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初中人教版12.2 滑轮优秀巩固练习
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人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》
第2节 滑轮
（同步基础练习）
姓名： 学校： 老师：
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
10
4
4
7
45
一、选择题（共20小题）：
1．如图所示，使用定滑轮提升重物，当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时（ ）
A．A方向拉力最小
B．B方向拉力最小
C．C方向拉力最小
D．三个方向拉力都一样
【答案】D
【解析】解决此题要知道定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
解：图中的滑轮是定滑轮，所以使用时不省力也不费力，但可以改变作用力方向，所以在A方向、B方向和C方向拉重物时，三个方向拉力都一样。
故选：D。
2．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向
B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向
D．能省力，但不能改变力的方向
【答案】D
【解析】动滑轮是指滑轮的轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆；使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
解：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故ABC错误、D正确。
故选：D。
3．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
【答案】C
【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离s＝2h；
（2）使用滑轮组能否省力，取决于所用拉力大小与提升的物重大小关系，若拉力小于物重，是省力；
（3）使用任何简单机械，只要省力必定费距离。
解：AB、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，所以使用该滑轮组费距离，故AB错误；
C、使用图中滑轮组时，由两股绳子承担重物和动滑轮重，所以省力，故C正确；
D、使用滑轮组时，省了力，肯定要费距离，故D错误。
故选：C。
4．如图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是（ ）
A．①④ B．③④ C．②③ D．①②
【答案】A
【解析】①使用动滑轮能省力一半力；②使用定滑轮不能省力；
③滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定。
解：若不计滑轮自重及摩擦，①是动滑轮，省一半力，F1=12G；
②是定滑轮，单独使用都不能省力，F2＝G；③滑轮组有三段绳子承担物重故F3=13G；
④滑轮组有二段绳子承担物重故F4=12G。则省力情况相同的是①④。
故选：A。
5．如图所示，三个滑轮下悬挂重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1、F2、F3的关系为（ ）
A．F1＞F3＞F2
B．F1＝F2＝F3
C．F3＞F1＞F2
D．F2＞F3＞F1
【答案】A
【解析】根据图示定滑轮和滑轮组得出绳子的有效股数，滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，根据F=1nG得出绳子的拉力，然后比较拉力的大小关系。
解：若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，
左侧定滑轮绳子的有效股数n1＝1，则绳子的拉力F1＝G，
中间滑轮组绳子的有效股数n2＝3，则绳子的拉力F2=1n2G=13G，
右侧滑轮组绳子的有效股数n3＝2，则绳子的拉力F3=1n3G=12G，
所以，F1＞F3＞F2。
故选：A。
6．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
【答案】D
【解析】（1）定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；
（2）动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
解：由题意可知，滑轮的重和绳的摩擦不计，
假设物体与地面的摩擦力为f，
第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则F1＝f，
第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则F2=12f，
第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则F3＝2f；
所以，F2＜F1＜F3，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
7．如图所示，拉力F＝4N，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为（ ）（忽略绳重及摩擦）
A．8 N、8N B．12 N、8N
C．8 N、12 N D．12 N、12 N
【答案】B
【解析】无论是弹簧测力计还是滑轮组、绳子都是静止状态，所以对每一部分来说，合力为零。
解：绳子静止，根据二力平衡，绳子两头的拉力是相等的，每根绳子的拉力都是4N；
弹簧秤甲的拉力由三段绳子来承担，每根绳子的拉力大小都是4N，所以甲的读数是12N；
弹簧秤乙的拉力由两段绳子来承担，每根绳子的拉力大小都是4N，所以乙的读数是8N。
故选：B。
8．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（ ）
A．400N
B．450N
C．500N
D．600N
【答案】B
【解析】不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F=1n（G+G动）求出动滑轮重，再利用F=1n（G+G动）求提起1200N的物体时人的拉力。
解：由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F=13（G+G动），
当提起600N物体时拉力为250N，则动滑轮重：
G动＝3F1﹣G1＝3×250N﹣600N＝150N；
当提起1200N物体时，人的拉力：
F2=13（G2+G动）=13×（1200N+150N）＝450N。
故选：B。
9．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）则动滑轮重力（ ）
A．30N
B．40N
C．50N
D．60N
【答案】B
【解析】由于不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，拉力克服了动滑轮重力和物理受到的摩擦力这两个力，由F=1n（f+G动）可求动滑轮重。
解：（1）因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图可知，n＝3，
由受力分析可得，F=1n（f+G动），
动滑轮重，G动＝nF﹣f＝3×80N﹣200N＝40N；
故选：B。
10．如图所示，工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是4m
B．动滑轮的重是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【答案】C
【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，根据v=st求出绳子自由端移动的速度，忽略绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出动滑轮的重。
解：A、由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；
CD、绳子自由端移动的速度：
v=st=6m10s=0.6m/s，故C正确、D错误；
B、忽略绳重和摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝3×300N﹣500N＝400N，故B错误。
故选：C。
11．如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动＝10N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是：（ ）
A．55N，0.1m/s
B．210N，0.1m/s
C．55N，0.4m/s
D．210N，0.4m/s
【答案】B
【解析】此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端。而特殊使用方法恰好相反，拉轮轴而将物体挂在绳子的末端。动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费2倍的力，但能够省一半的距离。
解：图中是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费2倍的力却省一半的距离。
拉力F＝2G+G动＝2×100N+10N＝210N；
拉力端移动速度：v=12v物=12×0.2m/s＝0.1m/s。
故选：B。
12．如图所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，不计滑轮处摩擦和绳重，则（ ）
A．1s内重力做功3.6J B．A的重力为120N
C．拉力F＝36N D．摩擦力为18N
【答案】D
【解析】（1）根据做功的两个必要因素确定重力做功的多少；
（2）已知作用在动滑轮上的绳子条数为n和拉力的功率，根据v′＝nv求出绳子自由端的速度，然后直接利用P=Wt=Fst=Fv即可求出拉力F；
（3）对A进行受力分析，即f＝2F；
（4）根据f＝0.3G即可求出重力。
解：A、因为重力的方向竖直向下，而物体在竖直方向没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J；故A错误；
BCD、由图知n＝2，则绳子自由端的速度v′＝2v＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
根据P=Wt=Fst=Fv可得拉力：F=Pv′=3.6W0.4m/s=9N；故C错误；
不计滑轮处摩擦和绳重，由F=12f可得物体受到的摩擦力：f＝2F＝2×9N＝18N；故D正确；
由题知f＝0.3G，则A的重力：G=f0.3=18N0.3=60N．故B错误。
故选：D。
13．如图（绳子和滑轮重不计）重为60N的木块，在10N的拉力F作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度匀速运动了6s，则（ ）
A．木块与水平路面间的摩擦力为120N
B．木块与水平路面间的摩擦力为20N
C．在6s内绳子自由端移动了6m
D．在6s内绳子自由端移动了18m
【答案】B
【解析】（1）由图知，n＝2，绳子和滑轮重不计，作用在绳自由端的拉力等于木块受摩擦力的12，据此求木块与水平路面间的摩擦力；
（2）利用s＝vt求出物体移动的距离，绳子自由端通过的距离等于物体移动的距离的2倍。
解：AB、由滑轮组结构看出，n＝2，
绳子和滑轮重不计，作用在绳自由端的拉力等于木块受摩擦力的12，
木块受到的摩擦力：f＝2F＝2×10N＝20N，故A错误、B正确；
CD、物体移动的距离：s＝vt＝1m/s×6s＝6m；
绳子自由端通过的距离：s′＝2s＝2×6m＝12m，故CD错误；
故选：B。
14．如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．自由端F2的速度为0.2m/s
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】D
【解析】（1）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍；
（2）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；
（3）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；对于物体A受力分析，根据其运动状态判断物体A与地面之间是否有摩擦力；
（4）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：A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故A正确；
B、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F＝3F2＝3×3N＝9N，故B正确；
C、对于物体A，受到的力：B向左的摩擦力fB＝2F2＝2×3N＝6N、
向右的拉力F1＝4N、
因为A静止，所以地面向右的摩擦力f地＝fB﹣F1＝6N﹣4N＝2N，所以物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；
D、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，还是处于静止状态，故D错误。
故选：D。
15．重力均为2N的A、B两滑轮，按如图所示组装，重物G重40N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（ ）
A．A、B均为定滑轮，F＝40N
B．A、B均为动滑轮，F＝20N
C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝21N
D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝19N
【答案】D
【解析】解决此题的关键是知道轮轴固定不动的滑轮是定滑轮，轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮；
使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
解：由图可知，A滑轮的轮轴固定不动，所以该滑轮是定滑轮；
B滑轮的轮轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮；
因重物G重40N，所以拉动滑轮的拉力为40N，此时动滑轮受到向上的拉力40N，竖直向下的重力2N，所以滑轮两边的拉力之和为38N，所以拉力F＝19N；
故选：D。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平，晾衣架（含动滑轮）的总重是10N，不计绳重和一切摩擦，下列说法错误的是（g＝10N/kg）（ ）
A．若晾衣架上晾4kg的衣服，则摇柄端绳子上的拉力为12.5N
B．若要晾衣架上升0.5m，摇柄端绳子要下降2m
C．将晾衣架上的4kg衣服匀速向上摇时，若人的功率为5W，衣服上升的速度为0.1m/s
D．在5秒内将晾衣架上的4kg衣服匀速向上摇1.5m，总功为37.5J
【答案】D
【解析】已知动滑轮上的绳子段数和物体以及动滑轮的重力，可求摇柄端绳子上的拉力大小；
已知晾衣架上升的距离和动滑轮上绳子的段数，可求摇柄端绳子要下降的距离；
已知人的功率和摇柄端绳子上的拉力的大小以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P＝FV可求摇柄上绳子的速度，进一步求出衣服上升的速度；
已知衣服上升的距离和动滑轮上绳子的段数以及摇柄绳子上拉力的大小，根据公式W＝FS可求做的做功。
解：摇柄端绳子上的拉力F=G衣+G动4=mg+10N4=4kg×10N/kg+10N4=12.5N；故A正确；
晾衣架上升0.5m，摇柄端绳子要下降S＝4h＝4×0.5m＝2m；故B正确；
摇柄上绳子的速度V=PF=5W12.5N=0.4m/s；所以衣服上升的速度为0.4m/s4=0.1m/s；故C正确；
摇柄上绳子移动的距离S1＝4h1＝4×1.5m＝6m；总功W＝FS1＝12.5N×6m＝75J；故D错误；
故选：D。
17．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．钢绳上的拉力为150N
C．输电线P端受到的拉力大小为9×103N
D．输电线P端向左移动了40cm
【答案】C
【解析】（1）定滑轮是指固定不定的滑轮，它的作用是改变力的方向，不能够省力；动滑轮是指和物体一块运动的滑轮，它能够省一半力，但费距离。
（2）钢绳上的拉力即为30个坠砣的总重力，由F＝G可求得钢绳上的拉力。
（3）如图使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，
由G=12FP，据此求输电线P端受到的拉力大小。
（4）坠砣串下降高度h＝2sP，可求输电线P端向左移动的距离。
解：A、图中A为定滑轮，滑轮B为动滑轮，故A错误；
B、30个坠砣的总重力：G＝30×150N＝4500N，钢绳上的拉力F＝G＝4500N，故B错误；
C、由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，
图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=12FP，
则输电线P端受到的拉力大小：FP＝2G＝2×4500N＝9×103N；故C正确；
D、图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，则坠砣串下降高度h＝2sP，
则输电线P端向左移动的距离：sP=12h=12×20cm＝10cm，故D错误。
故选：C。
18．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
【答案】A
【解析】（1）首先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力，即绳子对人的拉力，又知道人的重力，从而可以计算出地面对人的支持力，即工人对地面的压力。
（2）由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，由F=12（G+G动）可求得建筑材料P重；
（3）物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=12v绳，
（4）分析A点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B点的拉力，对M受力分析得出地面对物体的支持力即物体M对地面的压力。
解：（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，
由力的平衡条件可得：F+F支＝G，
则F支＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N，
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，
所以工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故A正确；
B、由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，
由F=12（G+G动）可得，建筑材料P重；
G＝2F﹣G动＝2×300N﹣100N＝500N，故B错误；
C、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=12v绳=12×1m/s＝0.5m/s，故C错误；
D、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，
由力的平衡条件可得：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；
根据杠杆的平衡条件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，
所以，FB=FA×OAOB=1000N×OA2OA=500N；
因为物体间力的作用是相互的，
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′＝FB＝500N；
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，
则物体M受到的支持力为：FM支持＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N，
因为物体间力的作用是相互的，
所以物体M对地面的压力：FM压＝FM支持＝4500N．故D错误；
故选：A。
19．如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是（ ）
A．218N
B．220N
C．210N
D．236N
【答案】C
【解析】本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，那么由5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。
则人的拉力F=15（G人+G轮+G吊篮）=15（600N+450N）＝210N。
故选：C。
20．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0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（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），则下列计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端受到的拉力大小为100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.01m/s
【答案】B
【解析】A、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，不计绳重和摩擦，利用F=12（G轮+f地）求拉力大小；
BC、人对地面的压力等于自己体重减去拉力，据此求压力大小；
D、绳子自由端运动速度等于物体移动速度的2倍，据此求出绳子自由端运动速度。
解：A、由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，
拉力F=12（G轮+f地）=12（20N+200N）＝110N，故A错；
BC、人对地面的压力F压＝G﹣F＝510N﹣110N＝400N，故B正确、C错；
D、绳子自由端运动速度v＝2×0.02m/s＝0.04m/s，故D错。
故选：B。
二、填空题（共10小题）：
21．江老师自驾游上庐山，途经盘山公路时，经常要旋动方向盘让汽车保持在自己的行道线内。从简单机械的角度来看，盘山公路相当于 ，方向盘相当于 。（以上两空均填“杠杆”、“轮轴”、“斜面”或“滑轮”）
【答案】斜面；轮轴。
【解析】（1）盘山公路，这是一种变形的斜面，通过把路弯来弯去，将上山的路拉得更长，斜面更平缓，从而使汽车上山时更省力；
（2）汽车方向盘也是一种简单机械。这种简单机械由一个大轮和一个轴组成，轮和轴固定在一起，在轮上用力，带动轴转动，这种简单机械叫做轮轴。
解：（1）斜面是一种简单机械，盘山公路是斜面的具体应用实例；
（2）汽车方向盘由一个大轮和一个轴组成，轮和轴固定在一起，这种简单机械叫做轮轴。
故答案为：斜面；轮轴。
22．如图所示，用力将重为120N物体匀速提升0.2m，（不计动滑轮重、绳重和摩擦），则拉力F＝ N，绳子自由端移动的距离s＝ m，若拉力F′为70N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）
【答案】60；0.4；20
【解析】动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省12力，多费1倍距离；
解：（1）动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省12力，题目已给出不计动滑轮重、绳重和摩擦，所以拉力F=12G＝60N；
（2）动滑轮在使用的时候，多费1倍距离，所以，绳子自由端移动的距离s＝2h＝0.4m；
（3）如果要考虑动滑轮的重，则F=12（G物+G动）可以计算出G动＝20N。
故答案为：60；0.4；20
23．如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中甲滑轮可以看成 杠杆，使用它的好处是 。其中乙为 滑轮，F2端拉升4m，则物体升高 ；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1＝F2，则G1 G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
【答案】等臂；改变用力方向；动；2m；小于。
【解析】随货物一起升降的滑轮为动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮能省一半力，绳自由端移动的距离是物体上升高度的2倍；不随货物升降的滑轮为定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
解：甲滑轮不随货物升降的滑轮为定滑轮，使用时相当于等臂杠杆，不省力F1＝G1，但可以改变用力方向；
乙滑轮随货物一起升降的滑轮为动滑轮，使用时相当于省力杠杆，省一半力
F2=12G1，G1＝2F2，h物=s绳2=4m2=2m，
因为拉力F1＝F2，所以G1小于G2。
故答案为：等臂；改变用力方向；动；2m；小于。
24．学校升旗时，旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杠顶部安装了定滑轮，使用它可以 ；如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为68kg的的物体向上拉，此人的质量为60kg。当此人用550N的拉力拉物体时，此时物体对水平地面的压力为 N。（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）
【答案】改变力的方向；130。
【解析】（1）定滑轮的特点：不省力但能改变力的方向；据此分析即可；
（2）解决此题的关键是要知道定滑轮两端拉力大小相等，可对物体进行受力分析，根据力的平衡和力作用的相互性进行分析。
解：（1）由题可知，图中滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；
（2）当此人用550 N的拉力拉物体时，绳子上的拉力为550N，
物体的重力为：G＝mg＝68kg×10N/kg＝680N，
拉力小于重力，故物体不能被拉上来，物体处于静止状态，物体此时受到的绳子对物体向上拉力、地面对物体向上的支持力和物体本身向下的重力互相平衡，所以F+N＝G，
故地面对物体的支持力为：N＝G﹣F＝680N﹣550N＝130N，
物体对水平地面的压力与地面对物体的支持力是一对相互作用力，大小相等，
所以物体对水平地面的压力为：F压＝N＝130N。
故答案为：改变力的方向；130。
25．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 N。
【答案】10
【解析】将滑轮组水平使用来拉动重物，滑轮组向右移动时克服的是地面的摩擦力，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一。
解：从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为：F=13f=13×30N＝10N。
故答案为：10。
26．如图所示，物体A重100N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f＝30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是 N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动 m。
【答案】10；1。
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，根据F=1nf求出绳端的拉力，根据s＝ns′求出物体A向左移动的距离。
解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力：F=1nf=13×30N＝10N，
当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动的距离：s=s′n=3m3=1m。
