二、滑轮（专项训练）物理苏科版2024九年级上册

二、滑轮 一．定滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 二．动滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 三．动滑轮绳端拉力及移动距离的计算（共4小题） 四．滑轮组的构成及优点（共5小题） 五．滑轮组的连线问题（共5小题） 六．滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系（共9小题） 七．轮轴模型及相关计算（共5小题） 一．定滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 1．在北京天安门广场，伴随着嘹亮的国歌声，五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，如图，有关该滑轮的说法正确是（　　） A．该滑轮是动滑轮，能省力 B．该滑轮是定滑轮，能改变拉力方向 C．该滑轮是动滑轮，能随国旗一起上升 D．该滑轮是定滑轮，能省功 2．如图所示，沿不同方向将同一物体匀速提到高处，若不计绳重和摩擦，则所用的力（    ） A．最大 B．最大 C．最大 D．一样大 3．如图所示，我国古代聪慧的劳动人民能巧妙地应用简单机械将护城河上的板桥拉起来。下列有关安装在护城河旁城墙顶端的滑轮说法中，正确的是（　　） A．该滑轮是定滑轮，可以改变力的方向 B．该滑轮是定滑轮，可以省力 C．该滑轮是动滑轮，可以改变力的方向 D．该滑轮是动滑轮，可以省力 4．如图所示，一位体重为600N的学生，利用定滑轮提起重200N的物件。定滑轮本质上是一个 （等臂/省力/费力）杠杆，该学生利用此装置能提起物件的最大重力为 N，不计绳重和滑轮摩擦，当他向右行走时，物件匀速上升，作用在绳子上的拉力F将 （变大/变小/不变）。 5．如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是可以改变力的 ，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积， （选填“增大”或“减小”）压强。 二．动滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 6．用图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是（　　） A． B． C． D． 7．如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（   ） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 8．小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个定滑轮 B．使用该滑轮可以省距离 C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍 D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大 9．小明利用如图所示的滑轮把被台风吹歪的甲树拉正，若不计滑轮重和绳重及各种摩擦，小明施加的水平拉力为400N，则甲树受到的拉力为 N，乙树受到的拉力 N。 10．如图所示，通过动滑轮水平向左拉动物体A，不计滑轮自重及其与绳子间的摩擦。当物体A在5N的拉力F下，匀速直线移动了，则：物体A受到的摩擦力为 N，绳子自由端移动的距离是 m。 三．动滑轮绳端拉力及移动距离的计算（共4小题） 11．如图所示，重为12N的物体A放在足够长的粗糙水平台面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，重为2N的动滑轮与物体B通过定滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力为5N，速度为0.2m/s。假设地面足够低，已知当接触面粗糙程度相同时，物体受到的滑动摩擦力大小与压力大小成正比。以下说法正确的是（　　） A．物体B的重力为10N B．1min内绳子对物体A做功为144J C．2min内物体B的重力做功为96J D．若将A换成材质相同、重力为24N的物体C，并用力F拉动物体C向左匀速运动，则F=20N 12．如图所示，用6牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.4米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（　　） A．G=3牛、s=0.2米 B．G=3牛、s=0.8米 C．G=12牛、s=0.4米 D．G=12牛、s=0.8米 13．如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，物体A受到的摩擦力f= 牛，2秒内拉力F走过的距离 米。（不计轮、绳重、摩擦） 14．在研究动滑轮的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，两弹簧测力计静止时示数 （选填“大于”“等于”或“小于”）；若钩码匀速上升，则绳子自由端移动的距离是 。 四．滑轮组的构成及优点（共5小题） 15．科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　） A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力 B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向 C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离 D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向 16．某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 17．如图所示，在使用下列简单机械时，既能省力又能够改变力的方向的是（　　） A．定滑轮 B．两个定滑轮 C．滑轮组 D．船桨 18．走路时，如果一只脚不小心踩到另一只脚上松开的鞋带，人容易向 （选填“前”或“后”）拌倒。如图所示，我们向两边拉扯鞋带，鞋帮就会收紧。这与简单机械中 （选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”）的省力原理相同。 19．如题图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 ，又可以改变施力的 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的承重绳子股数为 股。 五．滑轮组的连线问题（共5小题） 20．根据题目要求作图。 (1)如图所示，杠杆OAB处于平衡状态，请在图中画出动力臂L1和阻力臂L2。 (2)请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起。 21．按要求完成下列作图； (1)如图甲所示，活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆，杆在动力的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出的力臂。 (2)建筑工地用如图乙所示的简易滑轮组提升建筑材料，请你为其画出最省力的绕绳方法。 22．作图题 (1)如图所示，在杠杆的N端挂一重物G，在杠杆的M点施加一个最小的动力使杠杆平衡，试画出这个最小的动力F1。 (2)如图所示，人站在地面上用滑轮组提起重物，请画出适合其工作情景的绕线方式。 23．如图所示，要求通过滑轮组用最小的力提升重物，请用笔画线组装滑轮组。 24．作图题 (1)如图甲是某斜拉大桥，图乙是其简化的模型，为支点，请你在图乙中画出拉力对应的力臂； (2)利用如图所示的滑轮组拉着物体A沿水平方向向左做匀速直线运动，请画出滑轮组最省力的绕线情况。 六．滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系（共9小题） 25．如图是家用手摇晾衣架，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣架横梁和衣挂的总重为120N，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A．静止时，绳子自由端的拉力是60N B．绕在此晾衣架上动滑轮的绳子段数是5段 C．若衣挂上升2.1m，则绳子自由端移动8.4m D．此滑轮组能够省力，但不能改变力的方向 26．如图，用滑轮组提升重物，不计摩擦和绳重，若动滑轮重为G动，物重为G物，则拉力F的大小为（　　） A． B． C． D． 27．如图，用滑轮组拉动放在水平桌面上重240N的物体。物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为60N，不计绳重、滑轮自重及绳与滑轮间的摩擦，水平拉F为（　　） A．120N B．80N C．30N D．20N 28．如图所示，底面积为的物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N、乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则物体甲对地面的压强是 Pa。 29．用如图甲所示的滑轮组提升物体，乙图是滑轮组的机械效率与所挂物体的重力关系图像（不计绳重及摩擦），当物重为1800N时，滑轮组的机械效率为 ，以下方法中还能提高该滑轮组机械效率的是 （填序号）。①增大物体提升高度　②减小动滑轮的重力　③增大匀速拉绳的速度　④改变绕绳方式 30．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动 cm。此健身器材提供的最大拉力为 N，此时绳a拉力为 N。 31．如图所示，工人通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体A缓慢提升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离； (2)动滑轮所受重力。 32．