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专题19 滑轮、斜面和机械效率（知识+考点+分层练习）--备战中考物理一轮复习考点帮（全国通用）
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这是一份专题19 滑轮、斜面和机械效率（知识+考点+分层练习）--备战中考物理一轮复习考点帮（全国通用），文件包含专题19滑轮斜面和机械效率原卷版docx、专题19滑轮斜面和机械效率解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共120页， 欢迎下载使用。
特别说明：典例是2023年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是2022年的期末考试题和2023年的模拟考试题和2023年的中考真题中经过多次筛选。知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。
掌握滑轮组的组装和绳子的绕法；
掌握竖直面上滑轮组的机械效率的相关计算方法；
掌握水平面上滑轮组的机械效率的相关计算方法；
掌握斜面效率的相关计算方法；
掌握含滑轮组装置的复杂机械效率的计算方法；
知识点1：机械效率
机械效率
（1）总功：人或机械设备（或绳端或自由端）拉力做的功。
（2）有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功。
（3）额外功：机械设备克服自身重力或阻力做的功。
（4）机械效率：有用功与总功的比值叫作机械效率。
公式为：
2. 机械效率的理解
（1）机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。
（2）判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。
（3）提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。
（4）需要注意的几个问题：
①机械效率只有大小没有单位；
②由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示；
③机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
知识点2：滑轮
【答案】固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向 G s=h s=2h s=nh
知识点3：斜面与轮轴
1.斜面
（1）示意图
（2）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面
（3）特点：省力机械
（4）应用：螺旋、楼梯、盘山公路等
2.轮轴
（1）示意图
（2）定义：
由____和_____组成，能绕共同轴线转动的 _________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴
（3）特点：
能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________
（4）应用：方向盘、水龙头、扳手
【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.
【答案】 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速
考点一 滑轮组的组装
绳子的绕法：从外向里绕，最终会绕在最里面滑轮的挂钩上（从动滑轮开始绕，绳子多一股，更省力）
判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示.
【典例1】（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
【答案】
【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以绳子要系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；过物体的重心，作竖直向下的重力G。如图所示：
【即时检测1】（2023·安徽淮北·统考二模）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
【答案】
【详解】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子，如下图所示
【即时检测2】（2023·江苏苏州·苏州草桥中学校考二模）站在地面上的人利用滑轮组提起重物，请在图中画出绳子的绕线方式。
【答案】
【详解】因为人站在地面上，绕线时绳子自由端从人的手中绕过定滑轮，向下再绕过动滑轮，最后向上系在定滑轮的挂钩上，如图所示：
【典例2】（2021·广东惠州·统考模拟预测）如图所示，站在A处的小慧用一根绳子和滑轮组拉斜面的物体B，请画出滑轮组的正确绕线、物体B的重力和物体B对斜面的压力的示意图。
【答案】
【详解】由图可知，小慧站在A处用一根绳子和滑轮组拉斜面的小车，从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩；从物体B的重心画带箭头的线段，方向竖直向下，符号为G，即为重力示意图；在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，从压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F，如图所示：
【即时检测1】（2023·广东清远·统考二模）如图所示，利用滑轮组拉着重物体A沿水平方向做匀速直线运动。请在图中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】
【详解】水平滑轮组中有一个动滑轮，滑轮组最省力时动滑轮接触绳子的段数最多，绳子由动滑轮为连接起点反向绕成；A对地面压力作用点在接触面中心位置，压力方向沿接触面垂直向下，如图所示：
【即时检测2】（2022·广东中山·中山市模拟预测）如图所示，人站在一斜面顶上，用滑轮组将一重物G拉上来，请画出最省力的绕线方式。
【答案】
【详解】图中的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，为最省力，则动滑轮上绳子的段数最多，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子来拉动物体，这就是最省力的绕法。如图所示：
考点二 竖直方向滑轮组及其相关计算
竖直方向匀速提升物体时：
，
忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：，
滑轮组的机械效率：。
【典例3】（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s
B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W
D．该滑轮组的动滑轮重为100N
【答案】D
【详解】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为
由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是，故A错误；
BC．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为，故BC错误；
D．忽略绳重及摩擦，根据
可得，该滑轮组的动滑轮重为，故D正确。
故选D。
【即时检测1】（多选）（2023·云南昭通·统考一模）小明家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳重和滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．右侧滑轮可以省力B．拉力F做功的功率为100W
C．滑轮组的机械效率为80%D．增大提升材料的重可以省功
【答案】BC
【详解】A．由图可知，右侧滑轮的轴固定不动，因此右侧滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知，使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A错误；
B．由图可知n=2，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率，故B正确；
C．拉力做的有用功
滑轮组的机械效率，故C正确；
D．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故D错误。
故选BC。
【即时检测2】（多选）（2023·四川成都·统考一模）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体，绳子自由端所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。则（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重30N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．甲图中A点所受拉力为330N
【答案】BC
【详解】由滑轮组的特点可知，滑轮组可以省力，但费距离，所以图乙中上面的倾斜直线是绳子自由端的s﹣t图像，而下面的倾斜直线是物体的s﹣t图像，由图乙可知，t=4s时，绳子自由端移动的距离s=6m，物体上升的高度h=2m，由s=nh可知，承担动滑轮绳子的股数
A．t=4s时，拉力做的总功
拉力做功的功率，拉力做功的功率为150W，故A不符合题意；
B．物体的重力
因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力，滑轮组中动滑轮重30N，故B符合题意；
C．滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为90%，故C符合题意；
D．因为两个滑轮相同，所以定滑轮的重力G定=G动=30N
由力的平衡条件可知，甲图中A点所受拉力，故D不符合题意。
故选BC。
【即时检测3】（2023·山东济宁·统考一模）某小区在建设中，利用如图所示的滑轮组把重3000N建筑材料运送到6m的高处，不计绳重与摩擦，所用的拉力是1200N，则动滑轮的重为 N，该滑轮组的效率 。
【答案】 600 83.3%
【详解】[1]由图可知，承担物重绳子的股数，故
解得
[2]有用功
总功
机械效率
考点三 水平方向滑轮组及其相关计算
水平方向匀速拉物体时如图所示：
滑轮组的机械效率：。
【典例4】（2023·内蒙古通辽·统考模拟预测）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s
②物体受到的拉力为750N
③拉力F的功率为375W
④滑轮组的机械效率为80%
A．只有①和②B．只有②和③C．只有③和④D．只有①和④
【答案】A
【详解】①绳子自由端移动的距离s=2s物=2×2m=4m
速度为
②物体受到的摩擦力为f=0.4G=0.4×1500N=600N
由于物体匀速移动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，为600N。
③拉力F的功率为P=Fv=375N×1m/s=375W
④滑轮组的机械效率为，所以错误的是①②，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【即时检测1】（2022·云南昆明·统考一模）如图所示，重为800N的物体，在100N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向左运动了2m。在此过程中，物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.4m/s
B．滑轮组对物体的水平拉力为300N
C．该滑轮组的机械效率是80%
D．绳子自由端拉力的功率为40W
【答案】C
【详解】A．由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，绳端移动速度，故A错误；
B．物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，物体在水平地面匀速向左运动，根据二力平衡可知滑轮组对物体的水平拉力，故B错误；
C．有用功
绳端移动距离
总功
滑轮组的机械效率，故C正确；
D．绳子自由端拉力的功率，故D错误。
故选C。
【即时检测2】（2022·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为 m，拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 3 0.6 70%
【详解】[1]由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
[2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为
P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
[3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为
W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
【即时检测3】（2023·山东泰安·统考二模）如图所示的滑轮组，用的拉力，拉动水平地面上重力为的物体，使物体匀速前进了。物体和地面之间的摩擦力为，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
①绳子自由端移动的距离是2m
②拉力做的功是120J
③此滑轮组的机械效率是
④A点受到的拉力为300N
A．只有B．只有C．只有D．只有
【答案】C
【详解】①由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离s=2s物=2×2m=4m，故①错误；
②拉力做的功（总功）W总=Fs=30N×4m=120J，故②正确；
③克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，有用功W有=fs物=45N×2m=90J
滑轮组的机械效率，故③正确；
④因物体在水平地面上做匀速运动，此时A点受到的的拉力FA=f=45N，故④错误。
故选C。
考点四 斜面及其相关计算
物体在粗糙斜面上匀速被拉动：
【典例5】（2022·四川德阳·统考中考真题）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
【答案】 600 25
【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力
【即时检测1】（多选）（2023·四川攀枝花·校联考模拟预测）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面，既可以省力，也可以省距离
B．物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为600N
C．推力做功的功率为240W
D．工人此次利用的斜面机械效率为83.3%
【答案】CD
【详解】A．利用斜面可以省力，但费距离，故A错误；
B．推力做的有用功
推力做的总功
推力做的额外功
由可得物体受斜面的摩擦力，方向沿斜面向下，故B错误；
C．推力做功功率，故C正确；
D．斜面的机械效率，故D正确。
故选CD。
【即时检测2】（2023·山东烟台·统考模拟预测）如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m，在此过程中，物体上升过程中受到的摩擦力为 N，这个斜面的机械效率为 ；如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，机械效率 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 0.675N 62.5% 变大
【详解】[1]物体上升过程中所做的有用功为
拉力F对物体做的总功为
物体上升过程中所做的额外功
由可得，物体所受斜面的摩擦力
[2]斜面的机械效率为
[3]若增大斜面的倾角，沿斜面匀速拉动同一物体时，所需的拉力将变大，当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由机械效率公式可知，斜面的机械效率变大。
【即时检测3】（2023·河南周口·统考二模）如图所示，在平行于斜面拉力F作用下物体沿斜面匀速上升，物体重8N，拉力为5N，斜面长为1.2m，高为0.6m。下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能不变B．斜面的效率为62.5%
C．物体所受的拉力与摩擦力是一对平衡力D．物体与斜面间的摩擦力为1N
【答案】D
【详解】A．物体沿斜面匀速上升，质量不变、速度大小不变，动能不变； 质量不变、高度增大，重力势能增大； 物体的动能不变、重力势能增大，机械能增大，故A错误；
B．拉力做的有用功
总功
斜面的机械效率，故B错误；
D．克服摩擦力所做的额外功
物体与斜面间的摩擦力，故D正确；
C．拉力F=5N，摩擦力f=1N，二者大小不相等，不是一对平衡力，故C错误。
故选D。
考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算
【典例6】（2021·辽宁葫芦岛·统考中考真题）国家为了改善居民的居住条件，对老旧小区进行改造。建筑工人用如图装置将建材匀速运送到楼顶，已知建材重为4500N，建材提升15m用时1min，绳端的粒力F为2000N（忽略绳重）下列计算结果正确的是（ ）
A．绳端拉力的功率为1125W
B．绳端移动的速度为0.25m/s
C．该装置的机械效率为75%
D．该装置所做的有用功为3×104J
【答案】C
【详解】B．物体移动的速度
如图由3股绳子拉着动滑轮，绳端移动的速度为，故B错误；
A．绳端拉力的功率为，故A错误；
C．该装置的机械效率为75%
，故C正确；
D．该装置所做的有用功，，故D错误。
故选C。
【即时检测1】（2021·辽宁铁岭·统考中考真题）用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为80%B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2WD．10s内物体的重力做功为35J
【答案】A
【详解】A．滑轮组的机械效率为，故A正确；
B．动滑轮重为，故B错误；
C．拉力的功率为，故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
【即时检测2】（2023·山东济南·统考一模）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，）．则下列计算结果中正确的是
A．人对地面的压力为400N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【详解】由图知，n=2，所以拉力；
所以人对地面的压力；
绳子自由端运动速度；
【点睛】本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足．
【即时检测3】（多选）（2021·四川成都·四川省成都市七中育才学校校考三模）图示装置中，每个滑轮重均为30N，如图甲所示，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右做匀速直线运动，测力计的示数为530N；如图乙所示，在物体B下加挂重为90N的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A，使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．乙图测力计示数为610NB．物体B的重力为720N
C．乙图F的大小为270ND．F做功的功率为79.5W
【答案】BD
【详解】B．在甲图中，设物体A与地面的摩擦力为f，由于物体A匀速，故绳子对A的拉力也为f，对定滑轮受力分析，定滑轮受到了向下的重力和绳子对定滑轮的拉力和弹簧测力计对定滑轮的拉力，拉力的大小为2f，则可以列等式
则经计算可知，摩擦力的大小为250N，再对动滑轮进行受力分析，其受到了向下的重力，和绳子的拉力，重物对其的拉力，故可以列等式
则重物B的重力为，故B正确；
A C D．再对乙进行分析，先对动滑轮进行受力分析，绳子的拉力为
再对定滑轮进行受力分析，则弹簧测力计的示数为，故A错误；
再对乙图中，物体A受力分析，在水平方向上，其受到了向左的拉力F，向右摩擦力和向右的绳子的拉力，则拉力F 等于，故C错误；
由于动滑轮上的绳子有三根，则物体A的速度为物体B的三倍，则物体A的速度为
F做功的功率为，故D正确。
故选BD。
【典例7】（多选）（2022·辽宁大连·统考一模）用相同质量的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η乙，不计轮与轴间的摩擦、绳和木板的重力，下列说法正确的是（ ）
A．F1一定大于F2
B．A、B点绳子受到拉力FA、FB关系：FB＞2FA
C．每个滑轮重为
D．两个滑轮组的机械效率可能相等
【答案】ABC
【详解】A．由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为
因为（2G+2G动）>（G+2G动），所以，F1>F2，故A正确；
B．A点绳子受到的力
B点绳子受到的力FB=2F2+G动=2FA+G动
所以FB>2FA，故B正确；
CD．由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为
综上可得，η甲>η乙
由
可得，动滑轮的重力，故C正确，D错误。
故选ABC。
【即时检测1】（多选）（2021·四川成都·成都实外校考一模）如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体A的重力GA=100N，物体B的重力GB=140N，对A施加水平向右的拉力F1=80N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，A受到的摩擦力为80N
B．乙图中，F2的大小为30N
C．乙图中，F2做功的功率为2W
D．乙图中，天花板与滑轮连接P点处受到的拉力为120N
【答案】BC
【详解】A．由题意和图甲可知，绳子的段数为3段，且物体和动滑轮的总重力为
忽略绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素，则拉绳子的力为
因为对A施加水平向右的拉力F1=80N，此时A物体做匀速直线运动，则物体A处于平衡状态，即
即，故A错误；
B．由图乙可知，对B施加一个竖直向下的拉力F2，物体A做匀速直线运动，则
代入数据可知，，故B正确；
C．A物体以0.2m/s的速度匀速向左运动，则B物体的运动速度为
F2做功的功率为，故C正确；
D．以图乙上方的定滑轮作为研究对象，则受到向上的拉力和两段绳子对它向下的拉力2F拉，即总拉力为4f，和定滑轮向下的重力G动，则
根据物体间力的作用是相互的，可知P点处受到的拉力为130N，故D错误。
故选BC。
【即时检测2】（多选）（2021·广西柳州·统考一模）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1 m/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），下列说法正确的是（ ）
A．物体A和地面之间摩擦力是0.6NB．弹簧测力计读数为9 N
C．F2的功率为0.6 WD．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】BC
【详解】A．对于物体A，水平方向上受到物体B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N
受到向右的拉力F1=4N，因为物体A静止，所以地面对物体A有向右的摩擦力f地=fB−F1=6N-4N=2N
由于作用力和反作用力大小相等方向相反，所以物体A对地面有向左2N的摩擦力，故A错误；
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．由图知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力做功的功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故C正确；
D．如果增大F2，物体B将做加速运动，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度不变，物体B与物体A之间的滑动摩擦力不变，物体A受力不变，还是处于静止状态，故D错误。
故选BC。
一、单选题
1．关于简单机械的使用，说法正确的是（ ）
A． 使用撬棒可以省力B． 使用定滑轮不能改变动力方向
C．利用斜面可以省功D．使用滑轮组可以省距离
【答案】A
【详解】A．撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，可以省力，故A正确；
B．使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，故B错误；
C．任何机械都不能省功，故C错误；
D．使用滑轮组可以省力，因为任何机械都不能省功，所以滑轮组在使用时是费距离的，故D错误。
故选A。
2．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数为2牛。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F为2牛
B．拉力F的功率为0.4瓦
C．此滑轮是定滑轮
D．物体与地面间的摩擦力为2牛
【答案】A
【详解】A．弹簧秤的读数为2N，所以拉力大小为2N，故A正确；
B．拉力F的运动速度
v＝2×0.2m/s＝0.4m/s
功率为
P＝Fv＝2N×0.4m/s＝0.8W
故B错误；
C．滑轮随物体一起运动，所以滑轮为动滑轮，故C错误；
D．使用动滑轮能省一半的力，所以物体A受到的摩擦力
f＝2F＝2×2N＝4N
故D错误。
故选A。
3．如图所示，工人利用滑轮组提升一个重为400N的货物，动滑轮的重力为100N，货物以0.2m/s的速度匀速上升（忽略绳重及摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为200NB．拉力F做功的功率40W
C．货物上升1m，绳子自由端移动3mD．该滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】A．由图可知，承担动滑轮绳子的股数，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的速度
拉力F做功的功率
故B错误；
C．货物上升1m，绳子自由端移动的距离
故C错误；
D．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
4．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离s甲＞s乙B．拉力所做的功W甲＞W乙
C．拉力的功率P甲＞P乙D．滑轮组的机械效率η甲＝η乙
【答案】D
【详解】A．甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，设此高度为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝2h、s乙＝3h，s甲＜s乙，故A错误；
B．因不计绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有＝Gh可知，两滑轮组做的有用功相等，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲＝W乙，故B错误；
C．两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，根据可知，两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲＝P乙，故C错误；
D．两滑轮组做的有用功相同、总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相同，故D正确。
故选D。
5．工人用相同的轻质滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中滑轮为动滑轮
B．甲中工人所用拉力小于乙中工人所用拉力
C．甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小
D．甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功多
【答案】C
【详解】A．图甲使用是定滑轮，故A错误；
B．图乙使用是动滑轮，不计摩擦和绳重，乙图中“轻质滑轮”动滑轮的重力远小于物体重力，作用在绳自由端拉力大小
甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力，故B错误；
C．图甲使用是定滑轮，承担物重的绳子股数
绳自由端移动的距离h；图乙使用是动滑轮，承担物重的绳子股数
绳自由端移动的距离
故C正确；
D．物重、提升的高度相同，由可知两种情况下的有用功相同，但乙中绳端拉力还要对动滑轮做功，因此甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少，故D错误。
故选C。
6．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析不正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式绳子上拉力之比为1:2
B．甲、乙两种方式都能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率不相等
【答案】A
【详解】AB．由图可知，甲方式是两个定滑轮，不能省力，能改变力的方向，设物体的重力为G，忽略绳重和摩擦，则拉力F1=G；乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，能省力，也能改变力的方向，从图中可知承担物重的绳子股数n=2，忽略绳重和摩擦，拉力
故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．由题可知，甲、乙两滑轮组均将同一货物提升相同高度，由W有=Gh可知
W甲有=W乙有
故C正确，不符合题意；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮组成的滑轮组，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，忽略绳重和摩擦，甲方式的额外功为零，效率为100%，乙方式做的额外功不为零，效率小于100%，即甲、乙两种方式的机械效率不相等，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．用如图甲所示的滑轮组提升物体M， 已知被提升的物体M 质量为76kg，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的变化图像如图乙所示（g 取10N/kg， 不计绳重和摩擦力大小）。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．此过程中，拉力F的的功率为200W
C．当 t=10s 时，M克服重力所做的功为3800J
D．当物体M 上升过程中，该滑轮组提升物体的机械效率为95%
【答案】B
【详解】A．物体被提升10m所需的时间
根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J，由图甲可知承担物重绳子的股数是，绳子自由端移动的距离
此过程中，绳子自由端的拉力F
故A正确，不符合题意；
B．此过程中，拉力F的的功率
故B错误，符合题意；
C．t=10s物体被提升的高
M克服重力所做的功
故C正确，不符合题意；
D．物体被提升10m所做的有用功
滑轮组的机械效率
故D正确，不符合题意。
故选B。
8．如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ）
A．斜面的机械效率为37.5%
B．物体受到的摩擦力为2.25N
C．额外功为1.8J
D．有用功为7.2J
【答案】B
【详解】D．所做有用功为，故A错误；
C．总功为
额外功为故C错误；
B．由得，摩擦力为，故B正确；
A．机械效率为，故A错误。
故选B。
9．如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，选项A中的机械是杠杆，根据杠杆的平衡条件可得
最后解得；选项B中的机械是动滑轮，拉力为重物重力的一半，即；选项C中的机械是定滑轮，拉力大小等于重物重力的大小，即；选项D中的机械是滑轮组，三条绳子托着动滑轮，拉力为重物重力的三分之一，即；综上所述，力最小的是F1，最省力的是杠杆，是选项A；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、多选题
10．如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上，小丽用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m，在此过程中（ ）
A．斜面是省力机械B．斜面的机械效率是75%
C．斜面对物体的摩擦力为20ND．该同学对物体做功的功率是40W
【答案】AB
【详解】A．使用斜面时，拉力小于物体的重力，因此斜面是省力机械，故A符合题意；
B．由图知，若物体沿斜面向上匀速拉动了10m，则物体升高的高度为5m，此过程所做有用功为
W有=Gh=60N×5m=300J
对物体所做总功为W总=Fs=40N×10m=400J
机械效率为，故B符合题意；
C．额外功为W额=W总﹣W有=400J﹣300J=100J
由W额=fs得，摩擦力为，故C不符合题意；
D．该同学对物体做功的功率，故D不符合题意。
故选AB。
11．如图所示，小明利用轻质滑轮拉动水平地面上重为300N的物体以0.5m/s的速度向左匀速行驶2s，所用拉力为30N，物体与水平地面间的摩擦力为72N。则（ ）
A．绳子自由端的速度为
B．滑轮组的机械效率为
C．拉力做功的功率为
D．内物体所受拉力所做的功为
【答案】BCD
【详解】A．滑轮组绳子股数n=3，物体的速度为0.5m/s，绳子的速度，故A错误，不符合题意；
B．根据绳子的拉力和摩擦力，计算机械效率为
故B符合题意；
C．拉力做功的功率为，故C符合题意；
D．根据物体受到的力，计算对物体做功，故D符合题意。
故选BCD。
12．如图所示，工人用250N的力F将重为450N的物体在10s内匀速提升2m。若忽略绳重及摩擦，则此过程中（ ）
A．工人做的有用功为900J
B．动滑轮重为50N
C．拉力做功的功率为50W
D．滑轮组的机械效率为
【答案】ABD
【详解】A．工人做的有用功，故A符合题意；
B．观察图可知，绳子承重段数n为2，忽略绳重及摩擦，由
可得，故B符合题意；
C．绳子自由端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率，故C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率，故D符合题意。
故选ABD。
13．如图甲所示，虚线框内是由两个滑轮组装成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N的竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m，若物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，此过程中滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的速度为2m/sB．工人所做的有用功是1200J
C．滑轮组中动滑轮重120ND．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大
【答案】CD
【详解】A．由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为6m，则绳端移动的速为
故A错误；
B．拉力做的总功W总=Fs=200N×6m=1200J
由可知滑轮组做的有用功W有=ηW总=80%×1200J=960J，故B错误；
C．做的额外功W额=W总﹣W有=1200J﹣960J=240J
由不计绳重和摩擦时，克服动滑轮做的功为额外功的唯一来源，根据W额=G动h可知，动滑轮的重力
，故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时，可知，动滑轮重力一定时，提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大，故D正确。
故选CD。
三、填空题
14．小彬用如图所示的滑轮组做实验：探究影响滑轮组机械效率的因素。把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N。此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。若将此物体提升3m，滑轮组的机械效率 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。若用此滑轮组将700N的物体提升3m，此时滑轮组的机械效率 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。由此发现滑轮组的机械效率与 有关，与 无关。
【答案】 4 80% 不变 变大 被提升物体的重力 物体被提升的高度无关
【详解】[1]由图知，n＝2
绳端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m
[2]滑轮组的机械效率
[3]根据
可知，滑轮组的机械效率和物体移动的距离无关，若将此物体提升3m，滑轮组的机械效率不变。
[4]动滑轮的重力不变，若用此滑轮组将700N的物体提升3m，物体的重力变大，根据，可知，此时滑轮组的机械效率变大。
[5][6]根据上面的计算，我们发现：滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，与物体被提升的高度无关。
15．小明同学用如图所示的装置提升物体，他将重力为150N的物体匀速向上提升了5m，所用的拉力为100N，他做的有用功是 J，此过程中滑轮组的机械效率为 ，若用该装置提起更重的物体，机械效率将 。（不计绳重和摩擦）
【答案】 750 75% 增大
【详解】[1]做的有用功为
[2]滑轮组的股数为，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
则机械效率为
[3]用该装置提起更重的物体，有用功增大，因不计绳重和摩擦，额外功为克服动滑轮重所做的功，大小不变，根据可知，机械效率变大。
16．如图是高空作业所用装置的结构示意图，已知吊篮的质量为50kg，工人及其工具的总重为600N，在电动机拉力F的作用下，吊篮在10s内匀速上升了2m，拉力F的大小为500N，不计绳重和摩擦。求：动滑轮所受重力为 N；拉力所做功的功率 W；整个装置的机械效率为 。
【答案】 400 300 40%
【详解】[1]吊篮的重力
由图可知承担物重绳子的股数是n=3，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力
[2]绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
[3]整个装置做的有用功
整个装置的机械效率
17．如图所示，工人用40N的拉力将重为100N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为50N，时间为20s。则此过程中有用功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 %。
【答案】 20 1.6 62.5
【详解】[1]物体移动的距离
此过程中做的有用功
因有2股绳拉动滑轮，拉力做的总功为
[2]拉力的功率
[3]滑轮组的机械效率是
18．如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为 J，力F的大小为 N，斜面给物体的摩擦力为 N。
【答案】 1500 500 200
【详解】[1]推力做的有用功W有用=Gh=600N×1.5m=900J
由得，推力做的总功
[2]由W=FL得推力大小
[3]所做额外功为W额=W总﹣W有=1500J﹣900J=600J
由W额=fL得，摩擦力为
19．用图甲的滑轮组运送货物上楼，图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，分析可知动滑轮重为 N，当某次运送重为460N的货物时，绳子的拉力F= N，滑轮组的机械效率η= %。（不考虑绳重和摩擦）
【答案】 40 250 92
【详解】[1]由图乙可知，运送货物
时，滑轮组的机械效率
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率
解得
[2]由图可知，绳子承重段数
不计绳重和摩擦，运送460N的货物时绳子的拉力
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
四、作图题
20．用如图所示的滑轮组拉出陷在泥地中的汽车，要求人站在地上拉绳子的力最小，请在图上画出绕线的方法。
【答案】
【详解】由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多有三段绳子通过动滑轮，绳子的起始端应固定在动滑轮左挂钩上，由里向外依次绕绳。如图所示：
21．小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，先测量出题甲图装置的机械效率，为了完成探究，请你帮小明补全题乙图所示的装置。
【答案】
【详解】探究滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关，应知滑轮相同，提升的物重相同，绳子的绕法不同，由甲图可知有2段绳子拉着动滑轮，故乙图滑轮组应用3段绳子拉着动滑轮，如图
五、计算题
22．如图1所示是液压汽车起重机提升重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，通过卷扬机转动使钢丝绳带动滑轮A上升。液压起重机的质量是8.6×103kg，在某次工程作业时质量为900kg的物体被匀速提起，物体上升过程中的h﹣t图像如图2所示，滑轮组上钢丝绳的拉力F为4.0×103N。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：
（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力；
（2）拉力F的功率；
（3）提升物体过程中滑轮组的机械效率。
【答案】（1）9.5×104N；（2）3×103W；（3）75%。
【详解】解：（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力为
F压=G总=（m起重机+m物）g=（8.6×103kg+900kg）×10N/kg=9.5×104N
（2）由图2可知，物体匀速上升2.5m时用时10s，则物体上升的速度为
由图1可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的速度为v绳=nv物=3×0.25m/s=0.75m/s
则拉力F的功率为P=Fv绳=4.0×103N×0.75m/s=3×103W
（3）物体的重力为G物=m物g=900kg×10N/kg=9×103N
提升物体过程中滑轮组的机械效率为
答：（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力为9.5×104N；
（2）拉力F的功率为3×103W；
（3）提升物体过程中滑轮组的机械效率为75%。
23．小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。如果电动机拉绳子的功率为800W，将重力为960N的物体匀速提升到10m高的位置用时15s。问：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力是多大？
（3）该滑轮组的机械效率是多大？
【答案】（1）2m/s；（2）400N；（3）80%
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离
此次吊装过程中绳子自由端移动的速度
（2）由可得，电动机对绳子的拉力
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s；
（2）电动机对绳子的拉力是400N；
（3）该滑轮组的机械效率是80%。
24．如图所示，斜面长4m，高0.9m，建筑工人用绳子在5s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力为150N（忽略绳子的重力），求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的摩擦力；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）600J；（2）37.5N；（3）75%
【详解】解：（1）由题意知，拉力将重物拉到斜面顶端所做的功为
（2）重物被被拉到距离地面0.9m的高度，这一过程中，所做的有用功为
由于物体被拉动过程中，所做的总功等于有用功与额外功之和，在这一过程中，额外功为克服斜面摩擦力所做的功，即
由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力为
（3）由，可得，斜面的机械效率为
答：（1）拉力所做的功为600J；
（2）斜面的摩擦力为37.5N；
（3）斜面的机械效率为75%。
25．如图所示，重为1140N的物体，它与水平面地面的接触面积为，工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。（不计绳重和摩擦）求：
（1）工人师傅拉绳子的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人师傅自重450N，他拉动滑轮组后，物体对地面的压强变为4000Pa时，人对高台的压强是多少？（已知人与高台的接触面积为200 cm2 ，g=10N/kg）
【答案】（1）240W；（2）95%；（3）7.5×103Pa
【详解】解：（1）由题图可知，动滑轮上绳子股数为2，即
绳子自由端移动的速度为
绳子拉力做功的功率为
（2）滑轮组的机械效率为
（3）不计绳重和摩擦时
所以动滑轮的重力为
由公式
可知，物体对地面的压强变为4000Pa时，物体对水平地面的压力为
由力的作用是相互的可知，水平地面对物体的支持力为
由力的平衡条件可知，物体受到的拉力为
因此物体对地面的压强变为4000Pa时，绳子自由端的拉力为
由力的平衡条件可知，地面对人的支持力为
由力的作用是相互的可知，人对水平地面的压力为
因此，人对高台的压强为
答：（1）工人师傅拉绳子的功率为240W；
（2）滑轮组的机械效率是95%；
（3）若工人师傅自重450N，他拉动滑轮组后，物体对地面的压强变为4000Pa时，人对高台的压强是7.5×103Pa。
一、单选题
1．（2023·广东惠州·惠州市华侨中学校考模拟预测）如图分析，比较如图中F1、F2、F3的大小（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F1＝F3＝F2D．无法判断
【答案】C
【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，可以改变力的方向，但不省力也不费力，故用定滑轮沿三个不同方向拉同一重物G，用的拉力大小相等，都等于物体的重力。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．（2022·重庆渝中·统考二模）如图，动滑轮重，所吊起重物B重为，物体A重。此时物体B恰好以的速度匀速下降，要使物体以的速度匀速上升，则物体的速度以及所受外力大小和方向正确的是（不计绳与轮的摩擦）（ ）
A．物体速度为，所受外力大小为方向向左
B．物体速度为，所受外力大小为方向向左
C．物体速度为，所受外力大小为方向向右
D．物体速度为，所受外力大小为方向向左
【答案】B
【详解】从图中可知，绳子的有效股数为3，此时物体B恰好以0.5m/s的速度匀速下降（不计绳重和滑轮的摩擦），则绳子的拉力
物体B匀速下降，则物体A匀速运动，由二力平衡条件可知，物体A所受摩擦力f=F=8N
要使物体B以1m/s的速度匀速上升，物体A运动速度v=3vB=3×1m/s=3m/s
物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则物体A所受的摩擦力仍为8N，绳子对A的拉力
F1=f=8N
对A受力分析，水平方向上受到水平向右的拉力F1和摩擦力f、水平向左拉动A的力FA的作用，且处于平衡状态，故水平向左拉动A的力FA=F1+f=8N+8N=16N，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．（2023·江苏泰州·统考二模）如图，是建筑工地上常见的一种塔式起重机。某次起重机上的滑轮组将质量为400kg的物体匀速提升9m后，吊臂又在水平面内匀速转动，若滑轮组的机械效率是，g取。下列分析和计算正确的是（ ）
A．滑轮组离O点越远，能吊起的物体重力越大
B．吊臂转动过程中滑轮组对物体不做功
C．此次作用在滑轮组绳端的拉力F是2000N
D．此次滑轮组克服滑轮重力做的额外功是24000J
【答案】B
【详解】A．将起重机的吊臂看成杠杆，由图知，配重重力和AO长一定，根据杠杆的平衡条件知
滑轮组的离O点越远，即OB长越大，越小，能吊起物体重力越小，故A错误；
B．由题知，起重机上的滑轮组将物体匀速提升后，吊臂在水平面内匀速转动，滑轮组对物体的拉力竖直向上，物体沿水平方向移动，滑轮组对物体不做功，故B正确；
C．滑轮组提升物体做的有用功
绳端的拉力做的总功
由图知，承担重物绳子的段数，由和可得，绳端拉力
故C错误；
D．提升物体做的额外功
克服动滑轮和绳重、摩擦所做的功是额外功，所以克服动滑轮重力做的额外功小于24000J，故D错误。
故选B。
4．（2023·辽宁锦州·统考一模）在如图所示的滑轮组中，重物G＝800N，当水平拉力F＝500N时，可将重物G匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是甲（ ）
A．丙滑轮是动滑轮
B．滑轮组的机械效率为80%
C．乙滑轮的重力为300N
D．重物G越重，该滑轮组的机械效率就越小
【答案】B
【详解】A．丙滑轮的轴固定不动，是定滑轮，故A错误；
B．从图中可知绳子承重段数n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
使用滑轮组做的总功，W总=Fs=500N×4m=2000J
使用滑轮组做的有用功W有=Gh=800N×2m=1600J
滑轮组的机械效率 ，故B正确；
C．不计绳重和摩擦，拉力，动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-800N=200N，故C错误；
D．不计绳重和摩擦时，根据 ，可知在G动一定时，重物G越重，该滑轮组的机械效率就越高，故D错误。
故选B。
5．（2023·陕西商洛·校考模拟预测）小明在学习了滑轮这一节内容后，联想到生活中最常见的滑轮应用——电梯，小明根据电梯运行原理安装出如图所示模拟电梯装置，该装置配重的最大值为5kg，轿厢自重1kg。当以最大配重使轿厢下降时，测得轿厢速度为0.1m/s，不计滑轮、绳重及摩擦（g取10N/kg）。当该装置配重为最大值时，下列说法中正确的是（ ）
A．配重上端滑轮是为了改变力的方向
B．配重的上升速度为0.2m/s
C．轿厢中货物的质量为9kg
D．此时轿厢的机械效率为最大值
【答案】D
【详解】A．由图可知，配重上端滑轮随配重一起移动，所以该滑轮是动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故A错误；
B．由图可知，动滑轮上绳子的股数为n＝2，配重的上升速度为，故B错误；
C．不计滑轮、绳重及摩擦，轿厢受到的拉力为
对轿厢受力分析可知，
可知，轿厢中货物的质量为，故C错误；
D．由于配重为最大值，则轿厢中所装货物的重力最大，轿厢对货物的重力所做的功为有用功，即有用功最大，克服轿厢自重所做的功为额外功，而轿厢的自重不变，即额外功不变，此时有用功占总功的比例最大，因此此时轿厢的机械效率为最大值，故D正确。
故选D。
6．（2023·河南周口·河南省淮阳中学校考模拟预测）小柯用图中装置提升重为G的物体，不计摩擦、绳重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过2m，物体上升1m
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力大小为
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
【答案】B
【详解】A．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B．图中的滑轮组的绳子股数是，如果绳子的自由端通过2m，物体上升，故B正确；
C．不计摩擦、绳重，考虑动滑轮自重，拉力，故C错误；
D．使用滑轮组能省力，图中上方的定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选B。
7．（2023·辽宁丹东·校考二模）近年来我国为了改善百姓的居住条件，对老旧小区进行了改造。如图所示，是一名工人利用滑轮组匀速移动重为3500N的建材，手的拉力为1000N，物体的移动速度为0.1m/s，用时10s，物体受到地面的摩擦力为1600N，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力F的功率为100W
B．动滑轮重400N
C．此工人的质量可以小于100kg
D．该滑轮组的机械效率为89.7%
【答案】B
【详解】A．由图知，n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力做功的功率P=Fv=1000N×0.2m/s=200W，故A错误；
B．不计绳重和滑轮组的摩擦，根据
可得动滑轮重力G动=2F－f=2×1000N－1600N=400N，故B正确；
C．人向下拉绳时，人对绳的最大拉力等于人的重力，要拉动建材，工人的质量不可以小于，故C错误；
D．拉力端移动距离s=2s物，滑轮组的机械效率，故D错误。
故选B。
8．（2023·广西南宁·校考模拟预测）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两次所做的有用功相等
B．绳子受的拉力F1和F2大小相等
C．乙滑轮组的机械效率能达到100%
D．甲滑轮组中B滑轮相当于省力杠杆
【答案】A
【详解】A．用甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度，根据W有＝Gh可知，两次所做的有用功相等，故A正确；
B．由图可知，n甲＝2，n乙＝3，在物重和动滑轮重相同的情况下，根据可知，
，F1≠F2，故B错误；
C．使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故C错误；
D．由图可知，甲滑轮组中B滑轮是定滑轮，实质是等臂杠杆，不能省力，故D错误；
故选A。
9．（2023·福建漳州·校联考模拟预测）某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，物块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（ ）
A．滑轮移动的速度为B．手对滑轮的拉力为2f+F
C．木板A所受拉力做功的功率为D．手对滑轮拉力做的功为2Fs
【答案】C
【详解】A．木板A的移动速度
动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度等于木板移动速度的二分之一，大小为
故A错误；
B．因为弹簧测力计的示数为F，物体B相对于地面静止，所以物体B在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可知，B受到的摩擦力也是F，方向水平向右，A受到B的摩擦力和B受到A的摩擦力是相互作用力，A受到B的摩擦力fA=F
方向水平向左，此时地面给A的摩擦力水平向左，绳子的拉力F绳=F+f
因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，根据动滑轮的特点可知，手对滑轮的拉力F拉=2F绳=2(F+f)，故B错误；
C．A受到的拉力等于绳子的拉力，即F′=F+f
木板A所受拉力做功的功率，故C正确；
D．手对滑轮拉力做的功，故D错误。
故选C。
10．（2022·江苏苏州·校考模拟预测）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法提升重为的物体时，机械效率为，下列判断正确的是（ ）
A．用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率为
B．拉力的大小为
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，做功少
【答案】B
【详解】．忽略绳重及一切阻力，由滑轮组的机械效率
可知，动滑轮的重力
则用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率，故A错误；
B．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为的物体时，机械效率为，由图甲可知吊起动滑轮绳子的股数，由
可知，拉力的大小，故B正确；
．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同即和做功相同，机械效率也相同，故CD错误；
故选
二、多选题
11．（2023·云南保山·统考二模）如图所示是某建筑工地上工人用滑轮组拉动货物的情形，货物重2500N，工人用F为400N的拉力在10s将货物沿水平方向匀速拉动4m，下列分析正确的是（ ）
A．沿水平方向拉动该物体使其做匀速直线运动时，物体重力对拉力F的大小无影响
B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s
C．拉力F的功率为160W
D．此滑轮组的机械效率为62.5%
【答案】BD
【详解】A．滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，而水平面上物体对水平面压力大小等于物体的重力，所以物体重力不同时，沿水平方向匀速直线运动时受到摩擦力不同，由二力平衡知识知，拉力F＝f，所以拉力F也不同，故A错误；
B．由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，由s＝ns物和可得，绳端移动速度
故B正确；
C．拉力的功率，故C错误；
D．滑轮组的机械效率，故D正确。
故选BD。
12．（2022·山东青岛·统考二模）如图所示滑轮组，用50N的拉力，匀速提升60N的重物，10秒钟绳自由端移动距离为4m，不考虑绳重和绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重40N
B．重物上升的速度为0.8m/s
C．拉力的功率为20J
D．若用该滑轮组提升120N的重物，机械效率为75%
【答案】AD
【详解】A．一共有两段绳子承担动滑轮重，故动滑轮重
故A正确；
B．重物上升的速度为
，故B错误；
C．拉力的功率为，故C错误；
D．若用该滑轮组提升120N的重物，机械效率为，故D正确。
故选AD。
13．（2023·河南·河南省实验中学校考模拟预测）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，不考虑绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．当绳子的拉力F是300N时，最多可运送4件货物
C．当某次运送2件货物时，滑轮组的机械效率为75%
D．当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是200N
【答案】AD
【详解】A．由图乙可知，当运送1件货物时，滑轮组机械效率为，不考虑绳重和摩擦，根据
可知，动滑轮重力为 ，故A正确；
B．由图可知，，不考虑绳重和摩擦，当绳子的拉力F是300N时，根据可知物重为
，由于每件货物重100N，所以最多可运送5件货物，故B错误；
C．当某次运送2件货物时，不考虑绳重和摩擦，根据
可知，滑轮组的机械效率为：
故C错误；
D．不考虑绳重和摩擦，当某次运送3件货物时，绳子的拉力为
故D正确。
故选AD。
14．（2023·山东菏泽·统考二模）如图所示，用同一个动滑轮先后用甲和乙两种不同方式提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则（ ）
A．拉力大小F甲=F乙B．拉力做功的功率大小是P甲=P乙
C．拉力做的有用功W甲有用=W乙有用D．动滑轮的机械效率η甲=η乙
【答案】BCD
【详解】A．如图，有受力分析可知
F甲＝2mg
故F甲＝2F乙，故A不符合题意；
B．若物体的速度为v，则甲的速度为，乙的速度为2v，甲、乙功率分别为
故P乙＝P甲，故B符合题意；
C．有用功为
W有＝Gh＝mgh
甲、乙中m、h均相同，故有用功相等，故C符合题意；
D．因为不计绳重、摩擦及动滑轮重，故额外功为零，甲、乙机械效率均为1，故D符合题意。
故选BCD。
15．（多选）（2023·四川泸州·校考模拟预测）如图甲所示用一个动滑轮和卷扬机提升重物，卷扬机的恒定功率为1000W。在卷扬机拉力F的作用下，重为4500N物体A竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示。用该装置匀速提升物体B时，物体B竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示，不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A竖直移动的速度为20m/s
B．动滑轮的重力大小为500N
C．提升物体B时动滑轮的机械效率为90%
D．2秒内滑轮对物体B做的有用功为1900J
【答案】BD
【详解】A．由图乙可知，提升物体A时，2.0s内物体升高的高度为
物体A的移动速度为，故A错误；
B．由图甲可知，动滑轮承载物体的绳子有效股数为n=2，绳子自由端移动的速度为
由可得，提升物体A时的拉力为
不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，由
可得，动滑轮重力为，故B正确；
CD．由图乙可知，提升物体B时，2s内物体B升高的高度为
物体B的速度为
绳子自由端移动的速度为
由可得，提升物体B时的拉力为
不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，由
可得，物体B的重力为
拉力做的有用功为
拉力端移动距离
拉力做的总功为
由
可得，动滑轮的机械效率为，故D正确，C错误。
故选BD。
16．（多选）（2023·河南郑州·校考模拟预测）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，拉力为400N，则下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的速度是
B．所做额外功为1000J
C．此过程的机械效率为
D．若匀速提升重物的速度变快，则“车梯”的机械效率变高
【答案】AC
【详解】A．由图可知绳子承重段数，绳子自由端移动的距离
绳端移动的速度，故A正确；
B．拉力做的有用功
拉力做的总功
则所做的额外功，故B错误；
C．滑轮组的机械效率，故C正确；
D．由，可知，“车梯”的机械效率与匀速提升重物的速度无关，故D错误。
故选AC。
17．（多选）（2023·山东滨州·统考二模）如图是塔式起重机的简易示意图，滑轮组可在起重臂上左右移动。现将重1.5×104N的货物沿竖直方向向上吊起3m，用时6s，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的五分之一，已知动滑轮总重为5000N。下列说法正确的是（ ）
A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动，能安全吊起货物的最大质量将减小
B．此过程滑轮组的机械效率为60%
C．绳端拉力为6250N
D．拉力做功的功率为3125W
【答案】BC
【详解】A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动时，左侧的力和力臂不变，右侧的力臂减小，由杠杆平衡条件可知，右侧的力增大，因此能安全吊起货物的最大质量将增大，故A错误；
B．拉力做的有用功W有＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J
克服动滑轮重力做的额外功W动＝G动h＝5000N×3m＝1.5×104J
由题意可知，克服绳重和摩擦做的功
则总功
解得：W总＝7.5×104J；则滑轮组的机械效率，故B正确；
C．由图可知绳子承重段数n＝4，绳子自由端移动的距离s＝nh＝4×3m＝12m
由W总＝Fs可知，绳端拉力，故C正确；
D．拉力做功的功率，故D错误。
故选BC。
三、填空题
18．（2022·陕西·统考二模）速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，如图为输电线的牵引闲置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，其中定滑轮的作用是 ，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 N，若某段时间内输电线A端向右移动了10cm，则坠砣上升了 m。（不考虑钢绳的热胀冷缩）
【答案】 改变力的方向 5000 20
【详解】[1]定滑轮既不省力，也不费距离，但可以改变力的方向。
[2]动滑轮受到1×104N向右的拉力以及向左两个相等的绳子拉力，三个力平衡，而绳子拉力等于坠砣的重力，所以
[3]坠砣连接的相当于自由端，A端相当于连接物体端，故坠砣移动距离是A端移动距离的n倍，n为绳子段数，且n＝2，故坠砣上升的距离为h＝2sA＝2×10cm＝20cm
19．（2023·辽宁铁岭·统考三模）如图所示，重24N的物体在拉力F的作用下10s内匀速上升了1m，每个滑轮的重力都是6N，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为 ；拉力F的功率为 W；悬挂滑轮组的绳子A受到的拉力是 N。
【答案】
【详解】[1]克服物体重力做的有用功
不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的额外功
拉力做的总功
滑轮组的机械效率
[2]拉力F的功率
[3]由图知，承担重物绳子的段数，由
可得，绳端拉力
定滑轮受到绳子A向上的拉力、竖直向下的重力和三段绳子竖直向下的拉力，由平衡力的知识可知，悬挂滑轮组的绳子A受到的拉力
20．（2023·广西·九年级校联考专题练习）如图所示，人与木块重分别为600N和400N，假设人与木块、木块与水平面间的粗糙程度均相同，绳与滑轮间摩擦不计，则当人用100N的力拉绳，使人与木块一起匀速向右运动时，人与木块间相互作用的摩擦力大小为 N，木块对水平面的摩擦力的大小为 N。
【答案】 100 200
【详解】[1]对人进行受力分析，人受重力、木块对人的支持力、绳子的拉力F、向左的静摩擦力，
人向右做匀速直线运动，人受到绳子的拉力与静摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，人受到的摩擦力f=F=100N
[2]对木块进行水平方向的受力分析，水平方向上，木块受到人对木块向右的摩擦力f人，绳子对木块向右的拉力F拉，地面对木块向左的摩擦力f地，木块在水平方向上做匀速直线运动，则这三个力之间的关系是
f地=F地+f人
由相互作用力的特点可知，F地=F=100N，f人=f=100N
可知水平面对木块的摩擦力f地=100N+100N=200N
由相互作用力的特点可知，木块对水平面的摩擦力大小为200N，方向向左。
21．（2023·云南昆明·昆明市实验中学校考三模）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图中为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦。输电线A端受到的拉力大小为 N，若某段时间内输电线A端向右移动了10cm，坠砣重力所做的功为 J。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
【答案】 1×104 1000
【详解】由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数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
则输电线A端受到的拉力大小
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度
坠砣重力所做的功
22．（2023·河北沧州·统考二模）如图是甲、乙两人分别用两装置在相同的时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，每个滑轮重小于物重，则：两人拉绳子的力 ，甲、乙两人做功的效率关系 （均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 大于 大于
【详解】[1][2]由题知，质量相等的重物，重物重力相同（设其大小为G）。对于图甲，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以；如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功为0，机械效率。对于图乙，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以，由因为每个滑轮重小于物重，所以；如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，但是提起动滑轮要做额外功，该装置的额外功大于0，所以机械效率；由以上分析可知，大于；大于。
23．（2023上·江苏苏州·九年级校考阶段练习）某工地上，一个体重为600N的工人，用如图甲所示的滑轮组和吊篮运送建材上楼，每次运送量不定，装置的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，装置中摩擦力及绳重忽略不计。则该名工人使用此装置做功的最大机械效率是 ，若该工人做功的最大平均功率是300W，则此装置在一次提升最大重量建材时，建材上升的最大速度是 m/s。
【答案】 83.3% 0.25
【详解】[1]由图象知，提起建材重力为200N时的机械效率为50%，摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率，即
解得，绳端的最大拉力等于工人重力，即
由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由可得，能提升建材的最大重力
同一滑轮组，提升物体越重机械效率越高，所以使用此装置做功的最大机械效率
[2]由可得，提升最大重量建材时，绳子自由端移动的最大速度
因，则建材上升的最大速度
24．（2023·广西河池·统考一模）工人用如图所示的装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动过程中拉力F做功为 J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为 N。
【答案】 1080 270
【详解】[1]滑轮组的股数为，A移动过程中拉力F移动的距离为
则拉力做的功，即总功为
[2]由可得滑轮组的有用功为
工人克服摩擦力做的功为有用功，则摩擦力为
25．（2022·江苏连云港·统考二模）如图，工人用滑轮组将700N的重物在10s时间内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则工人做功的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ％。
【答案】 160 87.5
【详解】[1]由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数，不计绳重及摩擦，拉力为
拉力端移动的距离为
工人做功为
工人做功的功率为
[2]有用功为
滑轮组的机械效率为
四、作图题
26．（2022·贵州铜仁·校考模拟预测）请你用笔画代替绳子，在图中画出滑轮组最省力的绕法。
【答案】
五、计算题