故答案为：10；1。
27．如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（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）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是 。
（2）弹簧测力计读数为 牛。
（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何？ 。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）
【答案】（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。
【解析】（1）根据动滑轮的特点判断那个是动滑轮；
（2）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；
（3）一个物体在另一个物体发生挤压且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；静止的物体，所受合力为0；一对相互作用力大小相等，方向相反。
解：（1）滑轮1固定在弹簧测力计的挂钩上，滑轮2在力F1的作用下随物体一起移动，所以滑轮2是动滑轮；
（2）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，此时有三段绳子拉着弹簧测力计，则弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N；
（3）地面光滑，故物体A只受力F1和物体B对它的摩擦力，物体之间的滑动摩擦力和拉力都不变，所以物体A依然处于静止状态。
故答案为：（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。
28．如图所示，用200N的力拉着物体A以3米/秒的速度在水平面上匀速前进，如果物体A与滑轮相连的绳子的拉力大小是120牛，不计滑轮与绳的重力及绳与滑轮的摩擦，则物体A与地面摩擦力的大小为 ，物体B与地面摩擦力的大小为 ，物体B被拖动的速度是 。
【答案】80N；60N；6m/s。
【解析】由图知，对物体A的拉力等于摩擦力加上A与滑轮相连的绳子所受的拉力，据此求出A与地面间的摩擦力；水平使用动滑轮，可求出对物体B的拉力，再根据二力平衡求出B与地面间的摩擦力，再利于物体B移动的速度是物体A移动速度的二倍求出物体B的速度。
解：由题意知，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，拉力F＝200N，
设F1为A与滑轮相连的绳子所受的拉力，F2为绳子拉物体B的力，A与地面间的摩擦力f1，B与地面间的摩擦力f2，
对物体A受力分析可得：F＝f1+F1，
由题意可知F1＝120N，
则200N＝f1+120N
f1＝80N；
因为是同一根绳，所以F2=12F1=12×120N＝60N，
B与地面间的摩擦力f2＝F2＝60N，
物体B移动的速度：v2＝2v1＝2×3m/s＝6m/s。
故答案为：80N；60N；6m/s。
29．如图所示装置，物体B重为100N，它在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着重200N的物体A在水平面上匀速运动，当用一个水平向左的力F1拉物体A，使物体B在水中匀速上升（物体B未露出水面）时，当物体B完全露出水面后，用另一个水平向左的力F2拉物体A，在4s内使物体B匀速上升0.4m，已知：物体B的密度ρB＝5ρ水，两次拉力F1：F2＝9：10．若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力，g取10N/kg。则水平面对物体A的滑动摩擦力的大小为 N。
【答案】30
【解析】分别对物体B在水中下沉、匀速上升、露出水面后、动滑轮的受力情况进行受力分析，列出等式，进而求出水平面对物体A的摩擦力。
解：当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图甲所示。
当用力F1拉物体A，物体B在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图乙所示。
当物体B完全露出水面后，用力F2拉物体A，A水平方向受力情况如图丙所示。
当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图丁所示。
当物体B完全露出水面时，动滑轮与物体B的受力情况如图戊所示。
由甲图：Ff＝F拉；由乙图：F1＝Ff+F拉
由丙图：F2＝Ff+F拉′
由丁图：3F拉＝G动+GB﹣F浮
由戊图：3F拉′＝G动+GB
（1）因为GB＝ρBgVB
所以，VB=GBρBg=GB5ρ水g，
F浮＝ρ水gVB＝ρ水gGB5ρ水g=GB5=100N5=20N；
又F1F2=910=2G动+2GB−2F浮2G动+2GB−F浮，
将GB＝100N，F浮＝20N代入上式得：G动＝10N，
所以，水平面对物体A的摩擦力Ff＝F拉=G动+GB−F浮3=10N+100N−20N3=30N。
故答案为：30。
30．如图所示是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图。当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为F浮1，小明对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对小明的支持力为N1．当物体A有25的体积露出水面且静止时，物体A所受浮力为F浮2，小明对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对小明的支持力为N2．已知动滑轮所受重力为80N，物体A所受重力为700N，小明所受重力为660N，N1：N2＝16：15．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，则：物体A所受浮力F浮2为 N；小明对绳子竖直向下的拉力F1为 N；水平地面对小明的支持力N1为 N。
【答案】60；340；320。
【解析】设物体A的体积为V，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，根据阿基米德原理求A受到的浮力；
小明对绳子竖直向下的拉力F=12（GA+G轮﹣F浮），小明受到的重力等于拉力加上支持力，据此求小明受到的支持力；
当物体A有25的体积露出水面且静止时，排开水的体积变为35V，同理求出水平地面对小明的支持力；
知道支持力之比N1：N2＝16：15，据此求出A的体积，分别代入相应的等式，计算出物体A所受浮力F浮2，小明对绳子竖直向下的拉力F1，水平地面对小明的支持力N1。
解：当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A受到的浮力：
F浮1＝ρ水gV排＝ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
滑轮组有两段绳子与动滑轮接触，有效绳子的股数为2，小明对绳子竖直向下的拉力：
F1=12（GA+G轮﹣F浮1）=12（700N+80N﹣ρ水gV）＝390N−12ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对于小明：G人＝N1+F1，
水平地面对小明的支持力：
N1＝G人﹣F1＝660N﹣（390N−12ρ水gV）＝270N+12ρ水gV；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当物体A有25的体积露出水面且静止时：F浮2＝ρ水gV排′＝ρ水g35V，﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
小明对绳子竖直向下的拉力：
F2=12（GA+G轮﹣F浮2）=12（700N+80N﹣ρ水g35V）＝390N−310ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
对于小明：G人＝N2+F2，
水平地面对小明的支持力：
N2＝G人﹣F2＝660N﹣（390N−310ρ水gV）＝270N+310ρ水gV；﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由题知，
N1：N2＝16：15，
即：（270N+12ρ水gV）：（270N+310ρ水gV）＝16：15，
解得：V＝0.01m3；
将V代入④得，物体A所受浮力：
F浮2＝ρ水g35V＝1×103kg/m3×10N/kg×35×0.01m3＝60N；
将V代入②得，小明对绳子竖直向下的拉力F1为：
F1＝390N−12ρ水gV＝390N﹣1×103kg/m3×10N/kg×12×0.01m3＝340N；
将V代入③得，水平地面对小明的支持力N1为：
N1＝270N+12ρ水gV＝270N+1×103kg/m3×10N/kg×12×0.01m3＝320N。
故答案为：60；340；320。
三、作图题（共4小题）：
31．如图所示，用滑轮组提升物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。
【答案】见解析。
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。通过比较提升物体绳子条数的多少确定最省力的绕法。
解：从动滑轮的挂钩开始绕起，依次绕过每一个滑轮，有5段绳子承担物体重，最省力。如下图所示；
32．如图所示，人站在地上用滑轮组重物提升，请用细线代替绳画出正确的绕法。
【答案】见解析。
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。据此画出正确的绕法。
解：因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始缠绕，然后经过动滑轮，如图所示
33．一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
【答案】见解析。
【解析】此滑轮组的缠绕有两种方法，一种是绳子固定在定滑轮上，可以改变最后拉力的方向，省一半的力；另一种在固定在动滑轮上，可以更省力一些，但不能改变力的方向。
解：物体向上提，题中要求拉力必须向下，所以绳子固定在定滑轮上，动滑轮只能用一个，如图：
故答案为：如上图
34．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
【答案】见解析。
【解析】要使滑轮组最省力，就是使最多的绳子段数通过动滑轮，由此绕线；
压力是垂直作用在物体表面的力，由此画出A对地面压力示意图。
解：由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多可由3段绳子通过动滑轮，从动滑轮开始，依次由内向外绕线，如图所示：
A对地面压力的作用点作用在地面上，方向垂直水平地面向下，即竖直向下，由此画出地面受压力示意图，如图所示：
四、实验探究题（共4小题）：
35．研究定滑轮的特点。
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。
【答案】（1）物体的重力；拉力的大小；（2）F1＝F2＝F3；（3）能够改变力的方向。
【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向。
解：（1）在研究使用定滑轮是否省力时，实验中应匀速提升重物，测量出物体的重力和拉力的大小，根据这两个力的大小分析定滑轮是否省力；
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是F1＝F2＝F3；
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，能够改变拉力的方向。
故答案为：（1）物体的重力；拉力的大小；（2）F1＝F2＝F3；（3）能够改变力的方向。
36．小明同学在学习滑轮时，老师讲到：理想的动滑轮最多省一半力，其实省力的多少与拉力和竖直方向的夹角大小有关，如图甲所示。小明就此问题展开如图乙所示的实验探究，并将所测数据记录在表格中。
序号
1
2
3
拉力F/N
3.0
3.8
（1）如图丙所示，这是第三步实验时弹簧测力计的示数，则F3＝ N；
（2）通过分析实验数据可初步得出结论：使用动滑轮提升同一重物时，拉力F与竖直方向的夹角θ越大，需要的拉力F越大。请你从杠杆平衡条件的角度分析其中的原因： 。
【答案】（1）4.6；（2）使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
【解析】（1）观察图丙的弹簧测力计，确认其量程和分度值，再根据指针位置读数；
（2）在使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，分析拉力F与竖直方向的夹角变化时动力臂的变化得出拉力变化。
解：（1）弹簧测力计的量程为0～5N，1个大格为1N，分为5个小格，每个小格为0.2N，分度值为0.2N，示数为4.6N，即F3＝4.6N；
（2）在图乙使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
故答案为：（1）4.6；（2）使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
37．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前
两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
（1）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）用图丙进行实验时，最好 匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ；
（3）在本实验中进行了多次实验，目的是 。
A．从多次实验中选取最准确的数据 B．多次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法
【答案】（1）不能；不变；（2）沿着竖直方向；动滑轮自身受到重力；（3）C。
【解析】（1）定滑轮的使用特点是：不省力，也不能省距离，但能改变力的方向。
