＝＝≈3，滑轮组至少由3段绳子承担物重，3个滑轮组的绕绳方法分别如下图所示：
根据题意可知，拉力方向需向下，从上图可以看出，只能采用c图所示的滑轮组。
（2）绕线方法如图所示。
（3）不计绳重和摩擦，则绳端的拉力F＝（G+G动），
所以动滑轮的重：G动＝nF﹣G＝3×450N﹣1200N＝150N。
由G＝mg可得，动滑轮的质量：m＝＝＝15kg。
故答案为：（1）c；（2）见上图；（3）所用动滑轮的质量是15kg。
【点评】有关滑轮组的绕线问题，或是根据承担物重的绳子段数，或是根据绳端的拉力方向，要根据实际情况进行分析，在使用滑轮提升物体时，不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力，所以在不计绳重和摩擦时，F＝（G+G动）。
11．某人用如图所示的_???è????????é?????_升500N的重物，所用的拉力F为300N，物体在5s时间内被提升了2m，（不计摩擦和绳重）．在此过程中，求：
（1）滑轮组中动滑轮的重；
（2）拉力F所做的功的功率。
【分析】由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n＝2，s＝2h，
（1）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F＝（G轮+G物）求动滑轮的重。
（2）利用s＝2h求出拉力移动的距离，又知道拉力，利用W＝Fs求拉力做功；知道所用时间，利用P＝求拉力做功功率。
【解答】
（1）由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，
F＝（G轮+G物），即：
300N＝（G轮+500N），
解得动滑轮的重：
G轮＝100N。
（2）拉力移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做功：
W＝Fs＝300N×4m＝1200J，
拉力做功功率：
P＝＝＝240W。
答：（1）滑轮组中动滑轮的重为100N；
（2）拉力F所做的功的功率为240W。
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力、功、功率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F＝（G轮+G物）]是本题的关键。21·世纪*教育网
12．如图是一个上肢力量健身器_?¤??????????é??é??_A的底面积为5×10﹣2m2，放在地面上对地面的压强P0为2×104Pa．B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH＝3：5．小成受到的重力为500N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强P1为8×103 Pa．小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为6×103Pa．已知F1：F2＝18：17，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。求：www-2-1-cnjy-com
（1）配重A受到的重力GA；
（2）拉力T1；
（3）动滑轮D受到的重力G。
【分析】首先搞清图中所_??¨?????°??????è?·_的作用。B、C为定滑轮，只起了改变力的方向的作用；D为动滑轮，可以省一半的力；EH是一根省力杠杆，它的动力臂与阻力臂之比为5：3．同时还知道，图中两次拉动的结果，杠杆都在水平位置平衡，配重A和人都保持静止，这为我们进行受力分析提供了帮助。21世纪教育网版权所有
【解答】受力分析如下：
（1）以物体A为研究对象，受力分析如图1甲、乙所示。
GA＝P0S＝2×104 Pa×5×10﹣2m2＝1000N，
N1＝p1S＝8×103 Pa×5×10﹣2m2＝400N，
N2＝p2S＝6×103 Pa×5×10﹣2 m2＝300N，
因为物体A始终处于静止状态，所以
FA1＝GA﹣N1＝1000N﹣400N＝600N；
FA2＝GA﹣N2＝1000N﹣300N＝700N；
（2）以人为研究对象，受力分析如图2和图3甲、乙所示：
因为T′1与T1、F′1与F1、T′2与T2、F′2与F2均为相互作用力，且人始终处于静止状态
所以G人＝F′1+T′1＝F1+T1
G人＝F′2+T′2＝F2+T2
故＝＝…①
以杠杆为研究对象，受力分析如图4甲、乙所示。
因为杠杆处于平衡状态，所以（FA1+G）×OE＝T1×OH
（FA2+G）×OE＝T2×OH
即T2﹣T1＝﹣＝﹣＝20N…②
FA2+G＝3T2﹣＝3T2﹣＝5T2 …③
因为G人＝500N，由①②解得：T2＝160N；T1＝140N；
（3）由③得：G＝5T2﹣FA2＝5×160N﹣700N＝100N。
答：（1）配重A受到的重力为1000N；
（2）拉力为140N；
（3）动滑轮D受到的重力为100N。
【点评】熟练掌握对配重A、_????????¨???è?????_杠杆进行受力分析，把握各个力之间的关系，是解决此题的关键，压强公式和杠杆平衡条件的运用也是解决此题必须掌握的。
四．解答题（共3小题）
13．（1）画出图1中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图。
（2）如图2，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L。
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线。
（4）如图4所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。