27．（2022·四川自贡·统考二模）图甲所示是动滑轮拉着实心长方体A沿竖直方向始终以的速度匀速下降的情景。如图乙所示是实心长方体A下降到水底之前弹簧测力计的拉力F随时间t变化的图像，动滑轮的质量为1kg，不计绳重和机械之间的摩擦，动滑轮始终在空中，不考虑水面高度的变化，求：
（1）动滑轮重；
（2）实心长方体A的高；
（3）当实心长方体A下降到水底（水底视为水平面），卸掉绳子后，它对水底的压强。
【答案】（1）10N；（2）1m；（3）2500Pa
【详解】解：（1）动滑轮的重力
（2）由图乙可知，实心长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间
根据可得实心长方体A的高度
（3）由图乙可知，前10s测力计的拉力不变，为30N，由图甲知动滑轮有两段绳子承担物重，即n=2，由
得物体的重力为
在，此时长方体在空气中的拉力减小，是实心长方体A从与水面接触到完全浸没，由图可知，当实心长方体A完全浸入水中时，拉力，由力的平衡条件可得此时拉力
所以实心长方体A受到的浮力
由得实心长方体A的体积
则实心长方体A的底面积
当实心长方体A下降到水平的水底，卸下绳子后，对A受力分析，实心长方体A受到重力、浮力、水底的支持力的作用，则水底的支持力
根据力的作用是相互的可知，实心长方体A对水底的压力
则实心长方体A对水底的压强为
答：（1）动滑轮重力为10N；
（2）实心长方体A的高为1m；
（3）当实心长方体A下降到水底（水底视为水平面），卸掉绳子后，它对水底的压强2500Pa。
28．（2023·黑龙江绥化·校考模拟预测）如图所示，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为、密度为的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（，）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）金属块受到的浮力大小；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端拉力功率为多大？
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？
【答案】（1）1.2×104Pa；（2）1×103N；（3）850N；（4）85%
【详解】解：（1）水池底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105pa
（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积V排=V=0.1m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N
（3）由得金属块的质量m=ρV=2.7×103kg/m3×0.1m3=270kg
金属块的重力G=mg=270kg×10N/kg=2700N
由图可知，n=2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力
作用于绳子末端拉力功率
（4）由图知，n=2，绳端移动距离s=2h'=2×0.5m=lm
若实际所用拉力为1000N，则总功为W总=Fs=1000N×1m=1000J
使用滑轮组所做的有用功W有用=（G-F浮）h=（2700N-1000N）×0.5m=850J
此时该滑轮组的机械效率
答：（1）水池底部受到水的压强是1.2×104Pa；
（2）金属块受到的浮力大小是1×103N；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力大小是850N；
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为85%。
29．（2023·黑龙江绥化·校考三模）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为，密度为动滑轮重为600N，电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
（1）的重力。
（2）浸没在水中受到的浮力。
（3）向下运动的最小速度。
（4）向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。[注：（3）（4）问结果保留一位小数]
【答案】（1）3000N；（2）6000N；（3）；（4）83.3%
【详解】解：（1）由可得，A的质量为
A的重力为
（2）A浸没在水中时排开水的体积为
A浸没在水中受到的浮力为
（3）由图可知，由
可知，当绳子对物体A拉力最大时，A向下运动的速度最小，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力为
由
可得，绳子端向上运动的最小速度为
则A向下运动的最小速度为
（4）由滑轮组机械效率的影响因素可知，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，滑轮组的机械效率最大，因为不计绳重、摩擦和水的阻力，滑轮组机械效率的最大值为
答：（1）A的重力为3000N；
（2）A浸没在水中受到的浮力为6000N；
（3）A向下运动的最小速度为；
（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为。
30．（2023·山东泰安·统考二模）小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为，每只鞋与地面的接触面积为，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力为400N，物体上升的速度为，滑轮组的机械效率为，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。取。
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
【答案】（1）120W；（2）1080N；（3）1.2×104Pa
【详解】解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的速度v绳=nvA=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F做功的功率
（2）由，可得，物体A所受的重力GA=ηnF=90%×3×400N=1080N
（3）小华的重力G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N
小华站立在地面上拉绳子的过程中，因力的作用是相互的，绳子对小华有竖直向上的拉力 F拉=F=400N
地面对小华的支持力F支=G小华-F拉=640N-400N=240N
小华对地面的压力和地面对小华的支持力是相互作用力，小华对地面的压力F压=F支=240N
受力面积（小华与地面的接触面积）S=2×100cm2=200cm2=0.02m2
小华对地面的压强
答：（1）拉力F做功的功率是120W；
（2）物体A所受的重力是1080N；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有1.2×104Pa。
一、单选题
1．（2023·山东菏泽·统考中考真题）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs
B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs
D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【详解】A．物体在水平地面上匀速运动，重力的方向竖直向下，物体没有在重力的方向上通过一定的距离，重力做功为零，故A错误；
B．图中滑轮是动滑轮，拉力移动的距离s′=2s
拉力做功W=Fs′=F×2s=2Fs，故B错误；
C．摩擦力做功Wf=fs，故C正确；
D．摩擦力做功可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用此滑轮不能省功，故D错误。
故选C。
2．（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）用如图所示的滑轮组，把重1200N的货物在4s内匀速提高2m，每个滑轮重为300N，不计摩擦及绳重。下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为7200JB．拉力F大小为750N
C．拉力F的功率为250WD．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】A．所做的有用功为W有=Gh=1200N×2m=2400J，故A错误；
B．由图可知，n=3，拉力F大小，故B错误；
C．拉力F所做的有用功W有=Fs=Fnh=500N×3×2m=3000J
拉力F的功率为，故C错误；
D．滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选D。
4．（2023·内蒙古通辽·统考中考真题）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s
B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N
D．拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【详解】A．由题意可知，绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s，且动滑轮上有两股绳子承重，故可得汽车移动的速度为
B．汽车移动的距离为s0=1.2m，故绳子自由端移动的距离为s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N，故由W=Fs可得，拉力F做的功为W总=Fs=1000N×2.4m=2400J，故B错误；
C．因滑轮组的机械效率为80%，故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得，汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f，由力的平衡可得，汽车受到的摩擦力为
f=F0=1600N，故C错误；
D．由P=Fv可得，拉力F所做的有用功的功率为P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W，故D正确。
故选D。
5．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m
B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m
D．F乙=400N，并向上移动lm
【答案】D
【详解】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以
拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m，故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N
拉力端移动的距离为，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题
6．（2023·辽宁营口·统考中考真题）如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下， 3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m， 不计绳和滑轮自重， 滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为 1m /s
B．在此过程中所做的额外功为15J
C．物体与地面间的滑动摩擦力为 18N
D．拉力F增大时， 物体A受到地面的摩擦力一定变大
【答案】AC
【详解】A．由题图可知，与动滑轮相连的绳子的股数，当物体A在3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，则绳子自由端移动的距离为3m，则绳自由端移动的速度为，故A正确；
B．此过程中，拉力做的总功为
又滑轮组的机械效率为90%，则在此过程中所做的额外功为，故B错误；
C．由于物体A匀速运动，且不考虑绳和滑轮自重，则可知绳子给物体A的拉力等于物体A受到的摩擦力，由于，F=10N，则有
故C正确；
D．由于地面的粗糙程度不变，且物体A对地面的压力大小不变，则摩擦力大小不会变，当拉力F增大时， 物体A受到地面的摩擦力大小不会变，故D错误。
故选AC。
三、填空题
7．（2023·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N。（不计绳重和滑轮重）
【答案】 40 4 32
【详解】[1][2]不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离
s绳=2s物=2v物t=2×0.1m/s×10s=2m
弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J
拉力做功的功率
[3]由
得到物体与地面间的滑动摩擦力f=η×2F=80%×2×20N=32N
8．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2s内物体上升20cm，G物=10N，F=6N，不计绳重和摩擦。
（1）重物上升的速度v物= m/s；
（2）动滑轮的重G动= N，滑轮组的机械效率η= %；
（3）小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将 。
【答案】 0.1 2 83.3 不变
【详解】（1）[1]由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，重物上升的速度为
（2）[2]不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮重力为G动=nF-G物=2×6N-10N=2N
[3]滑轮组的机械效率为
（3）[4]不计摩擦及绳重，额定功的来自克服动滑轮重力做的功，改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，有用功W有=Gh，额外功W额=G动h，总功W总=Gh+G动h，根据
可知，只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将不变。
9．（2023·山东德州·统考中考真题）利用如图所示的滑轮组将重的重物竖直匀速提升，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ，拉力 N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”、“降低”或“不变”）。
【答案】 9 100 提高
【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m
[2]根据题意知滑轮组的机械效率为80%，由得，
解得F=100N。
[3]增加重物的重力时，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将提高。
10．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，将质量为的重物内匀速提升，作用在绳端上的拉力为。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N，该滑轮组的机械效率为 。
【答案】 40 90%
【详解】[1]重物的重力G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重和摩擦，动滑轮受到的重力G动=nF-G=2×200N-360N=40N
[2]绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m
有用功W有=Gh=360N×1m=360J
总功W总=Fs=200N×2m=400J
该滑轮组的机械效率为
11．（2023·湖北十堰·统考中考真题）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 （选填“A”或“B”）能省力，某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 。
【答案】 A 电梯对人的支持 30.6%
【详解】[1]由图可知，A是动滑轮可以省力，B是定滑轮不能省力。
[2]依题意人被匀速提升，则人所受的重力与电梯对人的支持力是一对平衡力。
[3]依题意，绳子承重段数n=2，则绳子自由端速度为
绳子自由端受到的拉力为
人的重力为
则电梯的机械效率为
12．（2023·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F=2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J。
【答案】 10 3
【详解】[1]该滑轮组克服物体重力做有用功，所做有用功
[2]物体上升1m，则从下数的第一个动滑轮也上升h1=1m，其右侧绳端上升2m；从下数的第二个动滑轮上升h2=2m，其右侧绳端上升4m；从下数的第三个动滑轮上升h3=4m，其右侧绳端上升8m，即绳子自由端移动的距离s=8m，拉力做的总功
克服动滑轮重力做的额外功
则克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功
四、计算题
13．（2023·湖南长沙·统考中考真题）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J
【详解】解：（1）杠铃片上升的速度
（2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功
答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。
14．（2023·山东烟台·统考中考真题）在宜居宜业和美乡村建设中，某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示，某次搬运过程中，工人在的时间内，将8袋水泥匀速提起，电动机牵引绳子的拉力F为，每袋水泥质量为。g取，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数)；
（3）为了一次能提升更多的水泥，物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计，如图乙所示。假设升降机足够稳定，电动机输出功率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍为，吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥？
【答案】（1）；（2）83.3%；（3）14
【详解】解：（1）如图甲所示，动滑轮上绕2条绳，则n=2，水泥被匀速提起，绳子自由端移动的距离为12m，则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（2）由题可知8袋水泥重力为
升降机搬运水泥做的有用功为
则滑轮组的机械效率为
（3）如图乙所示，动滑轮上绕3条绳，电动机牵引绳子的拉力仍为，则绳子能够拉起物体的总重力为
吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则一次能拉起水泥的重力为
每袋水泥重力为
则这种设计的装置一次能提起水泥的袋数为
答：（1）拉力F做功的功率为；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）不计绳重和摩擦，这种设计的装置一次能提起14袋水泥。
15．（2023·福建·统考中考真题）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
【答案】（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0
【详解】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小
（2）绳端移动距离
绳拉力F做的功
绳拉力F的功率
（3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由表中数据可知，当，压力，即最大载重
装置的最大机械效率
（4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
知识点
考点
好题冲关
机械效率
滑轮组的组装（2典例+4即时检测）
基础过关（25）
滑轮
竖直方向上滑轮组及其相关计算（1典例+3即时检测）
能力提升（30）
斜面与轮轴
水平方向滑轮组及其相关计算（1典例+3即时检测）
真题感悟（15题）
斜面效率及其相关计算（1典例+3即时检测）
含滑轮组装置复杂机械效率的计算（2典例+4即时检测）
比较
分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴________的滑轮
和重物一起_______的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
_______杠杆
动力臂为阻力臂倍的杠杆
特点
不能__________但是能改变_________
能省_________的力，但不能改变________
在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝__________
距离的关系
___________
____________
______________
F压/N
…
400
600
800
900
1000
…
RF/Ω
…
800
500
300
200
100
…
特别说明：典例是2023年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是2022年的期末考试题和2023年的模拟考试题和2023年的中考真题中经过多次筛选。知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。
掌握滑轮组的组装和绳子的绕法；
掌握竖直面上滑轮组的机械效率的相关计算方法；
掌握水平面上滑轮组的机械效率的相关计算方法；
掌握斜面效率的相关计算方法；
掌握含滑轮组装置的复杂机械效率的计算方法；
知识点1：机械效率
机械效率
（1）总功：人或机械设备（或绳端或自由端）拉力做的功。
（2）有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功。
（3）额外功：机械设备克服自身重力或阻力做的功。
（4）机械效率：有用功与总功的比值叫作机械效率。
公式为：
2. 机械效率的理解
（1）机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。
（2）判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。
（3）提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。
（4）需要注意的几个问题：
①机械效率只有大小没有单位；
②由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示；
③机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。
知识点2：滑轮
【答案】固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向 G s=h s=2h s=nh
知识点3：斜面与轮轴
1.斜面
（1）示意图
（2）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面
（3）特点：省力机械
（4）应用：螺旋、楼梯、盘山公路等
2.轮轴
（1）示意图
（2）定义：
由____和_____组成，能绕共同轴线转动的 _________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴
（3）特点：
能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________
（4）应用：方向盘、水龙头、扳手
【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.