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡。在理想状态下使用动滑轮能省一半力，但费距离。实际上使用动滑轮时，由于动滑轮重力不能忽略，则绳子自由端拉力的大小等于物重与动滑轮重力的一半。
（4）在进行探究性实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
解：（1）第1、2次的数据中拉力不变，则说明使用定滑轮不能省力，也不能省距离；但能改变力的方向，所以若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将不变。
（2）用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端；实际在实验时，动滑轮自身的重量、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半的原因是：动滑轮自身受到重力。
（3）使用中要进行多次测量，目的是为了得到普遍规律，故C正确。
故答案为：（1）不能；不变；（2）沿着竖直方向；动滑轮自身受到重力；（3）C。
38．在探究斜面的省力程度的大小与什么因素有关时，小俊同学作了以下猜想：
A、可能与斜面的倾斜程度有关
B、可能与接触面的粗糙程度有关
为了验证以上猜想是否正确，小份设计了如图所示的方案：用弹簧测力计拉着一个重为5N的木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计的示数。小俊按照设计的方案进行实验，测得甲、乙、丙三个图中La＝Lc＜Lb，Fa＝3N、Fb＝2.5N、Fc＝3.8N．试完成下列问题：
（1）在实验过程中，沿斜面向上拉木块时，应使木块做 运动。
（2）本实验用到了控制变量法来探究，在你学习物理的过程中也用到此方法的实例还有
（写出一个就可）。
（3）对比 两图，目的是为了验证猜想A；对比 两图，目的是为了验证猜想B。
（4）由此实验可得到的初步结论是；斜面的倾角越 （填“大”或“小”），斜面越省力；表面越 ，斜面越省力。
【答案】（1）匀速直线；（2）探究影响动能大小的因素；（3）甲和乙；甲和丙；（4）小；光滑。
【解析】（1）为了便于测量拉力的大小，实验中应该匀速拉动木块；
（2）当被研究问题受多个因素影响时，研究问题和某一个因素的关系时要控制其他因素一定，这种方法叫控制变量法；
（3）根据图中的相同点、不同点，利用控制变量法分析；
（4）根据甲和乙、甲和丙斜面的特点和拉力的大小分析。
解：（1）实验中为了准确测量弹簧测力计示数的大小，应该匀速拉动木块，此种情况下，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）本实验中用到了控制变量法，类似的实验有：探究影响电磁铁磁性强弱的因素、探究影响动能大小的因素、探究电流与电压的关系等；
（3）探究斜面的省力程度的大小与斜面的倾斜程度有关时，应控制斜面的粗糙程度相同，斜面的倾斜程度不同，所以应选择甲和乙进行探究；
探究斜面的省力程度的大小与斜面的粗糙程度有关时，应控制斜面的倾斜程度相同，斜面的粗糙程度不同，所以应选择甲和丙进行探究；
（4）甲和乙的斜面的粗糙程度相同，倾斜程度不同，即甲的倾角要大于乙的倾角，Fa＝3N、Fb＝2.5N，则表明，倾角越小，拉力越小，越省力；
甲和丙的倾斜程度相同，粗糙程度不同，甲的粗糙程度小于丙的粗糙程度，Fa＝3N、Fc＝3.8N，则表明，斜面越光滑，所用的拉力越小，越省力；
故答案为：（1）匀速直线；（2）探究影响动能大小的因素；（3）甲和乙；甲和丙；（4）小；光滑。
五、计算题（共7小题）：
39．工人利用如图所示的滑轮组将400N的物体匀速向上提高了2m，所用拉力为250N；忽略绳重、绳子与滑轮之间的摩擦力。求；
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮的重力。
【答案】4m，100N。
【解析】（1）从图可知，动滑轮由2股绳子承担着，从而可以计算出绳子自由端移动的距离，S＝2h。
（2）匀速为平衡状态，对动滑轮和重物做受力分析，根据2F＝G物+G动，带入数据计算出动滑轮的重力；
解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）当匀速拉动时，当G＝400N时，拉力F＝250N。不计绳重和摩擦，
由受力分析可知：2F＝G物+G动，
可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G物＝2×250N﹣400N＝100N。
40．如图所示，用20N的拉力刚好可以拉动一重为50N的物体匀速上升，现用同样的滑轮组拉动重为200N的物体上升0.1m（g取10N/kg，不计绳重及滑轮之间的摩擦）。求：
（1）动滑轮所受的重力G轮；
（2）拉力F的大小；
（3）绳自由端移动的距离。
【答案】（1）G动＝10N；（2）70N；（3）0.3m。
【解析】（1）由图知，n＝3，不计绳重及滑轮之间的摩擦，由F=13（G+G轮）计算动滑轮的重力；
（2）由F=13（G+G轮）计算拉动重为200N的物体时拉力F的大小；
（3）由s＝3h计算绳自由端移动的距离。
解：（1）由图知，n＝3，不计绳重及滑轮之间的摩擦，由F=13（G+G轮）可得动滑轮的重力：
G轮＝3F﹣G＝3×20N﹣50N＝10N；
（2）拉动重为200N的物体时绳子自由端拉力：
F′=13（G′+G轮）=13×（200N+10N）＝70N；
（3）绳自由端移动的距离：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m。
答：（1）动滑轮重G动＝10N；（2）拉力F的大小为70N；（3）绳自由端移动的距离为0.3m。
41．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重为540N的物体，以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，搬运工人所用的拉力为200N。（不计绳重和绳与滑轮的摩擦）求：
（1）物体上升的高度；
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）2m；（2）6m；（3）60N。
【解析】（1）已知物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s，利用速度公式变形可求得物体上升的高度；
（2）由图可知，重物由3段绳子承担，根据s＝3h即可求出绳子自由端移动的距离；
（3）不计绳重和绳与滑轮的摩擦，则拉力F=1nG总=13×（G物+G动），据此即可求出动滑轮的重力。
解：（1）由v=st可得，物体上升的高度：h＝s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m；
（2）由图可知，重物由3段绳子承担，所以：
绳子自由端移动的距离为：S绳＝3h＝3×2m＝6m；
（3）由图可知，重物由3段绳子承担，故：F=1nG总=13×（G物+G动），
所以G动＝3F﹣G物＝3×200N﹣540N＝60N。
答：（1）物体上升的高度为2m；（2）绳子自由端移动的距离为6m；
（3）动滑轮的重力为60N。
42．为推进全国乡村的城市化建设工作，村民纷纷开始修建新房子。施工过程中用到如图所示的动滑轮，把700N的重物匀速提升16m，若不计轮重、绳重及摩擦。求：
（1）图中的拉力F的大小；
（2）图中力F移动的距离。
【答案】（1）拉力F的大小为1400N。（2）力F移动的距离为8m。
【解析】（1）由图可知，动滑轮上两股绳子，对动滑轮的受力分析应该是F═2G，又知道重物的重力，求解即可。
（2）由图可知，根据其工作特点作出判断。
解：（1）根据动滑轮的特点可知：F═2G═2×700N═1400N。
（2）重物匀速提升16m，则拉力移动的距离s═12s物═12×16m═8m。
答：（1）拉力F的大小为1400N。（2）力F移动的距离为8m。
43．已知两物体接触面之间的滑动摩擦力f与压力N之间关系式为f＝μN，μ称为动摩擦因数，为一常数。如图所示，人重600N，木板A重400N，人与A、A与地面之间的动摩擦因数均为0.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计。求：
（1）人对绳的拉力大小；
（2）人脚对A的摩擦力的方向和大小。
【答案】（1）100N；（2）100N。
【解析】（1）先对人和木块的整体进行受力分析，然后根据二力平衡条件可求出人对绳的拉力；
（2）对人进行受力分析，根据二力平衡条件，求出木块对人的静摩擦力，再求出人的脚给木块摩擦力大小和方向。
解：（1）对人和木块的整体进行受力分析，如图所示：
整体受总重力（GA+G人）、地面的支持力F支、2段绳子向右的拉力2F，向左的滑动摩擦力f，
根据二力平衡条件可得支持力：F支＝（GA+G人）＝600N+400N＝1000N；
由于压力和支持力是一对相互作用力，则压力N＝F支＝1000N；
滑动摩擦力的大小为：f＝μN＝0.2×1000N＝200N；
根据二力平衡条件可知f＝2F，则F=12f=12×200N＝100N；
（2）人和木块一起向右做匀速直线运动，人相对于木块静止，但有向右运动的趋势，所以人受到的摩擦力为静摩擦力；
对人进行受力分析，受重力、木块的支持力、绳子向右的拉力F、向左的静摩擦力，
根据二力平衡条件可知，绳子的拉力与静摩擦力平衡，都等于100N，即木块A对人的脚施加向左的摩擦力，大小为100N；
根据力作用的相互性可知，人脚对A的摩擦力的方向是水平向右，大小也为100N。
答：（1）人对绳的拉力为100N；
（2）人脚对A的摩擦力的方向是水平向右，大小为100N。
44．徐辰字同学500N，用如图甲所示的滑轮组，将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升到3m高的二楼，他对绳端的拉力F为450N，然后，他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼，如图乙所示，此时需要用多大的拉力？已知吊篮重150N，不计绳重和摩擦。
【答案】此时需要用250N的拉力。
【解析】（1）不计绳重和摩擦，直接拉物体上升至二楼时，有两段绳子承担总重，则拉力F=12（G+G动滑轮），据此求动滑轮重力。
（2）他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼时，有三段绳子承担总重，则拉力F=13（G人+G动滑轮+G吊篮），据此求拉力大小。
解：不计绳重和摩擦，拉力F1=12（G+G动滑轮），则动滑轮的重力：
G动滑轮＝2F1﹣G＝2×450N﹣800N＝100N；
他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼时的拉力：
F2=13（G人+G动滑轮+G吊篮）=13（500N+100N+150N）＝250N。
答：此时需要用250N的拉力。
45．A、B为质量分布均匀的正方体物块，A的密度为3×103kg/m3，边长为10cm，B的边长未知．A、B中间用轻质弹簧相连，弹簧的弹力大小和其形变量的关系如图丙所示．如图甲所示，B静止在底面积为200cm2的装有水的柱形容器中，此时A的上表面距水面20cm．现用如乙图所示的滑轮组将A从水中缓慢提起，当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长；当A刚好被拉出水面时，B对容器底的压强恰好为0。（整个过程中不计绳重、摩擦、水的阻力且弹簧体积可以忽略，弹簧的形变始终在其弹性限度内，g＝10N/kg）求：
（1）A物体的重力为多少？
（2）动滑轮的重力为多少？
（3）物体B的密度是多少？
【答案】（1）30N；（2）10N；（3）1.5×103kg/m3。
【解析】（1）A的密度ρ和边长已知，根据ρ=mV和G＝mg可求得A物体的重力；
（2）当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，根据这个条件对A进行受力分析，然后根据式子nF＝T′+G动以及力的相互作用性求得动滑轮的重力；
（3）A恰好未露出水面，A刚好被拉出水面，对这两个状态下的物体B进行受力分析，A刚好被拉出水面时的液面下降高度是弹簧的伸长量，由图丙可知物体B受到的弹力。
解：（1）由题目可知：ρ＝3×103kg/m3，L＝10cm，
故A的体积VA＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3
mA＝ρVA＝3×103kg/m3×1×10﹣3m3＝3kg
则物体A的重力为：GA＝mAg＝3kg×10N/kg＝30N
（2）动滑轮与3股绳子接触，故n＝3，当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，此时物体A在竖直方向上受到的拉力T、水对其向上的浮力F浮，以及向下的重力GA，即：GA＝T+F浮
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝3×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N
而nF＝T′+G动
又因T与T′为一对相互作用力，则：nF＝GA﹣F浮+G动
故：动滑轮的重力为G动＝nF﹣GA+F浮＝3×10N﹣30N+10N＝10N
（3）A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，此时物体B在竖直方向上受到水对其向上的浮力F浮′、容器对其向上的支持力TB，以及向下的重力GB，即：GB＝TB+F浮′①
GB＝ρBgLB3 ②
F浮＝ρ水gLB3 ③
TB＝pBSB＝pBLB2 ④
联立①②③④解得：LB=pB(ρB−ρ水)g
当A刚好被拉出水面时，此时液面下降的高度为△h=VAS=1000cm3200cm2=5cm
则弹簧被拉长5cm，由丙图可知弹簧的弹力F弹＝5N，B对容器底的压强恰好为0，此时B对容器底的压力为0，此时物体B在竖直方向上受到弹簧向上的弹力F弹、水对其向上的浮力F浮′，以及向下的重力GB，即：GB＝F弹+F浮′
有：GB﹣F浮′＝（ρB﹣ρ水）gLB3＝5N
代入LB可得：pB3(ρB−ρ水)2g2=5N
代入数据可求得：ρB−ρ水=0.5×103kg/m3
故：物体B的密度为ρB＝0.5×103kg/m3+1×103kg/m3＝1.5×103kg/m3
答：（1）A物体的重力为30N；（2）动滑轮的重力为10N；
（3）物体B的密度是1.5×103kg/m3。
人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》
第2节 滑轮
（同步基础练习）
姓名： 学校： 老师：
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
