5.2 滑轮精选练习-2024-2025学年华东师大版九年级上册科学

2024-2025学年华师大版九年级科学滑轮精选练习 1．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（　　） A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿 2．实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　） A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮 B．小科使用该装置可以省功 C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力 D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小 3．如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 4．如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（　　） A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2 5．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。 A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N 6．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　） A． B． C． D． 7．某同学模拟建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组，每个滑轮重10牛。并用该滑轮组将一个重为100牛的物体沿水平面匀速拉动2米，物体移动时受到地面对物体的摩擦力为35牛。不计绳重和机械摩擦，人对绳端的拉力为（　　） A．22.5牛 B．50牛 C．55牛 D．60牛 8．如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　） A．物体A受到一对平衡力的作用 B．滑轮D的作用是改变力的方向 C．拉力F为5N D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大 9．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，则可以判断（　　） A．3FA＝2FB＝FC B．6FA＝3FB＝2FC C．弹簧测力计A对墙壁的拉力大于FA D．弹簧测力计B对墙壁的拉力小于FB 10．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（　　） A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛 11．小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起 12．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（　　） A．此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N B．动滑轮重力为70N C．当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N D．当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95% 13．如图所示，湖水中有两艘小船，绳子的一端拴在甲船上，乙船上固定着滑轮，绳子绕过滑轮，站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人对绳子的力做功的功率是（　　） A．50W B．140W C．30W D．70W 14．如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/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10N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是10N B．滑轮移动的速度是0.15m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为6J 15．如图所示，GA＝20N，GB＝30N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右以0.1m/s的速度匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压FN成正比，且f＝0.2FN，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数为10N B．B受到A水平向左的摩擦力 C．拉力F的功率大小为3.2W D．B受到地面的摩擦力大小为6N 16．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮的重力为5N B．该滑轮组的机械效率可以达到100% C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J 17．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75%，运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，不计绳重、滑轮摩擦，地面上定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，则下列计算结果不正确的是（　　） A．绳子自由端受到拉力的功率是2W B．人所受到的合力为零 C．绳子自由端运动的速度是0.01m/s D．人对地面的压力是410N 18．如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 　 　（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为 　 　N。 19．甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直。若G甲＝35牛，G乙＝50牛，G动＝5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 　 　，大小是 　 　牛。 20．如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静山，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）。 （1）弹簧测力计读数为 　 　N。 （2）物体A和地面之间的摩擦力 　 　N。 （3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 　 　。 21．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，不计绳重和滑轮组内的摩擦。 （1）绳子自由端拉力 　 　N，动滑轮重为 　 　N。 （2）滑轮组的机械效率为 　 　。 22．如图所示的家用手摇晾衣架。 （1）图中A滑轮的作用是 　 　；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝　 　N。 （2）如图是小明晾晒相同的湿毛巾的情景，其中最有可能让衣架保持水平平衡的是 　 　。 A. B. C. D. 23．如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质 量mB均为5千克，木板质量M＝10千克，人的质量m＝30千克，不计摩擦与空气作用力。则 此时人拉绳的力为 　 　牛。（g＝10牛/千克） 24．如图所示，吊篮的重力为300N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为30N，人的重力为500N，人在吊篮里拉绳子使吊篮匀速向上运动，此时人拉绳子的力为 　 　。 25．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G动，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）。 26．如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为 　 　N，2s后绳子自由端移动的距离为 　 　m。（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦） 27．小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　 　N；第2次实验测得的机械效率为 　 　；（结果保留整数） （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的； （3）分析第3、4次实验数据得出结论：　 　； （4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　 　两次数据分析得出的结论。 28．为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用质量为2吨、每个车轮与水平地面的接触面积为200cm2的四轮小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持2m/s不变的速度牵引，如图（a）所示。在打捞的过程中，小型牵引车的拉力功率P随打捞时间t的变化如图（b）所示。已知动滑轮重为200N，不计绳子与滑轮间的摩擦，g取10N/kg，试计算： （1）在打捞的过程，小型牵引车对水平地面施加的压强是多少？ （2）在圆柱体工件没有露出水面前，所受到的浮力是多少？ （3）当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少？ 29．如图所示是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g＝10N/kg，不计绳重和摩擦）求： （1）绳子自由端拉力F的大小； （2）拉力所做的有用功W有用； （3）整个过程中机械效率η。 30．已知人的自重为500N，木板的自重为100N。图中所示皆为静止状态，忽略摩擦，求： （1）人对绳子的拉力。 （2）人对木板的压力。 31．如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。（杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计）。 （1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为 　 　（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 （2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力。 （3）求滑轮的重力。 32．工人使用如图所示装置吊装重物。电动机的输出功率为800W，将重为500N的水泥匀速提升到10m高的位置需要用时15s，若电动机的输出功率恒定不变。请完成下列问题： （1）图中滑轮组的作用是 　 　。 （2）在此过程中，绳子自由端移动的速度是多少？ （3）求电动机对绳子的拉力大小。 （4）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法 　 　。 2024-2025学年华师大版九年级科学滑轮精选练习 参考答案与试题解析 一．选择题（共17小题） 1．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（　　） A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿 【答案】B 【分析】如图，B物体恰能匀速下降，说明物体A在水平方向上向右做匀速直线运动，根据二力平衡的条件和定、动滑轮的工作特点可知，物体A所受的拉力等于B物体自重的二分之一； 用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，A受到的摩擦力不变，此时A水平方向上受到平衡力的作用。 使用动滑轮可以省一半的力，但要费一倍的距离； 使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 【解答】解：当A向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力，f＝F拉＝GB＝5N。 当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力； 滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。 A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+GB＝5N+5N＝10N。 故选：B。 【点评】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，根据平衡力的条件解决本题，需要分清A物体的受力情况，有点难度。 2．实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　） A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮 B．小科使用该装置可以省功 C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力 D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小 【答案】D 【分析】（1）根据木棍和绳子的使用情况，确定机械的类型； （2）使用任何简单机械都不能省功； （3）滑轮组上有几段绳子，拉力就是物体重力的几分之一； （4）根据滑轮组的省力特点作出分析。 【解答】解：A、从使用的情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，因此两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，故A错误； B、使用简单机械可以省力，也可以省距离，但不能省功，故B错误； C、由图可知小曙那端木棍有6段绳子相连，因此小曙受到的拉力为6F，小光那端木棍有7段绳子相连，因此小光受到的拉力为7F，故C错误； D、滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想让小科所用的拉力变小，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故D正确。 故选：D。 【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力特点的理解和掌握，知识点基础，分析起来可能有一定难度。 3．如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 【答案】D 【分析】（1）如图可知，甲为省力动滑轮，n＝2，由F＝可得拉力大小，绳端通过的距离s＝2h； （2）乙为费力动滑轮，n＝2，由F＝2G可得拉力大小，绳端通过的距离s＝h。 【解答】解：AB.如图可知，G物＝400N，将物体竖直匀速提升1m，甲为省力动滑轮，n＝2，F甲＝＝＝200N；绳端通过的距离s＝2h＝2×1m＝2m；故 AB错误； CD.乙为费力动滑轮。n＝2，F乙＝2G＝2×200N＝400N；绳端通过的距离s＝h＝＝0.5m；故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】该题考查了动滑轮的使用。注意判断是省力的动滑轮还是费力动滑轮。 4．如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（　　） A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2 【答案】B 【分析】根据滑轮组的特点分别求出拉力，然后利用力的平衡求出悬挂两定滑轮的绳中张力TA、TB的大小，最后即可结合m1＝m2求出比值。 