工人利用滑轮组吊取重为620N的建筑材料，动滑轮重60N，建筑材料10s内被提升了2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)绳子自由端移动的速度； (2)工人所施加的拉力； (3)若要使这个滑轮组达到省力的效果（工人所施加的拉力小于物体的重力），则所提物体的重力应该超过多少N？ 33．如图所示，一轻质杠杆AB水平放置，O为杠杆的支点，OB长0.8m，OC等于0.2m。在杠杆上用一绳子悬挂质量为2kg，边长为0.1m的正方体物块M于C点。用绳子连接滑轮组与杠杆B端，竖直向上提拉杠杆，每个滑轮重2N。（绳子的伸长度、绳子的重力及绳与轮之间的摩擦均忽略不计，轻质杠杆AB始终水平平衡，g=10N/kg） (1)求物块M所受重力； (2)物块M对C点的拉力为18N，则M对水平地面的压强为多少? (3)若滑轮组绳子自由端的最大承受拉力为7N，求物块M刚被提离地面时悬挂点C与O点之间距离的最大值。 七．轮轴模型及相关计算（共5小题） 34．如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民将谷物倒入扇车后，快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，气流使枯瘪谷物从远端出风口飞出，饱满谷物从近端落下。下列说法正确的是（    ） A．摇柄使用时相当于轮轴，可以省力 B．快速摇动摇柄时使扇车内气体压强变大 C．枯瘪谷物是因为不受重力才会从远端出风口飞出 D．人停止摇动摇柄，摇柄慢慢停下来是因为没有力的作用物体不能运动 35．使用下列物体时没有用到简单机械的是（　　） A．用夹子夹核桃 B．用斜木板装货物 C．拧开水龙头 D．孔明灯升空 36．某款升降晾衣架如图所示，转动摇把可以控制晾衣架的升降，方便拿取衣物。它的构造中包含了多个物理模型，其中晾衣架的摇把属于下列物理模型中的（    ） A．动滑轮 B．斜面 C．滑轮组 D．轮轴 37．小明在组装玩具时，发现了如图甲所示的一种特殊螺丝----内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示，这种六角螺丝相当于 ，扳手相当于 （以上两空均选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”），为了使自己更省力，小明应将扳手上的 （选填“A”或“B”）点插入螺丝后使用。 38．使用简单机械可以给人们的生活带来便利。 旗杆的顶端安装着一个 （选填“定”或“动”）滑轮，使用它的好处是 。如图所示的是我国常见的一种石磨，它在使用时相当于简单机械中的 （选填“轮轴”或“斜面”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 二、滑轮 一．定滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 二．动滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 三．动滑轮绳端拉力及移动距离的计算（共4小题） 四．滑轮组的构成及优点（共5小题） 五．滑轮组的连线问题（共5小题） 六．滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系（共9小题） 七．轮轴模型及相关计算（共5小题） 一．定滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 1．在北京天安门广场，伴随着嘹亮的国歌声，五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，如图，有关该滑轮的说法正确是（　　） A．该滑轮是动滑轮，能省力 B．该滑轮是定滑轮，能改变拉力方向 C．该滑轮是动滑轮，能随国旗一起上升 D．该滑轮是定滑轮，能省功 【答案】B 【详解】A．旗杆顶部的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，故A错误； B．定滑轮的轴的位置固定不动，旗杆顶部的滑轮是定滑轮，它的作用是改变拉力的方向，故B正确； C．动滑轮是轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，而旗杆顶部的滑轮轴的位置固定，是定滑轮，不能随国旗一起上升，故C错误； D．使用任何机械都不省功，定滑轮是一种简单机械，虽然它可以改变力的方向，但不能省功，故D错误。 故选B。 2．如图所示，沿不同方向将同一物体匀速提到高处，若不计绳重和摩擦，则所用的力（    ） A．最大 B．最大 C．最大 D．一样大 【答案】D 【详解】因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，、、都等于物体的重力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．如图所示，我国古代聪慧的劳动人民能巧妙地应用简单机械将护城河上的板桥拉起来。下列有关安装在护城河旁城墙顶端的滑轮说法中，正确的是（　　） A．该滑轮是定滑轮，可以改变力的方向 B．该滑轮是定滑轮，可以省力 C．该滑轮是动滑轮，可以改变力的方向 D．