10
4
4
7
45
一、选择题（共20小题）：
1．如图所示，使用定滑轮提升重物，当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时（ ）
A．A方向拉力最小
B．B方向拉力最小
C．C方向拉力最小
D．三个方向拉力都一样
【答案】D
【解析】解决此题要知道定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
解：图中的滑轮是定滑轮，所以使用时不省力也不费力，但可以改变作用力方向，所以在A方向、B方向和C方向拉重物时，三个方向拉力都一样。
故选：D。
2．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向
B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向
D．能省力，但不能改变力的方向
【答案】D
【解析】动滑轮是指滑轮的轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆；使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
解：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故ABC错误、D正确。
故选：D。
3．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m
B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力
D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
【答案】C
【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离s＝2h；
（2）使用滑轮组能否省力，取决于所用拉力大小与提升的物重大小关系，若拉力小于物重，是省力；
（3）使用任何简单机械，只要省力必定费距离。
解：AB、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，所以使用该滑轮组费距离，故AB错误；
C、使用图中滑轮组时，由两股绳子承担重物和动滑轮重，所以省力，故C正确；
D、使用滑轮组时，省了力，肯定要费距离，故D错误。
故选：C。
4．如图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是（ ）
A．①④ B．③④ C．②③ D．①②
【答案】A
【解析】①使用动滑轮能省力一半力；②使用定滑轮不能省力；
③滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定。
解：若不计滑轮自重及摩擦，①是动滑轮，省一半力，F1=12G；
②是定滑轮，单独使用都不能省力，F2＝G；③滑轮组有三段绳子承担物重故F3=13G；
④滑轮组有二段绳子承担物重故F4=12G。则省力情况相同的是①④。
故选：A。
5．如图所示，三个滑轮下悬挂重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1、F2、F3的关系为（ ）
A．F1＞F3＞F2
B．F1＝F2＝F3
C．F3＞F1＞F2
D．F2＞F3＞F1
【答案】A
【解析】根据图示定滑轮和滑轮组得出绳子的有效股数，滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，根据F=1nG得出绳子的拉力，然后比较拉力的大小关系。
解：若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，
左侧定滑轮绳子的有效股数n1＝1，则绳子的拉力F1＝G，
中间滑轮组绳子的有效股数n2＝3，则绳子的拉力F2=1n2G=13G，
右侧滑轮组绳子的有效股数n3＝2，则绳子的拉力F3=1n3G=12G，
所以，F1＞F3＞F2。
故选：A。
6．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
【答案】D
【解析】（1）定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；
（2）动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
解：由题意可知，滑轮的重和绳的摩擦不计，
假设物体与地面的摩擦力为f，
第一幅图中滑轮为定滑轮，不省力，则F1＝f，
第二幅图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则F2=12f，
第三幅图中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则F3＝2f；
所以，F2＜F1＜F3，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
7．如图所示，拉力F＝4N，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为（ ）（忽略绳重及摩擦）
A．8 N、8N B．12 N、8N
C．8 N、12 N D．12 N、12 N
【答案】B
【解析】无论是弹簧测力计还是滑轮组、绳子都是静止状态，所以对每一部分来说，合力为零。
解：绳子静止，根据二力平衡，绳子两头的拉力是相等的，每根绳子的拉力都是4N；
弹簧秤甲的拉力由三段绳子来承担，每根绳子的拉力大小都是4N，所以甲的读数是12N；
弹簧秤乙的拉力由两段绳子来承担，每根绳子的拉力大小都是4N，所以乙的读数是8N。
故选：B。
8．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（ ）
A．400N
B．450N
C．500N
D．600N
【答案】B
【解析】不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F=1n（G+G动）求出动滑轮重，再利用F=1n（G+G动）求提起1200N的物体时人的拉力。
解：由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F=13（G+G动），
当提起600N物体时拉力为250N，则动滑轮重：
G动＝3F1﹣G1＝3×250N﹣600N＝150N；
当提起1200N物体时，人的拉力：
F2=13（G2+G动）=13×（1200N+150N）＝450N。
故选：B。
9．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）则动滑轮重力（ ）
A．30N
B．40N
C．50N
D．60N
【答案】B
【解析】由于不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，拉力克服了动滑轮重力和物理受到的摩擦力这两个力，由F=1n（f+G动）可求动滑轮重。
解：（1）因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，由图可知，n＝3，
由受力分析可得，F=1n（f+G动），
动滑轮重，G动＝nF﹣f＝3×80N﹣200N＝40N；
故选：B。
10．如图所示，工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是4m
B．动滑轮的重是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【答案】C
【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，根据v=st求出绳子自由端移动的速度，忽略绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出动滑轮的重。
解：A、由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；
CD、绳子自由端移动的速度：
v=st=6m10s=0.6m/s，故C正确、D错误；
B、忽略绳重和摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝3×300N﹣500N＝400N，故B错误。
故选：C。
11．如图所示，用滑轮提升重为G＝100N的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不计），已知动滑轮重G动＝10N，则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是：（ ）
A．55N，0.1m/s
B．210N，0.1m/s
C．55N，0.4m/s
D．210N，0.4m/s
【答案】B
【解析】此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端。而特殊使用方法恰好相反，拉轮轴而将物体挂在绳子的末端。动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费2倍的力，但能够省一半的距离。
解：图中是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费2倍的力却省一半的距离。
拉力F＝2G+G动＝2×100N+10N＝210N；
拉力端移动速度：v=12v物=12×0.2m/s＝0.1m/s。
故选：B。
12．如图所示，拉力F的功率为3.6W，物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动，A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍，不计滑轮处摩擦和绳重，则（ ）
A．1s内重力做功3.6J B．A的重力为120N
C．拉力F＝36N D．摩擦力为18N
【答案】D
【解析】（1）根据做功的两个必要因素确定重力做功的多少；
（2）已知作用在动滑轮上的绳子条数为n和拉力的功率，根据v′＝nv求出绳子自由端的速度，然后直接利用P=Wt=Fst=Fv即可求出拉力F；
（3）对A进行受力分析，即f＝2F；
（4）根据f＝0.3G即可求出重力。
解：A、因为重力的方向竖直向下，而物体在竖直方向没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J；故A错误；
BCD、由图知n＝2，则绳子自由端的速度v′＝2v＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
根据P=Wt=Fst=Fv可得拉力：F=Pv′=3.6W0.4m/s=9N；故C错误；
不计滑轮处摩擦和绳重，由F=12f可得物体受到的摩擦力：f＝2F＝2×9N＝18N；故D正确；
由题知f＝0.3G，则A的重力：G=f0.3=18N0.3=60N．故B错误。
故选：D。
13．如图（绳子和滑轮重不计）重为60N的木块，在10N的拉力F作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度匀速运动了6s，则（ ）
A．木块与水平路面间的摩擦力为120N
B．木块与水平路面间的摩擦力为20N
C．在6s内绳子自由端移动了6m
D．在6s内绳子自由端移动了18m
【答案】B
【解析】（1）由图知，n＝2，绳子和滑轮重不计，作用在绳自由端的拉力等于木块受摩擦力的12，据此求木块与水平路面间的摩擦力；
（2）利用s＝vt求出物体移动的距离，绳子自由端通过的距离等于物体移动的距离的2倍。
解：AB、由滑轮组结构看出，n＝2，
绳子和滑轮重不计，作用在绳自由端的拉力等于木块受摩擦力的12，
木块受到的摩擦力：f＝2F＝2×10N＝20N，故A错误、B正确；
CD、物体移动的距离：s＝vt＝1m/s×6s＝6m；
绳子自由端通过的距离：s′＝2s＝2×6m＝12m，故CD错误；
故选：B。
14．如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．自由端F2的速度为0.2m/s
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】D
【解析】（1）由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍；
（2）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；
（3）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；对于物体A受力分析，根据其运动状态判断物体A与地面之间是否有摩擦力；
（4）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：A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，故A正确；
B、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F＝3F2＝3×3N＝9N，故B正确；
C、对于物体A，受到的力：B向左的摩擦力fB＝2F2＝2×3N＝6N、
向右的拉力F1＝4N、
因为A静止，所以地面向右的摩擦力f地＝fB﹣F1＝6N﹣4N＝2N，所以物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；
D、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，还是处于静止状态，故D错误。
故选：D。
15．重力均为2N的A、B两滑轮，按如图所示组装，重物G重40N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（ ）
A．A、B均为定滑轮，F＝40N
B．A、B均为动滑轮，F＝20N
C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝21N
D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝19N
【答案】D
【解析】解决此题的关键是知道轮轴固定不动的滑轮是定滑轮，轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮；
使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
解：由图可知，A滑轮的轮轴固定不动，所以该滑轮是定滑轮；
B滑轮的轮轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮；
因重物G重40N，所以拉动滑轮的拉力为40N，此时动滑轮受到向上的拉力40N，竖直向下的重力2N，所以滑轮两边的拉力之和为38N，所以拉力F＝19N；
故选：D。
16．如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平，晾衣架（含动滑轮）的总重是10N，不计绳重和一切摩擦，下列说法错误的是（g＝10N/kg）（ ）
A．若晾衣架上晾4kg的衣服，则摇柄端绳子上的拉力为12.5N
B．若要晾衣架上升0.5m，摇柄端绳子要下降2m
C．将晾衣架上的4kg衣服匀速向上摇时，若人的功率为5W，衣服上升的速度为0.1m/s
D．在5秒内将晾衣架上的4kg衣服匀速向上摇1.5m，总功为37.5J
【答案】D
【解析】已知动滑轮上的绳子段数和物体以及动滑轮的重力，可求摇柄端绳子上的拉力大小；
已知晾衣架上升的距离和动滑轮上绳子的段数，可求摇柄端绳子要下降的距离；
已知人的功率和摇柄端绳子上的拉力的大小以及动滑轮上绳子的段数，根据公式P＝FV可求摇柄上绳子的速度，进一步求出衣服上升的速度；
已知衣服上升的距离和动滑轮上绳子的段数以及摇柄绳子上拉力的大小，根据公式W＝FS可求做的做功。
解：摇柄端绳子上的拉力F=G衣+G动4=mg+10N4=4kg×10N/kg+10N4=12.5N；故A正确；
晾衣架上升0.5m，摇柄端绳子要下降S＝4h＝4×0.5m＝2m；故B正确；
摇柄上绳子的速度V=PF=5W12.5N=0.4m/s；所以衣服上升的速度为0.4m/s4=0.1m/s；故C正确；
摇柄上绳子移动的距离S1＝4h1＝4×1.5m＝6m；总功W＝FS1＝12.5N×6m＝75J；故D错误；
故选：D。
17．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．钢绳上的拉力为150N
C．输电线P端受到的拉力大小为9×103N
D．输电线P端向左移动了40cm
【答案】C
【解析】（1）定滑轮是指固定不定的滑轮，它的作用是改变力的方向，不能够省力；动滑轮是指和物体一块运动的滑轮，它能够省一半力，但费距离。
（2）钢绳上的拉力即为30个坠砣的总重力，由F＝G可求得钢绳上的拉力。
（3）如图使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n＝2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，
由G=12FP，据此求输电线P端受到的拉力大小。
（4）坠砣串下降高度h＝2sP，可求输电线P端向左移动的距离。
解：A、图中A为定滑轮，滑轮B为动滑轮，故A错误；
B、30个坠砣的总重力：G＝30×150N＝4500N，钢绳上的拉力F＝G＝4500N，故B错误；
C、由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，
图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=12FP，
则输电线P端受到的拉力大小：FP＝2G＝2×4500N＝9×103N；故C正确；
D、图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，则坠砣串下降高度h＝2sP，
则输电线P端向左移动的距离：sP=12h=12×20cm＝10cm，故D错误。
故选：C。
18．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（ ）
A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
【答案】A
【解析】（1）首先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力，即绳子对人的拉力，又知道人的重力，从而可以计算出地面对人的支持力，即工人对地面的压力。
（2）由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，由F=12（G+G动）可求得建筑材料P重；
（3）物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=12v绳，
（4）分析A点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B点的拉力，对M受力分析得出地面对物体的支持力即物体M对地面的压力。
解：（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，
由力的平衡条件可得：F+F支＝G，
则F支＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N，
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，
所以工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故A正确；
B、由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，
由F=12（G+G动）可得，建筑材料P重；
G＝2F﹣G动＝2×300N﹣100N＝500N，故B错误；
C、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=12v绳=12×1m/s＝0.5m/s，故C错误；
D、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，
由力的平衡条件可得：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；
根据杠杆的平衡条件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，
所以，FB=FA×OAOB=1000N×OA2OA=500N；
因为物体间力的作用是相互的，
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′＝FB＝500N；
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，
则物体M受到的支持力为：FM支持＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N，
因为物体间力的作用是相互的，
所以物体M对地面的压力：FM压＝FM支持＝4500N．故D错误；
故选：A。
19．如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是（ ）
A．218N
B．220N
C．210N
D．236N
【答案】C
【解析】本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，那么由5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求解。
解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。
则人的拉力F=15（G人+G轮+G吊篮）=15（600N+450N）＝210N。
故选：C。
20．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0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（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），则下列计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端受到的拉力大小为100N
B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.01m/s
【答案】B
【解析】A、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，不计绳重和摩擦，利用F=12（G轮+f地）求拉力大小；
BC、人对地面的压力等于自己体重减去拉力，据此求压力大小；
D、绳子自由端运动速度等于物体移动速度的2倍，据此求出绳子自由端运动速度。
解：A、由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，
拉力F=12（G轮+f地）=12（20N+200N）＝110N，故A错；
BC、人对地面的压力F压＝G﹣F＝510N﹣110N＝400N，故B正确、C错；
D、绳子自由端运动速度v＝2×0.02m/s＝0.04m/s，故D错。
故选：B。
二、填空题（共10小题）：
21．江老师自驾游上庐山，途经盘山公路时，经常要旋动方向盘让汽车保持在自己的行道线内。从简单机械的角度来看，盘山公路相当于 ，方向盘相当于 。（以上两空均填“杠杆”、“轮轴”、“斜面”或“滑轮”）
【答案】斜面；轮轴。
【解析】（1）盘山公路，这是一种变形的斜面，通过把路弯来弯去，将上山的路拉得更长，斜面更平缓，从而使汽车上山时更省力；
（2）汽车方向盘也是一种简单机械。这种简单机械由一个大轮和一个轴组成，轮和轴固定在一起，在轮上用力，带动轴转动，这种简单机械叫做轮轴。
解：（1）斜面是一种简单机械，盘山公路是斜面的具体应用实例；
（2）汽车方向盘由一个大轮和一个轴组成，轮和轴固定在一起，这种简单机械叫做轮轴。
故答案为：斜面；轮轴。
22．如图所示，用力将重为120N物体匀速提升0.2m，（不计动滑轮重、绳重和摩擦），则拉力F＝ N，绳子自由端移动的距离s＝ m，若拉力F′为70N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）
【答案】60；0.4；20
【解析】动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省12力，多费1倍距离；
解：（1）动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省12力，题目已给出不计动滑轮重、绳重和摩擦，所以拉力F=12G＝60N；
（2）动滑轮在使用的时候，多费1倍距离，所以，绳子自由端移动的距离s＝2h＝0.4m；
（3）如果要考虑动滑轮的重，则F=12（G物+G动）可以计算出G动＝20N。
故答案为：60；0.4；20
23．如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中甲滑轮可以看成 杠杆，使用它的好处是 。其中乙为 滑轮，F2端拉升4m，则物体升高 ；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1＝F2，则G1 G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
【答案】等臂；改变用力方向；动；2m；小于。
【解析】随货物一起升降的滑轮为动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮能省一半力，绳自由端移动的距离是物体上升高度的2倍；不随货物升降的滑轮为定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
解：甲滑轮不随货物升降的滑轮为定滑轮，使用时相当于等臂杠杆，不省力F1＝G1，但可以改变用力方向；
乙滑轮随货物一起升降的滑轮为动滑轮，使用时相当于省力杠杆，省一半力
F2=12G1，G1＝2F2，h物=s绳2=4m2=2m，
因为拉力F1＝F2，所以G1小于G2。
故答案为：等臂；改变用力方向；动；2m；小于。
24．学校升旗时，旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杠顶部安装了定滑轮，使用它可以 ；如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为68kg的的物体向上拉，此人的质量为60kg。当此人用550N的拉力拉物体时，此时物体对水平地面的压力为 N。（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）
【答案】改变力的方向；130。
【解析】（1）定滑轮的特点：不省力但能改变力的方向；据此分析即可；
（2）解决此题的关键是要知道定滑轮两端拉力大小相等，可对物体进行受力分析，根据力的平衡和力作用的相互性进行分析。
解：（1）由题可知，图中滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；
（2）当此人用550 N的拉力拉物体时，绳子上的拉力为550N，
物体的重力为：G＝mg＝68kg×10N/kg＝680N，
拉力小于重力，故物体不能被拉上来，物体处于静止状态，物体此时受到的绳子对物体向上拉力、地面对物体向上的支持力和物体本身向下的重力互相平衡，所以F+N＝G，
故地面对物体的支持力为：N＝G﹣F＝680N﹣550N＝130N，
物体对水平地面的压力与地面对物体的支持力是一对相互作用力，大小相等，
所以物体对水平地面的压力为：F压＝N＝130N。
故答案为：改变力的方向；130。
25．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 N。
【答案】10
【解析】将滑轮组水平使用来拉动重物，滑轮组向右移动时克服的是地面的摩擦力，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一。
解：从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为：F=13f=13×30N＝10N。
故答案为：10。
26．如图所示，物体A重100N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f＝30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是 N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动 m。
【答案】10；1。
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，根据F=1nf求出绳端的拉力，根据s＝ns′求出物体A向左移动的距离。
解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力：F=1nf=13×30N＝10N，
当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动的距离：s=s′n=3m3=1m。
故答案为：10；1。
27．如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（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）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是 。
（2）弹簧测力计读数为 牛。
（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何？ 。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）
【答案】（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。
【解析】（1）根据动滑轮的特点判断那个是动滑轮；
（2）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；
（3）一个物体在另一个物体发生挤压且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；静止的物体，所受合力为0；一对相互作用力大小相等，方向相反。
解：（1）滑轮1固定在弹簧测力计的挂钩上，滑轮2在力F1的作用下随物体一起移动，所以滑轮2是动滑轮；
（2）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，此时有三段绳子拉着弹簧测力计，则弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N；
（3）地面光滑，故物体A只受力F1和物体B对它的摩擦力，物体之间的滑动摩擦力和拉力都不变，所以物体A依然处于静止状态。
故答案为：（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。
28．如图所示，用200N的力拉着物体A以3米/秒的速度在水平面上匀速前进，如果物体A与滑轮相连的绳子的拉力大小是120牛，不计滑轮与绳的重力及绳与滑轮的摩擦，则物体A与地面摩擦力的大小为 ，物体B与地面摩擦力的大小为 ，物体B被拖动的速度是 。
【答案】80N；60N；6m/s。
【解析】由图知，对物体A的拉力等于摩擦力加上A与滑轮相连的绳子所受的拉力，据此求出A与地面间的摩擦力；水平使用动滑轮，可求出对物体B的拉力，再根据二力平衡求出B与地面间的摩擦力，再利于物体B移动的速度是物体A移动速度的二倍求出物体B的速度。
解：由题意知，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，拉力F＝200N，
设F1为A与滑轮相连的绳子所受的拉力，F2为绳子拉物体B的力，A与地面间的摩擦力f1，B与地面间的摩擦力f2，
对物体A受力分析可得：F＝f1+F1，
由题意可知F1＝120N，
则200N＝f1+120N
f1＝80N；
因为是同一根绳，所以F2=12F1=12×120N＝60N，
B与地面间的摩擦力f2＝F2＝60N，
物体B移动的速度：v2＝2v1＝2×3m/s＝6m/s。
故答案为：80N；60N；6m/s。
29．如图所示装置，物体B重为100N，它在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着重200N的物体A在水平面上匀速运动，当用一个水平向左的力F1拉物体A，使物体B在水中匀速上升（物体B未露出水面）时，当物体B完全露出水面后，用另一个水平向左的力F2拉物体A，在4s内使物体B匀速上升0.4m，已知：物体B的密度ρB＝5ρ水，两次拉力F1：F2＝9：10．若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力，g取10N/kg。则水平面对物体A的滑动摩擦力的大小为 N。
【答案】30
【解析】分别对物体B在水中下沉、匀速上升、露出水面后、动滑轮的受力情况进行受力分析，列出等式，进而求出水平面对物体A的摩擦力。
解：当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图甲所示。
当用力F1拉物体A，物体B在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图乙所示。
当物体B完全露出水面后，用力F2拉物体A，A水平方向受力情况如图丙所示。
当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图丁所示。
当物体B完全露出水面时，动滑轮与物体B的受力情况如图戊所示。
由甲图：Ff＝F拉；由乙图：F1＝Ff+F拉
由丙图：F2＝Ff+F拉′
由丁图：3F拉＝G动+GB﹣F浮
由戊图：3F拉′＝G动+GB
（1）因为GB＝ρBgVB
所以，VB=GBρBg=GB5ρ水g，
F浮＝ρ水gVB＝ρ水gGB5ρ水g=GB5=100N5=20N；
又F1F2=910=2G动+2GB−2F浮2G动+2GB−F浮，
将GB＝100N，F浮＝20N代入上式得：G动＝10N，
所以，水平面对物体A的摩擦力Ff＝F拉=G动+GB−F浮3=10N+100N−20N3=30N。
故答案为：30。
30．如图所示是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图。当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为F浮1，小明对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对小明的支持力为N1．当物体A有25的体积露出水面且静止时，物体A所受浮力为F浮2，小明对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对小明的支持力为N2．已知动滑轮所受重力为80N，物体A所受重力为700N，小明所受重力为660N，N1：N2＝16：15．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，则：物体A所受浮力F浮2为 N；小明对绳子竖直向下的拉力F1为 N；水平地面对小明的支持力N1为 N。
【答案】60；340；320。
【解析】设物体A的体积为V，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，根据阿基米德原理求A受到的浮力；
小明对绳子竖直向下的拉力F=12（GA+G轮﹣F浮），小明受到的重力等于拉力加上支持力，据此求小明受到的支持力；
当物体A有25的体积露出水面且静止时，排开水的体积变为35V，同理求出水平地面对小明的支持力；
知道支持力之比N1：N2＝16：15，据此求出A的体积，分别代入相应的等式，计算出物体A所受浮力F浮2，小明对绳子竖直向下的拉力F1，水平地面对小明的支持力N1。
解：当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A受到的浮力：
F浮1＝ρ水gV排＝ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
滑轮组有两段绳子与动滑轮接触，有效绳子的股数为2，小明对绳子竖直向下的拉力：
F1=12（GA+G轮﹣F浮1）=12（700N+80N﹣ρ水gV）＝390N−12ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对于小明：G人＝N1+F1，
水平地面对小明的支持力：
N1＝G人﹣F1＝660N﹣（390N−12ρ水gV）＝270N+12ρ水gV；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当物体A有25的体积露出水面且静止时：F浮2＝ρ水gV排′＝ρ水g35V，﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
小明对绳子竖直向下的拉力：
F2=12（GA+G轮﹣F浮2）=12（700N+80N﹣ρ水g35V）＝390N−310ρ水gV，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
对于小明：G人＝N2+F2，
水平地面对小明的支持力：
N2＝G人﹣F2＝660N﹣（390N−310ρ水gV）＝270N+310ρ水gV；﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由题知，
N1：N2＝16：15，
即：（270N+12ρ水gV）：（270N+310ρ水gV）＝16：15，
解得：V＝0.01m3；
将V代入④得，物体A所受浮力：
F浮2＝ρ水g35V＝1×103kg/m3×10N/kg×35×0.01m3＝60N；
将V代入②得，小明对绳子竖直向下的拉力F1为：
F1＝390N−12ρ水gV＝390N﹣1×103kg/m3×10N/kg×12×0.01m3＝340N；
将V代入③得，水平地面对小明的支持力N1为：
N1＝270N+12ρ水gV＝270N+1×103kg/m3×10N/kg×12×0.01m3＝320N。
故答案为：60；340；320。
三、作图题（共4小题）：
31．如图所示，用滑轮组提升物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。
【答案】见解析。
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。通过比较提升物体绳子条数的多少确定最省力的绕法。
解：从动滑轮的挂钩开始绕起，依次绕过每一个滑轮，有5段绳子承担物体重，最省力。如下图所示；
32．如图所示，人站在地上用滑轮组重物提升，请用细线代替绳画出正确的绕法。
【答案】见解析。
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。据此画出正确的绕法。
解：因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始缠绕，然后经过动滑轮，如图所示
33．一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
【答案】见解析。
【解析】此滑轮组的缠绕有两种方法，一种是绳子固定在定滑轮上，可以改变最后拉力的方向，省一半的力；另一种在固定在动滑轮上，可以更省力一些，但不能改变力的方向。
解：物体向上提，题中要求拉力必须向下，所以绳子固定在定滑轮上，动滑轮只能用一个，如图：
故答案为：如上图
34．利用如图所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
【答案】见解析。
【解析】要使滑轮组最省力，就是使最多的绳子段数通过动滑轮，由此绕线；
压力是垂直作用在物体表面的力，由此画出A对地面压力示意图。
解：由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多可由3段绳子通过动滑轮，从动滑轮开始，依次由内向外绕线，如图所示：
A对地面压力的作用点作用在地面上，方向垂直水平地面向下，即竖直向下，由此画出地面受压力示意图，如图所示：
四、实验探究题（共4小题）：
35．研究定滑轮的特点。
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 的特点。
【答案】（1）物体的重力；拉力的大小；（2）F1＝F2＝F3；（3）能够改变力的方向。
【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向。
解：（1）在研究使用定滑轮是否省力时，实验中应匀速提升重物，测量出物体的重力和拉力的大小，根据这两个力的大小分析定滑轮是否省力；
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是F1＝F2＝F3；
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，能够改变拉力的方向。
故答案为：（1）物体的重力；拉力的大小；（2）F1＝F2＝F3；（3）能够改变力的方向。
36．小明同学在学习滑轮时，老师讲到：理想的动滑轮最多省一半力，其实省力的多少与拉力和竖直方向的夹角大小有关，如图甲所示。小明就此问题展开如图乙所示的实验探究，并将所测数据记录在表格中。
序号
1
2
3
拉力F/N
3.0
3.8
（1）如图丙所示，这是第三步实验时弹簧测力计的示数，则F3＝ N；
（2）通过分析实验数据可初步得出结论：使用动滑轮提升同一重物时，拉力F与竖直方向的夹角θ越大，需要的拉力F越大。请你从杠杆平衡条件的角度分析其中的原因： 。
【答案】（1）4.6；（2）使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
【解析】（1）观察图丙的弹簧测力计，确认其量程和分度值，再根据指针位置读数；
（2）在使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，分析拉力F与竖直方向的夹角变化时动力臂的变化得出拉力变化。
解：（1）弹簧测力计的量程为0～5N，1个大格为1N，分为5个小格，每个小格为0.2N，分度值为0.2N，示数为4.6N，即F3＝4.6N；
（2）在图乙使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
故答案为：（1）4.6；（2）使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。
37．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前
两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
（1）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）用图丙进行实验时，最好 匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ；
（3）在本实验中进行了多次实验，目的是 。
A．从多次实验中选取最准确的数据 B．多次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法
【答案】（1）不能；不变；（2）沿着竖直方向；动滑轮自身受到重力；（3）C。
【解析】（1）定滑轮的使用特点是：不省力，也不能省距离，但能改变力的方向。
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡。在理想状态下使用动滑轮能省一半力，但费距离。实际上使用动滑轮时，由于动滑轮重力不能忽略，则绳子自由端拉力的大小等于物重与动滑轮重力的一半。
（4）在进行探究性实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
解：（1）第1、2次的数据中拉力不变，则说明使用定滑轮不能省力，也不能省距离；但能改变力的方向，所以若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将不变。
（2）用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端；实际在实验时，动滑轮自身的重量、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，所以拉力大小并不等于钩码重力的一半的原因是：动滑轮自身受到重力。
（3）使用中要进行多次测量，目的是为了得到普遍规律，故C正确。
故答案为：（1）不能；不变；（2）沿着竖直方向；动滑轮自身受到重力；（3）C。
38．在探究斜面的省力程度的大小与什么因素有关时，小俊同学作了以下猜想：
A、可能与斜面的倾斜程度有关
B、可能与接触面的粗糙程度有关
为了验证以上猜想是否正确，小份设计了如图所示的方案：用弹簧测力计拉着一个重为5N的木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计的示数。小俊按照设计的方案进行实验，测得甲、乙、丙三个图中La＝Lc＜Lb，Fa＝3N、Fb＝2.5N、Fc＝3.8N．试完成下列问题：
（1）在实验过程中，沿斜面向上拉木块时，应使木块做 运动。
（2）本实验用到了控制变量法来探究，在你学习物理的过程中也用到此方法的实例还有
（写出一个就可）。
（3）对比 两图，目的是为了验证猜想A；对比 两图，目的是为了验证猜想B。
（4）由此实验可得到的初步结论是；斜面的倾角越 （填“大”或“小”），斜面越省力；表面越 ，斜面越省力。
【答案】（1）匀速直线；（2）探究影响动能大小的因素；（3）甲和乙；甲和丙；（4）小；光滑。
【解析】（1）为了便于测量拉力的大小，实验中应该匀速拉动木块；
（2）当被研究问题受多个因素影响时，研究问题和某一个因素的关系时要控制其他因素一定，这种方法叫控制变量法；
（3）根据图中的相同点、不同点，利用控制变量法分析；
（4）根据甲和乙、甲和丙斜面的特点和拉力的大小分析。
解：（1）实验中为了准确测量弹簧测力计示数的大小，应该匀速拉动木块，此种情况下，弹簧测力计示数稳定，便于读数；
（2）本实验中用到了控制变量法，类似的实验有：探究影响电磁铁磁性强弱的因素、探究影响动能大小的因素、探究电流与电压的关系等；
（3）探究斜面的省力程度的大小与斜面的倾斜程度有关时，应控制斜面的粗糙程度相同，斜面的倾斜程度不同，所以应选择甲和乙进行探究；
探究斜面的省力程度的大小与斜面的粗糙程度有关时，应控制斜面的倾斜程度相同，斜面的粗糙程度不同，所以应选择甲和丙进行探究；
（4）甲和乙的斜面的粗糙程度相同，倾斜程度不同，即甲的倾角要大于乙的倾角，Fa＝3N、Fb＝2.5N，则表明，倾角越小，拉力越小，越省力；
甲和丙的倾斜程度相同，粗糙程度不同，甲的粗糙程度小于丙的粗糙程度，Fa＝3N、Fc＝3.8N，则表明，斜面越光滑，所用的拉力越小，越省力；
故答案为：（1）匀速直线；（2）探究影响动能大小的因素；（3）甲和乙；甲和丙；（4）小；光滑。
五、计算题（共7小题）：
39．工人利用如图所示的滑轮组将400N的物体匀速向上提高了2m，所用拉力为250N；忽略绳重、绳子与滑轮之间的摩擦力。求；
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮的重力。
【答案】4m，100N。
【解析】（1）从图可知，动滑轮由2股绳子承担着，从而可以计算出绳子自由端移动的距离，S＝2h。
（2）匀速为平衡状态，对动滑轮和重物做受力分析，根据2F＝G物+G动，带入数据计算出动滑轮的重力；
解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：
s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）当匀速拉动时，当G＝400N时，拉力F＝250N。不计绳重和摩擦，
由受力分析可知：2F＝G物+G动，
可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G物＝2×250N﹣400N＝100N。
40．如图所示，用20N的拉力刚好可以拉动一重为50N的物体匀速上升，现用同样的滑轮组拉动重为200N的物体上升0.1m（g取10N/kg，不计绳重及滑轮之间的摩擦）。求：
（1）动滑轮所受的重力G轮；
（2）拉力F的大小；
（3）绳自由端移动的距离。
【答案】（1）G动＝10N；（2）70N；（3）0.3m。
【解析】（1）由图知，n＝3，不计绳重及滑轮之间的摩擦，由F=13（G+G轮）计算动滑轮的重力；
（2）由F=13（G+G轮）计算拉动重为200N的物体时拉力F的大小；
（3）由s＝3h计算绳自由端移动的距离。
解：（1）由图知，n＝3，不计绳重及滑轮之间的摩擦，由F=13（G+G轮）可得动滑轮的重力：
G轮＝3F﹣G＝3×20N﹣50N＝10N；
（2）拉动重为200N的物体时绳子自由端拉力：
F′=13（G′+G轮）=13×（200N+10N）＝70N；
（3）绳自由端移动的距离：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m。
答：（1）动滑轮重G动＝10N；（2）拉力F的大小为70N；（3）绳自由端移动的距离为0.3m。
41．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重为540N的物体，以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，搬运工人所用的拉力为200N。（不计绳重和绳与滑轮的摩擦）求：
（1）物体上升的高度；
（2）绳子自由端移动的距离；
（3）动滑轮的重力。
【答案】（1）2m；（2）6m；（3）60N。
【解析】（1）已知物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s，利用速度公式变形可求得物体上升的高度；
（2）由图可知，重物由3段绳子承担，根据s＝3h即可求出绳子自由端移动的距离；
（3）不计绳重和绳与滑轮的摩擦，则拉力F=1nG总=13×（G物+G动），据此即可求出动滑轮的重力。
解：（1）由v=st可得，物体上升的高度：h＝s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m；
（2）由图可知，重物由3段绳子承担，所以：
绳子自由端移动的距离为：S绳＝3h＝3×2m＝6m；
（3）由图可知，重物由3段绳子承担，故：F=1nG总=13×（G物+G动），
所以G动＝3F﹣G物＝3×200N﹣540N＝60N。
答：（1）物体上升的高度为2m；（2）绳子自由端移动的距离为6m；
（3）动滑轮的重力为60N。
42．为推进全国乡村的城市化建设工作，村民纷纷开始修建新房子。施工过程中用到如图所示的动滑轮，把700N的重物匀速提升16m，若不计轮重、绳重及摩擦。求：
（1）图中的拉力F的大小；
（2）图中力F移动的距离。
【答案】（1）拉力F的大小为1400N。（2）力F移动的距离为8m。
【解析】（1）由图可知，动滑轮上两股绳子，对动滑轮的受力分析应该是F═2G，又知道重物的重力，求解即可。
（2）由图可知，根据其工作特点作出判断。
解：（1）根据动滑轮的特点可知：F═2G═2×700N═1400N。
（2）重物匀速提升16m，则拉力移动的距离s═12s物═12×16m═8m。
答：（1）拉力F的大小为1400N。（2）力F移动的距离为8m。
43．已知两物体接触面之间的滑动摩擦力f与压力N之间关系式为f＝μN，μ称为动摩擦因数，为一常数。如图所示，人重600N，木板A重400N，人与A、A与地面之间的动摩擦因数均为0.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计。求：
（1）人对绳的拉力大小；
（2）人脚对A的摩擦力的方向和大小。
【答案】（1）100N；（2）100N。
【解析】（1）先对人和木块的整体进行受力分析，然后根据二力平衡条件可求出人对绳的拉力；
（2）对人进行受力分析，根据二力平衡条件，求出木块对人的静摩擦力，再求出人的脚给木块摩擦力大小和方向。
解：（1）对人和木块的整体进行受力分析，如图所示：
整体受总重力（GA+G人）、地面的支持力F支、2段绳子向右的拉力2F，向左的滑动摩擦力f，
根据二力平衡条件可得支持力：F支＝（GA+G人）＝600N+400N＝1000N；
由于压力和支持力是一对相互作用力，则压力N＝F支＝1000N；
滑动摩擦力的大小为：f＝μN＝0.2×1000N＝200N；
根据二力平衡条件可知f＝2F，则F=12f=12×200N＝100N；
（2）人和木块一起向右做匀速直线运动，人相对于木块静止，但有向右运动的趋势，所以人受到的摩擦力为静摩擦力；
对人进行受力分析，受重力、木块的支持力、绳子向右的拉力F、向左的静摩擦力，
根据二力平衡条件可知，绳子的拉力与静摩擦力平衡，都等于100N，即木块A对人的脚施加向左的摩擦力，大小为100N；
根据力作用的相互性可知，人脚对A的摩擦力的方向是水平向右，大小也为100N。
答：（1）人对绳的拉力为100N；
（2）人脚对A的摩擦力的方向是水平向右，大小为100N。
44．徐辰字同学500N，用如图甲所示的滑轮组，将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升到3m高的二楼，他对绳端的拉力F为450N，然后，他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼，如图乙所示，此时需要用多大的拉力？已知吊篮重150N，不计绳重和摩擦。
【答案】此时需要用250N的拉力。
【解析】（1）不计绳重和摩擦，直接拉物体上升至二楼时，有两段绳子承担总重，则拉力F=12（G+G动滑轮），据此求动滑轮重力。
（2）他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼时，有三段绳子承担总重，则拉力F=13（G人+G动滑轮+G吊篮），据此求拉力大小。
解：不计绳重和摩擦，拉力F1=12（G+G动滑轮），则动滑轮的重力：
G动滑轮＝2F1﹣G＝2×450N﹣800N＝100N；
他用该滑轮组和吊篮把自己再提升到二楼时的拉力：
F2=13（G人+G动滑轮+G吊篮）=13（500N+100N+150N）＝250N。
答：此时需要用250N的拉力。
45．A、B为质量分布均匀的正方体物块，A的密度为3×103kg/m3，边长为10cm，B的边长未知．A、B中间用轻质弹簧相连，弹簧的弹力大小和其形变量的关系如图丙所示．如图甲所示，B静止在底面积为200cm2的装有水的柱形容器中，此时A的上表面距水面20cm．现用如乙图所示的滑轮组将A从水中缓慢提起，当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长；当A刚好被拉出水面时，B对容器底的压强恰好为0。（整个过程中不计绳重、摩擦、水的阻力且弹簧体积可以忽略，弹簧的形变始终在其弹性限度内，g＝10N/kg）求：
（1）A物体的重力为多少？
（2）动滑轮的重力为多少？
（3）物体B的密度是多少？
【答案】（1）30N；（2）10N；（3）1.5×103kg/m3。
【解析】（1）A的密度ρ和边长已知，根据ρ=mV和G＝mg可求得A物体的重力；
（2）当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，根据这个条件对A进行受力分析，然后根据式子nF＝T′+G动以及力的相互作用性求得动滑轮的重力；
（3）A恰好未露出水面，A刚好被拉出水面，对这两个状态下的物体B进行受力分析，A刚好被拉出水面时的液面下降高度是弹簧的伸长量，由图丙可知物体B受到的弹力。
解：（1）由题目可知：ρ＝3×103kg/m3，L＝10cm，
故A的体积VA＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3
mA＝ρVA＝3×103kg/m3×1×10﹣3m3＝3kg
则物体A的重力为：GA＝mAg＝3kg×10N/kg＝30N
（2）动滑轮与3股绳子接触，故n＝3，当拉力F＝10N时，A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，此时物体A在竖直方向上受到的拉力T、水对其向上的浮力F浮，以及向下的重力GA，即：GA＝T+F浮
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝3×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N
而nF＝T′+G动
又因T与T′为一对相互作用力，则：nF＝GA﹣F浮+G动
故：动滑轮的重力为G动＝nF﹣GA+F浮＝3×10N﹣30N+10N＝10N
（3）A恰好未露出水面，此时B对容器底部的压强为500Pa，且弹簧恰好恢复原长，此时物体B在竖直方向上受到水对其向上的浮力F浮′、容器对其向上的支持力TB，以及向下的重力GB，即：GB＝TB+F浮′①
GB＝ρBgLB3 ②
F浮＝ρ水gLB3 ③
TB＝pBSB＝pBLB2 ④
联立①②③④解得：LB=pB(ρB−ρ水)g
当A刚好被拉出水面时，此时液面下降的高度为△h=VAS=1000cm3200cm2=5cm
则弹簧被拉长5cm，由丙图可知弹簧的弹力F弹＝5N，B对容器底的压强恰好为0，此时B对容器底的压力为0，此时物体B在竖直方向上受到弹簧向上的弹力F弹、水对其向上的浮力F浮′，以及向下的重力GB，即：GB＝F弹+F浮′
有：GB﹣F浮′＝（ρB﹣ρ水）gLB3＝5N
代入LB可得：pB3(ρB−ρ水)2g2=5N
代入数据可求得：ρB−ρ水=0.5×103kg/m3
故：物体B的密度为ρB＝0.5×103kg/m3+1×103kg/m3＝1.5×103kg/m3
答：（1）A物体的重力为30N；（2）动滑轮的重力为10N；
（3）物体B的密度是1.5×103kg/m3。
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