【解答】解：甲图滑轮组的绳子股数为n＝3，则绳子的拉力FA＝G1，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TA＝2FA＝2×G1＝G1； 乙图滑轮组的绳子股数为n＝2，则绳子的拉力FB＝G2，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TB＝3FB＝3×G2＝G2； 由于m1＝m2，则根据G＝mg可知：G1＝G2， 则TA：TB＝G1：G2＝。 故选：B。 【点评】本题考查滑轮组的使用和力的平衡，难度不大，掌握基础知识即可正确解题。 5．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。 A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N 【答案】C 【分析】要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍。 【解答】解：如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N； 拉力F＝2f＝2×10N＝20N。 故选：C。 【点评】本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数。 6．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，不计绳重与摩擦，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】从题可知，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重做的功为额外功，利用公式η＝＝＝＝判断出动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系。 【解答】解：动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重所做的功为额外功，η＝＝＝＝， 可见，当物重增大时，机械效率增大，但机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B正确符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了使用动滑轮时机械效率的计算，要知道提升物重大小对机械效率的影响（同一滑轮组，机械效率随物重的增大而增大）。 7．某同学模拟建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组，每个滑轮重10牛。并用该滑轮组将一个重为100牛的物体沿水平面匀速拉动2米，物体移动时受到地面对物体的摩擦力为35牛。不计绳重和机械摩擦，人对绳端的拉力为（　　） A．22.5牛 B．50牛 C．55牛 D．60牛 【答案】A 【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，因为匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，不计绳重及机械的摩擦，然后利用F＝（G动+f）可求拉力 【解答】解：由图知，n＝2，不计绳重和机械摩擦， F＝（G动+f）＝×（10N+35N）＝22.5N。 故选：A。 【点评】本题考查滑轮组的拉力计算，属于基础题。 8．如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　） A．物体A受到一对平衡力的作用 B．滑轮D的作用是改变力的方向 C．拉力F为5N D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大 【答案】C 【分析】（1）物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运动）时，所受的力就是平衡力； （2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；使用动滑轮能省一半力，费距离； （3）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦，利用F＝f求出拉力F的大小； （4）影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。 【解答】解：A、物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，此时物体A处于平衡状态，受到重力和支持力与拉力和摩擦力两对平衡力的作用，故A错误； B、由图可知，滑轮D随物体A一起移动，因此滑轮D是动滑轮，动滑轮可以省力，故B错误； C、由图可知，n＝2，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦， F＝f＝×10N＝5N，故C正确； D、在增大拉力F的过程中，物体A对地面的压力、接触面的粗糙程度都没改变，所以摩擦力的大小不变，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了平衡力、动滑轮的特点、滑轮组拉力公式的应用及影响摩擦力大小的因素等知识，综合性较强，难度不大。 9．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，则可以判断（　　） A．3FA＝2FB＝FC B．6FA＝3FB＝2FC C．弹簧测力计A对墙壁的拉力大于FA D．弹簧测力计B对墙壁的拉力小于FB 【答案】B 【分析】（1）首先对弹簧测力计C受力分析，根据二力平衡条件得出FA与F的关系，然后分别对大滑轮和小滑轮受力分析找出FA、FB与F的关系，进而求出弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC三者的关系； （2）根据作用力与反作用力即可判断出弹簧测力计A、B对墙壁的拉力于其示数FA、FB的关系。 【解答】解：AB、因为弹簧测力计C处于静止状态， 所以拉力F与大滑轮对弹簧测力计C的拉力是一对平衡力，大小相等， 即F＝FC； 由图可知，连接大滑轮绳子的股数n＝3， 则弹簧测力计A的示数FA＝F＝F，即F＝3FA； 连接小滑轮绳子股数n′＝2， 则弹簧测力计FA＝FB＝FB， 故弹簧测力计B的示数FB＝2FA＝2×F＝F，即F＝FB； 所以3FA＝FB＝FC，即6FA＝3FB＝2FC，故A错误；B正确； C、弹簧测力计A对墙壁的拉力与墙壁对弹簧测力计A的拉力（即弹簧测力计A的示数FA）是一对相互作用力， 因此弹簧测力计A对墙壁的拉力等于FA，故C错误； D、弹簧测力计B对墙壁的拉力与墙壁对弹簧测力计B的拉力（即弹簧测力计B的示数FB）是一对相互作用力， 因此弹簧测力计B对墙壁的拉力等于FB，故D错误。 故选：B。 【点评】本题主要考查滑轮组的特点及作用力与反作用力的关系等知识，关键是分析出物体的受力情况，再结合力的平衡的知识即可正确解题，有一定的难度。 10．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（　　） A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛 【答案】C 【分析】爸爸妈妈在轻质滑轮组两端拉着滑轮组，则爸爸与地面间的摩擦力等于妈妈与地面间的摩擦力与小明的拉力之和；承担右侧滑轮组绳子段数为3，3段绳子分担了该滑轮组受到的外力，外力的大小等于爸爸与地面之间的摩擦力。 【解答】解：若不计滑轮重、绳重及滑轮组摩擦，小明所使用的拉力F＝f＝×540N＝180N； 由于爸爸妈妈在轻质滑轮组两端拉着滑轮组，则f妈妈＝f爸爸﹣F＝540N﹣180N＝360N，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【点评】本题考查滑轮组的特点，计算过程要注意，右侧滑轮由3段绳子拉着，拉力的大小是摩擦力的三分之一半。 11．小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　） A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起 【答案】B 【分析】定滑轮是一个等臂杠杆，不省力也不费距离，但可以改变力的方向； 【解答】解：小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关；由于对绳子的拉力是靠自身的重力产生的，所以对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。 故选：B。 【点评】本题考查定滑轮工作的特点，注意人拉绳子施加的拉力与人举起杠铃施加的举力不是相同的。 12．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正确的是（　　） A．此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N B．动滑轮重力为70N C．当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N D．当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95% 【答案】D 【分析】（1）由公式s＝，计算出拉力的大小； （2）由图甲知通过动滑轮绳子段数n，由s＝nh、W＝Fs可以计算出绳子自由端的拉力，在不计绳子的重、摩擦时计算出动滑轮的重力； （3）根据公式W有＝（G﹣F浮）h计算拉力F对所提升物体M做的有用功。由图乙可知此时拉力做的功，即总功，再据机械效率的计算公式计算即可； （4）物体从刚露出水面到完全露出水面的过程中，排开水的体积变小，利用阿基米德原理分析受到的浮力变化；滑轮受到的拉力等于重力减去浮力，可得滑轮受到的拉力变化，进一步分析拉力的功率变化，以及拉力做的有用功、额外功变化，利用效率公式分析机械效率变化。 【解答】解： A、由v＝得，物体运动的时间： t＝＝＝20s， 根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000 J， 由图知，滑轮组由2段绳子承担物重，所以s＝2h＝2×10m＝20m， 由W总＝Fs得，拉力F＝＝＝＝400 N，故A正确； B、因为匀速提升物体，对滑轮组受力分析可得：F＝（F绳+G动）， 则动滑轮的重力：G动＝2F﹣F绳＝2×400N﹣730N＝70 N，故B正确； C、物体M的重力：G物＝mg＝76kg×10N/kg＝760 N； 由于物体未露出水面，完全浸没在水中，所以V排＝V物， 则物体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1×103 kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30 N， 当物体在水里匀速上升时受三个力的作用，物体的重力、浮力和动滑轮下方绳子的拉力，处于三力平衡，即F绳+F浮＝G物， 则F绳＝G物﹣F浮＝760N﹣30N＝730N；故C正确； D、动滑轮下方绳子的拉力所做的功为有用功， 则有用功：W有用＝F绳×h物＝730N×10m＝7300 J， 滑轮组提升重物的机械效率：η＝×100%＝×100%＝91.25%；故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查了重力、滑轮组绳子拉力、有用功、总功、机械效率的计算，关键是从图象中找到有用数据。 13．如图所示，湖水中有两艘小船，绳子的一端拴在甲船上，乙船上固定着滑轮，绳子绕过滑轮，站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人对绳子的力做功的功率是（　　） A．50W B．140W C．30W D．70W 【答案】B 【分析】解决此题的关键是能够正确的判断出绳子自由端移动的距离，然后结合公式W＝Fs求解人拉绳做的功，利用功率公式率P＝求解人拉绳的功率即可。 【解答】解：甲船向右移动了10m，乙船向左移动了4m，以甲为参照物乙向左移动了10m+4m＝14m，有两段绳子拉乙船，故绳子自由端总共移动s＝14m×2＝28m； 故人拉绳子的功率P＝＝＝＝140W。 故选：B。 【点评】此题是一道综合题目，能否正确的判断绳端移动距离是解决此题的关键。 14．如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/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10N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是10N B．滑轮移动的速度是0.15m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为6J 【答案】D 【分析】（1）要判断出A所受的摩擦力，首先根据拉力F和动滑轮的特点，计算出绳子对A的拉力，对A进行受力分析，根据平衡力的特点计算出A受地面的摩擦力； （2）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度； （3）根据公式P＝＝＝Fv计算水平拉力F的功率； （4）绳子对物体A做的功即克服物体B和地面的摩擦力做的功。 【解答】解： A、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉＝F＝×40N＝20N；力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为20N； 弹簧测力计的示数恒为10N，因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B＝F示＝10N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为10N，方向向右； 物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地， f地＝F拉﹣fB对A＝20N﹣10N＝10N，物体A受到地面的摩擦力是10N，故A正确； B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.3m/s，所以滑轮的移动速度为×0.3m/s＝0.15m/s，故B正确； C、水平拉力F的功率为：P＝＝＝Fv＝40N×0.15m/s＝6W，故C正确； D、绳子对物体A的拉力是20N，2s物体A移动的距离为sA＝vAt＝0.3m/s×2s＝0.6m， 所以在2s内绳子对物体A做的功：W＝F拉sA＝20N×0.6m＝12J，故D错误。 故选：D。 【点评】此题考查了动滑轮的特点、功、功率的计算，解决此题的关键是分别对A、B和动滑轮进行分析，得出绳端和F端的力及速度的关系。 15．如图所示，GA＝20N，GB＝30N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右以0.1m/s的速度匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压FN成正比，且f＝0.2FN，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数为10N B．B受到A水平向左的摩擦力 C．拉力F的功率大小为3.2W D．B受到地面的摩擦力大小为6N 【答案】C 【分析】当A向右匀速滑动，物体A和B均处于平衡状态，分别对AB物体受力分析，利用力的平衡得出力的关系式，再根据滑轮组的使用特点和摩擦力与压力的关系求出力的大小，最后联立即可求出。根据P＝＝＝Fv可知F的功率。 