该滑轮是动滑轮，可以省力 【答案】A 【详解】安装在护城河旁城墙顶端的滑轮是定滑轮。定滑轮的轴的位置固定不动，它的作用是改变力的方向，但不能省力。动滑轮的轴随物体运动，使用动滑轮可以省力，但费距离，不能改变力的方向。故A正确，BCD错误。 故选A。 4．如图所示，一位体重为600N的学生，利用定滑轮提起重200N的物件。定滑轮本质上是一个 （等臂/省力/费力）杠杆，该学生利用此装置能提起物件的最大重力为 N，不计绳重和滑轮摩擦，当他向右行走时，物件匀速上升，作用在绳子上的拉力F将 （变大/变小/不变）。 【答案】 等臂 600 不变 【详解】[1]定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。 [2]该学生利用此装置能提起最大物件的重力等于他自身的重力，为600N。 [3]该学生向右行走时，拉力方向改变，不计绳重和滑轮摩擦，绳子拉力F将不变，始终等于物体的重力。 5．如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是可以改变力的 ，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积， （选填“增大”或“减小”）压强。 【答案】 定滑轮 方向 减小 【详解】[1][2]定滑轮的轴的位置是固定不动的，不随物体一起运动；动滑轮的轴的位置会随物体一起运动。图中装置顶端的轮子轴的位置固定，相当于定滑轮。定滑轮的作用是可以改变力的方向，但不能省力。 [3]根据压强公式，当压力F一定时，增大受力面积S，压强p会减小。扁担做得较宽，是在压力一定时，增大受力面积，从而减小压强。 二．动滑轮的概念、实质及特点（共5小题） 6．用图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A不符合题意； B．是动滑轮，只能省力，不能改变力的方向，故B不符合题意； C．是滑轮组，与动滑轮相连的有2段绳子，动力的方向向下，可以省力，可以改变力的方向，故C符合题意； D．是滑轮组，与动滑轮相连的有3段绳子，动力的方向向上，可以省力，不可以改变力的方向，故D不符合题意。 故选C。 7．如图，甲、乙两人分别将质量相同的物体匀速提升相同的高度，不计滑轮重力和摩擦，下列说法正确的是（   ） A．甲的拉力比乙大 B．甲、乙两人的拉力一样大 C．甲、乙使绳子移动的距离相等 D．甲使绳子移动的距离大于乙 【答案】A 【详解】AB．由图可知，甲图的滑轮是定滑轮，乙图的滑轮是动滑轮，不计滑轮重和摩擦，则甲的拉力等于物体的重力，乙的拉力等于物体重力的，所以甲的拉力比乙大，故A正确，B错误； CD．将同一物体匀速提升相同的高度，甲使绳子移动距离等于物体上升的高度，乙使绳子移动距离等于物体上升高度的两倍，所以甲使绳子移动的距离小于乙使绳子移动的距离，故CD错误。 故选A。 8．小组同学找到了如图所示的滑轮，用弹簧测力计在竖直方向上匀速拉动细绳使重物匀速上升，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个定滑轮 B．使用该滑轮可以省距离 C．若物重增大一倍，匀速提升物体需要的拉力也一定增加一倍 D．沿虚线方向匀速拉动测力计，测力计示数变大 【答案】D 【详解】A．图中滑轮的轴与被拉物体一起移动，所以该滑轮是一个动滑轮，故A错误； B．使用动滑轮可以省力，但费距离，故B错误； C．绳子拉力，若物重增大一倍，由于G动不变，匀速提升物体需要的拉力增加了，但小于一倍，故C错误； D．动滑轮的实质是省力杠杆，沿虚线方向匀速拉动测力计，动力臂变小，动力变大，测力计示数变大，故D正确。 故选D。 9．小明利用如图所示的滑轮把被台风吹歪的甲树拉正，若不计滑轮重和绳重及各种摩擦，小明施加的水平拉力为400N，则甲树受到的拉力为 N，乙树受到的拉力 N。 【答案】 800 400 【详解】[1]小明的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有2段绳子拉甲树，甲树受到的拉力为 [2]乙树受到的拉力为绳子拉力，大小为400N。 10．如图所示，通过动滑轮水平向左拉动物体A，不计滑轮自重及其与绳子间的摩擦。当物体A在5N的拉力F下，匀速直线移动了，则：物体A受到的摩擦力为 N，绳子自由端移动的距离是 m。 【答案】 10 【详解】[1][2]由图示可知，，则滑轮组对物体的拉力为 因为匀速运动，滑轮组对物体的拉力和摩擦力为平衡力，所以物体A受到的摩擦力 绳子自由端移动的距离为 三．动滑轮绳端拉力及移动距离的计算（共4小题） 11．如图所示，重为12N的物体A放在足够长的粗糙水平台面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，重为2N的动滑轮与物体B通过定滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力为5N，速度为0.2m/s。假设地面足够低，已知当接触面粗糙程度相同时，物体受到的滑动摩擦力大小与压力大小成正比。以下说法正确的是（　　） A．物体B的重力为10N B．1min内绳子对物体A做功为144J C．2min内物体B的重力做功为96J D．若将A换成材质相同、重力为24N的物体C，并用力F拉动物体C向左匀速运动，则F=20N 【答案】C 【详解】A．因为物体A向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力，根据二力平衡，绳子对A的拉力 对动滑轮进行受力分析，动滑轮受到向下的重力，两段绳子向上的拉力，以及物体B对它向下的拉力，大小等于物体B的重力，则 则 故A错误； B．物体A的速度，则A移动的距离 绳子对物体A做的功为 故B错误； C．物体A的速度，则A移动的距离 因为动滑轮省力但费距离，物体B下降的距离 物体B的重力做功 故C正确； D．当物体A重时，摩擦力，当换成重力为的物体C时，因为接触面粗糙程度相同，物体受到的滑动摩擦力大小与压力大小成正比，所以 用力F拉动物体C向左匀速运动，此时C受到向右的摩擦力，绳子对C向右的拉力（与拉A时绳子拉力相同），根据力的平衡， 故D错误。 故选C。 12．如图所示，用6牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体，使其上升了0.4米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s，下列判断中正确的是（　　） A．G=3牛、s=0.2米 B．G=3牛、s=0.8米 C．G=12牛、s=0.4米 D．G=12牛、s=0.8米 【答案】D 【详解】由图可知，该装置为动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，费一倍的距离，物体上升的高度为0.2m，则绳子自由端通过的距离为 不计滑轮自重及摩擦，则 所以物体A重 综上分析可知，故ABC错误，D正确。 故选D。 13．如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，物体A受到的摩擦力f= 牛，2秒内拉力F走过的距离 米。（不计轮、绳重、摩擦） 【答案】 6 0.08 【详解】[1]物体A在水平地面上做匀速直线运动，处于平衡状态，A受到的摩擦力f与动滑轮对物体A的拉力是一对平衡力。弹簧测力计的示数为3N，即拉力F=3N，根据动滑轮的特点，动滑轮对物体A的拉力 所以物体A受到的摩擦力 [2]如图，已知物体A的速度 则绳子自由端移动的速度 根据速度公式得2秒内拉力F走过的距离 14．在研究动滑轮的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，两弹簧测力计静止时示数 （选填“大于”“等于”或“小于”）；若钩码匀速上升，则绳子自由端移动的距离是 。 【答案】 等于 0.2 【详解】[1]由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上两侧的绳子共同承担滑轮和物体总重力的一半，所以两拉力相等，即。 [2]根据动滑轮特点可知，动滑轮可以省一半力，费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 四．滑轮组的构成及优点（共5小题） 15．科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　） A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力 B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向 C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离 D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向 【答案】D 【详解】A．滑轮1固定不动，不随物体运动而运动，故是定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误； B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮不能改变动力方向，但是可以省力，故B错误； C．滑轮1、2构成滑轮组，但滑动组不省功，可以省力但是费距离，也可能费力，但是省距离，故C错误； D．滑轮1定滑轮、2动滑轮构成滑轮组，既有动滑轮的特点省力，又有定滑轮的特点改变动力的方向，故D正确。 故选D。 16．某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 【答案】A 【详解】A．由题可知，三段绳子直接与动滑轮相连，拉力F向上，说明拉力方向与重物被提升的方向相同，因此该滑轮组可以省力，但不能改变拉力的方向，故A错误，符合题意； B．不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦时，拉力F与物重G的关系为，其中n=3，所以拉力 即要提起重物，拉力至少为10N，故B正确，不符合题意； C．使用滑轮组时，绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh，将重物提升3cm，即h=3cm，n=3，所以绳子自由端需要移动的距离s=3×3cm=9cm 故C正确，不符合题意； D．实验中，存在绳重、滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，这些都会导致拉力增大，因此匀速提升物体时，所用拉力会大于不考虑这些因素时的10N，故D正确，不符合题意。 故选A。 17．如图所示，在使用下列简单机械时，既能省力又能够改变力的方向的是（　　） A．定滑轮 B．两个定滑轮 C．滑轮组 D．船桨 【答案】C 【详解】A．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，只能改变力的方向，故A不符合题意； B．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，两个定滑轮同样只能改变力的方向，不能省力，故B不符合题意； C．滑轮组由定滑轮和动滑轮组成，既能省力，又能改变力的方向，故C符合题意； D．船桨是费力杠杆，费力但能省距离，不能省力，故D不符合题意。 故选C。 18．走路时，如果一只脚不小心踩到另一只脚上松开的鞋带，人容易向 （选填“前”或“后”）拌倒。如图所示，我们向两边拉扯鞋带，鞋帮就会收紧。这与简单机械中 （选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”）的省力原理相同。 【答案】 前 滑轮组 【详解】[1]踩到鞋带后，脚不能抬起，停止运动，身体因为惯性，继续保持原来状态，身体向前倾。 [2]定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组，使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中滑轮组的省力原理相同。 19．如题图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 ，又可以改变施力的 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的承重绳子股数为 股。 【答案】 省力 方向 3 【详解】[1][2]根据滑轮组的特点可知，塔式起重机上的滑轮组既可以省力，又可以改变施力的方向。 [3]由于滑轮重未知，则由知滑轮组的承重绳子股数为 由图知，该滑轮组承重绳子段数n=3。 五．滑轮组的连线问题（共5小题） 20．根据题目要求作图。 (1)如图所示，杠杆OAB处于平衡状态，请在图中画出动力臂L1和阻力臂L2。 (2)请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）支点为O，先画出力F1、F2的作用线，从支点O作力F1、F2的垂线，支点到垂足的距离为力臂，可得动力臂L1、L2，如图所示： （2）人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图所示： 21．按要求完成下列作图； (1)如图甲所示，活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆，杆在动力的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出的力臂。 (2)建筑工地用如图乙所示的简易滑轮组提升建筑材料，请你为其画出最省力的绕绳方法。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图知，反向延长力F1画出力的作用线，过支点O作力F1作用线的垂线段，即F1的力臂l1，标注大括号、垂足、l1，如图所示： （2）图中滑轮组由个定滑轮和个动滑轮组成，有三段绳子承担物重时最省力，绳子应先系在动滑轮上面的挂钩上，然后绳子依次绕过定滑轮和动滑轮，如图所示： 22．作图题 (1)如图所示，在杠杆的N端挂一重物G，在杠杆的M点施加一个最小的动力使杠杆平衡，试画出这个最小的动力F1。 (2)如图所示，人站在地面上用滑轮组提起重物，请画出适合其工作情景的绕线方式。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下；连接OM，OM为动力臂时，动力臂最长，动力最小，过M点作出最小动力F1，方向向下，如图所示； （2）人站在地面上向下拉绳子提起重物，绳子的一端先从定滑轮连接，然后依次绕过动滑轮和定滑轮，如下图所示： 23．如图所示，要求通过滑轮组用最小的力提升重物，请用笔画线组装滑轮组。 【答案】 【详解】动滑轮上绳子的段数越多，越省力，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多可以由3段绳子承担重物。以动滑轮的挂钩为起点绕绳，最终自由端拉力朝上，如图所示： 24．作图题 (1)如图甲是某斜拉大桥，图乙是其简化的模型，为支点，请你在图乙中画出拉力对应的力臂； (2)利用如图所示的滑轮组拉着物体A沿水平方向向左做匀速直线运动，请画出滑轮组最省力的绕线情况。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）力臂为支点到力作用线的距离，故应过O点作AB的垂线段，即力臂l，如图所示： （2）根据滑轮组可知，当n越大时，F越小，越省力，图中只有两个滑轮，故n最大为3，故最省力的绕法如图所示： 六．滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系（共9小题） 25．如图是家用手摇晾衣架，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣架横梁和衣挂的总重为120N，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A．静止时，绳子自由端的拉力是60N B．绕在此晾衣架上动滑轮的绳子段数是5段 C．若衣挂上升2.1m，则绳子自由端移动8.4m D．此滑轮组能够省力，但不能改变力的方向 【答案】C 【详解】AB．由图可知，绳子承重段数n=4，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时，绳子自由端的拉力为，故AB错误； C．若衣挂上升2.1m，则绳子自由端移动的距离为，故C正确； D．使用此滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向，故D错误。 故选C。 26．如图，用滑轮组提升重物，不计摩擦和绳重，若动滑轮重为G动，物重为G物，则拉力F的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，承担物重的绳子股数为n=3，不计摩擦和绳重，由可知，拉力F的大小为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 27．如图，用滑轮组拉动放在水平桌面上重240N的物体。物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为60N，不计绳重、滑轮自重及绳与滑轮间的摩擦，水平拉F为（　　） A．120N B．80N C．30N D．20N 【答案】C 【详解】物体匀速运动时，它与桌面的摩擦力为f=60N，此时物体所受拉力；该滑轮组分担拉力的绳子有2段，所以绳子自由端的水平拉力 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 28．如图所示，底面积为的物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N、乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则物体甲对地面的压强是 Pa。 【答案】7000 【详解】由图可知，，不计滑轮重、绳重和摩擦时，绳子自由端的拉力为 物体甲对地面的压力等于物体甲的重力与绳子的拉力之差，即 则物体甲对地面的压强为 29．用如图甲所示的滑轮组提升物体，乙图是滑轮组的机械效率与所挂物体的重力关系图像（不计绳重及摩擦），当物重为1800N时，滑轮组的机械效率为 ，以下方法中还能提高该滑轮组机械效率的是 （填序号）。①增大物体提升高度　②减小动滑轮的重力　③增大匀速拉绳的速度　④改变绕绳方式 【答案】 90% ② 【详解】[1]由图乙可知，当物体重力为600N时，机械效率为75%，由不计绳重和摩擦时可知，动滑轮的重力 因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率 [2]当不计绳重和摩擦时可知，该滑轮组的机械效率与提升的高度、拉绳的速度和绕绳的方式无关，减小动滑轮的重力可以提高该滑轮组机械效率，故②符合题意、①③④不符合题意。 30．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动 cm。此健身器材提供的最大拉力为 N，此时绳a拉力为 N。 【答案】 30 780 820 【详解】[1]弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为 动滑轮绕2段绳，拉环向下移动 [2]由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N [3]弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力；由图乙可知，弹簧拉力最大为400N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×400N+20N=820N 31．如图所示，工人通过滑轮组用200N的拉力F把重为480N的物体A缓慢提升了2m，不计绳重和摩擦。求： (1)绳子自由端移动的距离； (2)动滑轮所受重力。 【详解】（1）由题图可知，绳子股数，所以绳子自由端移动的距离 （2）不计绳重和摩擦，由可知，动滑轮的重力 32．工人利用滑轮组吊取重为620N的建筑材料，动滑轮重60N，建筑材料10s内被提升了2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)绳子自由端移动的速度； (2)工人所施加的拉力； (3)若要使这个滑轮组达到省力的效果（工人所施加的拉力小于物体的重力），则所提物体的重力应该超过多少N？ 【详解】（1）由图可知，提升动滑轮绳子段数，绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重和摩擦，工人所施加的拉力 （3）当时，滑轮组即可省力，则 解得，所提物体的重力应该超过。 33．如图所示，一轻质杠杆AB水平放置，O为杠杆的支点，OB长0.8m，OC等于0.2m。在杠杆上用一绳子悬挂质量为2kg，边长为0.1m的正方体物块M于C点。用绳子连接滑轮组与杠杆B端，竖直向上提拉杠杆，每个滑轮重2N。（绳子的伸长度、绳子的重力及绳与轮之间的摩擦均忽略不计，轻质杠杆AB始终水平平衡，g=10N/kg） (1)求物块M所受重力； (2)物块M对C点的拉力为18N，则M对水平地面的压强为多少? (3)若滑轮组绳子自由端的最大承受拉力为7N，求物块M刚被提离地面时悬挂点C与O点之间距离的最大值。 【详解】（1）根据公式可知，物块M所受重力为 （2）物块M处于静止状态，受力平衡，在竖直方向上受到向下的重力和向上的拉力、支持力是平衡力，则，所以地面对物块M的支持力为 地面对物块M的支持力和物块M对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，根据公式可知，物块M对地面的压强为 （3）由图可知，滑轮组线段数为2，因为滑轮组绳子自由端的最大承受拉力为7N，滑轮重2N，根据公式可知，杠杆B端的力为 根据杠杆平衡条件可知， 当物块M刚被提离地面时，，即 得 七．轮轴模型及相关计算（共5小题） 34．如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民将谷物倒入扇车后，快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，气流使枯瘪谷物从远端出风口飞出，饱满谷物从近端落下。下列说法正确的是（    ） A．摇柄使用时相当于轮轴，可以省力 B．快速摇动摇柄时使扇车内气体压强变大 C．枯瘪谷物是因为不受重力才会从远端出风口飞出 D．人停止摇动摇柄，摇柄慢慢停下来是因为没有力的作用物体不能运动 【答案】A 【详解】A．扇车的摇柄可以绕轴连续转动，相当于轮轴，摇动摇柄时，力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，故轮轴可以省力，故A正确； B．快速摇动摇柄时，扇轮转动使扇车内空气流速大，压强小，故B错误； C．地面附近的物体都受重力作用，枯瘪谷物从远端出风口飞出是因为其质量小、惯性小，在气流作用下更容易改变运动状态，故C错误； D．人停止摇动摇柄，摇柄由于具有惯性，要保持原来的运动状态，所以会慢慢停下来，并不是因为没有力的作用物体不能运动，故D错误。 故选A。 35．使用下列物体时没有用到简单机械的是（　　） A．用夹子夹核桃 B．用斜木板装货物 C．拧开水龙头 D．孔明灯升空 【答案】D 【详解】A．核桃夹使用时，动力臂小于阻力臂，是一个省力杠杆，故A不符合题意； B．图中斜木板是一个斜面，是一个省力机械，故B不符合题意； C．水龙头可以看作一个轮轴，故C不符合题意； D．孔明灯升空利用了浮力，没有用到简单机械，故D符合题意。 故选D。 36．某款升降晾衣架如图所示，转动摇把可以控制晾衣架的升降，方便拿取衣物。它的构造中包含了多个物理模型，其中晾衣架的摇把属于下列物理模型中的（    ） A．动滑轮 B．斜面 C．滑轮组 D．轮轴 【答案】D 【详解】晾衣架的摇把由有共同转动轴的大轮和小轮组成，属于轮轴，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 37．小明在组装玩具时，发现了如图甲所示的一种特殊螺丝----内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示，这种六角螺丝相当于 ，扳手相当于 （以上两空均选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”），为了使自己更省力，小明应将扳手上的 （选填“A”或“B”）点插入螺丝后使用。 【答案】 斜面 轮轴 A 【详解】[1]日常生活中的盘山公路采用的就是斜面原理，内六角螺丝可以看成是密集且均匀的盘山公路，所以内六角螺丝是一种类似斜面的机械。 [2]常见的简单机械包括：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等；由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。扳手相当于轮轴。 [3]根据轮轴的省力特点，轮半径越大，越省力；因为将扳手上的A点插入螺丝后，力作用在B端，长柄为半径；反之将B点插入后，力只能作用在A端，半径更短，所以将扳手上的A点插入螺丝后使用更省力。 38．使用简单机械可以给人们的生活带来便利。 旗杆的顶端安装着一个 （选填“定”或“动”）滑轮，使用它的好处是 。如图所示的是我国常见的一种石磨，它在使用时相当于简单机械中的 （选填“轮轴”或“斜面”）。 【答案】 定 改变力的方向 轮轴 【详解】[1][2]旗杆的顶端的滑轮位置不变，是一个定滑轮，升国旗时需要给国旗向上的力，而使用了定滑轮只需向下拉绳子，国旗就能上升，因此使用它的好处是改变力的方向。 [3]如图所示的是我国常见的一种石磨，它可以绕着固定点转动，把手和磨盘绕着同一个轴转动，使用时可以省力，因此它在使用时相当于简单机械中的轮轴。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $