4.1.2簡單機械-滑輪（滑輪組選學）一、單選題1．用下列方法勻速提升同一重物，若不計繩子、滑輪的重力及摩擦，其中最省力的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】不計繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體G；A．此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即；B．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有2股，則；C．此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F3=G；D．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有3股，則，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。2．在定滑輪和動滑輪的個數一定的情況下，決定滑輪組省力多少的規律是A．繩子的長度越長越省力B．省力多少是一定的C．拉住定滑輪的繩子的段數越多，越省力D．拉住動滑輪和物體的繩子的段數越多，越省力【答案】D【分析】滑輪組的省力特點是滑輪組由幾段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重的幾分之一．并且會判斷承擔物重的繩子段數．【解析】根據滑輪組的省力特點，承擔物重的繩子段數越多，越省力．與繩子的長度無關．所以A.B錯誤．判斷承擔物重的繩子段數關鍵是看有幾段繩子拉著動滑輪．所以C錯誤，D正確．3．工人用如圖所示的裝置運送砂石。下列說法正確的是（）A．滑輪組中的定滑輪只能改變力的方向B．圖中動滑輪相當于一個費力杠桿C．繩子自由端下拉1m，桶上升2mD．質量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石【答案】A【解析】A．定滑輪能改變力的方向，但不能改變力的大小，故A正確；B．動滑輪實質是動力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，故B錯誤；C．由圖知，n=2，拉力端移動距離s=2h，若繩子自由端下拉1m，則桶上升0.5m，故C錯誤；D．工人向下拉繩子時，繩子會對人施加向上的拉力，為避免人被繩子拉上去，所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kg×10N/kg=650N不計繩重、動滑輪重和摩擦時，利用該滑輪組能提起的最大物重G最大=2F最大=2×650N=1300N則提升物體的最大質量m最大==130kg故D錯誤。故選A。4．如圖所示，每個滑輪的重力相等，不計繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止．則每個動滑輪的重力為（）A．3N B．6N C．11N D．22N【答案】B【分析】分析可知滑輪組承擔物重的繩子股數n，不計繩重和摩擦力，拉力F＝（G+G輪），因為拉力相同，據此列方程求動滑輪的重力．【解析】由圖知，承擔物重的繩子股數分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設動滑輪的重力為G輪，不計繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F2＝（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（G1+G輪）＝（G2+G輪），即：（60N+G輪）＝（38N+G輪），解答動滑輪的重力：G輪＝6N．故選B．5．把質量相等的A、B兩物體掛在圖所示的滑輪組下面，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，放手后（）A．A上升，B上升 B．A下降，B上升C．A、B均靜止 D．A上升，B下降【答案】B【解析】由圖可知滑輪組的繩子有效股數為2，要將物體B拉起，繩子自由端的拉力為；現繩子自由端的實際拉力為，因為A、B的質量相等，所以，所以實際拉力大于，所以A下降，B上升。故選B。6．如圖，用相同滑輪組裝成甲、乙兩種裝置，用相等拉力F分別勻速提升重為G1=56N、G2=36N的兩個物體，不計繩重和摩擦，則每個動滑輪的重力為（）A．2N B．4N C．8N D．10N【答案】B【解析】由圖甲可知，n=3，不計繩重和摩擦，根據可得G動=3F-G1①由圖乙可知，n=2，不計繩重和摩擦，根據可得G動=2F-G2②則3F-G1=2F-G2代入數據F=G1-G2=56N-36N=20NF=20N代入①，可得G動=3F-G1=3×20N-56N=4N故選B。7．小明利用兩個滑輪A、B組成如圖所示的裝置，將兩個重力相等的重物、分別掛在繩子兩端，若不計滑輪、繩子的重力和摩擦，下列說法正確的是A．A、B均為定滑輪 B．A、B均為動滑輪C．放手后上升 D．放手后上升【答案】C【分析】滑輪?滑輪組的特點?！窘馕觥緼B．由圖可知，上面的滑輪固定不動，是定滑輪；下面的滑輪和物體一起移動，是動滑輪；故AB錯誤；CD．根據定滑輪和動滑輪的工作特點，若不計滑輪、繩子的重力和摩擦，定滑輪左端繩子對動滑輪的拉力應為，則施加在動滑輪左端的拉力應為：；已知、重力相等，所以，放手后下降，上升。故C正確，D錯誤?！军c睛】中等偏易題.失分原因如下：AB．不能判斷兩個滑輪使用時是“固定不動”還是“隨重物上下移動”；CD．①不能判斷出滑輪屬于定滑輪，從而不能得出滑輪上端的拉力；②不能判斷出滑輪屬于動滑輪，從而不會利用動滑輪力的特點進行判斷。8．如圖所示的裝置,重100N的物體A在水平面做勻速直線運動,作用在繩自由端的拉力F是20N,則下列判斷正確的是(不計滑輪重和滑輪間摩擦)A．作用在物體A上水平拉力是100NB．作用在物體A上水平拉力是20NC．物體A受到的滑動摩擦力是80ND．物體A受到的滑動摩擦力是40N【答案】D【解析】AB．根據二力平衡的條件進行分析,因為有兩條繩子作用在動滑輪上,所以作用在物體A上的水平拉力F=2×20N=40N;故AB錯誤；CD．因為物體勻速運動,所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小為40N，故C錯誤，D正確．9．小衡同學的最大拉力是400N，他想站在地上將重900N的物體提起2m，請你在圖中選擇可能的裝置，幫他繞上繩子組成滑輪組解決問題（動滑輪重不計）（）

A．只能選丁B．只能選丙和丁C．只能選乙、丙、丁D．甲、乙、丙、丁都能選【答案】B【解析】承擔物重的繩子段數為所以此滑輪組至少由3段繩子承擔物重，拉力方向需要向下，所以至少需要一個動滑輪和兩個定滑輪。甲、乙均只有一個定滑輪，不能滿足拉力方向向下，所以只能選丙和丁。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。10．電梯是高層住宅必備的交通工具。如圖所示是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、對重、電動機、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成。電動機和對重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非?？拷?，轎廂與對重的運動方向始終相反（不計鋼絲繩重力和一切摩擦）。對重的質量為400kg，空轎廂的質量是500kg，小李一人乘坐電梯，勻速下降時右側鋼絲繩受到的拉力為1650N，則小李的質量為。若還是小李一人乘該電梯勻速上升，右側鋼絲繩拉力。（）A．75kg大于1650NB．75kg等于1650NC．65kg大于1650ND．65kg等于1650N【答案】D【解析】左側鋼絲繩的拉力為F左=G對重=m對重g=400kg×10N/kg=4000N轎廂的重力為G轎廂=m轎廂g=500kg×10N/kg=5000N由題意知F左+F右=G轎廂+G小李所以G小李=F左+F右-G轎廂代入數值得G小李=4000N+1650N-5000N=650N所以小李的質量為m小李==65kg當小李乘此電梯上升過程中，電梯仍然是平衡狀態，所以右側鋼絲繩的拉力還是1650N。故選D。二、填空題11．如圖，用一滑輪來提升物體，不計滑輪和繩子的重力以及摩擦力，若作用在繩子上的力為100N時，剛好能使物體勻速上升，則物體重________N；若繩子移動了4m，則物體要移動________m。【答案】2002【解析】[1]由兩段繩子吊著物體，則在不計滑輪和繩子的重力以及摩擦力時，物重為G=2F=2×100N=200N[2]若繩子移動了4m，則物體要移動距離12．(1)使用如圖所示的滑輪組提起重物G，在圖中畫出最省力的繞線方法______；(2)若假定重物被提高1米，則拉力使繩端移動______米。【答案】3【解析】(1)[1]滑輪組由幾段繩子承擔物重，提起繩子用的力就是物重的幾分之一。承擔物重的繩子段數越多越省力，如圖所示：(2)[2]由圖知，此滑輪組由3段繩子承擔物重，繩端移動距離是物體上升高度的3倍，即13．