【解答】解： 根据题意知，当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态； 对A受力分析有： 根据物体受力平衡可知： FA+f1＝F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① FN＝GA＝20N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 对B受力分析有： 根据物体受力平衡可知： FB＝f+f1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ FNB＝FN′+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，则FN＝FN′、f1＝f1′； 由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且f＝0.2FN，所以，f1′＝f1＝0.2FN＝0.2×GA＝0.2×20N＝4N， f＝0.2FNB＝0.2×（FN′+GB）＝0.2×（20N+30N）＝10N，故D错误； 由③得：FB＝f+f1′＝10N+4N＝14N，故A错误； 对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n＝2，则FA＝2FB＝2×14N＝28N， 由①得：F＝FA+f1＝28N+4N＝32N，根据P＝＝＝Fv可知F的功率P＝Fv＝32N×0.1m/s＝3.2W，故C正确； 由图可知，B相对于A是相左运动的，所以B受到A水平向右的摩擦力，故B错误。 故选：C。 【点评】本题关键是对物体正确的受力分析，知道滑动摩擦力与压力的关系；对B进行受力分析时要注意摩擦力的方向，在对滑动摩擦力的计算时注意压力大小与重力大小的关系。 16．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．动滑轮的重力为5N B．该滑轮组的机械效率可以达到100% C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J 【答案】D 【分析】（1）由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，据此求动滑轮重力； （2）使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%； （3）滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大； （4）不计绳重和摩擦，滑轮组提升动滑轮做的功为额外功。 【解答】解： A、由图乙可知，提升物重G＝10N时，滑轮组的机械效率η＝50%， 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝50%， 解得动滑轮重力： G动＝10N，故A错误； B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误； C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误； D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：W额＝G动h＝10N×0.5m＝5J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、额外功、机械效率的计算，明确有用功、额外功的含义是关键。 17．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.01m/s的速度匀速运动。此时滑轮组的机械效率为75%，运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，不计绳重、滑轮摩擦，地面上定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，则下列计算结果不正确的是（　　） A．绳子自由端受到拉力的功率是2W B．人所受到的合力为零 C．绳子自由端运动的速度是0.01m/s D．人对地面的压力是410N 【答案】C 【分析】（1）由图知，使用滑轮组时绳子的有效股数为n＝2，根据v＝nv物求出绳子自由端移动速度； （2）求出物体A受到地面的摩擦力f，滑轮组对对物体的拉力F拉＝f，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，据此求出人对绳子的拉力大小，再根据P＝＝＝Fv求出拉力的功率； （3）因为人处于静止状态，所以人受到的合力为零；人的重力和绳子对人的拉力之差为地面对人的支持力，由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力等于地面对人的支持力，据此求得人对地面的压力大小。 【解答】解：（1）由图知，n＝2，绳子自由端移动速度v＝2v物＝2×0.01m/s＝0.02m/s，故C错误； （2）滑轮组对物体的拉力： F拉＝f＝0.3G＝0.3×500N＝150N， 因为滑轮组的机械效率η＝＝＝＝， 所以人对绳子的拉力大小： F＝＝＝100N， 绳子自由端受到拉力的功率： P＝Fv＝100N×0.02m/s＝2W，故A正确； （3）因为人处于静止状态，所以人受到的合力为零，故B正确； 人对地面的支持力：F支＝G人﹣F＝510N﹣100N＝410N， 由于力的作用是相互的，人对地面的压力： F压＝F支＝410N，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、拉力、功率、合力的计算，综合性很强，难度较大。 二．填空题（共9小题） 18．如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 　水平向左　（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为 　20　N。 【答案】水平向左；20。 【分析】重物B对绳子有拉力的作用，动滑轮对物体A有向右的拉力，使得物体A有向右运动的趋势，据此分析A受到摩擦力的方向；装置保持静止，绳端的拉力等于物体B的重力大小； 由图知，滑轮组绳子的有效股数为2，不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦，把物体A和动滑轮看做一个整体，装置保持静止，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，由二力平衡条件求出物体A受到摩擦力的大小。 【解答】解：物体A置于水平桌面上，装置保持静止，因绳端挂有重物B，则重物B对绳子有拉力的作用，动滑轮对物体A有向右的拉力，使得物体A有向右运动的趋势，所以物体A受到水平向左的静摩擦力； 因装置保持静止，则绳端的拉力F绳＝GB＝10N， 由图可知，n＝2，不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦，把物体A和动滑轮看做一个整体，装置保持静止，水平方向受到拉力和摩擦力的作用， 由二力平衡条件可得物体A受到摩擦力的大小：f＝F拉＝2F绳＝2×10N＝20N。 故答案为：水平向左；20。 【点评】本题考查了滑轮组拉力的计算和二力平衡条件，明确滑轮组绳端的有效股数和做好受力分析是解题关键。 19．甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直。若G甲＝35牛，G乙＝50牛，G动＝5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 　竖直向上　，大小是 　5　牛。 【答案】竖直向上；5。 【分析】（1）甲相对于磁性平板向下运动，据此分析摩擦力的方向； （2）分别对甲、乙两物体进行受力分析，对甲有：G甲＝f甲+F甲，则可求出甲受到的拉力；对乙有：G乙+f乙＝F乙，而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，从而可求出动滑轮的重力及质量，解得摩擦力的大小； 【解答】（1）由图可知，甲相对于磁性平板向下运动，故磁性平板对甲的摩擦力为竖直向上； （2）由题知，甲以0.1m/s的速度竖直向下匀速直线运动， 对甲进行受力分析可知，甲受到竖直向下的重力G甲和竖直向上的摩擦力f、绳子的拉力F甲的作用处于平衡状态， 由甲受到的合力为零可得：G甲＝f+F甲，即35N＝f+F甲﹣﹣﹣﹣﹣① 对乙进行受力分析可知，乙受到竖直向下的重力G乙、摩擦力f和竖直向上绳子的拉力F乙的作用处于平衡状态， 由乙受到的合力为零可得：G乙+f＝F乙，即50N+f＝F乙﹣﹣﹣﹣﹣② 由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，不计绳重和绳与滑轮的摩擦， 则有：F甲＝（F乙+G动），即F甲＝×（F乙+5N）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 由①②③可得：f＝5N，F甲＝30N，F乙＝55N，即磁性平板对甲的摩擦力的带下为5N。 故答案为：竖直向上；5。 【点评】本题考查与滑轮组有关的综合计算，主要考查了受力分析、重力计算、滑轮组绳子拉力的计算等，解决问题的关键是从图象中获取相关信息，难度较大。 20．如图所示，F1＝8N，F2＝6N，此时物体A相对于地面静山，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）。 （1）弹簧测力计读数为 　18　N。 （2）物体A和地面之间的摩擦力 　4　N。 （3）如果增大F2，物体A是否有可能向左运动？请说明理由 　不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止　。 【答案】（1）18； （2）4； （3）不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止。 【分析】（1）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，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍； （2）一个物体在另一个物体表面上有相对运动或相对运动的趋势时，则两物体之间就产生摩擦力；根据运动趋势判断出摩擦力的方向，根据力的作用是相互的判断物体B对物体A的摩擦力的大小； （3）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，先分析A受到B的摩擦力的大小变化，再确定A的运动状态是否变化。 【解答】解：（1）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，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×6N＝18N； （2）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×6N＝12N，根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为12N； 物体A做匀速直线运动，受到的合力为0，因此物体A和地面之间的摩擦力：F4＝F3﹣F1＝12N﹣8N＝4N； （3）如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态。 故答案为：（1）18； （2）4； （3）不可能，AB间，以及A与地面间摩擦力不变，A仍旧静止。 【点评】本题考查了影响滑动摩擦力的因素、物体受力分析等知识点，要求认真审题，利用好水平使用滑轮组的特点是关键。 21．使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍，不计绳重和滑轮组内的摩擦。 （1）绳子自由端拉力 　200　N，动滑轮重为 　100　N。 （2）滑轮组的机械效率为 　75%　。 【答案】（1）200；100；（2）75%。 【分析】（1）根据G＝mg算出物体的重力，根据物体所受的摩擦力为物重的0.1倍算出体所受的摩擦力，根据F＝（f+G动）得动滑轮的重力； （2）由图知，n＝2，根据s＝2s物算出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs算出10s内拉力做的总功，由W有＝fs物算出有用功，最后由η＝算出滑轮组的机械效率。 【解答】解： （1）不计绳重和滑轮组内的摩擦，力的作用是相互的，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数为200N； 物体的重力为： G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N， 物体所受的摩擦力为： f＝0.1G＝0.1×3000N＝300N； 由于不计绳重和滑轮组的摩擦，根据F＝（f+G动）得动滑轮的重力为： G动＝2F﹣f＝2×200N﹣300N＝100N。 （2）由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2s物＝2×1m＝2m； 10s内拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×2m＝400J， 有用功为： W有＝fs物＝300N×1m＝300J， 滑轮组的机械效率为： η＝＝×100%＝75%。 故答案为：（1）200；100；（2）75%。 【点评】本题为力学综合题，考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算以及F＝（f+G动）的应用，有一定的难度。 22．如图所示的家用手摇晾衣架。 （1）图中A滑轮的作用是 　改变力的方向　；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝　30　N。 （2）如图是小明晾晒相同的湿毛巾的情景，其中最有可能让衣架保持水平平衡的是 　B　。 A. B. C. D. 【答案】（1）改变力的方向；30；（2）B。 【分析】（1）轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；不计动滑轮重、绳重及摩擦，先确定与动滑轮相连的绳子的股数n，然后根据F＝G总可计算绳子的拉力； （2）根据图示和杠杆的平衡条件逐一分析可做出判断。 【解答】解： （1）A滑轮在使用过程中，轴的位置固定不动，是定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向； 由题意可知，与动滑轮相连的绳子的股数n＝4，不计动滑轮重、绳重及摩擦， 绳子的拉力：F＝G总＝×120N＝30N。 （2）设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L， A、左侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L＝GL，左侧≠右侧，故A错误； B、左侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，左侧＝右侧，故B正确； C、左侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L＝GL，左侧≠右侧，故C错误； D、左侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L+G×2L＝3GL，左侧≠右侧，故D错误； 故选：B。 故答案为：（1）改变力的方向；30；（2）B。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件以及滑轮组中拉力的计算，难度不大。 23．如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质 量mB均为5千克，木板质量M＝10千克，人的质量m＝30千克，不计摩擦与空气作用力。则 此时人拉绳的力为 　87.5　牛。（g＝10牛/千克） 【答案】87.5 【分析】当工人用力竖直向下拉绳子时，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，2FB＝G木板+G人+GB；对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，所以人的拉力F＝（FB﹣GB）。 【解答】解：滑轮B的重力：GB＝mBg＝5kg×10N/kg＝50N， 木板重力：G木板＝Mg＝10kg×10N/kg＝100N， 人的重力：G人＝m人g＝30kg×10N/kg＝300N， 把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，由图可以看出，从定滑轮A出来的绳子股数为2股，所以B处的拉力为： FB＝（G木板+G人+GB）＝×（50N+100N+300N）＝225N。 对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担， 所以人的拉力F＝（FB﹣GB）＝×（225N﹣50N）＝87.5N。 故答案为：87.5。 