【答案】 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速
考点一 滑轮组的组装
绳子的绕法：从外向里绕，最终会绕在最里面滑轮的挂钩上（从动滑轮开始绕，绳子多一股，更省力）
判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示.
【典例1】（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
【答案】
【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以绳子要系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；过物体的重心，作竖直向下的重力G。如图所示：
【即时检测1】（2023·安徽淮北·统考二模）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
【答案】
【详解】要使滑轮组最省力，则动滑轮上缠绕的绳子数应最多，由图中可知，滑轮组中有一个动滑轮，则动滑轮上最多可缠绕三股绳子，如下图所示
【即时检测2】（2023·江苏苏州·苏州草桥中学校考二模）站在地面上的人利用滑轮组提起重物，请在图中画出绳子的绕线方式。
【答案】
【详解】因为人站在地面上，绕线时绳子自由端从人的手中绕过定滑轮，向下再绕过动滑轮，最后向上系在定滑轮的挂钩上，如图所示：
【典例2】（2021·广东惠州·统考模拟预测）如图所示，站在A处的小慧用一根绳子和滑轮组拉斜面的物体B，请画出滑轮组的正确绕线、物体B的重力和物体B对斜面的压力的示意图。
【答案】
【详解】由图可知，小慧站在A处用一根绳子和滑轮组拉斜面的小车，从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩；从物体B的重心画带箭头的线段，方向竖直向下，符号为G，即为重力示意图；在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，从压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F，如图所示：
【即时检测1】（2023·广东清远·统考二模）如图所示，利用滑轮组拉着重物体A沿水平方向做匀速直线运动。请在图中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】
【详解】水平滑轮组中有一个动滑轮，滑轮组最省力时动滑轮接触绳子的段数最多，绳子由动滑轮为连接起点反向绕成；A对地面压力作用点在接触面中心位置，压力方向沿接触面垂直向下，如图所示：
【即时检测2】（2022·广东中山·中山市模拟预测）如图所示，人站在一斜面顶上，用滑轮组将一重物G拉上来，请画出最省力的绕线方式。
【答案】
【详解】图中的滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，为最省力，则动滑轮上绳子的段数最多，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子来拉动物体，这就是最省力的绕法。如图所示：
考点二 竖直方向滑轮组及其相关计算
竖直方向匀速提升物体时：
，
忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：，
滑轮组的机械效率：。
【典例3】（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度是1.8m/s
B．该滑轮组的机械效率为80%
C．拉力做功的功率是90W
D．该滑轮组的动滑轮重为100N
【答案】D
【详解】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为
由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是，故A错误；
BC．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为，故BC错误；
D．忽略绳重及摩擦，根据
可得，该滑轮组的动滑轮重为，故D正确。
故选D。
【即时检测1】（多选）（2023·云南昭通·统考一模）小明家在自建房屋的过程中，自制了向高处运送材料的装置如图所示，其中动滑轮重100N。若某一次运送的材料重为400N，在拉力F作用下，材料在20s内匀速上升4m，不计绳重和滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．右侧滑轮可以省力B．拉力F做功的功率为100W
C．滑轮组的机械效率为80%D．增大提升材料的重可以省功
【答案】BC
【详解】A．由图可知，右侧滑轮的轴固定不动，因此右侧滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知，使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A错误；
B．由图可知n=2，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率，故B正确；
C．拉力做的有用功
滑轮组的机械效率，故C正确；
D．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故D错误。
故选BC。
【即时检测2】（多选）（2023·四川成都·统考一模）如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体，绳子自由端所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。则（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重30N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．甲图中A点所受拉力为330N
【答案】BC
【详解】由滑轮组的特点可知，滑轮组可以省力，但费距离，所以图乙中上面的倾斜直线是绳子自由端的s﹣t图像，而下面的倾斜直线是物体的s﹣t图像，由图乙可知，t=4s时，绳子自由端移动的距离s=6m，物体上升的高度h=2m，由s=nh可知，承担动滑轮绳子的股数
A．t=4s时，拉力做的总功
拉力做功的功率，拉力做功的功率为150W，故A不符合题意；
B．物体的重力
因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力，滑轮组中动滑轮重30N，故B符合题意；
C．滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为90%，故C符合题意；
D．因为两个滑轮相同，所以定滑轮的重力G定=G动=30N
由力的平衡条件可知，甲图中A点所受拉力，故D不符合题意。
故选BC。
【即时检测3】（2023·山东济宁·统考一模）某小区在建设中，利用如图所示的滑轮组把重3000N建筑材料运送到6m的高处，不计绳重与摩擦，所用的拉力是1200N，则动滑轮的重为 N，该滑轮组的效率 。
【答案】 600 83.3%
【详解】[1]由图可知，承担物重绳子的股数，故
解得
[2]有用功
总功
机械效率
考点三 水平方向滑轮组及其相关计算
水平方向匀速拉物体时如图所示：
滑轮组的机械效率：。
【典例4】（2023·内蒙古通辽·统考模拟预测）建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法错误的是（ ）
①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s
②物体受到的拉力为750N
③拉力F的功率为375W
④滑轮组的机械效率为80%
A．只有①和②B．只有②和③C．只有③和④D．只有①和④
【答案】A
【详解】①绳子自由端移动的距离s=2s物=2×2m=4m
速度为
②物体受到的摩擦力为f=0.4G=0.4×1500N=600N
由于物体匀速移动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，为600N。
③拉力F的功率为P=Fv=375N×1m/s=375W
④滑轮组的机械效率为，所以错误的是①②，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【即时检测1】（2022·云南昆明·统考一模）如图所示，重为800N的物体，在100N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向左运动了2m。在此过程中，物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动速度为0.4m/s
B．滑轮组对物体的水平拉力为300N
C．该滑轮组的机械效率是80%
D．绳子自由端拉力的功率为40W
【答案】C
【详解】A．由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，绳端移动速度，故A错误；
B．物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，物体在水平地面匀速向左运动，根据二力平衡可知滑轮组对物体的水平拉力，故B错误；
C．有用功
绳端移动距离
总功
滑轮组的机械效率，故C正确；
D．绳子自由端拉力的功率，故D错误。
故选C。
【即时检测2】（2022·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为 m，拉力F的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 3 0.6 70%
【详解】[1]由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m
[2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为
P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W
[3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为
W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J
总功W总=Fs绳=2N×3m=6J
滑轮组的机械效率为
【即时检测3】（2023·山东泰安·统考二模）如图所示的滑轮组，用的拉力，拉动水平地面上重力为的物体，使物体匀速前进了。物体和地面之间的摩擦力为，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
①绳子自由端移动的距离是2m
②拉力做的功是120J
③此滑轮组的机械效率是
④A点受到的拉力为300N
A．只有B．只有C．只有D．只有
【答案】C
【详解】①由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离s=2s物=2×2m=4m，故①错误；
②拉力做的功（总功）W总=Fs=30N×4m=120J，故②正确；
③克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，有用功W有=fs物=45N×2m=90J
滑轮组的机械效率，故③正确；
④因物体在水平地面上做匀速运动，此时A点受到的的拉力FA=f=45N，故④错误。
故选C。
考点四 斜面及其相关计算
物体在粗糙斜面上匀速被拉动：
【典例5】（2022·四川德阳·统考中考真题）如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
【答案】 600 25
【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力
【即时检测1】（多选）（2023·四川攀枝花·校联考模拟预测）如图，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。斜面长2m，斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内，用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是（ ）
A．使用斜面，既可以省力，也可以省距离
B．物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下，大小为600N
C．推力做功的功率为240W
D．工人此次利用的斜面机械效率为83.3%
【答案】CD
【详解】A．利用斜面可以省力，但费距离，故A错误；
B．推力做的有用功
推力做的总功
推力做的额外功
由可得物体受斜面的摩擦力，方向沿斜面向下，故B错误；
C．推力做功功率，故C正确；
D．斜面的机械效率，故D正确。
故选CD。
【即时检测2】（2023·山东烟台·统考模拟预测）如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m，在此过程中，物体上升过程中受到的摩擦力为 N，这个斜面的机械效率为 ；如果斜面的倾斜程度增大，在其他条件均不变的情况下，机械效率 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 0.675N 62.5% 变大
【详解】[1]物体上升过程中所做的有用功为
拉力F对物体做的总功为
物体上升过程中所做的额外功
由可得，物体所受斜面的摩擦力
[2]斜面的机械效率为
[3]若增大斜面的倾角，沿斜面匀速拉动同一物体时，所需的拉力将变大，当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由机械效率公式可知，斜面的机械效率变大。
【即时检测3】（2023·河南周口·统考二模）如图所示，在平行于斜面拉力F作用下物体沿斜面匀速上升，物体重8N，拉力为5N，斜面长为1.2m，高为0.6m。下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能不变B．斜面的效率为62.5%
C．物体所受的拉力与摩擦力是一对平衡力D．物体与斜面间的摩擦力为1N
【答案】D
【详解】A．物体沿斜面匀速上升，质量不变、速度大小不变，动能不变； 质量不变、高度增大，重力势能增大； 物体的动能不变、重力势能增大，机械能增大，故A错误；
B．拉力做的有用功
总功
斜面的机械效率，故B错误；
D．克服摩擦力所做的额外功
物体与斜面间的摩擦力，故D正确；
C．拉力F=5N，摩擦力f=1N，二者大小不相等，不是一对平衡力，故C错误。
故选D。
考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算
【典例6】（2021·辽宁葫芦岛·统考中考真题）国家为了改善居民的居住条件，对老旧小区进行改造。建筑工人用如图装置将建材匀速运送到楼顶，已知建材重为4500N，建材提升15m用时1min，绳端的粒力F为2000N（忽略绳重）下列计算结果正确的是（ ）
A．绳端拉力的功率为1125W
B．绳端移动的速度为0.25m/s
C．该装置的机械效率为75%
D．该装置所做的有用功为3×104J
【答案】C
【详解】B．物体移动的速度
如图由3股绳子拉着动滑轮，绳端移动的速度为，故B错误；
A．绳端拉力的功率为，故A错误；
C．该装置的机械效率为75%
，故C正确；
D．该装置所做的有用功，，故D错误。
故选C。
【即时检测1】（2021·辽宁铁岭·统考中考真题）用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为80%B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2WD．10s内物体的重力做功为35J
【答案】A
【详解】A．滑轮组的机械效率为，故A正确；
B．动滑轮重为，故B错误；
C．拉力的功率为，故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
【即时检测2】（2023·山东济南·统考一模）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，）．则下列计算结果中正确的是
A．人对地面的压力为400N
B．绳子自由端受到的拉力大小是100N
C．人对地面的压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【详解】由图知，n=2，所以拉力；
所以人对地面的压力；
绳子自由端运动速度；
【点睛】本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足．
【即时检测3】（多选）（2021·四川成都·四川省成都市七中育才学校校考三模）图示装置中，每个滑轮重均为30N，如图甲所示，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右做匀速直线运动，测力计的示数为530N；如图乙所示，在物体B下加挂重为90N的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A，使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．乙图测力计示数为610NB．物体B的重力为720N
C．乙图F的大小为270ND．F做功的功率为79.5W
【答案】BD
【详解】B．在甲图中，设物体A与地面的摩擦力为f，由于物体A匀速，故绳子对A的拉力也为f，对定滑轮受力分析，定滑轮受到了向下的重力和绳子对定滑轮的拉力和弹簧测力计对定滑轮的拉力，拉力的大小为2f，则可以列等式
则经计算可知，摩擦力的大小为250N，再对动滑轮进行受力分析，其受到了向下的重力，和绳子的拉力，重物对其的拉力，故可以列等式
则重物B的重力为，故B正确；
A C D．再对乙进行分析，先对动滑轮进行受力分析，绳子的拉力为
再对定滑轮进行受力分析，则弹簧测力计的示数为，故A错误；
再对乙图中，物体A受力分析，在水平方向上，其受到了向左的拉力F，向右摩擦力和向右的绳子的拉力，则拉力F 等于，故C错误；
由于动滑轮上的绳子有三根，则物体A的速度为物体B的三倍，则物体A的速度为
F做功的功率为，故D正确。
故选BD。
【典例7】（多选）（2022·辽宁大连·统考一模）用相同质量的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η乙，不计轮与轴间的摩擦、绳和木板的重力，下列说法正确的是（ ）
A．F1一定大于F2
B．A、B点绳子受到拉力FA、FB关系：FB＞2FA
C．每个滑轮重为
D．两个滑轮组的机械效率可能相等
【答案】ABC
【详解】A．由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为
因为（2G+2G动）>（G+2G动），所以，F1>F2，故A正确；
B．A点绳子受到的力
B点绳子受到的力FB=2F2+G动=2FA+G动
所以FB>2FA，故B正确；
CD．由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为
综上可得，η甲>η乙
由
可得，动滑轮的重力，故C正确，D错误。
故选ABC。
【即时检测1】（多选）（2021·四川成都·成都实外校考一模）如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体A的重力GA=100N，物体B的重力GB=140N，对A施加水平向右的拉力F1=80N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，A受到的摩擦力为80N
B．乙图中，F2的大小为30N
C．乙图中，F2做功的功率为2W
D．乙图中，天花板与滑轮连接P点处受到的拉力为120N
【答案】BC
【详解】A．由题意和图甲可知，绳子的段数为3段，且物体和动滑轮的总重力为
忽略绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素，则拉绳子的力为
因为对A施加水平向右的拉力F1=80N，此时A物体做匀速直线运动，则物体A处于平衡状态，即
即，故A错误；
B．由图乙可知，对B施加一个竖直向下的拉力F2，物体A做匀速直线运动，则
代入数据可知，，故B正确；
C．A物体以0.2m/s的速度匀速向左运动，则B物体的运动速度为
F2做功的功率为，故C正确；
D．以图乙上方的定滑轮作为研究对象，则受到向上的拉力和两段绳子对它向下的拉力2F拉，即总拉力为4f，和定滑轮向下的重力G动，则
根据物体间力的作用是相互的，可知P点处受到的拉力为130N，故D错误。
故选BC。
【即时检测2】（多选）（2021·广西柳州·统考一模）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1 m/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），下列说法正确的是（ ）
A．物体A和地面之间摩擦力是0.6NB．弹簧测力计读数为9 N
C．F2的功率为0.6 WD．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】BC
【详解】A．对于物体A，水平方向上受到物体B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N
受到向右的拉力F1=4N，因为物体A静止，所以地面对物体A有向右的摩擦力f地=fB−F1=6N-4N=2N
由于作用力和反作用力大小相等方向相反，所以物体A对地面有向左2N的摩擦力，故A错误；
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．由图知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力做功的功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故C正确；
D．如果增大F2，物体B将做加速运动，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度不变，物体B与物体A之间的滑动摩擦力不变，物体A受力不变，还是处于静止状态，故D错误。
故选BC。
一、单选题
1．关于简单机械的使用，说法正确的是（ ）
A． 使用撬棒可以省力B． 使用定滑轮不能改变动力方向
C．利用斜面可以省功D．使用滑轮组可以省距离
【答案】A
【详解】A．撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，可以省力，故A正确；
B．使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，故B错误；
C．任何机械都不能省功，故C错误；
D．使用滑轮组可以省力，因为任何机械都不能省功，所以滑轮组在使用时是费距离的，故D错误。
故选A。
2．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数为2牛。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F为2牛
B．拉力F的功率为0.4瓦
C．此滑轮是定滑轮
D．物体与地面间的摩擦力为2牛