小明和小杰握住兩根較光滑的木棍，小華將繩子的一端系在其中一根木棍上，然后如圖所示依次將繩子繞過兩根木棍，小明和小杰相距一定的距離握緊木棍站穩后，小華在圖A處拉繩子的另一端，用很小的力便能拉動他們。兩根木棍和繩子組成的機械相當于______，小明受到的拉力______小杰受到的拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。如果小華將繩子在木棍上又多繞幾卷，在小華拉力與上次相同時，小明和小杰的拉力將______。(填“變大”“變小”或“不變”)?！敬鸢浮炕喗M小于變大【解析】[1]從使用的情況看，兩根木棍和繩子組成的簡單機械是滑輪組。[2]由圖可見，小明那端木棍有6段繩子相連，小杰那端木棍有7段繩子相連，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。[3]如果小華將繩子在木棍上又多繞幾卷，繩子的段數增大，在小華拉力與上次相同時，小明和小杰的拉力將變大。14．如圖裝置，物體在水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10s，若物體在水平面滑動時所受摩擦力為重力的0.3倍，即f=0.3G，繩子所能承受的最大拉力為20N，不計滑輪與繩的重力及繩與滑輪的摩擦，則可以拉動物體的最大重力是_______N?！敬鸢浮?00【解析】滑輪組水平放置，克服的是重物與地面的摩擦力，如圖所示摩擦力由3股繩承擔，繩子所能承受的最大拉力為20N，最大摩擦力為60N，即f=0.3G=60NG=200N故物體的最大重力是200N。15．如圖所示，放在水平地面上的物體A重1200N，當繩子自由端移動6m時，物體A移動______m。若不計滑輪重和滑輪與繩之間的摩擦，拉力F=60N時，物體A恰好沿水平方向勻速前進，則物體A與地面之間摩擦力大小為______N?！敬鸢浮?180【解析】[1]由圖知道，滑輪組上繩子的有效股數n=3，由s繩=ns物知道，物體A移動的距離[2]不計滑輪重和滑輪間的摩擦，則繩端的拉力，所以物體A與地面間的摩擦力f=3F=3×60N=180N16．如下圖所示，在兩墻之間同一水平面上的A、B兩處用彈簧測力計和滑輪相連，不計彈簧測力計、滑輪重和摩擦，若拉力F=5N，則彈簧測力計P示數是_________N，彈簧測力計Q的示數是_________N。【答案】1510【解析】[1][2]因為有三段繩子向右拉左邊的滑輪，所以彈簧測力計P的示數是拉力F的3倍；而有兩段繩子向左拉右邊的滑輪，故彈簧測力計Q的示數是拉力F的2倍．所以彈簧測力計P的示數是15N，彈簧測力計Q的示數是10N。17．一位同學用如圖所示的兩種方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙兩圖的動滑輪重相同，不計繩重及機械摩擦，圖甲中人的拉力_____圖乙中人的拉力。甲收繩的速度_____乙收繩的速度。（選填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】大于小于【解析】[1]從圖甲可以看到，有兩根繩子托著動滑輪，而圖乙有三根繩子托著動滑輪，物體和動滑輪的重力相同，即，那么人的拉力分別是可知，即圖甲中人的拉力大于圖乙中人的拉力。[2]由上述可知，設重物上升的速度是，圖甲中人收繩的速度是，圖乙中人收繩的速度是，可知，即甲收繩的速度小于乙收繩的速度。18．如圖所示，GA=10N，GB=20N，現用一水平向右的力F作用物體A上，使A向右勻速滑動，則彈簧秤的示數為_________N，拉力F為_________N．（已知物體A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f與表面所受的壓力FN成正比，且，不計繩、彈簧秤、滑輪的重力和滑輪與軸之間的摩擦）．【答案】818【解析】如圖的滑輪組，當A向右勻速滑動時，測力計拉著B應向左滑動．根據得，B受到A的摩擦力為：；B受到地面的摩擦力為：；則B受到的摩擦力之和為：，根據二力平衡可得，要使B向左運動，測力計的示數為8N；與A相連的動滑輪，由兩段繩子拉著，所以動滑輪對A的拉力為16N；A與B間的摩擦力為2N，A要向右運動，根據平衡力的條件得拉力F為：．點睛：重點是滑輪組的工作特點和平衡力的應用，關鍵是明白，A要向右運動時，B應向左運動，然后從測力計開始分析可得結果．三、計算題19．一個物體重力為G，問：①如圖有幾股有效繩子？②繩子力是多大？（滑輪重力和繩子與滑輪間的摩擦力忽略不計）【答案】5，【解析】解：①凡是承擔動滑輪和重物的繩子都屬于有效繩子。由圖知有5股有效繩子。②根據滑輪組的平衡條件，因為滑輪重力和繩子與滑輪間的摩擦力忽略不計，所以繩子力為答：①如圖有5股有效繩子；②繩子力是。20．如圖中甲是起重機正在吊起重物的情景，乙圖是吊臂上B端的滑輪組示意圖。鋼繩末端的拉力F使重物正在以0.5m/s的速度豎直勻速上升。已知重物重3×104N，每個滑輪重150N。不計繩重與摩擦。請解答以下問題：（1）寫一條甲圖中應用到的物理知識。（2）經過10s鋼繩末端拉力F拉動的距離為多少m。（3）鋼繩末端的拉力F?！敬鸢浮浚?）見解析；（2）15m；（3）1.005×104N【解析】解：（1）起重機的車輪較多，壓力一定，可增大受力面積，減小對地面的壓強。（2）經過10s重物上升的高度h＝vt＝0.5m/s×10s＝5m從圖乙可知n＝3，則鋼繩末端拉力F拉動的距離s＝3h＝3×5m＝15m（3）不計繩重與摩擦，鋼繩末端的拉力F＝×(G+G動)＝×(3×104N+150N)＝1.005×104N答：（1）見解析；（2）經過10s鋼繩末端拉力F拉動的距離為15m；（3）鋼繩末端的拉力F為1.005×104N。四、實驗題21．圖中是測定滑輪組的機械效率的裝置．（1）實驗時，必須________向上提起彈簧測力計．（2）某同學用該滑輪組做實驗，記錄的兩組數據如下表，其中序號為________的一組有錯誤．實驗序號拉力F/N鉤碼重G/N線段提升距離s/m鉤碼上升高度h/m11.130.240.0820.720.120.36【答案】豎直勻速2【解析】【分析】（1）測滑輪組效率時，應豎直勻速向上提起重物．（2）由圖示滑輪組確定承重繩子的股數，然后分析表中實驗數據進行答題．【解析】(1)實驗時應豎直勻速向上提起彈簧測力計。(2)由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的股數n＝3，繩子自由端移動的距離s與鉤碼上升的高度h間的關系為：s＝nh＝3h，由表中實驗數據可知：第2組實驗數據中，s＝0.12m，h＝0.36m，h＝ns，這是錯誤的，把兩個數據弄反了。22．某同學用如圖所示的實驗裝置探究滑輪組的特點，相關數據記錄在下表中。實驗次數鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m140.101.80.3160.102.50.3360.152.5（1）實驗中，使用滑輪組提升重物時，應豎直向上______拉動彈簧測力計；（2）第二次實驗中，2s內鉤碼上升的高度為0.1m，則它運動的速度為______m/s；（3）第三次實驗中，繩端移動的距離為______m?！敬鸢浮縿蛩?.050.45【解析】（1）[1]實驗中，使用滑輪組提升重物時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，這樣才能使示數穩定，便于讀數。（2）[2]第二次實驗中，2s內鉤碼上升的高度為0.1m，則它運動的速度為（3）[3]由圖知，吊起動滑輪的繩子段數為3，第三次實驗中，繩端移動的距離為23．同學們共同研究滑輪和滑輪組的特點：

（1）他們研究定滑輪特點時，做的實驗如甲圖所示，據此可證明：使用定滑輪可以______，但不可以______；（2）他們研究動滑輪特點時，用動滑輪勻速豎直提升重物，如乙圖所示。據此可知，使用動滑輪可以______，但不可以______；（3）他們組裝滑輪組時，他們想：利用滑輪組提升重物能否省力呢？為此，他們進行的實驗如丙圖所示，物體的重力為2N，測力計的示數為0.8N，由圖可知，利用滑輪組提升重物能______，如果物體被提升的速度是0.2m/s，繩子自由端移動的速度是______m/s。【答案】改變力的方向省力省力改變力的方向省力0.6【解析】（1）[1][2]由甲圖知道，三種拉力情況，每次拉力的方向都不相同。在實驗過程中不斷改變拉力的方向，觀察測力計的示數都為1N，等于物重，故得出結論：定滑輪可以改變力的方向，但不省力。（2）[3][4]在圖乙中，拉力F=0.6N＜G=1N說明使用動滑輪時省力，但不能改變力的方向。（3）[5]由圖丙知道，物體的重力為2N，測力計的示數為0.8N，故利用滑輪組提升重物能省力。[6]物體上升10cm，繩子自由端上升30cm，故繩子自由端移動的速度為重物移動速度的3倍，故繩子自由端移動的速度v′=3v=3×0.2m/s=0.6m/s24．同學們共同研究滑輪的特點。

（1）他們研究定滑輪特點時，做的實驗如圖甲所示，據此可證明：使用定滑輪不省力，但可以改變______。他們通過進一步分析還發現：使用定滑輪時，相當于一個_______杠桿。（2）他們研究動滑輪特點時，用