【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力的计算，注意本题滑轮组不是由一股绳子缠绕而成，易错题！ 24．如图所示，吊篮的重力为300N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为30N，人的重力为500N，人在吊篮里拉绳子使吊篮匀速向上运动，此时人拉绳子的力为 　170N　。 【答案】170N 【分析】此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子的拉力之和正好是人、动滑轮和吊篮的重力之和，据此求解绳子拉力的大小。 【解答】解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于它们处于静止状态时，整体受力平衡； 由图可知，有5段绳子承受整体的总重力，则绳子的拉力F＝G总＝×（300N+50N+500N）＝170N。 故答案为：170N。 【点评】解答该题须采用整体思想，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体进行分析，这是解答此题的关键。 25．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G动，则FB＝　2G+G动　；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）。 【答案】2G+G动；G。 【分析】（1）使用时绳A端固定不动，手在B端用力拉绳，此时中间的滑轮随物体一起运动，为动滑轮，但动力作用在轴上，不考虑绳重和摩擦，拉力动滑轮上两根绳子的拉力加上动滑轮重力； （2）当绳B端固定不动，腿在A端用力拉绳，此时中间滑轮的轴固定不动，为定滑轮，不考虑绳重和摩擦，拉力大小等于提升物体的重力。 【解答】解：（1）由图知，若绳A端固定不动，手在B端用力拉绳，此时中间滑轮为动滑轮，由于动力作用在轴上，拉力FB＝2G+G动； （2）当绳B端固定不动，腿在A端用力拉绳，此时中间滑轮为定滑轮，不考虑绳重和摩擦，FA＝G。 故答案为：2G+G动；G。 【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮的省力特点，注意使用动滑轮时，若动力作用在轴上，费力、省距离。 26．如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为 　150　N，2s后绳子自由端移动的距离为 　3　m。（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦） 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）物体在拉力和摩擦力作用下处于平衡状态，F＝f； （2）滑轮组绳子段数为3，绳子自由端移动距离为物体移动距离的3倍。 【解答】解： 由图知，有3股绳子承担摩擦阻力，则F＝f， 地面对物体M的摩擦力f＝3F＝3×50N＝150N； 由题知，物体M速度v物＝0.2m/s，小车速度v车＝0.3m/s， 绳子自由端移动的相对速度：v＝v车+v物＝0.3m/s+0.2m/s＝0.5m/s， 2s后物体相对于人移动的距离：s1＝vt＝0.5m/s×2s＝1m， 绳子自由端移动距离：s2＝3s1＝3×1m＝3m。 故答案为：150；3。 【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、摩擦力的计算，知识点多、受力复杂，要求灵活运用所学知识。 三．实验探究题（共1小题） 27．小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　2.4　N；第2次实验测得的机械效率为 　83%　；（结果保留整数） （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　丙　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的； （3）分析第3、4次实验数据得出结论：　机械效率与提升物体的高度无关　； （4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　1、3　两次数据分析得出的结论。 【答案】（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。 【分析】（1）根据图乙读出拉力的大小； 由表格中第2次实验的数据可知，提升物体的重力为6N，由测力计移动的距离和物体上升的高度之间的关系可知使用的是图乙装置进行的实验，根据η＝＝得出机械效率； （2）由表格中第4次实验的数据，利用n＝得出连接动滑轮的绳子的段数，进而分析； （3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变； （4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小； 对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率，据此分析。 【解答】解：（1）由图乙可知拉力为2.4N； 第2次实验测得的机械效率为： η＝＝＝≈83%； （2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为n＝＝＝5，即使用的是图丙装置进行的实验； （3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变，即机械效率与提升物体的高度无关； （4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小； 汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中1、3两次数据分析得出的结论。 故答案为：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。 【点评】本题为测量滑轮组机械效率的实验，考查机械效率的计算和实验结论等知识。 四．计算题（共3小题） 28．为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用质量为2吨、每个车轮与水平地面的接触面积为200cm2的四轮小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持2m/s不变的速度牵引，如图（a）所示。在打捞的过程中，小型牵引车的拉力功率P随打捞时间t的变化如图（b）所示。已知动滑轮重为200N，不计绳子与滑轮间的摩擦，g取10N/kg，试计算： （1）在打捞的过程，小型牵引车对水平地面施加的压强是多少？ （2）在圆柱体工件没有露出水面前，所受到的浮力是多少？ （3）当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）已知车的质量利用G＝mg求出重力，小型牵引车对地面的压力等于其重力，根据p＝计算对地面的压强； （2）根据牵引车的功率和速度分别利用P＝Fv求出圆柱体工件露出水面前和后滑轮组对圆柱体的拉力；然后根据圆柱体工件没有露出水面前的受力情况即可求出浮力； （3）由于使用滑轮组时不计绳子与滑轮间的摩擦，应用效率公式求出机械效率。 【解答】解：（1）货车空载时对水平地面的压力： F＝G车＝m车g＝2×103kg×10N/kg＝2×104N； 受力面积S＝200cm2×4＝800cm2＝0.08m2； 货车空载时对水平地面的压强： p＝＝＝2.5×105Pa； （2）由图乙知，在圆柱体工件没有露出水面前，牵引功率P1＝1400W， 由P＝＝＝Fv得： 此时达到绳子的牵引拉力F1＝＝＝700N， 由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，由于使用滑轮组时不计绳子与滑轮间的摩擦， 拉力F＝（G+G动）， 所以，在圆柱体工件没有露出水面前，滑轮组对物体的提力： G′＝3F1﹣G动＝3×700N﹣200N＝1900N； 当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，牵引功率P1＝1600W，由P＝Fv得： 此时达到绳子的牵引拉力F2＝＝＝800N， 由拉力F＝（G+G动）得： 物体重力G＝3F2﹣G动＝3×800N﹣200N＝2200N； 所以，在圆柱体工件没有露出水面前，所受浮力为F浮＝G﹣G′＝2200N﹣1900N＝300N； （3）当圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，由于使用滑轮组时不计绳子与滑轮间的摩擦， 则η＝＝＝， 所以，滑轮组的机械效率： η＝×100%＝×100%≈92%。 答：（1）在打捞的过程，小型牵引车对水平地面施加的压强是2.5×105Pa； （2）在圆柱体工件没有露出水面前，所受到的浮力是300N； （3）当圆柱体工件被拉出水面后在空 中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是92%。 【点评】本题是有关滑轮组的综合计算题目，考查了滑轮组省力特点、重力公式的应用及压强的计算，能够理解对阻力做功是有用功是解决问题的关键。 29．如图所示是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g＝10N/kg，不计绳重和摩擦）求： （1）绳子自由端拉力F的大小； （2）拉力所做的有用功W有用； （3）整个过程中机械效率η。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）先利用G＝mg求出衣服、动滑轮、杆和晾衣架的总重力，由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝4，不计绳重和摩擦，拉力F＝G总； （2）对衣服做的功为有用功，利用W有用＝Gh计算； （3）利用s＝4h求拉力端移动的距离，再利用W＝Fs求拉力做功，整个过程中机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解： （1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝4，所承受的总重力： G总＝m总g＝（4kg+1kg）×10N/kg＝50N， 不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力： F＝G总＝×50N＝12.5N； （2）拉力所做的有用功： W有用＝G衣h＝m衣gh＝4kg×10N/kg×0.5m＝20J， （3）拉力端移动的距离： s＝4h＝4×0.5m＝2m， 拉力做功： W总＝Fs＝12.5N×2m＝25J， 整个过程中机械效率： η＝＝×100%＝80%。 答：（1）绳子自由端拉力F的大小为12.5N； （2）拉力所做的有用功为20J； （3）整个过程中机械效率为80%。 【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、机械效率的计算，属于基础题目。 30．已知人的自重为500N，木板的自重为100N。图中所示皆为静止状态，忽略摩擦，求： （1）人对绳子的拉力。 （2）人对木板的压力。 【答案】（1）人对绳子的拉力为300N。 （2）人对木板的压力为200N。 【分析】（1）对整体受力分析，根据整体受力平衡和力作用的相互性求出人对绳子的拉力； （2）对人受力分析，根据力的平衡求出木板对人的支持力的大小，根据物体间力的作用是相互的求出压力的大小。 【解答】解： （1）把人和木板作为一个整体，整体处于静止状态，受力平衡，整体的总重力为G总＝500N+100N＝600N， 由图可知有两段绳子拉着整体，则每一段绳子的拉力为F＝G总＝×600N＝300N， 由于物体间力的作用是相互的，所以人对绳子的拉力也为300N； （2）人处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、竖直向上的绳子的拉力、竖直向上的支持力的作用，则人受到的支持力为：F支＝G人﹣F拉＝500N﹣300N＝200N， 由于物体间力的作用是相互的，所以人对木板的压力也为200N。 答：（1）人对绳子的拉力为300N。 （2）人对木板的压力为200N。 【点评】本题考查了物体的受力分析、力作用的相互性，难度不大。 五．解答题（共2小题） 31．如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。（杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计）。 （1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为 　动滑轮　（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 （2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力。 （3）求滑轮的重力。 【答案】（1）动滑轮；（2）配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力为200N；（3）滑轮的重力为20N。 【分析】（1）判断动滑轮与定滑轮的依据是工作过程中滑轮轴的位置是否改变，如果位置变化，是动滑轮； （2）先求出杠杆两侧力臂的关系，再利用杠杆的平衡条件求出A点受到的拉力； （3）先求出连接配重的绳子上拉力，再以滑轮为研究对象列出力的等量关系，计算出滑轮的重。 【解答】解：（1）健身过程中，人拉下杠杆的一端，滑轮随杠杆另一端一起上升，滑轮轴的位置变化，所以，此滑轮为动滑轮； （2）因为AB＝3BO，且AB＝AO+OB， 所以，AO+OB＝3BO， AO＝2OB， 根据杠杆的平衡条件得：FA×AO＝FB×OB， 所以，FA＝＝200N； （3）据图可知，当配重对地面的压力恰好为零时， 连接配重的绳子上拉力：F＝G＝90N， 以滑轮为研究对象，力的关系满足：2F+G轮＝FA， 所以，G轮＝FA﹣2F＝200N﹣2×90N＝20N。 故答案为：（1）动滑轮；（2）配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力为200N；（3）滑轮的重力为20N。 【点评】本题考查了杠杆、滑轮知识，是简单机械的综合，解题的关键是以滑轮为研究对象列出力的等量关系进行求解。 32．工人使用如图所示装置吊装重物。电动机的输出功率为800W，将重为500N的水泥匀速提升到10m高的位置需要用时15s，若电动机的输出功率恒定不变。请完成下列问题： （1）图中滑轮组的作用是 　既可以省力，又可以改变力的方向　。 （2）在此过程中，绳子自由端移动的速度是多少？ （3）求电动机对绳子的拉力大小。 （4）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法 　增大提升物体的重力（或减小摩擦、减小动滑轮重力）　。 【答案】（1）既可以省力，又可以改变力的方向； （2）在此过程中，绳子自由端移动的速度是2m/s； （3）电动机对绳子的拉力为400N； （4）增大提升物体的重力（或减小摩擦、减小动滑轮重力）。 【分析】（1）使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离； （2）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳＝nv物＝求出绳子自由端的速度； （3）根据P＝＝＝Fv求出电动机对绳子的拉力大小； （4）提高滑轮组的机械效率：一是增大提升物体的重力，二是减小摩擦、减小动滑轮重力。 【解答】解：（1）由图可知，该滑轮组的作用是既可以省力，又可以改变力的方向； （2）由图可知，n＝3，绳子自由端的速度为： v绳＝nv物＝＝＝2m/s； （3）若电动机的输出功率恒定不变，根据P＝＝＝Fv可知，电动机对绳子的拉力大小为： F＝＝＝400N； （4）增大提升物体的重力、减小摩擦、减小动滑轮的重力，都可以提高滑轮组的机械效率。 答：（1）既可以省力，又可以改变力的方向； （2）在此过程中，绳子自由端移动的速度是2m/s； （3）电动机对绳子的拉力为400N； （4）增大提升物体的重力（或减小摩擦、减小动滑轮重力）。 【点评】本题考查了滑轮组及其工作特点、滑轮组中的相关计算、功率的应用以及提高机械效率方法的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$