【答案】A
【详解】A．弹簧秤的读数为2N，所以拉力大小为2N，故A正确；
B．拉力F的运动速度
v＝2×0.2m/s＝0.4m/s
功率为
P＝Fv＝2N×0.4m/s＝0.8W
故B错误；
C．滑轮随物体一起运动，所以滑轮为动滑轮，故C错误；
D．使用动滑轮能省一半的力，所以物体A受到的摩擦力
f＝2F＝2×2N＝4N
故D错误。
故选A。
3．如图所示，工人利用滑轮组提升一个重为400N的货物，动滑轮的重力为100N，货物以0.2m/s的速度匀速上升（忽略绳重及摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为200NB．拉力F做功的功率40W
C．货物上升1m，绳子自由端移动3mD．该滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】A．由图可知，承担动滑轮绳子的股数，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的速度
拉力F做功的功率
故B错误；
C．货物上升1m，绳子自由端移动的距离
故C错误；
D．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
4．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离s甲＞s乙B．拉力所做的功W甲＞W乙
C．拉力的功率P甲＞P乙D．滑轮组的机械效率η甲＝η乙
【答案】D
【详解】A．甲滑轮组有两段绳子承担物重，乙滑轮组有三段绳子承担物重，分别用甲、乙两个滑轮组在相同时间内将重为G的物体匀速提升相同的高度，设此高度为h，则绳子自由端移动的距离s甲＝2h、s乙＝3h，s甲＜s乙，故A错误；
B．因不计绳重与摩擦时，克服物体重力做的功为有用功，且两滑轮组将物体提升相同高度，由W有＝Gh可知，两滑轮组做的有用功相等，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，则两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲＝W乙，故B错误；
C．两滑轮组拉力所做功相同，做功时间相同，根据可知，两个滑轮组拉力的功率相同，即P甲＝P乙，故C错误；
D．两滑轮组做的有用功相同、总功相同，根据可知，两滑轮组的机械效率相同，故D正确。
故选D。
5．工人用相同的轻质滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中滑轮为动滑轮
B．甲中工人所用拉力小于乙中工人所用拉力
C．甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小
D．甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功多
【答案】C
【详解】A．图甲使用是定滑轮，故A错误；
B．图乙使用是动滑轮，不计摩擦和绳重，乙图中“轻质滑轮”动滑轮的重力远小于物体重力，作用在绳自由端拉力大小
甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力，故B错误；
C．图甲使用是定滑轮，承担物重的绳子股数
绳自由端移动的距离h；图乙使用是动滑轮，承担物重的绳子股数
绳自由端移动的距离
故C正确；
D．物重、提升的高度相同，由可知两种情况下的有用功相同，但乙中绳端拉力还要对动滑轮做功，因此甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少，故D错误。
故选C。
6．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析不正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式绳子上拉力之比为1:2
B．甲、乙两种方式都能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的机械效率不相等
【答案】A
【详解】AB．由图可知，甲方式是两个定滑轮，不能省力，能改变力的方向，设物体的重力为G，忽略绳重和摩擦，则拉力F1=G；乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，能省力，也能改变力的方向，从图中可知承担物重的绳子股数n=2，忽略绳重和摩擦，拉力
故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．由题可知，甲、乙两滑轮组均将同一货物提升相同高度，由W有=Gh可知
W甲有=W乙有
故C正确，不符合题意；
D．由图可知，甲方式是两个定滑轮组成的滑轮组，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，忽略绳重和摩擦，甲方式的额外功为零，效率为100%，乙方式做的额外功不为零，效率小于100%，即甲、乙两种方式的机械效率不相等，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．用如图甲所示的滑轮组提升物体M， 已知被提升的物体M 质量为76kg，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的变化图像如图乙所示（g 取10N/kg， 不计绳重和摩擦力大小）。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．此过程中，拉力F的的功率为200W
C．当 t=10s 时，M克服重力所做的功为3800J
D．当物体M 上升过程中，该滑轮组提升物体的机械效率为95%
【答案】B
【详解】A．物体被提升10m所需的时间
根据图乙可知，此过程中绳子自由端拉力F做的总功是8000J，由图甲可知承担物重绳子的股数是，绳子自由端移动的距离
此过程中，绳子自由端的拉力F
故A正确，不符合题意；
B．此过程中，拉力F的的功率
故B错误，符合题意；
C．t=10s物体被提升的高
M克服重力所做的功
故C正确，不符合题意；
D．物体被提升10m所做的有用功
滑轮组的机械效率
故D正确，不符合题意。
故选B。
8．如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝1.2m、斜面高h＝0.3m。下列说法正确的是（ ）
A．斜面的机械效率为37.5%
B．物体受到的摩擦力为2.25N
C．额外功为1.8J
D．有用功为7.2J
【答案】B
【详解】D．所做有用功为，故A错误；
C．总功为
额外功为故C错误；
B．由得，摩擦力为，故B正确；
A．机械效率为，故A错误。
故选B。
9．如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，选项A中的机械是杠杆，根据杠杆的平衡条件可得
最后解得；选项B中的机械是动滑轮，拉力为重物重力的一半，即；选项C中的机械是定滑轮，拉力大小等于重物重力的大小，即；选项D中的机械是滑轮组，三条绳子托着动滑轮，拉力为重物重力的三分之一，即；综上所述，力最小的是F1，最省力的是杠杆，是选项A；故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、多选题
10．如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上，小丽用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m，在此过程中（ ）
A．斜面是省力机械B．斜面的机械效率是75%
C．斜面对物体的摩擦力为20ND．该同学对物体做功的功率是40W
【答案】AB
【详解】A．使用斜面时，拉力小于物体的重力，因此斜面是省力机械，故A符合题意；
B．由图知，若物体沿斜面向上匀速拉动了10m，则物体升高的高度为5m，此过程所做有用功为
W有=Gh=60N×5m=300J
对物体所做总功为W总=Fs=40N×10m=400J
机械效率为，故B符合题意；
C．额外功为W额=W总﹣W有=400J﹣300J=100J
由W额=fs得，摩擦力为，故C不符合题意；
D．该同学对物体做功的功率，故D不符合题意。
故选AB。
11．如图所示，小明利用轻质滑轮拉动水平地面上重为300N的物体以0.5m/s的速度向左匀速行驶2s，所用拉力为30N，物体与水平地面间的摩擦力为72N。则（ ）
A．绳子自由端的速度为
B．滑轮组的机械效率为
C．拉力做功的功率为
D．内物体所受拉力所做的功为
【答案】BCD
【详解】A．滑轮组绳子股数n=3，物体的速度为0.5m/s，绳子的速度，故A错误，不符合题意；
B．根据绳子的拉力和摩擦力，计算机械效率为
故B符合题意；
C．拉力做功的功率为，故C符合题意；
D．根据物体受到的力，计算对物体做功，故D符合题意。
故选BCD。
12．如图所示，工人用250N的力F将重为450N的物体在10s内匀速提升2m。若忽略绳重及摩擦，则此过程中（ ）
A．工人做的有用功为900J
B．动滑轮重为50N
C．拉力做功的功率为50W
D．滑轮组的机械效率为
【答案】ABD
【详解】A．工人做的有用功，故A符合题意；
B．观察图可知，绳子承重段数n为2，忽略绳重及摩擦，由
可得，故B符合题意；
C．绳子自由端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率，故C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率，故D符合题意。
故选ABD。
13．如图甲所示，虚线框内是由两个滑轮组装成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N的竖直向上的拉力F，将物体匀速提高2m，若物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，此过程中滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的速度为2m/sB．工人所做的有用功是1200J
C．滑轮组中动滑轮重120ND．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大
【答案】CD
【详解】A．由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为6m，则绳端移动的速为
故A错误；
B．拉力做的总功W总=Fs=200N×6m=1200J
由可知滑轮组做的有用功W有=ηW总=80%×1200J=960J，故B错误；
C．做的额外功W额=W总﹣W有=1200J﹣960J=240J
由不计绳重和摩擦时，克服动滑轮做的功为额外功的唯一来源，根据W额=G动h可知，动滑轮的重力
，故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时，可知，动滑轮重力一定时，提升更重的物体，滑轮组的机械效率将变大，故D正确。
故选CD。
三、填空题
14．小彬用如图所示的滑轮组做实验：探究影响滑轮组机械效率的因素。把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N。此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。若将此物体提升3m，滑轮组的机械效率 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。若用此滑轮组将700N的物体提升3m，此时滑轮组的机械效率 （选填“变小”、“变大”或“不变”）。由此发现滑轮组的机械效率与 有关，与 无关。
【答案】 4 80% 不变 变大 被提升物体的重力 物体被提升的高度无关
【详解】[1]由图知，n＝2
绳端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m
[2]滑轮组的机械效率
[3]根据
可知，滑轮组的机械效率和物体移动的距离无关，若将此物体提升3m，滑轮组的机械效率不变。
[4]动滑轮的重力不变，若用此滑轮组将700N的物体提升3m，物体的重力变大，根据，可知，此时滑轮组的机械效率变大。
[5][6]根据上面的计算，我们发现：滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，与物体被提升的高度无关。
15．小明同学用如图所示的装置提升物体，他将重力为150N的物体匀速向上提升了5m，所用的拉力为100N，他做的有用功是 J，此过程中滑轮组的机械效率为 ，若用该装置提起更重的物体，机械效率将 。（不计绳重和摩擦）
【答案】 750 75% 增大
【详解】[1]做的有用功为
[2]滑轮组的股数为，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
则机械效率为
[3]用该装置提起更重的物体，有用功增大，因不计绳重和摩擦，额外功为克服动滑轮重所做的功，大小不变，根据可知，机械效率变大。
16．如图是高空作业所用装置的结构示意图，已知吊篮的质量为50kg，工人及其工具的总重为600N，在电动机拉力F的作用下，吊篮在10s内匀速上升了2m，拉力F的大小为500N，不计绳重和摩擦。求：动滑轮所受重力为 N；拉力所做功的功率 W；整个装置的机械效率为 。
【答案】 400 300 40%
【详解】[1]吊篮的重力
由图可知承担物重绳子的股数是n=3，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力
[2]绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
[3]整个装置做的有用功
整个装置的机械效率
17．如图所示，工人用40N的拉力将重为100N的重物匀速向左移动40cm，物体与地面间摩擦力为50N，时间为20s。则此过程中有用功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 %。
【答案】 20 1.6 62.5
【详解】[1]物体移动的距离
此过程中做的有用功
因有2股绳拉动滑轮，拉力做的总功为
[2]拉力的功率
[3]滑轮组的机械效率是
18．如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为 J，力F的大小为 N，斜面给物体的摩擦力为 N。
【答案】 1500 500 200
【详解】[1]推力做的有用功W有用=Gh=600N×1.5m=900J
由得，推力做的总功
[2]由W=FL得推力大小
[3]所做额外功为W额=W总﹣W有=1500J﹣900J=600J
由W额=fL得，摩擦力为
19．用图甲的滑轮组运送货物上楼，图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，分析可知动滑轮重为 N，当某次运送重为460N的货物时，绳子的拉力F= N，滑轮组的机械效率η= %。（不考虑绳重和摩擦）
【答案】 40 250 92
【详解】[1]由图乙可知，运送货物
时，滑轮组的机械效率
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率
解得
[2]由图可知，绳子承重段数
不计绳重和摩擦，运送460N的货物时绳子的拉力
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率
四、作图题
20．用如图所示的滑轮组拉出陷在泥地中的汽车，要求人站在地上拉绳子的力最小，请在图上画出绕线的方法。
【答案】
【详解】由图知，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，最多有三段绳子通过动滑轮，绳子的起始端应固定在动滑轮左挂钩上，由里向外依次绕绳。如图所示：
21．小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，先测量出题甲图装置的机械效率，为了完成探究，请你帮小明补全题乙图所示的装置。
【答案】
【详解】探究滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关，应知滑轮相同，提升的物重相同，绳子的绕法不同，由甲图可知有2段绳子拉着动滑轮，故乙图滑轮组应用3段绳子拉着动滑轮，如图
五、计算题
22．如图1所示是液压汽车起重机提升重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，通过卷扬机转动使钢丝绳带动滑轮A上升。液压起重机的质量是8.6×103kg，在某次工程作业时质量为900kg的物体被匀速提起，物体上升过程中的h﹣t图像如图2所示，滑轮组上钢丝绳的拉力F为4.0×103N。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：
（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力；
（2）拉力F的功率；
（3）提升物体过程中滑轮组的机械效率。
【答案】（1）9.5×104N；（2）3×103W；（3）75%。
【详解】解：（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力为
F压=G总=（m起重机+m物）g=（8.6×103kg+900kg）×10N/kg=9.5×104N
（2）由图2可知，物体匀速上升2.5m时用时10s，则物体上升的速度为
由图1可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的速度为v绳=nv物=3×0.25m/s=0.75m/s
则拉力F的功率为P=Fv绳=4.0×103N×0.75m/s=3×103W
（3）物体的重力为G物=m物g=900kg×10N/kg=9×103N
提升物体过程中滑轮组的机械效率为
答：（1）提升物体过程中液压起重机对地面的压力为9.5×104N；
（2）拉力F的功率为3×103W；
（3）提升物体过程中滑轮组的机械效率为75%。
23．小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。如果电动机拉绳子的功率为800W，将重力为960N的物体匀速提升到10m高的位置用时15s。问：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力是多大？
（3）该滑轮组的机械效率是多大？
【答案】（1）2m/s；（2）400N；（3）80%
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则绳子自由端移动的距离
此次吊装过程中绳子自由端移动的速度
（2）由可得，电动机对绳子的拉力
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s；
（2）电动机对绳子的拉力是400N；
（3）该滑轮组的机械效率是80%。
24．如图所示，斜面长4m，高0.9m，建筑工人用绳子在5s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力为150N（忽略绳子的重力），求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的摩擦力；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）600J；（2）37.5N；（3）75%
【详解】解：（1）由题意知，拉力将重物拉到斜面顶端所做的功为
（2）重物被被拉到距离地面0.9m的高度，这一过程中，所做的有用功为
由于物体被拉动过程中，所做的总功等于有用功与额外功之和，在这一过程中，额外功为克服斜面摩擦力所做的功，即
由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力为
（3）由，可得，斜面的机械效率为
答：（1）拉力所做的功为600J；
（2）斜面的摩擦力为37.5N；
（3）斜面的机械效率为75%。
25．如图所示，重为1140N的物体，它与水平面地面的接触面积为，工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。（不计绳重和摩擦）求：
（1）工人师傅拉绳子的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人师傅自重450N，他拉动滑轮组后，物体对地面的压强变为4000Pa时，人对高台的压强是多少？（已知人与高台的接触面积为200 cm2 ，g=10N/kg）
【答案】（1）240W；（2）95%；（3）7.5×103Pa
【详解】解：（1）由题图可知，动滑轮上绳子股数为2，即
绳子自由端移动的速度为
绳子拉力做功的功率为
（2）滑轮组的机械效率为
（3）不计绳重和摩擦时
所以动滑轮的重力为
由公式
可知，物体对地面的压强变为4000Pa时，物体对水平地面的压力为
由力的作用是相互的可知，水平地面对物体的支持力为
由力的平衡条件可知，物体受到的拉力为
因此物体对地面的压强变为4000Pa时，绳子自由端的拉力为
由力的平衡条件可知，地面对人的支持力为
由力的作用是相互的可知，人对水平地面的压力为
因此，人对高台的压强为
答：（1）工人师傅拉绳子的功率为240W；
（2）滑轮组的机械效率是95%；
（3）若工人师傅自重450N，他拉动滑轮组后，物体对地面的压强变为4000Pa时，人对高台的压强是7.5×103Pa。
一、单选题
1．（2023·广东惠州·惠州市华侨中学校考模拟预测）如图分析，比较如图中F1、F2、F3的大小（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F1＝F3＝F2D．无法判断
【答案】C
【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，可以改变力的方向，但不省力也不费力，故用定滑轮沿三个不同方向拉同一重物G，用的拉力大小相等，都等于物体的重力。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．（2022·重庆渝中·统考二模）如图，动滑轮重，所吊起重物B重为，物体A重。此时物体B恰好以的速度匀速下降，要使物体以的速度匀速上升，则物体的速度以及所受外力大小和方向正确的是（不计绳与轮的摩擦）（ ）
A．物体速度为，所受外力大小为方向向左
B．物体速度为，所受外力大小为方向向左
C．物体速度为，所受外力大小为方向向右
D．物体速度为，所受外力大小为方向向左
【答案】B
【详解】从图中可知，绳子的有效股数为3，此时物体B恰好以0.5m/s的速度匀速下降（不计绳重和滑轮的摩擦），则绳子的拉力
物体B匀速下降，则物体A匀速运动，由二力平衡条件可知，物体A所受摩擦力f=F=8N
要使物体B以1m/s的速度匀速上升，物体A运动速度v=3vB=3×1m/s=3m/s
物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则物体A所受的摩擦力仍为8N，绳子对A的拉力
F1=f=8N
对A受力分析，水平方向上受到水平向右的拉力F1和摩擦力f、水平向左拉动A的力FA的作用，且处于平衡状态，故水平向左拉动A的力FA=F1+f=8N+8N=16N，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．（2023·江苏泰州·统考二模）如图，是建筑工地上常见的一种塔式起重机。某次起重机上的滑轮组将质量为400kg的物体匀速提升9m后，吊臂又在水平面内匀速转动，若滑轮组的机械效率是，g取。下列分析和计算正确的是（ ）
A．滑轮组离O点越远，能吊起的物体重力越大
B．吊臂转动过程中滑轮组对物体不做功
C．此次作用在滑轮组绳端的拉力F是2000N
D．此次滑轮组克服滑轮重力做的额外功是24000J
【答案】B
【详解】A．将起重机的吊臂看成杠杆，由图知，配重重力和AO长一定，根据杠杆的平衡条件知
滑轮组的离O点越远，即OB长越大，越小，能吊起物体重力越小，故A错误；
B．由题知，起重机上的滑轮组将物体匀速提升后，吊臂在水平面内匀速转动，滑轮组对物体的拉力竖直向上，物体沿水平方向移动，滑轮组对物体不做功，故B正确；
C．滑轮组提升物体做的有用功
绳端的拉力做的总功
由图知，承担重物绳子的段数，由和可得，绳端拉力
故C错误；
D．提升物体做的额外功
克服动滑轮和绳重、摩擦所做的功是额外功，所以克服动滑轮重力做的额外功小于24000J，故D错误。
故选B。
4．（2023·辽宁锦州·统考一模）在如图所示的滑轮组中，重物G＝800N，当水平拉力F＝500N时，可将重物G匀速提升2m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是甲（ ）
A．丙滑轮是动滑轮
B．滑轮组的机械效率为80%
C．乙滑轮的重力为300N
D．重物G越重，该滑轮组的机械效率就越小
【答案】B
【详解】A．丙滑轮的轴固定不动，是定滑轮，故A错误；
B．从图中可知绳子承重段数n=2，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
使用滑轮组做的总功，W总=Fs=500N×4m=2000J
使用滑轮组做的有用功W有=Gh=800N×2m=1600J
滑轮组的机械效率 ，故B正确；
C．不计绳重和摩擦，拉力，动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-800N=200N，故C错误；
D．不计绳重和摩擦时，根据 ，可知在G动一定时，重物G越重，该滑轮组的机械效率就越高，故D错误。
故选B。
5．（2023·陕西商洛·校考模拟预测）小明在学习了滑轮这一节内容后，联想到生活中最常见的滑轮应用——电梯，小明根据电梯运行原理安装出如图所示模拟电梯装置，该装置配重的最大值为5kg，轿厢自重1kg。当以最大配重使轿厢下降时，测得轿厢速度为0.1m/s，不计滑轮、绳重及摩擦（g取10N/kg）。当该装置配重为最大值时，下列说法中正确的是（ ）
A．配重上端滑轮是为了改变力的方向
B．配重的上升速度为0.2m/s
C．轿厢中货物的质量为9kg
D．此时轿厢的机械效率为最大值
【答案】D
【详解】A．由图可知，配重上端滑轮随配重一起移动，所以该滑轮是动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故A错误；
B．由图可知，动滑轮上绳子的股数为n＝2，配重的上升速度为，故B错误；
C．不计滑轮、绳重及摩擦，轿厢受到的拉力为
对轿厢受力分析可知，
可知，轿厢中货物的质量为，故C错误；
D．由于配重为最大值，则轿厢中所装货物的重力最大，轿厢对货物的重力所做的功为有用功，即有用功最大，克服轿厢自重所做的功为额外功，而轿厢的自重不变，即额外功不变，此时有用功占总功的比例最大，因此此时轿厢的机械效率为最大值，故D正确。
故选D。
6．（2023·河南周口·河南省淮阳中学校考模拟预测）小柯用图中装置提升重为G的物体，不计摩擦、绳重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过2m，物体上升1m
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力大小为
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
【答案】B
【详解】A．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B．图中的滑轮组的绳子股数是，如果绳子的自由端通过2m，物体上升，故B正确；
C．不计摩擦、绳重，考虑动滑轮自重，拉力，故C错误；
D．使用滑轮组能省力，图中上方的定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选B。
7．（2023·辽宁丹东·校考二模）近年来我国为了改善百姓的居住条件，对老旧小区进行了改造。如图所示，是一名工人利用滑轮组匀速移动重为3500N的建材，手的拉力为1000N，物体的移动速度为0.1m/s，用时10s，物体受到地面的摩擦力为1600N，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力F的功率为100W
B．动滑轮重400N
C．此工人的质量可以小于100kg
D．该滑轮组的机械效率为89.7%
【答案】B
【详解】A．由图知，n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力做功的功率P=Fv=1000N×0.2m/s=200W，故A错误；
B．不计绳重和滑轮组的摩擦，根据
可得动滑轮重力G动=2F－f=2×1000N－1600N=400N，故B正确；
C．人向下拉绳时，人对绳的最大拉力等于人的重力，要拉动建材，工人的质量不可以小于，故C错误；
D．拉力端移动距离s=2s物，滑轮组的机械效率，故D错误。
故选B。
8．（2023·广西南宁·校考模拟预测）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两次所做的有用功相等
B．绳子受的拉力F1和F2大小相等
C．乙滑轮组的机械效率能达到100%
D．甲滑轮组中B滑轮相当于省力杠杆
【答案】A
【详解】A．用甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度，根据W有＝Gh可知，两次所做的有用功相等，故A正确；
B．由图可知，n甲＝2，n乙＝3，在物重和动滑轮重相同的情况下，根据可知，
，F1≠F2，故B错误；
C．使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故C错误；
D．由图可知，甲滑轮组中B滑轮是定滑轮，实质是等臂杠杆，不能省力，故D错误；
故选A。
9．（2023·福建漳州·校联考模拟预测）某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，物块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（ ）
A．滑轮移动的速度为B．手对滑轮的拉力为2f+F
C．木板A所受拉力做功的功率为D．手对滑轮拉力做的功为2Fs
【答案】C
【详解】A．木板A的移动速度
动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度等于木板移动速度的二分之一，大小为
故A错误；
B．因为弹簧测力计的示数为F，物体B相对于地面静止，所以物体B在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可知，B受到的摩擦力也是F，方向水平向右，A受到B的摩擦力和B受到A的摩擦力是相互作用力，A受到B的摩擦力fA=F
方向水平向左，此时地面给A的摩擦力水平向左，绳子的拉力F绳=F+f
因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，根据动滑轮的特点可知，手对滑轮的拉力F拉=2F绳=2(F+f)，故B错误；
C．A受到的拉力等于绳子的拉力，即F′=F+f
木板A所受拉力做功的功率，故C正确；
D．手对滑轮拉力做的功，故D错误。
故选C。
10．（2022·江苏苏州·校考模拟预测）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法提升重为的物体时，机械效率为，下列判断正确的是（ ）
A．用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率为
B．拉力的大小为
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，做功少
【答案】B
【详解】．忽略绳重及一切阻力，由滑轮组的机械效率
可知，动滑轮的重力
则用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率，故A错误；
B．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为的物体时，机械效率为，由图甲可知吊起动滑轮绳子的股数，由
可知，拉力的大小，故B正确；
．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同即和做功相同，机械效率也相同，故CD错误；
故选
二、多选题
11．（2023·云南保山·统考二模）如图所示是某建筑工地上工人用滑轮组拉动货物的情形，货物重2500N，工人用F为400N的拉力在10s将货物沿水平方向匀速拉动4m，下列分析正确的是（ ）
A．沿水平方向拉动该物体使其做匀速直线运动时，物体重力对拉力F的大小无影响
B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s
C．拉力F的功率为160W
D．此滑轮组的机械效率为62.5%
【答案】BD
【详解】A．滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，而水平面上物体对水平面压力大小等于物体的重力，所以物体重力不同时，沿水平方向匀速直线运动时受到摩擦力不同，由二力平衡知识知，拉力F＝f，所以拉力F也不同，故A错误；
B．由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，由s＝ns物和可得，绳端移动速度
故B正确；
C．拉力的功率，故C错误；
D．滑轮组的机械效率，故D正确。
故选BD。
12．（2022·山东青岛·统考二模）如图所示滑轮组，用50N的拉力，匀速提升60N的重物，10秒钟绳自由端移动距离为4m，不考虑绳重和绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重40N
B．重物上升的速度为0.8m/s
C．拉力的功率为20J
D．若用该滑轮组提升120N的重物，机械效率为75%
【答案】AD
【详解】A．一共有两段绳子承担动滑轮重，故动滑轮重
故A正确；
B．重物上升的速度为
，故B错误；
C．拉力的功率为，故C错误；
D．若用该滑轮组提升120N的重物，机械效率为，故D正确。
故选AD。
13．（2023·河南·河南省实验中学校考模拟预测）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，不考虑绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．当绳子的拉力F是300N时，最多可运送4件货物
C．当某次运送2件货物时，滑轮组的机械效率为75%
D．当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是200N
【答案】AD
【详解】A．由图乙可知，当运送1件货物时，滑轮组机械效率为，不考虑绳重和摩擦，根据
可知，动滑轮重力为 ，故A正确；
B．由图可知，，不考虑绳重和摩擦，当绳子的拉力F是300N时，根据可知物重为
，由于每件货物重100N，所以最多可运送5件货物，故B错误；
C．当某次运送2件货物时，不考虑绳重和摩擦，根据
可知，滑轮组的机械效率为：
故C错误；
D．不考虑绳重和摩擦，当某次运送3件货物时，绳子的拉力为
故D正确。
故选AD。
14．（2023·山东菏泽·统考二模）如图所示，用同一个动滑轮先后用甲和乙两种不同方式提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则（ ）
A．拉力大小F甲=F乙B．拉力做功的功率大小是P甲=P乙
C．拉力做的有用功W甲有用=W乙有用D．动滑轮的机械效率η甲=η乙
【答案】BCD
【详解】A．如图，有受力分析可知
F甲＝2mg
故F甲＝2F乙，故A不符合题意；
B．若物体的速度为v，则甲的速度为，乙的速度为2v，甲、乙功率分别为
故P乙＝P甲，故B符合题意；
C．有用功为
W有＝Gh＝mgh
甲、乙中m、h均相同，故有用功相等，故C符合题意；
D．因为不计绳重、摩擦及动滑轮重，故额外功为零，甲、乙机械效率均为1，故D符合题意。
故选BCD。
15．（多选）（2023·四川泸州·校考模拟预测）如图甲所示用一个动滑轮和卷扬机提升重物，卷扬机的恒定功率为1000W。在卷扬机拉力F的作用下，重为4500N物体A竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示。用该装置匀速提升物体B时，物体B竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示，不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A竖直移动的速度为20m/s
B．动滑轮的重力大小为500N
C．提升物体B时动滑轮的机械效率为90%
D．2秒内滑轮对物体B做的有用功为1900J
【答案】BD
【详解】A．由图乙可知，提升物体A时，2.0s内物体升高的高度为
物体A的移动速度为，故A错误；
B．由图甲可知，动滑轮承载物体的绳子有效股数为n=2，绳子自由端移动的速度为
由可得，提升物体A时的拉力为
不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，由
可得，动滑轮重力为，故B正确；
CD．由图乙可知，提升物体B时，2s内物体B升高的高度为
物体B的速度为
绳子自由端移动的速度为
由可得，提升物体B时的拉力为
不计绳重和滑轮与轴间的摩擦，由
可得，物体B的重力为
拉力做的有用功为
拉力端移动距离
拉力做的总功为
由
可得，动滑轮的机械效率为，故D正确，C错误。
故选BD。
16．（多选）（2023·河南郑州·校考模拟预测）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，拉力为400N，则下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的速度是
B．所做额外功为1000J
C．此过程的机械效率为
D．若匀速提升重物的速度变快，则“车梯”的机械效率变高
【答案】AC
【详解】A．由图可知绳子承重段数，绳子自由端移动的距离
绳端移动的速度，故A正确；
B．拉力做的有用功
拉力做的总功
则所做的额外功，故B错误；
C．滑轮组的机械效率，故C正确；
D．由，可知，“车梯”的机械效率与匀速提升重物的速度无关，故D错误。
故选AC。
17．（多选）（2023·山东滨州·统考二模）如图是塔式起重机的简易示意图，滑轮组可在起重臂上左右移动。现将重1.5×104N的货物沿竖直方向向上吊起3m，用时6s，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的五分之一，已知动滑轮总重为5000N。下列说法正确的是（ ）
A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动，能安全吊起货物的最大质量将减小
B．此过程滑轮组的机械效率为60%
C．绳端拉力为6250N
D．拉力做功的功率为3125W
【答案】BC
【详解】A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动时，左侧的力和力臂不变，右侧的力臂减小，由杠杆平衡条件可知，右侧的力增大，因此能安全吊起货物的最大质量将增大，故A错误；
B．拉力做的有用功W有＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J
克服动滑轮重力做的额外功W动＝G动h＝5000N×3m＝1.5×104J
由题意可知，克服绳重和摩擦做的功
则总功
解得：W总＝7.5×104J；则滑轮组的机械效率，故B正确；
C．由图可知绳子承重段数n＝4，绳子自由端移动的距离s＝nh＝4×3m＝12m
由W总＝Fs可知，绳端拉力，故C正确；
D．拉力做功的功率，故D错误。
故选BC。
三、填空题
18．（2022·陕西·统考二模）速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，如图为输电线的牵引闲置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，其中定滑轮的作用是 ，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为 N，若某段时间内输电线A端向右移动了10cm，则坠砣上升了 m。（不考虑钢绳的热胀冷缩）
【答案】 改变力的方向 5000 20
【详解】[1]定滑轮既不省力，也不费距离，但可以改变力的方向。
[2]动滑轮受到1×104N向右的拉力以及向左两个相等的绳子拉力，三个力平衡，而绳子拉力等于坠砣的重力，所以
[3]坠砣连接的相当于自由端，A端相当于连接物体端，故坠砣移动距离是A端移动距离的n倍，n为绳子段数，且n＝2，故坠砣上升的距离为h＝2sA＝2×10cm＝20cm
19．（2023·辽宁铁岭·统考三模）如图所示，重24N的物体在拉力F的作用下10s内匀速上升了1m，每个滑轮的重力都是6N，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为 ；拉力F的功率为 W；悬挂滑轮组的绳子A受到的拉力是 N。
【答案】
【详解】[1]克服物体重力做的有用功
不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的额外功
拉力做的总功
滑轮组的机械效率
[2]拉力F的功率
[3]由图知，承担重物绳子的段数，由
可得，绳端拉力
定滑轮受到绳子A向上的拉力、竖直向下的重力和三段绳子竖直向下的拉力，由平衡力的知识可知，悬挂滑轮组的绳子A受到的拉力
20．（2023·广西·九年级校联考专题练习）如图所示，人与木块重分别为600N和400N，假设人与木块、木块与水平面间的粗糙程度均相同，绳与滑轮间摩擦不计，则当人用100N的力拉绳，使人与木块一起匀速向右运动时，人与木块间相互作用的摩擦力大小为 N，木块对水平面的摩擦力的大小为 N。
【答案】 100 200
【详解】[1]对人进行受力分析，人受重力、木块对人的支持力、绳子的拉力F、向左的静摩擦力，
人向右做匀速直线运动，人受到绳子的拉力与静摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，人受到的摩擦力f=F=100N
[2]对木块进行水平方向的受力分析，水平方向上，木块受到人对木块向右的摩擦力f人，绳子对木块向右的拉力F拉，地面对木块向左的摩擦力f地，木块在水平方向上做匀速直线运动，则这三个力之间的关系是
f地=F地+f人
由相互作用力的特点可知，F地=F=100N，f人=f=100N
可知水平面对木块的摩擦力f地=100N+100N=200N
由相互作用力的特点可知，木块对水平面的摩擦力大小为200N，方向向左。
21．（2023·云南昆明·昆明市实验中学校考三模）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触，图中为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣，总重为5000N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦。输电线A端受到的拉力大小为 N，若某段时间内输电线A端向右移动了10cm，坠砣重力所做的功为 J。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
【答案】 1×104 1000
【详解】由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数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
则输电线A端受到的拉力大小
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度
坠砣重力所做的功
22．（2023·河北沧州·统考二模）如图是甲、乙两人分别用两装置在相同的时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，每个滑轮重小于物重，则：两人拉绳子的力 ，甲、乙两人做功的效率关系 （均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 大于 大于
【详解】[1][2]由题知，质量相等的重物，重物重力相同（设其大小为G）。对于图甲，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以；如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，该装置的额外功为0，机械效率。对于图乙，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以，由因为每个滑轮重小于物重，所以；如果考虑滑轮质量，空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计，但是提起动滑轮要做额外功，该装置的额外功大于0，所以机械效率；由以上分析可知，大于；大于。
23．（2023上·江苏苏州·九年级校考阶段练习）某工地上，一个体重为600N的工人，用如图甲所示的滑轮组和吊篮运送建材上楼，每次运送量不定，装置的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，装置中摩擦力及绳重忽略不计。则该名工人使用此装置做功的最大机械效率是 ，若该工人做功的最大平均功率是300W，则此装置在一次提升最大重量建材时，建材上升的最大速度是 m/s。
【答案】 83.3% 0.25
【详解】[1]由图象知，提起建材重力为200N时的机械效率为50%，摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率，即
解得，绳端的最大拉力等于工人重力，即
由图知，承担重物绳子的段数n＝2，由可得，能提升建材的最大重力
同一滑轮组，提升物体越重机械效率越高，所以使用此装置做功的最大机械效率
[2]由可得，提升最大重量建材时，绳子自由端移动的最大速度
因，则建材上升的最大速度
24．（2023·广西河池·统考一模）工人用如图所示的装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工人所用拉力F为120N，那么A移动过程中拉力F做功为 J；如果此装置机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为 N。
【答案】 1080 270
【详解】[1]滑轮组的股数为，A移动过程中拉力F移动的距离为
则拉力做的功，即总功为
[2]由可得滑轮组的有用功为
工人克服摩擦力做的功为有用功，则摩擦力为
25．（2022·江苏连云港·统考二模）如图，工人用滑轮组将700N的重物在10s时间内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则工人做功的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ％。
【答案】 160 87.5
【详解】[1]由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数，不计绳重及摩擦，拉力为
拉力端移动的距离为
工人做功为
工人做功的功率为
[2]有用功为
滑轮组的机械效率为
四、作图题
26．（2022·贵州铜仁·校考模拟预测）请你用笔画代替绳子，在图中画出滑轮组最省力的绕法。
【答案】
五、计算题
27．（2022·四川自贡·统考二模）图甲所示是动滑轮拉着实心长方体A沿竖直方向始终以的速度匀速下降的情景。如图乙所示是实心长方体A下降到水底之前弹簧测力计的拉力F随时间t变化的图像，动滑轮的质量为1kg，不计绳重和机械之间的摩擦，动滑轮始终在空中，不考虑水面高度的变化，求：
（1）动滑轮重；
（2）实心长方体A的高；
（3）当实心长方体A下降到水底（水底视为水平面），卸掉绳子后，它对水底的压强。
【答案】（1）10N；（2）1m；（3）2500Pa
【详解】解：（1）动滑轮的重力
（2）由图乙可知，实心长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间
根据可得实心长方体A的高度
（3）由图乙可知，前10s测力计的拉力不变，为30N，由图甲知动滑轮有两段绳子承担物重，即n=2，由
得物体的重力为
在，此时长方体在空气中的拉力减小，是实心长方体A从与水面接触到完全浸没，由图可知，当实心长方体A完全浸入水中时，拉力，由力的平衡条件可得此时拉力
所以实心长方体A受到的浮力
由得实心长方体A的体积
则实心长方体A的底面积
当实心长方体A下降到水平的水底，卸下绳子后，对A受力分析，实心长方体A受到重力、浮力、水底的支持力的作用，则水底的支持力
根据力的作用是相互的可知，实心长方体A对水底的压力
则实心长方体A对水底的压强为
答：（1）动滑轮重力为10N；
（2）实心长方体A的高为1m；
（3）当实心长方体A下降到水底（水底视为水平面），卸掉绳子后，它对水底的压强2500Pa。
28．（2023·黑龙江绥化·校考模拟预测）如图所示，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为、密度为的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（，）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）金属块受到的浮力大小；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端拉力功率为多大？
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？
【答案】（1）1.2×104Pa；（2）1×103N；（3）850N；（4）85%
【详解】解：（1）水池底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105pa
（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积V排=V=0.1m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N
（3）由得金属块的质量m=ρV=2.7×103kg/m3×0.1m3=270kg
金属块的重力G=mg=270kg×10N/kg=2700N
由图可知，n=2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力
作用于绳子末端拉力功率
（4）由图知，n=2，绳端移动距离s=2h'=2×0.5m=lm
若实际所用拉力为1000N，则总功为W总=Fs=1000N×1m=1000J
使用滑轮组所做的有用功W有用=（G-F浮）h=（2700N-1000N）×0.5m=850J
此时该滑轮组的机械效率
答：（1）水池底部受到水的压强是1.2×104Pa；
（2）金属块受到的浮力大小是1×103N；
（3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力大小是850N；
（4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为85%。
29．（2023·黑龙江绥化·校考三模）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为，密度为动滑轮重为600N，电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：
（1）的重力。
（2）浸没在水中受到的浮力。
（3）向下运动的最小速度。
（4）向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。[注：（3）（4）问结果保留一位小数]
【答案】（1）3000N；（2）6000N；（3）；（4）83.3%
【详解】解：（1）由可得，A的质量为
A的重力为
（2）A浸没在水中时排开水的体积为
A浸没在水中受到的浮力为
（3）由图可知，由
可知，当绳子对物体A拉力最大时，A向下运动的速度最小，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力为
由
可得，绳子端向上运动的最小速度为
则A向下运动的最小速度为
（4）由滑轮组机械效率的影响因素可知，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，滑轮组的机械效率最大，因为不计绳重、摩擦和水的阻力，滑轮组机械效率的最大值为
答：（1）A的重力为3000N；
（2）A浸没在水中受到的浮力为6000N；
（3）A向下运动的最小速度为；
（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为。
30．（2023·山东泰安·统考二模）小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为，每只鞋与地面的接触面积为，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力为400N，物体上升的速度为，滑轮组的机械效率为，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。取。
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
【答案】（1）120W；（2）1080N；（3）1.2×104Pa
【详解】解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的速度v绳=nvA=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F做功的功率
（2）由，可得，物体A所受的重力GA=ηnF=90%×3×400N=1080N
（3）小华的重力G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N
小华站立在地面上拉绳子的过程中，因力的作用是相互的，绳子对小华有竖直向上的拉力 F拉=F=400N
地面对小华的支持力F支=G小华-F拉=640N-400N=240N
小华对地面的压力和地面对小华的支持力是相互作用力，小华对地面的压力F压=F支=240N
受力面积（小华与地面的接触面积）S=2×100cm2=200cm2=0.02m2
小华对地面的压强
答：（1）拉力F做功的功率是120W；
（2）物体A所受的重力是1080N；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有1.2×104Pa。
一、单选题
1．（2023·山东菏泽·统考中考真题）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（ ）
A．重力做功数值为Gs
B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs
D．使用此滑轮既省力又省功
【答案】C
【详解】A．物体在水平地面上匀速运动，重力的方向竖直向下，物体没有在重力的方向上通过一定的距离，重力做功为零，故A错误；
B．图中滑轮是动滑轮，拉力移动的距离s′=2s
拉力做功W=Fs′=F×2s=2Fs，故B错误；
C．摩擦力做功Wf=fs，故C正确；
D．摩擦力做功可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用此滑轮不能省功，故D错误。
故选C。
2．（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】A．分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦，则根据杠杆平衡条件可得
则
B．由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重G，即F=G；
C．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
D．由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一，即；
综上分析可知，最省力的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）用如图所示的滑轮组，把重1200N的货物在4s内匀速提高2m，每个滑轮重为300N，不计摩擦及绳重。下列说法正确的是（ ）
A．所做的有用功为7200JB．拉力F大小为750N
C．拉力F的功率为250WD．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】A．所做的有用功为W有=Gh=1200N×2m=2400J，故A错误；
B．由图可知，n=3，拉力F大小，故B错误；
C．拉力F所做的有用功W有=Fs=Fnh=500N×3×2m=3000J
拉力F的功率为，故C错误；
D．滑轮组的机械效率为，故D正确。
故选D。
4．（2023·内蒙古通辽·统考中考真题）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s
B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N
D．拉力F所做的有用功的功率为480W
【答案】D
【详解】A．由题意可知，绳子自由端移动的速度为v=0.6m/s，且动滑轮上有两股绳子承重，故可得汽车移动的速度为
B．汽车移动的距离为s0=1.2m，故绳子自由端移动的距离为s=2s0=2×1.2m=2.4m
绳子自由端的拉力为F=1000N，故由W=Fs可得，拉力F做的功为W总=Fs=1000N×2.4m=2400J，故B错误；
C．因滑轮组的机械效率为80%，故可得滑轮组所做的有用功为
由W=Fs可得，汽车受到绳子的拉力为
因汽车在水平方向上受到向左的绳子拉力F0和向右的摩擦力f，由力的平衡可得，汽车受到的摩擦力为
f=F0=1600N，故C错误；
D．由P=Fv可得，拉力F所做的有用功的功率为P有=F0v0=1600N×0.3m/s=480W，故D正确。
故选D。
5．（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（ ）
A．F甲=200N，并向上移动4m
B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m
D．F乙=400N，并向上移动lm
【答案】D
【详解】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以
拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m，故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N
拉力端移动的距离为，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题
6．（2023·辽宁营口·统考中考真题）如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下， 3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m， 不计绳和滑轮自重， 滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为 1m /s
B．在此过程中所做的额外功为15J
C．物体与地面间的滑动摩擦力为 18N
D．拉力F增大时， 物体A受到地面的摩擦力一定变大
【答案】AC
【详解】A．由题图可知，与动滑轮相连的绳子的股数，当物体A在3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，则绳子自由端移动的距离为3m，则绳自由端移动的速度为，故A正确；
B．此过程中，拉力做的总功为
又滑轮组的机械效率为90%，则在此过程中所做的额外功为，故B错误；
C．由于物体A匀速运动，且不考虑绳和滑轮自重，则可知绳子给物体A的拉力等于物体A受到的摩擦力，由于，F=10N，则有
故C正确；
D．由于地面的粗糙程度不变，且物体A对地面的压力大小不变，则摩擦力大小不会变，当拉力F增大时， 物体A受到地面的摩擦力大小不会变，故D错误。
故选AC。
三、填空题
7．（2023·辽宁锦州·统考中考真题）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是 J，拉力F的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N。（不计绳重和滑轮重）
【答案】 40 4 32
【详解】[1][2]不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离
s绳=2s物=2v物t=2×0.1m/s×10s=2m
弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J
拉力做功的功率
[3]由
得到物体与地面间的滑动摩擦力f=η×2F=80%×2×20N=32N
8．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2s内物体上升20cm，G物=10N，F=6N，不计绳重和摩擦。
（1）重物上升的速度v物= m/s；
（2）动滑轮的重G动= N，滑轮组的机械效率η= %；
（3）小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将 。
【答案】 0.1 2 83.3 不变
【详解】（1）[1]由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，重物上升的速度为
（2）[2]不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮重力为G动=nF-G物=2×6N-10N=2N
[3]滑轮组的机械效率为
（3）[4]不计摩擦及绳重，额定功的来自克服动滑轮重力做的功，改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，有用功W有=Gh，额外功W额=G动h，总功W总=Gh+G动h，根据
可知，只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将不变。
9．（2023·山东德州·统考中考真题）利用如图所示的滑轮组将重的重物竖直匀速提升，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ，拉力 N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会 （选填“提高”、“降低”或“不变”）。
【答案】 9 100 提高
【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m
[2]根据题意知滑轮组的机械效率为80%，由得，
解得F=100N。
[3]增加重物的重力时，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将提高。
10．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，将质量为的重物内匀速提升，作用在绳端上的拉力为。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为 N，该滑轮组的机械效率为 。
【答案】 40 90%
【详解】[1]重物的重力G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重和摩擦，动滑轮受到的重力G动=nF-G=2×200N-360N=40N
[2]绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m
有用功W有=Gh=360N×1m=360J
总功W总=Fs=200N×2m=400J
该滑轮组的机械效率为
11．（2023·湖北十堰·统考中考真题）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 （选填“A”或“B”）能省力，某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 。
【答案】 A 电梯对人的支持 30.6%
【详解】[1]由图可知，A是动滑轮可以省力，B是定滑轮不能省力。
[2]依题意人被匀速提升，则人所受的重力与电梯对人的支持力是一对平衡力。
[3]依题意，绳子承重段数n=2，则绳子自由端速度为
绳子自由端受到的拉力为
人的重力为
则电梯的机械效率为
12．（2023·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F=2.5N的拉力作用下，物体上升了1m，则拉力做的有用功是 J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为 J。
【答案】 10 3
【详解】[1]该滑轮组克服物体重力做有用功，所做有用功
[2]物体上升1m，则从下数的第一个动滑轮也上升h1=1m，其右侧绳端上升2m；从下数的第二个动滑轮上升h2=2m，其右侧绳端上升4m；从下数的第三个动滑轮上升h3=4m，其右侧绳端上升8m，即绳子自由端移动的距离s=8m，拉力做的总功
克服动滑轮重力做的额外功
则克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功
四、计算题
13．（2023·湖南长沙·统考中考真题）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J
【详解】解：（1）杠铃片上升的速度
（2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功
答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。
14．（2023·山东烟台·统考中考真题）在宜居宜业和美乡村建设中，某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示，某次搬运过程中，工人在的时间内，将8袋水泥匀速提起，电动机牵引绳子的拉力F为，每袋水泥质量为。g取，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数)；
（3）为了一次能提升更多的水泥，物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计，如图乙所示。假设升降机足够稳定，电动机输出功率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍为，吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥？
【答案】（1）；（2）83.3%；（3）14
【详解】解：（1）如图甲所示，动滑轮上绕2条绳，则n=2，水泥被匀速提起，绳子自由端移动的距离为12m，则拉力F做功为
则拉力F做功的功率为
（2）由题可知8袋水泥重力为
升降机搬运水泥做的有用功为
则滑轮组的机械效率为
（3）如图乙所示，动滑轮上绕3条绳，电动机牵引绳子的拉力仍为，则绳子能够拉起物体的总重力为
吊篮及动滑轮的总重力为，不计绳重和摩擦，则一次能拉起水泥的重力为
每袋水泥重力为
则这种设计的装置一次能提起水泥的袋数为
答：（1）拉力F做功的功率为；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）不计绳重和摩擦，这种设计的装置一次能提起14袋水泥。
15．（2023·福建·统考中考真题）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
【答案】（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0
【详解】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小
（2）绳端移动距离
绳拉力F做的功
绳拉力F的功率
（3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由表中数据可知，当，压力，即最大载重
装置的最大机械效率
（4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
知识点
考点
好题冲关
机械效率
滑轮组的组装（2典例+4即时检测）
基础过关（25）
滑轮
竖直方向上滑轮组及其相关计算（1典例+3即时检测）
能力提升（30）
斜面与轮轴
水平方向滑轮组及其相关计算（1典例+3即时检测）
真题感悟（15题）
斜面效率及其相关计算（1典例+3即时检测）
含滑轮组装置复杂机械效率的计算（2典例+4即时检测）
比较
分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴________的滑轮
和重物一起_______的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
_______杠杆
动力臂为阻力臂倍的杠杆
特点
不能__________但是能改变_________
能省_________的力，但不能改变________
在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝__________
距离的关系
___________
____________
______________
F压/N
…
400
600
800
900
1000
…
RF/Ω
…
800
500
300
200
100
…
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