第三章3.4简单机械——滑轮分类练习（二）-2025-2026学年科学九年级上册浙教版

2025年09月九上第三章3.4简单机械——滑轮分类练习（二） 一．计算概念理解（代数运算） 1．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（　　） A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙 C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙 2．如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为（　　） A．F1＞F2 P1＜P2 B．F1＞F2 P1＞P2 C．F1＞F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＜P2 3．小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦）（　　） A．F甲＞F乙，η甲＝η乙 B．F甲＜F乙，η甲＜η乙 C．F甲＞F乙，η甲＞η乙 D．F甲＜F乙，η甲＝η乙 4．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＝v乙＝v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＝F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＝η乙＝η丙 5．如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为G1＝200N和G2＝100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中相同的是（　　） A．拉力大小 B．提升速度 C．额外功 D．机械效率 6．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体在水平面上匀速运动受到一对平衡力的作用 B．拉力的功率为Fv C．额外功为（2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为100% 7．一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重及摩擦。动滑轮重为 　 　 ；其机械效率为 　 　 。 二．水平滑轮（组）的计算 8．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（　　） A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用 C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛 D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W 9．如图所示，用38N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、绳子和重力，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5.7W D．在2s内绳子对物体A做的功为11.4J 10．如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到物体B的摩擦力为20N B．此时拉力F的功率为2W C．此时滑轮组的机械效率为70% D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动 11．如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重、滑轮重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　） A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多 C．两装置的机械效率相同 D．所拉重物越小，机械效率越高 12．小科利用如图所示滑轮组在水平地面匀速向左拉动物体，力F所做的功是600J，在20s内物体水平移动了2m，滑轮组的机械效率是80%，则下列说法不正确的是（　　） A．绳子自由端运动速度为0.3m/s B．拉力F每秒做功30J C．物体所受摩擦力240N D．左侧竖直墙面受到拉力100N 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，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 14．滑块A和滑板B（足够长）叠放在光滑水平地面上，滑块A和滑板B左侧还通过如图所示的滑轮组用细线连接。用水平向右大小为12N的拉力在4s内，使滑块A相对于地面向右匀速移动了1.6m，忽略滑轮与绳子间的摩擦，滑轮重力不计。滑块A向右匀速运动的过程中（　　） A．竖直墙壁受到的拉力为8N B．滑块A和滑板B之间的摩擦力大小为4N C．动滑轮对滑板B的拉力做功6.4J D．动滑轮对滑板B的拉力的功率为3.2W 15．如图所示，在水平地面上放置重300N的物体，不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，匀速拉动物体时，水平拉力F为60N，则物体与地面的摩擦力为 　 　 N，若物体前进1米所用的时间为10秒，拉力F做功的功率为 　 　 瓦。 16．如图所示，在水平地面上放置一个重为600N的物体，将物体匀速拉动时，动力F的大小是90N，则物体与地面间的摩擦力大小是 　 　 N（不计绳与滑轮间摩擦），若拉力作用点在5s内移动的距离是3m，则物体的移动速度是 　 　 m/s。 17．某工人在水平地面上，用240牛顿的力以0.2米/秒的速度匀速推动1000牛顿的重物，使它沿水平方向移动50米，这时工人所做的功是 　 　 ，若使用滑轮组如图所示，其它条件相同，则拉力F＝100牛，拉动绳子的速度是1.5米/秒，拉力的功率是 　 　 。 18．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 三．竖直滑轮（组）的计算 19．如图所示是小德自己组装的滑轮组玩具，现通过转动转轴把手拉动绳子来提升重物，在4秒内将重为1牛的物体匀速提升16厘米，忽略绳子和滑轮的质量及摩擦阻力。下列说法中正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮 B．绳子拉力F为0.5牛 C．重物的移动速度为4米/秒 D．4秒内提升重物所做的有用功为16焦 20．大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（　　） A．100J B．200J C．300J D．500J 21．如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在2s∼4s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为20N B．0∼2s内重物对地面的压力为40N C．2∼4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s D．4∼6s内，拉力F的功率为100W 22．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s．已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N B．水平向右的力F的大小为400N C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W 23．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　） A．0s～1s内，地面对物体的支持力是10N B．1s～2s内，拉力F做的功是187.5J C．2s～3s内，拉力F的功率是100W D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5% 24．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等 D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 25．如图所示，虚线框内是滑轮组，其内部有定滑轮和动滑轮各一只。在拉力F的作用下，通过此滑轮组将重20N的物块匀速提升2m，物块上升的速度为0.2m/s，此过程中拉力F所做的功为50J。则下列不正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．滑轮组对重物的拉力为20N C．滑轮组内动滑轮重为5N D．拉力F作用点速度为0.4m/s 26．如图所示，物体重G1＝100N，人的体重G2＝600N，不计动滑轮重，绳重及摩擦。第一次人站在地面上竖直向下拉着绳子的一端使物体在空中静止不动时。第二次人拉着绳子向左边移动，使物体始终保持1m/s的速度匀速上升。则第一次人对地面的压力大小以及第二次人拉绳子的力F的变化情况分别为（　　） A．550N； F始终不变 B．550N；F逐渐变大 C．550N；F逐渐变小 D．650N；F逐渐变小 27．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。则以下物理量正确的是（　　） A．拉力FG B．拉力FG C．绳自由端移动距离为2H D．绳自由端移动距离为3H 28．如图（甲）、（乙）滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重为，则力F1和F2之比为（　　） A．1：1 B．3：2 C．2：3 D．3：4 29．如图所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体质量比为4：5，不计绳重、轮重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．乙物体会绳被提起 B．绳的拉力与甲的重力之比为1：3 C．乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3：4 D．若甲的质量是乙的2倍，则乙对地的压力为零 30．如图甲所示是高空作业的师傅在外墙作业的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊箱的质量为40kg；两名工人及工具的总质量为160kg，绳子自由端的拉力的大小为525N。在电动机拉力的作用下，吊箱在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．每个动滑轮的重力为100N B．