【分析】（1）物体静_???????????°???é??_力和支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，在画时注意线段长度相等，作用点都画在物体的重心；
（2）过支点O做力F作用线的垂线，即为力F的力臂。
（3）最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。
（4）由杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当力臂最大时，即AC是力臂时，力是最小的。
【解答】
（1）重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画的长度要相等，如图所示：
（2）延长力F的作用线，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂。如图所示：
（3）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F＝G为最省力的绕法，如图所示：
（4）由题意知，最长的力_è?????OC???è??_接OC，则F与OC垂直，又因为G使杠杆沿顺时针转动，所以F应使杠杆沿逆时针转动，因此F方向应垂直OC向上。如图所示：
【点评】（1）_??????????¤???????_，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等。
（2）画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线做垂线。
（3）考查了滑轮组的绕绳方法，应先分析承担物重的绳子的段数，再按一定的要求进行绕绳。
（4）考查了杠杆中的最小力问题，根据杠杆的平衡条件，关键是确定最长的力臂即从支点到力的作用点之间的距离。
14．小明用如图所示的健身装置来锻炼腿部和手臂的肌肉。使用时，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳，使总重为G的物体匀速上升，若每个滑轮重，则FB＝ 2.05G ；当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳，仍使该重物匀速上升，则FA＝ G 。（不考虑绳重和摩擦）21*cnjy*com
【分析】（1）由图可知，当绳A端_???????????¨??????_在B端用力FB拉绳时，A端的拉力和物体的重力G相等，物体G匀速上升时中间的滑轮处于平衡状态，根据力的平衡可知绳端B的拉力；
（2）当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳时，该图中滑轮均为定滑轮，根据定滑轮不省力可知绳端A的拉力。
【解答】（1）由图可知，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳时，A端的拉力和物体的重力G相等，
物体G匀速上升时中间的滑轮处于平衡状态，
则FB＝2G+G动＝2G+＝2.05G；
（2）当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳时，该图中滑轮均为定滑轮，
则FA＝G。
故答案为：2.05G；G。
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算，关键是使力端不同时滑轮组状态的判断。
15．如图所示，用滑轮组从_H???15?±??·±_的水中匀速提起底面积为0.02m2、高2米的实心圆柱体。该物体的物质密度是2.5×103千克/米3．如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1为400牛。若不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10牛/千克。求：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过多长时间绳子被拉断？（设绳子被拉断时，物体浸在水中的高度为h′）
【分析】（1）当绳中拉力达到4_00N?????????_子恰好被拉断，设此时圆柱体下表面到水面高度为h′，不计摩擦及滑轮和绳的质量，圆柱体重等于拉力的2倍加上圆柱体受到的浮力，据此求出圆柱体下表面到水面高度h′；
（2）知道水深，求出了圆柱体下表面到水面高度，可求上升高度，利用速度公式求上升经过的时间。
【解答】
∵不计摩擦及滑轮和绳的质量，
∴滑轮组对圆柱体的拉力F拉＝2F，
当绳中拉力达到400N时，绳子恰好被拉断，设此时圆柱体下表面到水面高度为h′，则
F浮+F拉＝G，
即：ρ水gSh′+2F＝ρ圆柱体gSh，
1×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×h′+2×400N＝2.5×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×2m，【来源：21cnj*y.co*m】
解得：
h′＝1m；
圆柱体上升的高度：
s＝H﹣h′＝15m﹣1m＝14m，
∵v＝，
∴经过的时间：
t＝＝＝70s。
答：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过70s绳子被拉断。
【点评】本题为力学综合题，考查了学生对速度公式、阿基米德原理、滑轮组省力特点的了解与掌握，知识点多，要求灵活运用所学公式求解。
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日期：2020/7/26 21:11:31；用户：蒙老师；邮箱：sxxjy100@xyh.com；学号：23071151
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14.滑轮极限挑战
一．选择题（共4小题）
1．关于下列现象，解释正确的是（ ）
A．矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹是为了减小摩擦 B．用起子开啤酒瓶盖，是为了省距离
C．饮料吸管的一端剪成斜的，是为了增大压力
D．学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮
2．如图所示的装置中，最省力的是（ ）
A．B． C． D．
3．如图所示装置，绳子的一_?????????????°§?§¤_接地，绳子的另一端挂着物体G．当用力F匀速提起滑轮（滑轮和绳子的重力及摩擦不计），弹簧秤示数为10牛，则物体重力G与力F的大小应为（ ）21教育网
A．G＝10牛，F＝10牛 B．G＝10牛，F＝20牛
C．G＝5牛，F＝5牛 D．G＝20牛，F＝10牛
4．小明利用如图所示_???è??????????????_轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则有关绳端移动距离s、绳端拉力F、悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是（ ）
A．s＝3m，F＝2N，F′＝7N B．s＝3m，F＝1.7N，F′＝5N
C．s＝2m，F＝3N，F′＝10N D．s＝2m，F＝2.5N．F′＝7.5N
二．填空题（共4小题）
5．如图所示，_????????¨?°???????_力F的作用下做匀速直线运动，5s内移动1.5m．若物体与地面间的滑动摩擦力为30N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，则拉力的功率是 W。www.21-cn-jy.com
6．学校升旗仪式上，当_??????????????????_下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它的作用是改变 ，它 （填“能”或“不能”）省功。2·1·c·n·j·y
7．如图所示，物_???A???20c_m/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，水平拉力F＝ N，拉力的功率为 w．（滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计）
8．一位初中学生的质量约 ____???kg_．用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩擦，图甲中人的拉力F1 图乙中人的拉力F2（填“大于”、“等于”或“小于”）。【来源：21·世纪·教育·网】
三．计算题（共4小题）
9．工人利用如图所示的滑轮在10s内将重450N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N；求：
（1）绳子自由端移动的速度为多少？
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，拉力应为多大？
10．小康站在水平地面上要提起重1200N的物体，但是他的最大拉力只有500N。
（1）他最好选择图中哪个滑轮组？（2）请在所选的图中画出正确绕绳方法。
（3）如果程跃的实际拉力是450N，不计绳重和摩擦，则所用动滑轮的质量是多少？
11．某人用如图所示的滑轮组匀_é????????500_N的重物，所用的拉力F为300N，物体在5s时间内被提升了2m，（不计摩擦和绳重）．在此过程中，求：【出处：21教育名师】
（1）滑轮组中动滑轮的重；（2）拉力F所做的功的功率。
12．如图是_?????????è?????é??_健身器示意图。配重A的底面积为5×10﹣2m2，放在地面上对地面的压强P0为2×104Pa．B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH＝3：5．小成受到的重力为500N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强P1为8×103 Pa．小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为6×103Pa．已知F1：F2＝18：17，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。求：【版权所有：21教育】
（1）配重A受到的重力GA；
（2）拉力T1；
（3）动滑轮D受到的重力G。
四．解答题（共3小题）
13．（1）画出图1中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图。
（2）如图2，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L。
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线。
（4）如图4所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。21*cnjy*com
14．小明用如图所示的健身装置来锻炼腿部和手臂的肌肉。使用时，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳，使总重为G的物体匀速上升，若每个滑轮重，则FB＝ ；当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳，仍使该重物匀速上升，则FA＝ 。（不考虑绳重和摩擦）