整个装置的机械效率为80% C．电动机拉动绳子的功率为420W D．若绳子的最大承受能力是800N，则吊篮中的人与工具的总质量可以为275kg 31．图甲所示为起重机的吊臂，可简化为图乙所示的滑轮组。已知此滑轮组的机械效率为80%，在匀速起吊0.6t的物体时，物体10s内上升了12m，则此过程中（　　） A．滑轮组的有用功为5.76×104J B．钢丝绳移动的速度为2.4m/s C．钢丝绳的拉力F为2×103N D．钢丝绳拉力的功率为9×103W 32．某人重力为600N，他想坐在吊篮里用滑轮组把吊篮匀速拉上去，如图所示，已知吊篮和货物重240N，不计滑轮重和摩擦，则他所用的力应为（　　） A．280N B．80N C．420N D．120N 33．用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　 　 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 　 　 N，3s内对物体做的有用功为 　 　 J。 34．如图所示，滑轮规格相同、重均为60N。工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为 　 　 N，物体增加的势能为 　 　 J，工人拉动绳子做功的功率为 　 　 W。 35．用如图所示的装置提升重为600N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在8s内竖直匀速上升了1m。在此过程中，不计绳重和摩擦，拉力F的大小为 　 　 ，物体A的功率大小为 　 　 ，滑轮组的机械效率为 　 　 。 四．滑轮的复杂运算 36．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　） A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功 C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 37．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（　　） A．拉力F做的功为840J B．绳子自由端移动的距离为15m C．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变小 D．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 38．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% 39．如图用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升吊篮及其中货物和电动机，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，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。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%，下列说法正确的是（　　） A．在0﹣1s内，电动机提供的拉力所做的功为825J 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200N 40．如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（　　） A．η B．η C．W有＝Gh D．P有 41．小文的体重为600N，他与地面的接触面积为400cm2．当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未露出水面），他对地面的压强为1×104Pa；当他用此滑轮组在空气中以0.2m/s的速度匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%，小文拉绳的功率P．已知重物A重物B所受重力之比GA：GB＝9：4，若不计绳重和摩擦，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（　　） A．提升重物A时小文对地面的压力为200N B．物体A的密度为5×103kg/m3 C．在水中提升重物A时滑轮组的机械效率为90% D．功率P为50W 42．如图所示滑轮组装置，滑轮A、B、C的质量均是m，不计绳与滑轮的摩擦及绳的质量，重物N的质量为m1，那么该装置平衡时，重物P的质量m2＝　 　 ，若拉动P向下移动1米，N升高　 　 米。 43．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m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，若磁性平板对甲、乙的磁力分别为F甲、F乙，则F甲　 　 （填“大于”“等于”或“小于”）F乙。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。 44．如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 　 　 瓦；该晾衣架的机械效率为 　 　 ；每个动滑轮自重为 　 　 牛。 45．如图所示，重为200N的物体B，在足够深的水中匀速下沉，通过滑轮组拉着重1200N的物体A沿着水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米。已知B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦（g取10N/kg），则B对绳的拉力是 　 　 N，B对绳拉力的功率是 　 　 W，滑轮组的机械效率为 　 　 。 46．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲：F乙＝5：3，则这两个过程中，有用功之比W甲：W乙＝　 　 ，两个滑轮的机械效率之比η甲：η乙＝　 　 。 47．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升到高处，小科同学设计了图甲所示的滑轮组。当他用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，重物上升的速度v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。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。求： （1）在1～2s内拉动绳子的距离； （2）在2～3s内，拉力F的功率P； （3）在2～3s内求滑轮组的机械效率。（结果保留一位小数） 48．工人利用如图所示的滑轮组从2m深的枯井中提升重物，所用的拉力为250N，物体在5s内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求： （1）绳子自由端移动的速度 （2）拉力的功率； （3）若滑轮组的机械效率为80%，求所提升物体的重力大小。 49．如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g＝10N/kg）。 （1）人的拉力的功率多大？ （2）被吊起的重物质量多大？ （3）按题意画出滑轮组的绕绳。 50．如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g＝10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）小华的拉力是多少？ （2）小华拉力的功率是多少？ （3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？ 51．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计（g＝10N/kg）。 （1）影响滑轮组机械效率的因素之一是　 　 ； （2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率； （3）求动滑轮受到的重力。 52．体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1，如图所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2，压强变化了2750pa．已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%．（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，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）．求： （1）绳对人的拉力； （2）物体A与地面的摩擦力； （3）若在物体A上再放一个物体B，滑动摩擦力增大了30N，此时该装置的机械效率是多少？ 53．如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作。已知工作台的底面积为1.2m2，涂料和工具质量为10kg，工人的质量为60kg，当工人用200N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为250Pa；当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升（g取10N/kg，不计绳重及摩擦）。求： （1）动滑轮和工作台的总重G； （2）工作台匀速上升2m，此装置的机械效率；（结果保留两位有效数字） （3）若工人在10s内，使工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，工人拉绳子所做的功W及拉力的功率P。 54．如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为0.018m3、重力为540N，动滑轮所受重力为180N，不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。 （1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？ （2）为了让重物在水中以0.1m/s的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？（重物在此过程中未露出水面） （3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？（不考虑重物出水前后质量的变化） 55．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？ 56．如图为某汽车起重机利用卷扬机打捞水中的物体A的示意图。物体A的体积为0.8m3，重力为2×104N，从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上提升至离开水面一定高度，浸没在水中时，拉力F的功率为1500W。（钢丝绳能够承受的拉力足够大，且不计钢丝绳重和摩擦，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求： （1）如图所示状态时，物体A受到的浮力和拉力； （2）浸没时，滑轮组的机械效率； （3）动滑轮重G动； （4）当物体A离开水面至一定高度的过程中，电动机的功率。 57．如图甲所示，用电动机和滑轮组把质量为3×103kg的矿石从水中提起。矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5kW。打捞过程中，矿石上升的高度h和时间t的关系如图乙所示。 （1）求矿石的重力。 （2）求电动机对绳子的拉力。 （3）当矿石露出水面前，该滑轮组的机械效率η等于80%，求该石块的体积。 2025年09月九上第三章3.4简单机械——滑轮分类练习（二） 参考答案与试题解析 一．选择题（共34小题） 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 答案 C C A A C C C A C C D 题号 13 14 18 19 20 21 22 23 24 25 26 答案 B C B B B D D B B C A 题号 27 28 29 30 31 32 36 37 38 39 40 答案 D C D C D A D A D D D 题号 41 答案 D 一．试题（共57小题） 1．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做的功为W甲和W乙。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则F甲与F乙、W甲与W乙的大小关系是（　　） A．F甲＜F乙、W甲＝W乙 B．F甲＞F乙、W甲＞W乙 C．F甲＞F乙、W甲＝W乙 D．F甲＜F乙、W甲＜W乙 【解答】解：不计摩擦、滑轮重和绳重，用同一个动滑轮先后提升同一物体， 甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，省一半的距离，即F甲＝2G，s甲h； 乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，费一半的距离，即F乙G，s乙＝2h。 则W甲＝F甲×s甲＝2Gh＝Gh，W乙＝F乙×s乙G×2h＝Gh， 所以，F甲＞F乙，W甲＝W乙，故ABD错误，C正确。 故选：C。 2．如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为（　　） A．F1＞F2 P1＜P2 B．F1＞F2 P1＞P2 C．F1＞F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＜P2 【解答】解：用在不计绳重和摩擦时，物体升高h，用定滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离为h， 若用动滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离为2h， 则定滑轮提升物体时，拉力做功为：W1＝F1s＝F1h， 动滑轮提升物体时，拉力做功为：W2＝F2s＝2F2h， ∵W1＝W2，∴F1＝2F2，即：F1＞F2 又时间相同，根据功率公式P可知：P1＝P2。 故选：C。 3．小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦）（　　） A．F甲＞F乙，η甲＝η乙 B．F甲＜F乙，η甲＜η乙 C．F甲＞F乙，η甲＞η乙 D．F甲＜F乙，η甲＝η乙 【解答】解：（1）∵忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n甲＝2，n乙＝3， ∴两图所用拉力： F甲（G物+G动），F乙（G物+G动）， ∵滑轮相同，提升的物体重相同， ∴F甲＞F乙； （2）∵两图将同一物体匀速提高相同的高度， ∴做的有用功W有相同， ∵忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额＝G动h ∴额外功W额相同， 又∵W总＝W有+W额， 所以总功相同， ∵η， ∴两图的机械效率η相同，即η甲＝η乙。 故选：A。 4．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＝v乙＝v丙 C．绳子自由端的拉力大小为F甲＝F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＝η乙＝η丙 【解答】解：A．甲、乙、丙三种装置做的有用功都为W有用＝G物h，所以有用功是相同的，故A正确； B．从图中可知，甲为定滑轮（n＝1），乙为动滑轮（n＝2），丙为滑轮组（n＝3），在相同的时间内物体被提升的高度均为h，则绳子自由端移动的距离：s甲＝h、s乙＝2h、s丙＝3h，则：s甲＜s乙＜s丙，运动时间相同，根据速度计算公式可知，绳子自由端速度大小关系为：v甲＜v乙＜v丙，故B错误； C．根据题意可知，不计绳重和摩擦，则：F甲＝G物、、，滑轮质量均相等且动滑轮的重力小于物体重力，故F甲＞F乙＞F丙，故C错误； D．不计绳重和摩擦，甲的有用功与总功相等，所以甲的机械效率为100%，乙和丙克服动滑轮的重力做的功为额外功：W额＝G动h； 乙、丙两种装置的机械效率：，则：η甲＞η乙＝η丙，故D错误。 故选：A。 5．如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为G1＝200N和G2＝100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中相同的是（　　） A．拉力大小 B．提升速度 C．额外功 D．机械效率 【解答】解：A、每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计，由图可知，甲图n＝2，而乙图n＝3，所以F甲，F乙。故A错误。 B、将物体提升相同高度，但未说明所用时间的大小关系，故提升速度不一定相同。故B错误； C、绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，W额＝G动h，也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同。故C正确。 D、克服重力所做的功就是有用功，即W＝Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，W甲＝200N×h，W乙＝100N×h，W甲不等于W乙，机械效率η，W额相同，而有用功不同，所以机械效率不同，故D错误。 故选：C。 6．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体在水平面上匀速运动受到一对平衡力的作用 B．拉力的功率为Fv C．额外功为（2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为100% 【解答】解： A、物体A在水平面上匀速运动时处于平衡状态，受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力是一对平衡力，受到水平向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，共受到两对平衡力的作用，故A错误； B、由图可知，动滑轮上绳子的股数n′＝2，则绳端移动的速度为v绳＝n′v＝2v，拉力的功率为PFv绳＝F×2v＝2Fv，故B错误； C、根据P和v得拉力做的总功为W总＝Pt＝2Fv2Fs， 物体在水平方向上运动，克服摩擦力做的功为有用功，即W有＝fsGs，额外功为：W额＝W总﹣W有＝2FsGs（2nF﹣G）s，故C正确； D、滑轮组的机械效率η100%100%100%，故D错误。 故选：C。 7．一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重及摩擦。动滑轮重为 　2F﹣（m1+m2）g　 ；其机械效率为 　100%　 。 【解答】解：（1）吊篮的重力：G1＝m1g，建筑材料的重力：G2＝m2g， 由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2F﹣（G1+G2）＝2F﹣（m1g+m2g）＝2F﹣（m1+m2）g； （2）绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2h， 装置的有用功：W有＝G2h＝m2gh， 拉力做的总功：W总＝Fs＝F×2h＝2Fh， 装置的机械效率：η100%100%100%。 故答案为：2F﹣（m1+m2）g；100%。 8．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（　　） A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用 C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛 D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W 【解答】解：A、从图中可知，10s内，物体A移动的距离为1m；n＝3，则10s内，绳子自由端沿水平方向移动的距离s′＝ns＝3×1m＝3m，故A错误； BC、物体A在水平方向上受到的阻力f＝0.1G＝0.1×120N＝12N， 机械效率η， 则绳子自由端的拉力F5N， 左侧墙受到滑轮组的拉力F拉＝4F＝4×5N＝20N，故B错误、C正确； D、从图中可知，物体的速度v0.1m/s， 则绳子自由端的速度v′＝nv＝3×0.1m/s＝0.3m/s， 根据PFv可知拉力F做功的功率P＝Fv′＝5N×0.3m/s＝1.5W，故D错误。 故选C。 9．如图所示，用38N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、绳子和重力，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5.7W D．在2s内绳子对物体A做的功为11.4J 【解答】解：A、因为F＝38N，所以对A的拉力为38N＝19N，弹簧测力计的示数恒为10N，则物体B对A的摩擦力为10N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为f＝19N﹣10N＝9N，故A错误； 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：PFv＝38N×0.15m/s＝5.7W，故C正确； D、绳子的拉力是19N，2s物体A移动的距离为s＝vt＝0.3m/s×2s＝0.6m，所以W＝Fs＝19N×0.6m＝11.4J，故D正确。 故选：A。 10．如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到物体B的摩擦力为20N B．此时拉力F的功率为2W C．此时滑轮组的机械效率为70% D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动 【解答】解： A、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fB+6N＝20N，则fB＝14N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为fA＝fB＝14N，故A错误； B、由图可知n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 拉力做功的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故B错误； C、由图知，水平使用滑轮组，拉力做的有用功：W有＝fAs物， 拉力端移动距离：s＝ns物， 拉力做的总功：W总＝Fs＝F×ns物＝nFs物， 滑轮组的机械效率： η100%＝70%，故C正确； D、若拉力F增大到20N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。 故选：C。 11．如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重、滑轮重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　） A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多 C．两装置的机械效率相同 D．所拉重物越小，机械效率越高 【解答】解：ABC、由图可知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝2，n2＝3； 绳子自由端移动的距离分别为：s1＝n1h＝2h，s2＝n2h＝3h，所以F2移动距离多； 不计绳重及摩擦，由Ff可知绳子自由端受到的拉力分别为： F1f，F2f， 由此可知，F1＞F2； 由于不计绳重和摩擦，两图中的额外功都为零， 由于接触面的粗糙程度相同、物体的重力相同，物体对水平面的压力也相同，所以物体受到的摩擦力相同，由W有用＝fs知利用两滑轮组做的有用功相同，总功也相同，由η100%可知，两装置的机械效率相同，均为100%； 所拉重物越小，物体所受的摩擦力越小，根据W有用＝fs可知有用功越小，总功越小，机械效率不变。 故ABD错误，C正确。 故选：C。 12．小科利用如图所示滑轮组在水平地面匀速向左拉动物体，力F所做的功是600J，在20s内物体水平移动了2m，滑轮组的机械效率是80%，则下列说法不正确的是（　　） A．绳子自由端运动速度为0.3m/s B．拉力F每秒做功30J C．物体所受摩擦力240N D．左侧竖直墙面受到拉力100N 【解答】解：A．由图可知，动滑轮上的绳子段数为n＝3， 绳子自由端移动的距离：s＝3s物＝3×2m＝6m， 绳子自由端运动的速度：，故A正确； B．拉力F做功的功率：，即拉力F每秒做功30J，故B正确； C．由可得，20s内，滑轮组做的有用功：W有＝ηW总＝80%×600J＝480J， 物体所受摩擦力：，故C正确； D．由W＝Fs可得，每段绳的拉力：， 此时定滑轮左侧受到的拉力与右侧两段绳子的拉力平衡，根据力的平衡条件可知， 定滑轮左侧受到墙面的拉力为F拉＝2F＝2×100N＝200N， 根据力的相互性可知，左侧竖直墙面受到拉力等于墙面对定滑轮的拉力，即Fʹ拉＝F拉＝200N，故D错误。 故选：D。 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，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 【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FAFF，即F＝3FA； 连接小滑轮绳子股数n′＝2， 则弹簧测力计FAFBFB， 故弹簧测力计B的示数FB＝2FA＝2FF，即FFB； 所以3FAFB＝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。 14．滑块A和滑板B（足够长）叠放在光滑水平地面上，滑块A和滑板B左侧还通过如图所示的滑轮组用细线连接。用水平向右大小为12N的拉力在4s内，使滑块A相对于地面向右匀速移动了1.6m，忽略滑轮与绳子间的摩擦，滑轮重力不计。滑块A向右匀速运动的过程中（　　） A．竖直墙壁受到的拉力为8N B．滑块A和滑板B之间的摩擦力大小为4N C．动滑轮对滑板B的拉力做功6.4J D．动滑轮对滑板B的拉力的功率为3.2W 【解答】解：对滑块A在水平方向受力分析，受到细线水平向左拉力F和滑块B对滑块A的摩擦力f、向右的拉力，根据物体受力平衡可得：F＝f+F绳﹣﹣﹣① 滑块B放在光滑水平地面上，对滑块B在水平方向受力分析，受到动滑轮对滑板B的水平向左拉力F拉＝2F绳和滑块A对滑块B向右的摩擦力f，根据物体受力平衡可得：f＝2F绳﹣﹣﹣② 由①②可得：F绳F12N＝4N； A、左侧定滑轮受到三段绳子水平向右拉力，则墙壁受到的拉力：F墙＝3F绳＝3×4N＝12N，故A错误； B、由②可得：滑块A和滑板B之间的摩擦力：f＝2F绳＝2×4N＝8N，故B错误； C、动滑轮对滑块B的拉力：F拉＝2F绳＝2×4N＝8N，滑块A相对于地面向右匀速移动了1.6m，则滑板B相对于地面向左匀速移动的距离：sBsA1.6m＝0.8m，则动滑轮对滑板B的拉力做功：W＝F拉sB＝8N×0.8m＝6.4J，故C正确； D、则动滑轮对滑板B的拉力做功功率P1.6W，故D错误。 故选：C。 15．如图所示，在水平地面上放置重300N的物体，不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，匀速拉动物体时，水平拉力F为60N，则物体与地面的摩擦力为 　120　 N，若物体前进1米所用的时间为10秒，拉力F做功的功率为 　12　 瓦。 【解答】解： （1）由图可知，通过动滑轮的绳子段数n＝2，该滑轮组是克服物体的摩擦力做功， 不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，则水平拉力：Ff， 则f＝2F＝2×60N＝120N； （2）物体前进1m，绳子自由端通过的距离s＝2×1m＝2m， 拉力F做功的功率：P12W。 故答案为：120；12。 16．如图所示，在水平地面上放置一个重为600N的物体，将物体匀速拉动时，动力F的大小是90N，则物体与地面间的摩擦力大小是 　180　 N（不计绳与滑轮间摩擦），若拉力作用点在5s内移动的距离是3m，则物体的移动速度是 　0.3　 m/s。 【解答】解：由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n＝2； （1）物体A与地面间的摩擦力：f＝nF＝2×90N＝180N； （2）由绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s′的关系为s＝2s′可得： 物体移动的速度：v′v0.3m/s。 故答案为：180；0.3。 17．某工人在水平地面上，用240牛顿的力以0.2米/秒的速度匀速推动1000牛顿的重物，使它沿水平方向移动50米，这时工人所做的功是 　1.2×104J　 ，若使用滑轮组如图所示，其它条件相同，则拉力F＝100牛，拉动绳子的速度是1.5米/秒，拉力的功率是 　150W　 。 【解答】解：工人做的功W＝Fs＝240N×50m＝1.2×104J； 拉力的功率：P＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W。 故答案为：1.2×104J；150W。 18．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 【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P140W。 故选：B。 19．如图所示是小德自己组装的滑轮组玩具，现通过转动转轴把手拉动绳子来提升重物，在4秒内将重为1牛的物体匀速提升16厘米，忽略绳子和滑轮的质量及摩擦阻力。下列说法中正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮 B．绳子拉力F为0.5牛 C．重物的移动速度为4米/秒 D．4秒内提升重物所做的有用功为16焦 【解答】解：A、由图可知，滑轮A的轴不随物体运动，是定滑轮，故A错误； B、由图知，滑轮组承担拉力的绳子段数n＝2，忽略绳子和滑轮的质量及摩擦阻力，绳子拉力： FG总10N＝5N，故B正确； C、重物移动的速度： v物4cm/s＝0.04m/s，故C错误； D、4秒内提升重物所做的有用功： W＝Gh＝1N×0.16m＝0.16J，故D错误。 故选：B。 20．大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（　　） A．100J B．200J C．300J D．500J 【解答】解： 滑轮右端的绳子原长为3m，大伟从定滑轮正下方沿水平方向移动4m，则移动后绳长为Lm＝5m，所以绳子自由端移动的距离s＝5m﹣3m＝2m，则物体被提高的高度为h＝s＝2m。 滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，他至少做的功W总＝W有用＝Gh＝100N×2m＝200J； 故ACD错误，B正确； 故选：B。 21．如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在2s∼4s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（　　） A．动滑轮重为20N B．0∼2s内重物对地面的压力为40N C．2∼4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s D．