15．如图所示，用滑轮组从H＝1_5?±??·±????°????_匀速提起底面积为0.02m2、高2米的实心圆柱体。该物体的物质密度是2.5×103千克/米3．如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1为400牛。若不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10牛/千克。求：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过多长时间绳子被拉断？（设绳子被拉断时，物体浸在水中的高度为h′）
滑轮极限挑战
参考答案与试题解析
一．选择题（共4小题）
1．关于下列现象，解释正确的是（ ）
A．矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹是为了减小摩擦 B．用起子开啤酒瓶盖，是为了省距离
C．饮料吸管的一端剪成斜的，是为了增大压力 D．学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮
【分析】根据定滑轮、影响摩擦力的因素、杠杆的原理、压强的知识分析。
【解答】A、矿泉水瓶盖周围的凹凸花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故A错误。
B、用瓶盖起子开啤酒瓶盖，是动力臂大于阻力臂的杠杆，是省力杠杆，费距离。故B错误。
C、饮料吸管的一端剪成斜的，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故C错误。
D、学校里升旗杆的顶端所安装的滑轮是定滑轮，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查增_?¤§???????????????_、杠杆的分类、定滑轮及其工作特点、增大压强的方法，是一道综合性较强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
2．如图所示的装置中，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】定滑轮不省力，但可以改变力的方向；滑轮组由几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
【解答】A中定滑轮不省力，F1＝G；B中由两段绳子承担物重，所以F2＝G；
C相当于两个定滑轮，所以F3＝G；D中由3段绳子承担物重，所以F4＝G．所以F4最小。
故选：D。
【点评】此题主要考查了定滑轮、滑轮组的省力特点。
3．如图所示装置，绳子的一端_??????????°§?§¤???_地，绳子的另一端挂着物体G．当用力F匀速提起滑轮（滑轮和绳子的重力及摩擦不计），弹簧秤示数为10牛，则物体重力G与力F的大小应为（ ）
A．G＝10牛，F＝10牛 B．G＝10牛，F＝20牛
C．G＝5牛，F＝5牛 D．G＝20牛，F＝10牛
【分析】要解答本题需掌握：动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法。
【解答】本题是动滑轮的特殊使用方式，物体的重力等于弹簧测力计的拉力即G＝10N；
滑轮和绳重的重力及摩擦不计，则力F＝2G＝20N。
故选：B。
【点评】本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握，是一道中档题。
4．小明利用如图所示_???è??????????????_轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则有关绳端移动距离s、绳端拉力F、悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是（ ）
A．s＝3m，F＝2N，F′＝7N B．s＝3m，F＝1.7N，F′＝5N
C．s＝2m，F＝3N，F′＝10N D．s＝2m，F＝2.5N．F′＝7.5N
【分析】自由端绳子移动的距离：s＝nh；绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）；设作用在定滑轮的绳子为n′，悬挂定滑轮处拉力：Fa＝n′F+G定。21cnjy.com
【解答】该滑轮组有2段绳子承担物体和动滑轮的总重，故绳端移动距离s＝2h＝2×1m＝2m；
绳端拉力F＝＝＝3N；
滑轮组处于平衡状态，故其受到的向上的拉力F′和向下的力相等，
分析可知，滑轮组受到向下的力大小F向下＝G物+G滑轮+F＝5N+1N×2+3N＝10N，故F′的大小为10N。
故选：C。
【点评】本题考查了拉力的计算和绳子自由端移动的距离的计算，这类题目的关键是确定绳子段数n等于几，注意研究动滑轮和定滑轮时，n的值不同。21·cn·jy·com
二．填空题（共4小题）
5．如图所示，_????????¨?°???????_力F的作用下做匀速直线运动，5s内移动1.5m．若物体与地面间的滑动摩擦力为30N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，则拉力的功率是 9 W。21教育名师原创作品
【分析】利用速度公式求出物体移动的速度，使用的是动滑轮，则拉力移动的速度为物体移动速度的2倍，据此求出拉力移动的速度；
根据二力平衡的条件可知，_??¨???è???????????_的拉力等于水平面对物体的摩擦力10N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小，再根据P＝Fv求拉力的功率。
【解答】物体移动的速度：
v物＝＝＝0.3m/s，
拉力移动的速度：
v＝2v物＝2×0.3m/s＝0.6m/s，
∵物体匀速直线运动，
∴动滑轮对物体的拉力：
F拉＝f＝30N，
∵滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
∴水平拉力：
F＝F拉＝×30N＝15N，
拉力的功率：
P＝Fv＝15N×0.6m/s＝9W。
故答案为：9。
【点评】正确得出动滑轮对物体的拉力，是本题的突破口也是关键。计算拉力F做功的功率时，要注意公式变形。这是一道综合性较强的计算类填空题。
6．学校升旗仪式_??????????????????_缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 定 滑轮，它的作用是改变 力的方向 ，它 不能 （填“能”或“不能”）省功。
【分析】（1）定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
（2）功的原理：使用任何机械都不省功。
【解答】升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，则需要能改变拉力方向的滑轮，所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮；2-1-c-n-j-y
使用它时可以改变力的方向，但不能省力，也不能省功；
故答案为：定；力的方向；不能。
【点评】此题考查定滑轮的特点和功的原理，解决此类问题要结合定滑轮的特点进行分析解答。
7．如图所示，物体A以20cm_/s???é????????_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，水平拉力F＝ 3 N，拉力的功率为 1.2 w．（滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计）
【分析】（1）根据拉力F与弹簧测力计的示数相等可求出拉力大小；
（2）因为动滑轮_??????????????????_要多移动一半的距离，所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍。由绳子自由端运动的速度和拉力大小，根据P＝Fv可求出拉力所做功的功率。
【解答】（1）因为拉力F与弹簧测力计的示数相等，所以F＝3N；
（2）因为动滑轮省一半力，但要多移动一半的距离，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＝2×20cm/s＝40cm/s＝0.4m/s，
拉力的功率为：P＝Fv＝3N×0.4m/s＝1.2W。
故答案为：3；1.2。
【点评】本题涉及到_????????????è?????_和滑轮组的有关内容，属于基本内容。解题时要注意滑轮组中绳子上的力与滑轮上力的关系，绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系。
8．一位初中学生的质量约_???50???kg_．用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩擦，图甲中人的拉力F1 大于 图乙中人的拉力F2（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【分析】（1）根据生活经验估测人的质量；
（2）滑轮组提升物体时，如果有n段绳子承担着物体和动滑轮的总重G，则绳子自由端所用力的大小等于G的。
【解答】（1）中学生的质量约为50kg；
（2）图甲有两段绳子承担总重G，所以拉力F1＝G，图乙有三段绳子承担总重G，所以拉力F2＝G；
即图甲中人的拉力F1大于图乙中人的拉力F2；
故答案为：50，大于。
【点评】此题注意考查对人的质量的估测，对滑轮组提升物体的掌握情况，都属于基础知识。
三．计算题（共4小题）
9．工人利用如图所示的滑轮在10s内将重450N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N；求：
（1）绳子自由端移动的速度为多少？
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，拉力应为多大？
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据v＝求出绳子自由端移动的速度；
（2）不计绳重和摩擦力，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力，再根据F＝（G+G动）求出用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升时拉力的大小。
【解答】（1）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：
s＝nh＝2×2m＝4m，
绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0.4m/s；
（2）不计绳重和摩擦力，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×250N﹣450N＝50N，
用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升时拉力的大小：
F′＝（G′+G动）＝×（900N+50N）＝475N。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.4m/s；
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，拉力应为475N。
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的速度和拉力的计算，利用好“s＝nh”和“F＝（G+G动）”是关键。
10．小康站在水平地面上要提起重1200N的物体，但是他的最大拉力只有500N。
（1）他最好选择图中哪个滑轮组？
（2）请在所选的图中画出正确绕绳方法。
（3）如果程跃的实际拉力是450N，不计绳重和摩擦，则所用动滑轮的质量是多少？
【分析】（1）根据省力公式F＝求出与动滑轮相连的绳子段数n，从而确定动滑轮的个数；
（2）根据要求画出滑轮组的绕法，选择合适的即可。
（3）根据F＝（G+G动）得，G动＝nF﹣G可求得，再利用G＝mg可求得其质量。
【解答】
（1）根据滑轮组省力公式F＝可得，a、c与动滑轮相连的绳子段数n＝＝≈3，滑轮组至少由3段绳子承担物重，3个滑轮组的绕绳方法分别如下图所示：
根据题意可知，拉力方向需向下，从上图可以看出，只能采用c图所示的滑轮组。
（2）绕线方法如图所示。
（3）不计绳重和摩擦，则绳端的拉力F＝（G+G动），
所以动滑轮的重：G动＝nF﹣G＝3×450N﹣1200N＝150N。
由G＝mg可得，动滑轮的质量：m＝＝＝15kg。
故答案为：（1）c；（2）见上图；（3）所用动滑轮的质量是15kg。
【点评】有关滑轮组的绕线问题，或是根据承担物重的绳子段数，或是根据绳端的拉力方向，要根据实际情况进行分析，在使用滑轮提升物体时，不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力，所以在不计绳重和摩擦时，F＝（G+G动）。
11．某人用如图所示的_???è????????é?????_升500N的重物，所用的拉力F为300N，物体在5s时间内被提升了2m，（不计摩擦和绳重）．在此过程中，求：
（1）滑轮组中动滑轮的重；
（2）拉力F所做的功的功率。
【分析】由滑轮组的结构知道，承担物重的绳子股数n＝2，s＝2h，
（1）不计绳重和摩擦，知道拉力和物重的大小，利用F＝（G轮+G物）求动滑轮的重。
（2）利用s＝2h求出拉力移动的距离，又知道拉力，利用W＝Fs求拉力做功；知道所用时间，利用P＝求拉力做功功率。
【解答】
（1）由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，
F＝（G轮+G物），即：
300N＝（G轮+500N），
解得动滑轮的重：
G轮＝100N。
（2）拉力移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做功：
W＝Fs＝300N×4m＝1200J，
拉力做功功率：
P＝＝＝240W。
答：（1）滑轮组中动滑轮的重为100N；
（2）拉力F所做的功的功率为240W。
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力、功、功率的计算，利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系[F＝（G轮+G物）]是本题的关键。21·世纪*教育网
12．如图是一个上肢力量健身器_?¤??????????é??é??_A的底面积为5×10﹣2m2，放在地面上对地面的压强P0为2×104Pa．B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH＝3：5．小成受到的重力为500N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强P1为8×103 Pa．小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为6×103Pa．已知F1：F2＝18：17，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。求：www-2-1-cnjy-com
（1）配重A受到的重力GA；
（2）拉力T1；
（3）动滑轮D受到的重力G。
【分析】首先搞清图中所_??¨?????°??????è?·_的作用。B、C为定滑轮，只起了改变力的方向的作用；D为动滑轮，可以省一半的力；EH是一根省力杠杆，它的动力臂与阻力臂之比为5：3．同时还知道，图中两次拉动的结果，杠杆都在水平位置平衡，配重A和人都保持静止，这为我们进行受力分析提供了帮助。21世纪教育网版权所有
【解答】受力分析如下：
（1）以物体A为研究对象，受力分析如图1甲、乙所示。
GA＝P0S＝2×104 Pa×5×10﹣2m2＝1000N，
N1＝p1S＝8×103 Pa×5×10﹣2m2＝400N，
N2＝p2S＝6×103 Pa×5×10﹣2 m2＝300N，
因为物体A始终处于静止状态，所以
FA1＝GA﹣N1＝1000N﹣400N＝600N；
FA2＝GA﹣N2＝1000N﹣300N＝700N；
（2）以人为研究对象，受力分析如图2和图3甲、乙所示：
因为T′1与T1、F′1与F1、T′2与T2、F′2与F2均为相互作用力，且人始终处于静止状态
所以G人＝F′1+T′1＝F1+T1
G人＝F′2+T′2＝F2+T2
故＝＝…①
以杠杆为研究对象，受力分析如图4甲、乙所示。
因为杠杆处于平衡状态，所以（FA1+G）×OE＝T1×OH
（FA2+G）×OE＝T2×OH
即T2﹣T1＝﹣＝﹣＝20N…②
FA2+G＝3T2﹣＝3T2﹣＝5T2 …③
因为G人＝500N，由①②解得：T2＝160N；T1＝140N；
（3）由③得：G＝5T2﹣FA2＝5×160N﹣700N＝100N。
答：（1）配重A受到的重力为1000N；
（2）拉力为140N；
（3）动滑轮D受到的重力为100N。
【点评】熟练掌握对配重A、_????????¨???è?????_杠杆进行受力分析，把握各个力之间的关系，是解决此题的关键，压强公式和杠杆平衡条件的运用也是解决此题必须掌握的。
四．解答题（共3小题）
13．（1）画出图1中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图。
（2）如图2，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L。
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线。
（4）如图4所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。
【分析】（1）物体静_???????????°???é??_力和支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，在画时注意线段长度相等，作用点都画在物体的重心；
（2）过支点O做力F作用线的垂线，即为力F的力臂。
（3）最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。
（4）由杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当力臂最大时，即AC是力臂时，力是最小的。
【解答】
（1）重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画的长度要相等，如图所示：
（2）延长力F的作用线，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂。如图所示：
（3）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F＝G为最省力的绕法，如图所示：
（4）由题意知，最长的力_è?????OC???è??_接OC，则F与OC垂直，又因为G使杠杆沿顺时针转动，所以F应使杠杆沿逆时针转动，因此F方向应垂直OC向上。如图所示：
【点评】（1）_??????????¤???????_，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等。
（2）画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线做垂线。
（3）考查了滑轮组的绕绳方法，应先分析承担物重的绳子的段数，再按一定的要求进行绕绳。
（4）考查了杠杆中的最小力问题，根据杠杆的平衡条件，关键是确定最长的力臂即从支点到力的作用点之间的距离。
14．小明用如图所示的健身装置来锻炼腿部和手臂的肌肉。使用时，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳，使总重为G的物体匀速上升，若每个滑轮重，则FB＝ 2.05G ；当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳，仍使该重物匀速上升，则FA＝ G 。（不考虑绳重和摩擦）21*cnjy*com
【分析】（1）由图可知，当绳A端_???????????¨??????_在B端用力FB拉绳时，A端的拉力和物体的重力G相等，物体G匀速上升时中间的滑轮处于平衡状态，根据力的平衡可知绳端B的拉力；
（2）当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳时，该图中滑轮均为定滑轮，根据定滑轮不省力可知绳端A的拉力。
【解答】（1）由图可知，当绳A端固定不动，手在B端用力FB拉绳时，A端的拉力和物体的重力G相等，
物体G匀速上升时中间的滑轮处于平衡状态，
则FB＝2G+G动＝2G+＝2.05G；
（2）当绳B端固定不动，腿在A端用力FA拉绳时，该图中滑轮均为定滑轮，
则FA＝G。
故答案为：2.05G；G。
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力的计算，关键是使力端不同时滑轮组状态的判断。
15．如图所示，用滑轮组从_H???15?±??·±_的水中匀速提起底面积为0.02m2、高2米的实心圆柱体。该物体的物质密度是2.5×103千克/米3．如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F1为400牛。若不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10牛/千克。求：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过多长时间绳子被拉断？（设绳子被拉断时，物体浸在水中的高度为h′）
【分析】（1）当绳中拉力达到4_00N?????????_子恰好被拉断，设此时圆柱体下表面到水面高度为h′，不计摩擦及滑轮和绳的质量，圆柱体重等于拉力的2倍加上圆柱体受到的浮力，据此求出圆柱体下表面到水面高度h′；
（2）知道水深，求出了圆柱体下表面到水面高度，可求上升高度，利用速度公式求上升经过的时间。
【解答】
∵不计摩擦及滑轮和绳的质量，
∴滑轮组对圆柱体的拉力F拉＝2F，
当绳中拉力达到400N时，绳子恰好被拉断，设此时圆柱体下表面到水面高度为h′，则
F浮+F拉＝G，
即：ρ水gSh′+2F＝ρ圆柱体gSh，
1×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×h′+2×400N＝2.5×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×2m，【来源：21cnj*y.co*m】
解得：
h′＝1m；
圆柱体上升的高度：
s＝H﹣h′＝15m﹣1m＝14m，
∵v＝，
∴经过的时间：
t＝＝＝70s。
答：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过70s绳子被拉断。
【点评】本题为力学综合题，考查了学生对速度公式、阿基米德原理、滑轮组省力特点的了解与掌握，知识点多，要求灵活运用所学公式求解。
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日期：2020/7/26 21:11:31；用户：蒙老师；邮箱：sxxjy100@xyh.com；学号：23071151
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