4∼6s内，拉力F的功率为100W 【解答】解：A、由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，由丙图可知，物体在4s～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力FF3＝50N， 不计绳重和摩擦，则由F（G+G动）得，动滑轮的重力： G动＝nF3﹣G物＝2×50N﹣80N＝20N；故A正确； B、在0～2s内，物体的运动速度为零，即物体静止在地面上， 由图乙可知此时的拉力F1＝30N， 把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态， 由力的平衡条件得： F支+2F1＝G物+G动， 则地面对物体的支持力： F支＝G物+G动﹣2F1＝80N+20N﹣2×30N＝40N， 根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力： F压＝F支＝40N；故B正确； C、已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m， 则绳子自由端移动的距离： s＝nh＝2×2m＝4m， 所用的时间： t＝4s﹣2s＝2s， 则在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度vB2m/s，故C正确； D、由图丙可知，在4s～6s内，重物做匀速直线运动，其速度v＝nv3＝2×2.0m/s＝4.0m/s， 拉力做功的功率：PFv＝50N×4.0m/s＝200W，故D错误。 故选：D。 22．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s．已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N B．水平向右的力F的大小为400N C．物体B所受重力为400N D．拉力F做功的功率为63W 【解答】解：由题意得：450N＝50N（50N+GB） 即B的重力：GB＝550N； 则A物体所受摩擦力为（50N+550N）＝200N； 水平向右的力：F（50N+60N+550N）+200N＝420N； 因为B上升的速度为0.05m/s，所以A的速度为3×0.05m/s＝0.15m/s， P＝Fv＝420×0.15＝63W。 故选：D。 23．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　） A．0s～1s内，地面对物体的支持力是10N B．1s～2s内，拉力F做的功是187.5J C．2s～3s内，拉力F的功率是100W D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5% 【解答】解： （1）由图乙可知，在0～1s内，拉力F＝30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态； 地面对重物的支持力F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝100N﹣3×30N+G动＝G动+10N；故A错误； （2）由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N， 因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3， 所以拉力F的作用点下降的速度v3′＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s， 拉力做功功率（总功率）： P总＝F3V3′＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误； 滑轮组的机械效率： η100%100%100%≈83.33%，故D错误； （3）在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m 拉力F的作用点下降的距离s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m， 拉力做的功： W＝F2S2＝50N×3.75m＝187.5J；故B正确。 故选：B。 24．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等 D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 【解答】解： A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误； BC．若G1＝G2，且货物被提升的高度相同，根据W有＝G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等； 不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总＝（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由η可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误； D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W＝G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误。 故选：B。 25．如图所示，虚线框内是滑轮组，其内部有定滑轮和动滑轮各一只。在拉力F的作用下，通过此滑轮组将重20N的物块匀速提升2m，物块上升的速度为0.2m/s，此过程中拉力F所做的功为50J。则下列不正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．滑轮组对重物的拉力为20N C．滑轮组内动滑轮重为5N D．拉力F作用点速度为0.4m/s 【解答】解：由图可知，拉力的方向是向下的，故承担动滑轮绳子的股数n＝2； A、拉力做的有用功：W有＝Gh＝20N×2m＝40J， 滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%，故A正确； B、由题意可知，物块做匀速直线运动，因此物块受力平衡，由二力平衡条件可知，物块受到的拉力：F拉＝G＝20N，故B正确； C、绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 由W总＝Fs可知，绳子自由端的拉力：F12.5N 若不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可知，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×12.5N﹣20N＝5N， 但题中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力小于5N，故C错误； D、物块上升的速度为0.2m/s，则绳子的自由端的速度为0.2m/s×2＝0.4m/s，故D正确。 故选：C。 26．如图所示，物体重G1＝100N，人的体重G2＝600N，不计动滑轮重，绳重及摩擦。第一次人站在地面上竖直向下拉着绳子的一端使物体在空中静止不动时。第二次人拉着绳子向左边移动，使物体始终保持1m/s的速度匀速上升。则第一次人对地面的压力大小以及第二次人拉绳子的力F的变化情况分别为（　　） A．550N； F始终不变 B．550N；F逐渐变大 C．550N；F逐渐变小 D．650N；F逐渐变小 【解答】解：由图可知，有2段绳子拉着动滑轮，即n＝2， 不计动滑轮重，绳重及摩擦，则第一次人对绳子的拉力：FG1100N＝50N； 人此时受到三个力的作用：竖直向上的绳子的拉力、支持力和竖直向下的重力， 则地面对人的支持力为：F支＝G2﹣F＝600N﹣50N＝550N， 由于地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，故第一次人对地面的压力为550N； 使用定滑轮可以改变力的方向，但不改变力的大小，且物体做匀速直线运动，故人对绳子的拉力始终为50N，故A正确，BCD错误。 故选：A。 27．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。则以下物理量正确的是（　　） A．拉力FG B．拉力FG C．绳自由端移动距离为2H D．绳自由端移动距离为3H 【解答】解：CD、由图可知，物体的重由三段绳子承担，钩码升高H，则绳子自由端移动的距离为：s＝3H，故C错误，D正确； AB、若不计摩擦和绳重，则绳端的拉力F（G+G轮），故AB错误。 故选：D。 28．如图（甲）、（乙）滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重为，则力F1和F2之比为（　　） A．1：1 B．3：2 C．2：3 D．3：4 【解答】解：由图可知，n甲＝3，n乙＝2， 甲、乙两滑轮组的拉力之比： 。 故选：C。 29．如图所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体质量比为4：5，不计绳重、轮重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．乙物体会绳被提起 B．绳的拉力与甲的重力之比为1：3 C．乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3：4 D．若甲的质量是乙的2倍，则乙对地的压力为零 【解答】解：AB、m甲：m乙＝4：5，G甲：G乙＝4：5，G甲G乙，G乙G甲； 由图知，不计绳重、轮重和摩擦，每一段绳子的拉力是甲重力的，故B错误； 乙受到竖直向上是拉力FG甲G乙，则F＜G乙，地面对乙物体有支持力，乙物体不会被绳提起，故A错误； C、乙处于静止状态，乙受到竖直向上是拉力F、地面对乙的支持力F支，和竖直向下的重力G乙，这三个力是平衡力， 所以，F+F支＝G乙，则F支G甲G甲G甲，物体间力的作用是相互的，乙对地面的压力为：F压G甲，所以，乙对水平地面的压力和甲的重力之比为3：4，乙对地面的压力为：F压G甲G乙，所以，乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3：5，故C错误； D、若甲的质量是乙的2倍，m′甲：m′乙＝2：1，G′甲：G′乙＝2：1，G′甲＝2G′乙，G′乙G′甲；地面对乙的支持力F′支，根据力的平衡，G′甲+F′支＝G′乙，所以，F′支G′甲G′甲＝0，物体间力的作用是相互的，乙对地面的压力为：F′压＝0，故D正确。 故选：D。 30．如图甲所示是高空作业的师傅在外墙作业的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊箱的质量为40kg；两名工人及工具的总质量为160kg，绳子自由端的拉力的大小为525N。在电动机拉力的作用下，吊箱在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．每个动滑轮的重力为100N B．整个装置的机械效率为80% C．电动机拉动绳子的功率为420W D．若绳子的最大承受能力是800N，则吊篮中的人与工具的总质量可以为275kg 【解答】解：A、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝4， 不计绳重和摩擦时，由G＝mg和F（G+G动总+G吊箱）可得，动滑轮的总重力： G动＝nF﹣（G+G吊箱）＝nF﹣（m+m吊箱）g＝4×525N﹣（160kg+40kg）×10N/kg＝100N， 每个动滑轮的重力为： ，故A错误； B、有用功为：W有＝Gh＝mgh＝160kg×10N/kg×2m＝3200J， 总功：W总＝Fs＝Fnh＝525N×4×2m＝4200J， 整个装置的机械效率： η100%≈76.2%，故B错误； C、电动机拉动绳子的功率为： P420W，故C正确； D、若绳子的最大承受能力是800N，不计绳重和摩擦时，由F'（G'+G动总+G吊箱）（m'g'+G动总+G吊箱），可得吊篮中的人与工具的最大总质量： m'270kg＜275kg，所以吊篮中的人与工具的总质量不能为275kg，故D错误。 故选：C。 31．图甲所示为起重机的吊臂，可简化为图乙所示的滑轮组。已知此滑轮组的机械效率为80%，在匀速起吊0.6t的物体时，物体10s内上升了12m，则此过程中（　　） A．滑轮组的有用功为5.76×104J B．钢丝绳移动的速度为2.4m/s C．钢丝绳的拉力F为2×103N D．钢丝绳拉力的功率为9×103W 【解答】解：A、滑轮组的有用功W有＝Gh＝mgh＝0.6×103kg×10N/kg×12m＝7.2×104J，故A错误； B、物体上升的速度v物1.2m/s， 由图知，承担重物绳子的段数n＝3，所以钢丝绳移动的速度：v＝nv物＝3×1.2m/s＝3.6m/s，故B错误； C、根据η可得，绳端拉力的大小：F2500N，故C错误； D、钢丝绳拉力的功率：PFv＝2500N×3.6m/s＝9×103W，故D正确。 故选：D。 32．某人重力为600N，他想坐在吊篮里用滑轮组把吊篮匀速拉上去，如图所示，已知吊篮和货物重240N，不计滑轮重和摩擦，则他所用的力应为（　　） A．280N B．80N C．420N D．120N 【解答】解：将人、吊篮看作一个整体， 因为匀速提升吊篮， 所以3F＝G吊篮+G人＝240N+600N＝840N， 所以人的拉力： F840N＝280N。 故选：A。 33．用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　A　 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 　40　 N，3s内对物体做的有用功为 　300　 J。 【解答】解： （1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像； （2）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮重力： G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N； （3）由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m， 对物体做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。 故答案为：A；40；300。 34．如图所示，滑轮规格相同、重均为60N。工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为 　240　 N，物体增加的势能为 　1920　 J，工人拉动绳子做功的功率为 　120　 W。 【解答】解：从图中可知n＝2，不计绳重及轮轴间摩擦，根据F（G+G动）可知物体重： G＝nF﹣G＝2×150N﹣60N＝240N； 物体增加的势能等于克服重力做的功，为：W＝Gh＝240N×8m＝1920J； 拉力端移动距离：s＝nh＝2×8m＝16m， 拉力F做功：W总＝Fs＝150N×16m＝2400J， 工人拉动绳子做功的功率：P120W。 故答案为：240；1920；120。 35．用如图所示的装置提升重为600N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在8s内竖直匀速上升了1m。在此过程中，不计绳重和摩擦，拉力F的大小为 　400N　 ，物体A的功率大小为 　75W　 ，滑轮组的机械效率为 　75%　 。 【解答】解：由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力F的大小为： F（G+G动）（600N+200N）＝400N； 克服物体A的重力做的有用功为： W有＝Gh＝600N×1m＝600J， 物体A的功率大小为： P75W； 拉力做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝400N×2×1m＝800J， 则滑轮组的机械效率为： η100%＝75%。 故答案为：400N；75W；75%。 36．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30N，绳b对人的拉力为F2＝480N。此过程（　　） A．有用功为300J B．F1做的功等于F2做的功 C．F1做的功小于F2做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 【解答】解：A、克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2＝480N，所以人的重力G＝F2＝480N，W有＝Gh＝480N×0.5m＝240J，故A错误； B、F1做的功为总功，即：W总＝F1s＝30N×10m＝300J，F2做的功为W'＝F2h＝480N×0.5m＝240J，故B错误； C、根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误； D、滑轮组的机械效率为，故D正确。 故选：D。 37．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（　　） A．拉力F做的功为840J B．绳子自由端移动的距离为15m C．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变小 D．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 【解答】解： AB、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×5m＝10m； ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的总功为：W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J，故A正确、B错误； C、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因绳端拉力100N大于60N，由f＝F水平＝nF绳﹣G动可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：η，动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，所以滑轮组的机械效率变大，故C错误； D、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh可知，拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故D错误。 故选：A。 38．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% 【解答】解： A、由v得，物体运动的时间： t20s， 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F400 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：η100%100%＝91.25%；故D错误。 故选：D。 39．如图用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升吊篮及其中货物和电动机，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，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。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%，下列说法正确的是（　　） A．在0﹣1s内，电动机提供的拉力所做的功为825J 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200N 【解答】解：（1）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s1＝4h＝4×0.5m＝2m， 则拉力F做的功W1＝Fs1＝550N×2m＝1100J，故A错误； （2）由图知，在1～2s内对应的拉力F＝500N，由丁图知这段时间物体升高的高度h＝1.5m﹣0.5m＝1m， 则s2＝4h＝4×1m＝4m 则拉力F做的功W2＝Fs2＝500N×4m＝2000J， P2000W；故B错误； （3）由（1）（2）知，由图知，在2～3s内对应的拉力F＝500N， 由丙图知这段时间物体升高的高度h＝vt＝1m/s×1s＝1m，则s＝4h＝4×1m＝4m， 则拉力F做的功W3＝Fs3＝500N×4m＝2000J， 在0～3s内拉力做的总功为W＝1100J+2000J+2000J＝5100J P1700W；故C错误； （4）由题意知，100%＝90%﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 1～2s内，拉动物体匀速上升，所以F（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣② F＝500N﹣﹣﹣﹣﹣③ 联立①②③得，G动＝200N，G＝1800N，故D正确。 故选：D。 40．如图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（　　） A．η B．η C．W有＝Gh D．P有 【解答】解： 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 所以，物体竖直匀速上升过程中，受到的浮力：F浮＝ρgV排＝ρgV； 由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3， 则绳端移动的距离：s＝nh＝3h， 绳子拉力做的总功：W总＝Fs＝F×3h＝3Fh； 动滑轮对物体的拉力：F′＝G﹣F浮＝G﹣ρgV， 动滑轮对物体的拉力做的功为有用功，则有用功：W有＝F′h＝（G﹣ρgV）h，故C错误； 有用功的功率： P有，故D正确； 滑轮组的机械效率： η，故AB错误。 故选：D。 41．小文的体重为600N，他与地面的接触面积为400cm2．当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未露出水面），他对地面的压强为1×104Pa；当他用此滑轮组在空气中以0.2m/s的速度匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%，小文拉绳的功率P．已知重物A重物B所受重力之比GA：GB＝9：4，若不计绳重和摩擦，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（　　） A．提升重物A时小文对地面的压力为200N B．物体A的密度为5×103kg/m3 C．在水中提升重物A时滑轮组的机械效率为90% D．功率P为50W 【解答】解： A、小文对地面的压力： F压＝pS＝1×104Pa×400×10﹣4m2＝400N，故A错； B、地面对人的支持力： F支＝F压＝400N， 人对绳子的拉力：F拉＝G人﹣F支＝600N﹣400N＝200N， A所受浮力为：F浮＝ρ水gVA＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N， 则物体及动滑轮的重力之和：GA+G动＝2F拉+F浮＝2×200N+100N＝500N 即：GA+G动＝500N，﹣﹣﹣﹣① B在空气中： ηB80%，﹣﹣﹣﹣﹣② GA：GB＝9：4，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 由①③式可得： GB+G动＝500N， 则G动＝500NGB，代入②得： 80%， 解得：GB＝200N， G动＝50N， GA＝450N； A的质量： mA45kg， 物体A的密度：ρA4.5×103kg/m3，故B错； C、A在水中时，滑轮对物体的拉力为GA﹣F浮； 则滑轮组的机械效率：ηA100%100%100%＝87.5%，故C错； D、物体B离开水面后，拉力F′拉（GB+G动）（200N+50N）＝125N， 拉力的功：P＝F′拉v拉＝F′拉×v＝125N×2×0.2m/s＝50W，故D正确。 故选：D。 42．如图所示滑轮组装置，滑轮A、B、C的质量均是m，不计绳与滑轮的摩擦及绳的质量，重物N的质量为m1，那么该装置平衡时，重物P的质量m2＝　　 ，若拉动P向下移动1米，N升高　0.25　 米。 【解答】解：由图AB是定滑轮，C是动滑轮， P对A绳子的拉力大小F＝m2g， 滑轮A对B滑轮绳子的拉力大小F′＝2m2g+mg， 同一滑轮两侧绳子拉力是相等的，由此可得到装置中每段绳子拉力情况如图所示： ， 装置平衡时，N受力平衡， 所以m2g+（2m2g+mg）+m2g＝m1g+mg， 解得：m2； 由于m2的质量是m1的，说明承担m1的绳子股数为4；若拉动P向下移动1m，根据s＝nh可知，C滑轮上升的高度为： h0.25m。 故答案为：；0.25。 43．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m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，若磁性平板对甲、乙的磁力分别为F甲、F乙，则F甲　等于　 （填“大于”“等于”或“小于”）F乙。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。 【解答】解：对于磁性平板，水平方向受到甲、乙铁块的吸引力，根据平衡条件，磁性平板受到甲、乙的吸引力大小相等，方向相反，由于物体间力的作用是相互的，且磁性平板对甲、乙的磁力大小等于甲、乙对平板的磁力大小，故F甲＝F乙； 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； 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：等于；竖直向上；5。 44．如图所示为晾衣架，横杆自重10牛，两个动滑轮的自重相同，现横杆上挂有重为64牛的衣物。若小乐用20牛的拉力竖直向下拉绳子使衣物匀速上升1米，共用时5秒（衣物上升过程中，横杆保持水平，不计绳重及摩擦）。则此过程中，绳子拉力做功的功率是 　16　 瓦；该晾衣架的机械效率为 　80%　 ；每个动滑轮自重为 　3　 牛。 【解答】解：由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝4， 拉力做的功，即总功：W＝Fs＝Fnh＝20N×4×1m＝80J， 拉力做功的功率：P16W； 克服衣物重力做的有用功：W有＝Gh＝64N×1m＝64J， 该晾衣架的机械效率：η100%100%＝80%； 不计绳重及摩擦，根据F（G+G杆+2G动）可得， 每个动滑轮的自重：G动（nF﹣G﹣G杆）（4×20N﹣64N﹣10N）＝3N。 故答案为：16；80%；3。 45．如图所示，重为200N的物体B，在足够深的水中匀速下沉，通过滑轮组拉着重1200N的物体A沿着水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米。已知B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦（g取10N/kg），则B对绳的拉力是 　160　 N，B对绳拉力的功率是 　64　 W，滑轮组的机械效率为 　93.75%　 。 【解答】解：（1）由题知，ρB＝5ρ水，物体B的重：GB＝mg＝ρBVg＝5ρ水Vg＝200N， 物体B浸没水中受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝ρ水VgρBVg200N＝40N， 因为物体匀速下降，处于平衡状态，所以，由力的平衡条件可知，B对绳的拉力：F拉＝GB﹣F浮＝200N﹣40N＝160N； （2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：sB＝nsA＝2×0.8m＝1.6m， B对绳的拉力做功：W＝F拉sB＝160N×1.6m＝256J， 则B对绳的拉力的功率：P64W； （3）因为不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦时F拉（f+G动），所以物体A受摩擦力：f＝nF拉﹣G动＝2×160N﹣20N＝300N， 则滑轮组的机械效率：η100%＝93.75%。 故答案为：160；64；93.75%。 46．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲：F乙＝5：3，则这两个过程中，有用功之比W甲：W乙＝　1：1　 ，两个滑轮的机械效率之比η甲：η乙＝　6：5　 。 【解答】解： （1）将同一物体匀速提升相同的高度，物重和提升的高度均相同，由W＝Gh可知，所做的有用功相同，即有用功之比为W甲：W乙＝1：1； （2）由图知，甲、乙分别是定滑轮和动滑轮，则拉力端移动的距离s甲＝h，s乙＝2h，所以s甲：s乙＝1：2， 则总功之比：； 机械效率之比： η甲：η乙：。 故答案为：1：1；6：5。 47．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升到高处，小科同学设计了图甲所示的滑轮组。当他用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，重物上升的速度v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。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。求： （1）在1～2s内拉动绳子的距离； （2）在2～3s内，拉力F的功率P； （3）在2～3s内求滑轮组的机械效率。（结果保留一位小数） 【解答】解： （1）由甲图知道，通过动滑轮绳子的段数n＝3，在1～2s内，由图丁知道，物体上升的高度h1＝0.25m，所以，在1～2s内拉动绳子的距离s1＝nh1＝3×0.25m＝0.75m； （2）由图乙知道，在2～3s内，拉力F的大小是40N，由图丙知道，在2～3s内重物上升的速度是v＝0.5m/s，所以拉动绳子的速度v′＝nv＝3×0.5m/s＝1.5m/s， 拉力F的功率 ； （3）由图丙知道，在2～3s内，物体上升的高度是 h2＝0.75m﹣0.25m＝0.5m， 拉动绳子的距离 s2＝nh2＝3×0.5m＝1.5m， 拉力F做的总功 W总＝Fs2＝40N×1.5m＝60J， 有用功 W有用＝Gh2＝100N×0.5m＝50J， 在2～3s内滑轮组的机械效率 ； 答：（1）在1～2s内拉动绳子的距离为0.75m； （2）在2～3s内，拉力F的功率P为60W； （3）在2～3s内求滑轮组的机械效率为83.3%。 48．工人利用如图所示的滑轮组从2m深的枯井中提升重物，所用的拉力为250N，物体在5s内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求： （1）绳子自由端移动的速度 （2）拉力的功率； （3）若滑轮组的机械效率为80%，求所提升物体的重力大小。 【解答】解：（1）由图可知n＝2，s＝nh＝2×2m＝4m， 绳子自由端移动的速度：v0.8m/s； （2）拉力做的总功： W总＝Fs＝250N×4m＝1000J， 拉力的功率：P200W； （3）根据η100%知人做的有用功： W有＝η×W总＝80%×1000J＝800J； 物体的重力： G400N。 答：（1）绳子自由端移动的速度为0.8m/s； （2）拉力的功率为200W； （3）若滑轮组的机械效率为80%，所提升物体的重力大小为400N。 49．如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g＝10N/kg）。 （1）人的拉力的功率多大？ （2）被吊起的重物质量多大？ （3）按题意画出滑轮组的绕绳。 【解答】解：（1）∵W总＝FS＝600N×1.5m＝900J； ∴P90W。 答：人的拉力的功率为90W。 （2）∵S＝nh；∴n3； 由η得：G＝ηnF＝70%×3×600N＝1260N； ∴m126kg。 答：被吊起的重物质量为126kg。 （3）根据n＝3，即动滑轮上绳子段数是3股； 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图： 50．如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g＝10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）小华的拉力是多少？ （2）小华拉力的功率是多少？ （3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？ 【解答】解：（1）由图知，n＝6，则小华的拉力：F（G人+G动）（m人+m动）g（54kg+6kg）×10N/kg＝100N； （2）小华拉力做的功：W总＝Fs＝100N×0.5m×6＝300J； 小华拉力的功率：P30W； （3）小华做的有用功：W有＝G人h＝54kg×10N/kg×0.5m＝270J 滑轮组的机械效率：η90%。 故答案为：（1）100N；（2）30W；（3）90%。 51．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计（g＝10N/kg）。 （1）影响滑轮组机械效率的因素之一是　物重（或动滑轮重）　 ； （2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率； （3）求动滑轮受到的重力。 【解答】解： （1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重； （2）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离： s＝nh＝3×6m＝18m， 拉力做的功： W＝Fs＝400N×18m＝7200J， 拉力的功率： P120W； （3）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功， 所以，滑轮组的机械效率： η60%， 解得：G动＝200N； 故答案为：（1）物重（或动滑轮重）； （2）拉力的功率为120W； （3）动滑轮受到的重力为200N。 52．体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1，如图所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2，压强变化了2750pa．已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%．（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，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）．求： （1）绳对人的拉力； （2）物体A与地面的摩擦力； （3）若在物体A上再放一个物体B，滑动摩擦力增大了30N，此时该装置的机械效率是多少？ 【解答】解：（1）因为绳对人的拉力等于人对地面压力的变化量，故绳对人的拉力：F＝ΔF＝ΔpS＝2750Pa×2×2×10﹣2m2＝110N； （2）∵η，并且η＝80%，n＝2 ∴f＝η×2F＝80%×2×110N＝176N； （3）∵n＝2 ∴F（G动+f） G动＝2F﹣f＝2×110N﹣176N＝44N， 若在物体A上再放一个物体B，此时A受到的滑动摩擦力f′＝176N+30N＝206N， η100%100%100%100%100%＝82.4%。 答：（1）绳对人的拉力为110N； （2）物体A与地面的摩擦力为176N； （3）若在物体A上再放一个物体B，滑动摩擦力增大了30N，此时该装置的机械效率是82.4%。 53．如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作。已知工作台的底面积为1.2m2，涂料和工具质量为10kg，工人的质量为60kg，当工人用200N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为250Pa；当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升（g取10N/kg，不计绳重及摩擦）。求： （1）动滑轮和工作台的总重G； （2）工作台匀速上升2m，此装置的机械效率；（结果保留两位有效数字） （3）若工人在10s内，使工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，工人拉绳子所做的功W及拉力的功率P。 【解答】解： （1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升， 根据受力平衡可得： G+G人+G工具＝3F， 所以G＝3F﹣G人﹣G工具＝3×300N﹣（60kg+10kg）×10N/kg＝200N； （2）此装置的机械效率： η78%； （3）s＝3h＝3×5m＝15m， 工人拉绳子所做的功： W＝F1s＝300N×15m＝4500J， P450W。 答：（1）动滑轮和工作台的总重为200N； （2）此装置的机械效率为78%； （3）工人拉绳子所做的功为4500J，拉力的功率为450W。 54．如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为0.018m3、重力为540N，动滑轮所受重力为180N，不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。 （1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？ （2）为了让重物在水中以0.1m/s的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？（重物在此过程中未露出水面） （3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？（不考虑重物出水前后质量的变化） 【解答】解：（1）重物浸没在水中，重物排开水的体积： V排＝V＝0.018m3， 重物受到水的浮力： F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×0.018m3×10N/kg＝180N； （2）由图知，n＝3，拉力端移动速度： v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s， 不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力，拉力大小： F（G﹣F浮+G动）（540N﹣180N+180N）＝180N， 拉力做功功率： P＝Fv＝180N×0.3m/s＝54W； （3）不考虑重物出水前后质量的变化，不计绳重、轮与轴之间摩擦，重物完全出水后继续匀速上升时，拉力大小： F′（G+G动）（540N+180N）＝240N， 因为滑轮组的机械效率η， 所以此时滑轮组的机械效率： η′100%100%＝75%。 答：（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是180N； （2）为了让重物在水中以0.1m/s的速度匀速上升，小乐需提供180N的拉力，拉力的功率为54W； （3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为75%。 55．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？ 【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： p2.5×105Pa； （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PFv得： 此时达到绳子的牵引拉力F1700N， 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F2800N， 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： η100%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%。 56．如图为某汽车起重机利用卷扬机打捞水中的物体A的示意图。物体A的体积为0.8m3，重力为2×104N，从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上提升至离开水面一定高度，浸没在水中时，拉力F的功率为1500W。（钢丝绳能够承受的拉力足够大，且不计钢丝绳重和摩擦，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求： （1）如图所示状态时，物体A受到的浮力和拉力； （2）浸没时，滑轮组的机械效率； （3）动滑轮重G动； （4）当物体A离开水面至一定高度的过程中，电动机的功率。 【解答】解：（1）物体A浸没时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3＝8000N， 物体A受到的拉力： F拉＝G﹣F浮＝2×104N﹣8000N＝1.2×104N； （2）物体A浸没水中时功率P1＝1500W， 由图知，n＝3，电动机拉绳的速度： v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s， 由PFv可得电动机的牵引力： F牵5000N， 此时滑轮组的机械效率： η80%； （3）不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，F牵（F拉+G动），则动滑轮重力： G动＝nF牵﹣F拉＝3×5000N﹣1.2×104N＝3000N； （4）物体离开水面后，F牵′（G+G动）（2×104N+3000N）， 电动机的牵引功率： P2＝F牵′v（2×104N+3000N）×0.3m/s＝2300W。 答：（1）浸没时，物体A受到的浮力和拉力分别为8000N、1.2×104N； （2）浸没时，滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮重为3000N； （4）当物体A离开水面至一定高度的过程中，电动机的功率为2300W。 57．如图甲所示，用电动机和滑轮组把质量为3×103kg的矿石从水中提起。矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5kW。打捞过程中，矿石上升的高度h和时间t的关系如图乙所示。 （1）求矿石的重力。 （2）求电动机对绳子的拉力。 （3）当矿石露出水面前，该滑轮组的机械效率η等于80%，求该石块的体积。 【解答】解：（1）矿石的质量为质量为3×103kg，则矿石的重力为： G＝mg＝3×103kg×10N/kg═3×104N； （2）由图乙可知，矿石匀速上升的速度： v矿石＝v矿石0.1m/s 由图甲可知，n＝2， 自由端端移动的速度： v绳＝nv矿石＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s， 由PFv可得，电动机对绳子拉力： F1.25×104N； （3）根据η可知，石块受到的浮力为： F浮＝G﹣nFη＝3×104N﹣2×1.25×104N×80%＝1×104N， 因为矿石浸没在水中，所以：V＝V排， 由F浮＝ρ水V排g阿基米德原理可得，矿石的体积： V＝V排1m3。 答：（1）矿石的重力为3×104N； （2）电动机对绳子的拉力为1.25×104N； （3）该石块的体积为1m3。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/9/30 0:39:35；用户：俞蜀平；邮箱：orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com；学号：25155137 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $