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专题02 滑轮-2023-2024学年八年级物理第二学期期中期末高分突破（上海沪教版）
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这是一份专题02 滑轮-2023-2024学年八年级物理第二学期期中期末高分突破（上海沪教版），文件包含专题02滑轮原卷版docx、专题02滑轮解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共45页， 欢迎下载使用。
1．关于杠杆和滑轮，下列论述正确的是（ ）
A．因为定滑轮能改变用力方向，因此定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强
B．因为使用动滑轮最多能省一半力，所以使用动滑轮做功一定比定滑轮的少
C．若将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，则有可能既省力又能改变用力方向
D．作用在杠杆的动力和阻力，方向一定相反
【答案】C
【解析】A．定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费距，但是可以改变力的方向，但不能说明定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强，故A错误；
B．动滑轮实质是一个省力杠杆，最多能省一半力；但做功多少由力的大小和移动的距离共同决定，所以无法判断动滑轮做功和定滑轮做功的多少，故B错误；
C．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，既有定滑轮的改变力的方向，也有动滑轮的省力，故C正确；
D．作用在杠杆的动力和阻力分别在支点的两侧时，此时两个力的方向也有可能相同，故D错误。
故选C。
2．在日常生活中，能用100N的拉力提起重150N的物体的简单机械是（ ）
①杠杆
②斜面
③一个定滑轮
④一个动滑轮
A．只有①②③B．只有①②④C．只有①③④D．只有②③④
【答案】B
【解析】要用100N的拉力要提起重150N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在杠杆、斜面和动滑轮能达到省力的目的，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用100N的拉力能提起重150N的简单机械是杠杆①、斜面②和动滑轮④。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．如图，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，使该重物上升相同的高度，则力F1、F2及其所做的功W1、W2的大小关系为（ ）
A．F1>F2，W1＜W2B．F1>F2，W1=W2
C．F1>F2，W1>W2D．F1＜F2，W1＜W2
【答案】B
【解析】因为使用定滑轮不省力，所以F1=G；因为使用动滑轮能省一半力，所以不计滑轮重及摩擦，因此F1＞F2。不计滑轮重及摩擦，同一重物，用动滑轮和动滑轮提升的高度相同，它们克服物体的重力做的功相同，所以
W1=W2=Gh
故选B。
4．图甲、乙为工人施工中，利用滑轮提升物体的示意图，甲图中沿不同方向将一桶重为200N的泥沙提到高处，乙图中使用拉力F将一桶重为200N的泥沙提到高处（不计滑轮自重、绳重及轴摩擦），则（ ）
A．F1>F2>F3，F=100NB．F1=F2=F3，F=100N
C．F1>F2>F3，F≠100ND．F1=F2=F3，F≠100N
【答案】D
【解析】图甲为定滑轮，只能改变力的方向，不改变力的大小，故定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，拉力大小相等，即F1=F2=F3都等于物体的重力；图乙是动滑轮，使用动滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等（夹角越大，拉力越大），当拉力在竖直方向时，拉力等于物重的一半为100N，所以图乙中F大于100N，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．如图所示，物体A、B都处于静止状态，它们所受的重力分别是6N和14N，关于它们的受力情况，下面说法正确的是（ ）
A．物体A受到的合力是8N
B．物体A受到的拉力是14N
C．物体B受到重力与拉力的合力是8N
D．物体B受到地面的支持力是14N
【答案】C
【解析】AB．物体A受重力GA和绳子对A的拉力FA，因为物体A静止，所以物体A受到的重力和拉力是平衡力，由二力平衡的条件可知拉力
FA=GA=6N
物体A受到的合力为零，故AB错误；
CD．物体B受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力，由力的平衡可知物体B的重力
GB=F支+FB
因为力的作用是相互的，所以物体B受到拉力
FB=FA=6N
物体B受到重力与拉力的合力
F合=GB-FB=14N-6N=8N
物体B受到地面的支持力
F支=GB-FB=14N-6N=8N
故C正确，故D错误。
故选C。
6．如图所示，不计动滑轮与绳的重力以及之间的摩擦，在水平拉力F的作用下，物体M以0.5m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧测力计的示数为20N，则下列说法中错误的是（ ）
A．M受到地面的摩擦力为20N
B．动滑轮移动的速度是1m/s
C．拉力F的功率为10W
D．M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】A．弹簧测力计的示数为20N，即绳子对弹簧测力计的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f=F拉=20N
方向与物体运动方向相反，即水平向右，故A正确，不符合题意；
B．不计滑轮重，绳重及滑轮装置摩擦，由图知，动滑轮上的绳子段数n=2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，所以动滑轮水平桌面上运动的速度是物体M运动速度的，即绳端速度
故B错误，符合题意；
C．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，则拉力F的大小
F=2F示=2×20N=40N
拉力F的功率
P=Fv拉力端=40N×0.25m/s=10W
故C正确，不符合题意；
D．M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．如图所示，人通过定滑轮拉住重为98牛的物体，当人拉绳子从A点慢慢移动到B点时，人对绳子的拉力和拉力所做的功为（ ）
A．拉力逐渐增大，拉力所做的功为98焦
B．拉力的大小不变，拉力所做的功为196焦
C．拉力的大小不变，拉力所做的功为294焦
D．拉力的大小不变，拉力所做的功为392焦
【答案】B
【解析】滑轮为定滑轮，不省力，则拉力
由勾股定理得
故绳子现在的长度
则绳子被拉力拉长了
拉力所做的功
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8．如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是、、，这三个力的作用点移动距离分别是、、，移动速度分别为、、，不计滑轮摩擦，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为，运动的时间为，则对这三个图分析可得：甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力为
拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力为
但是费倍的距离，拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费倍的力，省一半的距离，因此
拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
综上分析可知
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9．如图所示，用同一个重力不可忽略的动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速提升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和 P乙。若不计摩擦和绳重，则 F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系正确的是（ ）
A．F甲<4F乙，P甲=P乙B．F甲>4F乙，P甲=P乙
C．F甲<4F乙，P甲4F乙，P甲>P乙
【答案】C
【解析】BD．甲的拉力为
乙的拉力为
故
故BD选项错误；
AC．甲拉力的速度是
乙的拉力的速度是
由功率可知，甲的功率为
乙的功率为
故乙的功率大于甲的功率，故A选项错误，C选项正确。
故选C。
10．如图所示，重为60牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计．当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是
A．绳拉甲物体的力为6牛
B．甲物体的速度为0.2米/秒
C．5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦
D．绳的拉力做功的功率为1.2W
【答案】C
【解析】A．图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力
F=G乙=6N
故A正确不符合题意；
B．图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正确不符合题意；
C．5s内甲物体移动的距离
s=v甲t=0.2m/s×5s=1m
绳的拉力对甲物体做的功
W=Fs=6N×1m=6J
故C错误符合题意；
D．绳的拉力对甲物体做功功率
P===1.2W
故D正确不符合题意．
11．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2 的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）．下列判断正确的是
A．F1=2F2W1=W2
B．F1=F2W1=W2
C．F1=4F2W1= W2
D．F1=F2W1=W2
【答案】C
【解析】物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮．则：
F1=2f
F2=f
故：
F1=4F2
根据功的公式可知：
W1=F1×s=2f×s=fs
W2=F2×2s=f×2s=fs
故：W1=W2，故选C．
12．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起C．两个都拉不起D．两个都拉起
【答案】B
【解析】小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。
故选B。
13．如图甲所示，每个滑轮的质量均为0.4kg，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图乙所示；当用一个F=16N水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图丙所示，g=10N/kg，则下列判断正确的是（ ）
A．物体B的质量m=1kg
B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右
C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为6.4W
D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为24J
【答案】D
【解析】A．动滑轮的重力为
物体B竖直向下运动时，由图乙知，它做的是匀速直线运动，所以物体A在水平桌面上向右做匀速运动，则物体A受到水平向左的摩擦力f与水平向右的拉力相平衡，由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，则A受到的摩擦力
当用一个水平向左的力拉物体A时，物体A向左做直线运动，物体A受到的水平向右的摩擦力f和绳子的拉力作用，由于A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，此时摩擦力方向向右，根据物体A受力平衡可得向左的拉力为
所以，B受到的重力为
则物体B的质量为
故A错误；
B．当物体A向左运动时，受到水平向右的摩擦力，大小为
故B错误；
C．当物体A向左运动时，由图丙可知，物体A在2s内通过的路程，则拉力F做功为
拉力的功率为
故C错误；
D．当物体B向下运动时，由图乙可知物体B下降的速度为
根据可得，5s内下降的高度为
则物体B的重力做的功为
故D正确。
故选D。
14．根据胡克定律可知：弹簧的弹力与弹簧的伸长（压缩）量成正比，即F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长（压缩）量。如图所示，两根劲度系数分别为k1和k2的轻弹簧竖直悬挂，下端用不可伸长的光滑细绳连接，已知光滑的滑轮的重力为G0，求当滑轮下挂一重为G的物体时，滑轮下降的距离是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】对滑轮和物体整体受力分析可知，受到竖直向上两股绳子的拉力和竖直向下的重力作用处于平衡状态，因同一根细绳的拉力相同，所以，由物体受到的合力为零可得
2F=G0+G
则每股绳子的拉力为
因弹簧对绳子的拉力和绳子对弹簧的拉力是一对相互作用力，所以，两根弹簧受到的拉力均为F。由F＝kx可得，两根弹簧的伸长量分别为
因滑轮下降的距离等于两根弹簧伸长量之和的一半，所以，滑轮下降的距离为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
15．使用如图所示的滑轮匀速提起重为20牛的物体，不计摩擦和滑轮重力。图（a）中物体匀速上升时，其动能将 _________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；图（b）中力F2的大小为 _________牛；图 ______中的滑轮可以看作等臂杠杆。
【答案】 不变 10 a
【解析】[1]由于物体匀速上升，质量不变，速度不变，所以，动能不变。
[2][3]由图（a）知道，图中滑轮不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆，它的好处是可以改变力的方向；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，不计滑轮重和摩擦，能省一半力，则拉力
16．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 ___________（选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 ___________（选填“A”、“B”或“C”）点的 ___________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
【答案】 定 B 省力
【解析】如图所示，
[1]在拉起吊桥过程中，滑轮C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力。
[2]由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。
[3]如下图所示，拉起吊桥时，l1是动力臂，l2是阻力臂，此时动力臂大于阻力臂，所以吊桥是省力杠杆。
17．如图所示，物体A的质量为20千克，在力F的作用下，2秒内沿水平方向运动了1米，弹簧测力计的示数为80牛，则物体受到地面的滑动摩擦力为_________牛，拉力的功率为_________瓦。
【答案】 40 20
【解析】[1]如图所示，使用的为定滑轮，物体A所受的摩擦力为
[2]拉力做功
W=Fs=40N×1m=40J
拉力做功的功率
18．如图所示，物体A质量为2千克，在力作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2厘米秒，弹簧秤示数为5牛，则拉力为_______牛，A受到的摩擦力为_______牛，拉力的功率是_______瓦。重力做的功是_______焦。（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）
【答案】 5 10 0.2 0
【解析】[1]由图知道，该滑轮为动滑轮，故拉力的大小
[2]不计滑轮的重力及滑轮的摩擦，因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力而做匀速直线运动，所以，物体A受到的摩擦力
[3]根据题意知道，物体A的速度
则绳端移动的速度
故拉力的功率
[4]重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平地面上移动，没有在重力的方向上移动距离，所以重力对物体没有做功，即重力做功为0J。
19．如图所示，小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点，用时4s。假设整个过程，物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，她在A时对绳子的拉力______（选填“等于”“小于”或“大于”）她在B时对绳子的拉力。小丽从A移动到B，她的平均速度为_______m/s，她拉绳子做了_______J的功。
【答案】 等于 1 200
【解析】[1]由图可知，该滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，则拉力F=G，她在A时对绳子的拉力等于她在B时对绳子的拉力。
[2]小丽从A移动到B，她通过的路程为4m，则她的平均速度为
[3]滑轮右端的绳子原长为3m，小丽从定滑轮正下方沿水平方向移动4m，则移动后绳长为
绳子自由端移动的距离
s=5m-3m=2m
则物体被提高的高度为
h=s=2m
滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，她至少做的功
W总=W有用=Gh=100N×2m=200J
20．如图所示，质量为2千克的物体A在力F的作用下以0.4米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.5牛，则拉力F为______ 牛，物体与水平地面的摩擦力为______牛，在5秒钟内F做的功是______焦， 其功率为______瓦，在此过程中重力做功______焦。（不计滑轮与细绳间的任何摩擦）
【答案】 3 1.5 3 0.6 0
【解析】[1][2]如图，用弹簧测力计可以测出对物体A的拉力FA，而物体A做匀速直线运动，物体A受到的摩擦力等于拉力，则摩擦力
f=FA=F示=1.5N
作用在动滑轮轴上的拉力
F=F+FA =1.5N+1.5N=3N
[3][4]图中滑轮为动滑轮，则拉力移动速度
由可得拉力移动的距离
拉力做功
拉力做功的功率
[5]在此过程中，物体A在重力方向上没有距离的移动，所以重力不做功，即重力做功为0。
21．边长为0.1m质量均匀的正方体物体M，重力为50N。如图所示装置，横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，系在横杆B端的细绳通过动滑轮连着物体M，用力F在A点竖直向上提横杆时，横杆在水平位置平衡，此时物体M受到地面的支持力为16N，若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上使横杆仍在水平位置平衡，此时物体M受到地面支持力为10N，已知横杆长OB=0.8m，OA=0.6m，g取10N/kg，不计横杆质量、绳质量和摩擦，则力F的大小为________N，动滑轮重力为________N。
【答案】 24 2
【解析】[1][2]当物体M受到地面的支持力F1为16N时，B端绳子的拉力为
根据杠杆平衡的条件
FBlOB=FlOA
可得
①
当物体M受到地面的支持力F1为10N时，B端绳子的拉力为
根据杠杆平衡的条件
FB1lOB=F(lOA+0.1m)
可得
②
由①②式联立解得：G动=2N；F=24N。故力F的大小为24N，动滑轮重力为2N。
22．为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）
①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：光滑小球静止在斜面上时，______ ，F越大。
②由图8（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：______。
【答案】 斜面与水平面的倾角相等时，小球所受重力G越大。 光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
【解析】[1] 由图（a）、（b）可知，倾角是相同的，由于G甲＜G乙 ，F1＜F2，所以可得出结论，当倾角相等时，小球所受重力G越大，F越大。
[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一样的，所以重力G相同，由题中条件可知，随着倾角变大，拉力F也在变大，由此可得：光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
三、作图题
23．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
【答案】
【解析】定滑轮的相当于等臂杠杆，支点为图中O的位置，动力臂为支点到动力F1的距离l1，图如下
24．如图，用动滑轮提起重物的示意图，请在图中作出反映动滑轮实质的杠杆示意图。
【答案】
【解析】如图：点是支点，是阻力臂，是动力臂，且
动力臂和阻力臂如图所示：
25．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1、阻力F2、动力臂l1以及阻力臂l2．
( )
【答案】
【解析】定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；
拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；
过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂l2和阻力臂l1)．
如图所示：
四、计算题
26．用图所示装置匀速提起重为50牛的物体，5秒内，绳子自由端向下移动3米（忽略滑轮重力及摩擦）。求：
（1）手对绳的拉力F；
（2）绳拉重物所做的功W；
（3）拉力F的功率P。
【答案】（1）50N；（2）150J；（3）30W
【解析】解：（1）如图定滑轮，忽略滑轮重力及摩擦，手对绳子的拉力等于重物的重力为50N。
（2）绳子做的功为
（3）拉力的功率为
答：（1）手对绳的拉力F为50N；
（2）绳拉重物所做的功W为150J；
（3）拉力F的功率P为30W。
27．工人用如图所示的滑轮装置，将物体匀速向上提起，不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，工人作用在绳子上的力为100牛，工人在5秒内拉动绳子做功100焦，求：
（1）物体的重力；
（2）则求绳子自由端上升的距离；
（3）工人拉动绳子的功率。
【答案】（1）200N；（2）1m；（3）20W
【解析】解：（1）不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，动滑轮可省一半的力，则物体重力大小为
G=2F=2×100N=200N
（2）绳子自由端移动的距离
（3）工人拉动绳子的功率
答：（1）物体的重力是200N；
（2）绳子自由端上升的距离是1m；
（3）工人拉动绳子的功率是20W。
28．如图所示，A 为质量可忽略不计的弹簧测力计，m是质量为5kg的物体，在力F 的作用下以1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动。若弹簧测力计示数为2N，求：
（1）拉力 F 的大小；
（2）物体与水平面间的摩擦力；
（3） 3s内F做的功；
（4）拉力F做功的功率。
【答案】（1）2N；（2）4N；（3）12J；（4）4W
【解析】解：（1）根据图示可知，拉力F等于弹簧测力计的示数，即
F=2N
（2）图中动滑轮绳子的有效段数为2，根据动滑轮的特点，与物体相连的绳子对滑轮的拉力为
T=2F=2×2N=4N
由力的相互性，绳子对物体拉力大小为
T′=4N
因物体在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，物体受到的滑动摩擦力与绳子对物体的拉力为一对平衡力，大小相等，故物体与水平面间的摩擦力
f=4N
（3）由速度公式可知，物体在3s内移动的距离
s=vt=1m/s×3s=3m
则自由端移动的距离
s′=2s=2×3m=6m
3s内F做的功
W=Fs′=2N×6m=12J
（4）拉力F做功的功率
答：（1）拉力F是2N；
（2）物体与水平面间的摩擦力是4N；
（3）3s内F做功是12J；
（4）拉力F做功的功率是4W。
29．如图所示，一架无人机通过动滑轮将货物从深井中拉出。已知井深5米，货物重20牛，无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4米/秒，不计绳重、动滑轮重及摩擦。求：
①货物从井底拉至井口的时间。
②货物从井底拉至井口的过程中，无人机拉绳子的拉力做功。
③若无人机重10牛，则货物从井底拉至井口的过程中，此无人机升力（维持无人机向上飞行的动力）的功率。
【答案】①25s；②100J；③8W
【解析】解:①由图可知，动滑轮股数为2股，无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4米/秒，则物体的上升的速度
v物=v机=×0.4m/s=0.2m/s
货物从井底拉至井口的时间
t===25s
②物体上升5米，则无人机需要上升的高度
s=2h物=2×5m=10m
无人机对绳子的拉力
F拉=G物=×20N=10N
则无人机拉绳子的拉力做功
W=F拉s=10N×10m=100J
③若无人机重10牛，则无人机的升力为
F升=G机+F拉=10N+10N=20N
无人机升力的功率
P=F升v机=20N×0.4m/s=8W
答：①货物从井底拉至井口的时间为25s；
②货物从井底拉至井口的过程中，无人机拉绳子的拉力做功为100J；
③此无人机升力的功率为8W。
30．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求：
(1)按甲方式拉动时，物体的速度；
(2)若物体运动3秒，F甲所做的功；
(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。
【答案】(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W
【解析】(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度
F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。
(2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离
已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功
F甲所做的功是4.8J。
(3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即
那么
乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小
F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度
根据可知，这情况下F乙的功率
这情况下F乙的功率是2.4W。
答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s；
(2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J；
(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。
五、实验题
31．小华同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计如图（a）所示匀速提升重物，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙（G甲＜G乙＜G丙）竖直向上匀速提升同一重物，如图（b）、（c）、（d）。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论；
（1）分析比较图（a）与（b）或（a）与（c）或（a）与（d）可得：___________；
（2）分析比较图（b）与（c）与（d）可得：___________。
【答案】 见解析 见解析
【解析】根据图中弹簧测力计的示数，可以得出结论：
（1）[1]匀速提升同一重物时，使用动滑轮可以省力，但不能改变用力方向。
（2）[2]由题意得，重力不同的动滑轮甲、乙、丙
使用动滑轮匀速提升同一重物时，滑轮重力越大，所用的拉力越大。
32．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______；
【答案】 省力 改变了用力的方向 费距离
【解析】（1）[1]由表中的数据知，在丙中，拉力
故使用动滑轮的好处是省力。
（2）[2]由表中的数据知，在乙中，拉力
虽然拉力与物重相等，但是向下用力，故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。
（3）[3]乙测力计移动距离为0.2m，丙测力计移动距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。
33．某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起重物（重力为2牛），如图1（a）所示，再用动滑轮缓慢提起相同重物，如图1（b）所示；接着他们换了重物（重力为3牛）再做一次实验，并将实验数据记录在表格中。
(1)小明看了记录的数据后，认为第一次的数据是正确的，第二次的数据是错的。小明为了说明理由，画了动滑轮工作示意图（如图2所示），并做了如下分析：
根据如图2所示可知，动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l1）是半径，再根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，因为l1=2l2，所以F1=F2，因此第一次数据是正确的，第二次数据是错误。
你认为小明的分析和判断是否合理，请简要说明理由；______
(2)小明进一步分析第二次实验数据，发现：使用动滑轮提升重物，虽然能省力但做的功要比不用滑轮直接提升重物所做的功要多，请你分析一下，多做功的原因可能是______。
【答案】 见解析 不仅要克服物重做有用功，还克服动滑轮重、绳子重以及摩擦做额外功
【解析】(1)[1]动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，能省力一半，但实际使用动滑轮提起物体时，还提起了动滑轮，还要克服绳子重以及摩擦，所以实际绳子自由端拉力大于物体重力的一半，故小明判断不合理。
(2)[2]使用动滑轮提升重物时，能省力，但不仅要克服重物重力做有用功，还要克服动滑轮重、绳重以及摩擦做额外功，所以实际会多做一部分功。
34．小金在翻阅初二物理教材时发现“沿光滑斜面向上拉重桷所需的拉力F小于物体所受的重力G”，他为了深入的研究这个“沿斜面向上的拉力大小”，用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进 行实验，每次实验时，他改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上．他记录的数据知表一，表二所示．
表一 小球重力为3牛
表二 小球重力为5牛
(1)[分析比较实验序号1和2和3或4和5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力____重力．（选填“小于等于”或“大于”）
(2)[分析比较实验序号_的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ—定时，___，使小球静止的沿斜面向上的拉力大．
(3)[小金发现：当斜面与水平面的夹角θ—定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的．为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验．他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目．
表三 θ=30°
【答案】 小于 2和5 小球的重力(N) 4 5 6
【解析】(1)[1]分析表一或表二的数据，比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角的关系可得，重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力随斜面与水平面的夹角θ增加而增大；
(2)[2]斜面与水平面的夹角θ一定时，则只有实验序号2、5符合要求，并且重力越大，拉力也越大，故选择序号2和5；
(3)[3][4][5][6]由于斜面与水平面的夹角不变，故表三：夹角θ为30°；小球的重力不同，可以选择4N、5N、6N．
35．某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”．他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑，物体重G物和拉力F的大小记录在表一、二中.为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受得力的变化量∆G物与所用拉力变化量∆F，并将结果记录在表一、表二的后两列中．
表一:G滑=2牛
表二:G滑=4牛
（1）分析比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件，可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,_______________．
（2）分析比较实验序号____的数据及相关条件，可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大.
（3）根据表一、二中前三列的数据及条件，请判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是________________________．
（4）定量分析比较表一、二中∆F与∆G物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为__________．
【答案】 当G动相同时，G物越大，F越大 2、6(或3、7或4、8或5、9) G物>G滑 △F=△G
【解析】(1)[1]分析表一或表二中动滑轮的重力相同，被提升的物重本题，且G物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F与G物的数据及相关条件，当G动相同时，G物越大，F越大；
(2)[2]2、6(或3、7或4、8或5、9)被提升的物重相同，动滑轮重力不同，且G滑越大，F越大；
(3)[3]根据表一、二中前三列的数据可知，当G物等于G滑时，F=G物，当G物>G滑时，F(4)[4]分析比较表一、二中△F与△G物的数据及相关条件，可发现△F=△G．
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
序号
拉力F2（牛）
使用动滑轮拉力F1（牛）
第一次
2
1
第二次
3
2.3
实验 序号
斜面与水平面的夹角θ
测力计的示数（牛）
1
30°
1.5
2
45°
2.1
3
53°
2.4
实验 序号
斜面与水平面的夹角θ
测力计的示数（牛）
1
37°
3.0
2
45°
3.5
3
60°
4.3
实验序号
_______
测力计的示数（牛）
7
______
/
8
________
/
9
________
/
实验序号
G物（牛）
F（牛）
∆G物（牛）
∆F（牛）
1
1
1.5
0
0
2
2
2.0
1
0.5
3
4
3.0
3
1.5
4
6
4.0
5
2.5
5
8
5.0
7
3.5
实验序号
G物（牛）
F（牛）
∆G物（牛）
∆F（牛）
6
2
3.0
0
0
7
4
4.0
2
1.0
8
6
5.0
4
2.0
9
8
6.0
6
3.0
10
10
7.0
8
4.0
1．关于杠杆和滑轮，下列论述正确的是（ ）
A．因为定滑轮能改变用力方向，因此定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强
B．因为使用动滑轮最多能省一半力，所以使用动滑轮做功一定比定滑轮的少
C．若将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，则有可能既省力又能改变用力方向
D．作用在杠杆的动力和阻力，方向一定相反
【答案】C
【解析】A．定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费距，但是可以改变力的方向，但不能说明定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强，故A错误；
B．动滑轮实质是一个省力杠杆，最多能省一半力；但做功多少由力的大小和移动的距离共同决定，所以无法判断动滑轮做功和定滑轮做功的多少，故B错误；
C．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，既有定滑轮的改变力的方向，也有动滑轮的省力，故C正确；
D．作用在杠杆的动力和阻力分别在支点的两侧时，此时两个力的方向也有可能相同，故D错误。
故选C。
2．在日常生活中，能用100N的拉力提起重150N的物体的简单机械是（ ）
①杠杆
②斜面
③一个定滑轮
④一个动滑轮
A．只有①②③B．只有①②④C．只有①③④D．只有②③④
【答案】B
【解析】要用100N的拉力要提起重150N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在杠杆、斜面和动滑轮能达到省力的目的，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用100N的拉力能提起重150N的简单机械是杠杆①、斜面②和动滑轮④。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．如图，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，使该重物上升相同的高度，则力F1、F2及其所做的功W1、W2的大小关系为（ ）
A．F1>F2，W1＜W2B．F1>F2，W1=W2
C．F1>F2，W1>W2D．F1＜F2，W1＜W2
【答案】B
【解析】因为使用定滑轮不省力，所以F1=G；因为使用动滑轮能省一半力，所以不计滑轮重及摩擦，因此F1＞F2。不计滑轮重及摩擦，同一重物，用动滑轮和动滑轮提升的高度相同，它们克服物体的重力做的功相同，所以
W1=W2=Gh
故选B。
4．图甲、乙为工人施工中，利用滑轮提升物体的示意图，甲图中沿不同方向将一桶重为200N的泥沙提到高处，乙图中使用拉力F将一桶重为200N的泥沙提到高处（不计滑轮自重、绳重及轴摩擦），则（ ）
A．F1>F2>F3，F=100NB．F1=F2=F3，F=100N
C．F1>F2>F3，F≠100ND．F1=F2=F3，F≠100N
【答案】D
【解析】图甲为定滑轮，只能改变力的方向，不改变力的大小，故定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，拉力大小相等，即F1=F2=F3都等于物体的重力；图乙是动滑轮，使用动滑轮提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等（夹角越大，拉力越大），当拉力在竖直方向时，拉力等于物重的一半为100N，所以图乙中F大于100N，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．如图所示，物体A、B都处于静止状态，它们所受的重力分别是6N和14N，关于它们的受力情况，下面说法正确的是（ ）
A．物体A受到的合力是8N
B．物体A受到的拉力是14N
C．物体B受到重力与拉力的合力是8N
D．物体B受到地面的支持力是14N
【答案】C
【解析】AB．物体A受重力GA和绳子对A的拉力FA，因为物体A静止，所以物体A受到的重力和拉力是平衡力，由二力平衡的条件可知拉力
FA=GA=6N
物体A受到的合力为零，故AB错误；
CD．物体B受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力，由力的平衡可知物体B的重力
GB=F支+FB
因为力的作用是相互的，所以物体B受到拉力
FB=FA=6N
物体B受到重力与拉力的合力
F合=GB-FB=14N-6N=8N
物体B受到地面的支持力
F支=GB-FB=14N-6N=8N
故C正确，故D错误。
故选C。
6．如图所示，不计动滑轮与绳的重力以及之间的摩擦，在水平拉力F的作用下，物体M以0.5m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧测力计的示数为20N，则下列说法中错误的是（ ）
A．M受到地面的摩擦力为20N
B．动滑轮移动的速度是1m/s
C．拉力F的功率为10W
D．M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】A．弹簧测力计的示数为20N，即绳子对弹簧测力计的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f=F拉=20N
方向与物体运动方向相反，即水平向右，故A正确，不符合题意；
B．不计滑轮重，绳重及滑轮装置摩擦，由图知，动滑轮上的绳子段数n=2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，所以动滑轮水平桌面上运动的速度是物体M运动速度的，即绳端速度
故B错误，符合题意；
C．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，则拉力F的大小
F=2F示=2×20N=40N
拉力F的功率
P=Fv拉力端=40N×0.25m/s=10W
故C正确，不符合题意；
D．M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．如图所示，人通过定滑轮拉住重为98牛的物体，当人拉绳子从A点慢慢移动到B点时，人对绳子的拉力和拉力所做的功为（ ）
A．拉力逐渐增大，拉力所做的功为98焦
B．拉力的大小不变，拉力所做的功为196焦
C．拉力的大小不变，拉力所做的功为294焦
D．拉力的大小不变，拉力所做的功为392焦
【答案】B
【解析】滑轮为定滑轮，不省力，则拉力
由勾股定理得
故绳子现在的长度
则绳子被拉力拉长了
拉力所做的功
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8．如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是、、，这三个力的作用点移动距离分别是、、，移动速度分别为、、，不计滑轮摩擦，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为，运动的时间为，则对这三个图分析可得：甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力为
拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力为
但是费倍的距离，拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费倍的力，省一半的距离，因此
拉力的作用点移动的速度为
作用点移动的距离为
综上分析可知
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9．如图所示，用同一个重力不可忽略的动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速提升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和 P乙。若不计摩擦和绳重，则 F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系正确的是（ ）
A．F甲<4F乙，P甲=P乙B．F甲>4F乙，P甲=P乙
C．F甲<4F乙，P甲
【答案】C
【解析】BD．甲的拉力为
乙的拉力为
故
故BD选项错误；
AC．甲拉力的速度是
乙的拉力的速度是
由功率可知，甲的功率为
乙的功率为
故乙的功率大于甲的功率，故A选项错误，C选项正确。
故选C。
10．如图所示，重为60牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计．当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是
A．绳拉甲物体的力为6牛
B．甲物体的速度为0.2米/秒
C．5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦
D．绳的拉力做功的功率为1.2W
【答案】C
【解析】A．图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力
F=G乙=6N
故A正确不符合题意；
B．图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正确不符合题意；
C．5s内甲物体移动的距离
s=v甲t=0.2m/s×5s=1m
绳的拉力对甲物体做的功
W=Fs=6N×1m=6J
故C错误符合题意；
D．绳的拉力对甲物体做功功率
P===1.2W
故D正确不符合题意．
11．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2 的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）．下列判断正确的是
A．F1=2F2W1=W2
B．F1=F2W1=W2
C．F1=4F2W1= W2
D．F1=F2W1=W2
【答案】C
【解析】物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮．则：
F1=2f
F2=f
故：
F1=4F2
根据功的公式可知：
W1=F1×s=2f×s=fs
W2=F2×2s=f×2s=fs
故：W1=W2，故选C．
12．小李的质量为50kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为70kg，可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（ ）
A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起C．两个都拉不起D．两个都拉起
【答案】B
【解析】小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。
故选B。
13．如图甲所示，每个滑轮的质量均为0.4kg，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图乙所示；当用一个F=16N水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图丙所示，g=10N/kg，则下列判断正确的是（ ）
A．物体B的质量m=1kg
B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右
C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为6.4W
D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为24J
【答案】D
【解析】A．动滑轮的重力为
物体B竖直向下运动时，由图乙知，它做的是匀速直线运动，所以物体A在水平桌面上向右做匀速运动，则物体A受到水平向左的摩擦力f与水平向右的拉力相平衡，由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，则A受到的摩擦力
当用一个水平向左的力拉物体A时，物体A向左做直线运动，物体A受到的水平向右的摩擦力f和绳子的拉力作用，由于A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，此时摩擦力方向向右，根据物体A受力平衡可得向左的拉力为
所以，B受到的重力为
则物体B的质量为
故A错误；
B．当物体A向左运动时，受到水平向右的摩擦力，大小为
故B错误；
C．当物体A向左运动时，由图丙可知，物体A在2s内通过的路程，则拉力F做功为
拉力的功率为
故C错误；
D．当物体B向下运动时，由图乙可知物体B下降的速度为
根据可得，5s内下降的高度为
则物体B的重力做的功为
故D正确。
故选D。
14．根据胡克定律可知：弹簧的弹力与弹簧的伸长（压缩）量成正比，即F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长（压缩）量。如图所示，两根劲度系数分别为k1和k2的轻弹簧竖直悬挂，下端用不可伸长的光滑细绳连接，已知光滑的滑轮的重力为G0，求当滑轮下挂一重为G的物体时，滑轮下降的距离是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】对滑轮和物体整体受力分析可知，受到竖直向上两股绳子的拉力和竖直向下的重力作用处于平衡状态，因同一根细绳的拉力相同，所以，由物体受到的合力为零可得
2F=G0+G
则每股绳子的拉力为
因弹簧对绳子的拉力和绳子对弹簧的拉力是一对相互作用力，所以，两根弹簧受到的拉力均为F。由F＝kx可得，两根弹簧的伸长量分别为
因滑轮下降的距离等于两根弹簧伸长量之和的一半，所以，滑轮下降的距离为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
15．使用如图所示的滑轮匀速提起重为20牛的物体，不计摩擦和滑轮重力。图（a）中物体匀速上升时，其动能将 _________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；图（b）中力F2的大小为 _________牛；图 ______中的滑轮可以看作等臂杠杆。
【答案】 不变 10 a
【解析】[1]由于物体匀速上升，质量不变，速度不变，所以，动能不变。
[2][3]由图（a）知道，图中滑轮不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆，它的好处是可以改变力的方向；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，不计滑轮重和摩擦，能省一半力，则拉力
16．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 ___________（选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 ___________（选填“A”、“B”或“C”）点的 ___________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
【答案】 定 B 省力
【解析】如图所示，
[1]在拉起吊桥过程中，滑轮C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力。
[2]由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。
[3]如下图所示，拉起吊桥时，l1是动力臂，l2是阻力臂，此时动力臂大于阻力臂，所以吊桥是省力杠杆。
17．如图所示，物体A的质量为20千克，在力F的作用下，2秒内沿水平方向运动了1米，弹簧测力计的示数为80牛，则物体受到地面的滑动摩擦力为_________牛，拉力的功率为_________瓦。
【答案】 40 20
【解析】[1]如图所示，使用的为定滑轮，物体A所受的摩擦力为
[2]拉力做功
W=Fs=40N×1m=40J
拉力做功的功率
18．如图所示，物体A质量为2千克，在力作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2厘米秒，弹簧秤示数为5牛，则拉力为_______牛，A受到的摩擦力为_______牛，拉力的功率是_______瓦。重力做的功是_______焦。（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）
【答案】 5 10 0.2 0
【解析】[1]由图知道，该滑轮为动滑轮，故拉力的大小
[2]不计滑轮的重力及滑轮的摩擦，因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力而做匀速直线运动，所以，物体A受到的摩擦力
[3]根据题意知道，物体A的速度
则绳端移动的速度
故拉力的功率
[4]重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平地面上移动，没有在重力的方向上移动距离，所以重力对物体没有做功，即重力做功为0J。
19．如图所示，小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点，用时4s。假设整个过程，物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，她在A时对绳子的拉力______（选填“等于”“小于”或“大于”）她在B时对绳子的拉力。小丽从A移动到B，她的平均速度为_______m/s，她拉绳子做了_______J的功。
【答案】 等于 1 200
【解析】[1]由图可知，该滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，则拉力F=G，她在A时对绳子的拉力等于她在B时对绳子的拉力。
[2]小丽从A移动到B，她通过的路程为4m，则她的平均速度为
[3]滑轮右端的绳子原长为3m，小丽从定滑轮正下方沿水平方向移动4m，则移动后绳长为
绳子自由端移动的距离
s=5m-3m=2m
则物体被提高的高度为
h=s=2m
滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，她至少做的功
W总=W有用=Gh=100N×2m=200J
20．如图所示，质量为2千克的物体A在力F的作用下以0.4米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的读数为1.5牛，则拉力F为______ 牛，物体与水平地面的摩擦力为______牛，在5秒钟内F做的功是______焦， 其功率为______瓦，在此过程中重力做功______焦。（不计滑轮与细绳间的任何摩擦）
【答案】 3 1.5 3 0.6 0
【解析】[1][2]如图，用弹簧测力计可以测出对物体A的拉力FA，而物体A做匀速直线运动，物体A受到的摩擦力等于拉力，则摩擦力
f=FA=F示=1.5N
作用在动滑轮轴上的拉力
F=F+FA =1.5N+1.5N=3N
[3][4]图中滑轮为动滑轮，则拉力移动速度
由可得拉力移动的距离
拉力做功
拉力做功的功率
[5]在此过程中，物体A在重力方向上没有距离的移动，所以重力不做功，即重力做功为0。
21．边长为0.1m质量均匀的正方体物体M，重力为50N。如图所示装置，横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，系在横杆B端的细绳通过动滑轮连着物体M，用力F在A点竖直向上提横杆时，横杆在水平位置平衡，此时物体M受到地面的支持力为16N，若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上使横杆仍在水平位置平衡，此时物体M受到地面支持力为10N，已知横杆长OB=0.8m，OA=0.6m，g取10N/kg，不计横杆质量、绳质量和摩擦，则力F的大小为________N，动滑轮重力为________N。
【答案】 24 2
【解析】[1][2]当物体M受到地面的支持力F1为16N时，B端绳子的拉力为
根据杠杆平衡的条件
FBlOB=FlOA
可得
①
当物体M受到地面的支持力F1为10N时，B端绳子的拉力为
根据杠杆平衡的条件
FB1lOB=F(lOA+0.1m)
可得
②
由①②式联立解得：G动=2N；F=24N。故力F的大小为24N，动滑轮重力为2N。
22．为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）
①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：光滑小球静止在斜面上时，______ ，F越大。
②由图8（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：______。
【答案】 斜面与水平面的倾角相等时，小球所受重力G越大。 光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
【解析】[1] 由图（a）、（b）可知，倾角是相同的，由于G甲＜G乙 ，F1＜F2，所以可得出结论，当倾角相等时，小球所受重力G越大，F越大。
[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一样的，所以重力G相同，由题中条件可知，随着倾角变大，拉力F也在变大，由此可得：光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
三、作图题
23．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
【答案】
【解析】定滑轮的相当于等臂杠杆，支点为图中O的位置，动力臂为支点到动力F1的距离l1，图如下
24．如图，用动滑轮提起重物的示意图，请在图中作出反映动滑轮实质的杠杆示意图。
【答案】
【解析】如图：点是支点，是阻力臂，是动力臂，且
动力臂和阻力臂如图所示：
25．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1、阻力F2、动力臂l1以及阻力臂l2．
( )
【答案】
【解析】定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；
拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；
过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂l2和阻力臂l1)．
如图所示：
四、计算题
26．用图所示装置匀速提起重为50牛的物体，5秒内，绳子自由端向下移动3米（忽略滑轮重力及摩擦）。求：
（1）手对绳的拉力F；
（2）绳拉重物所做的功W；
（3）拉力F的功率P。
【答案】（1）50N；（2）150J；（3）30W
【解析】解：（1）如图定滑轮，忽略滑轮重力及摩擦，手对绳子的拉力等于重物的重力为50N。
（2）绳子做的功为
（3）拉力的功率为
答：（1）手对绳的拉力F为50N；
（2）绳拉重物所做的功W为150J；
（3）拉力F的功率P为30W。
27．工人用如图所示的滑轮装置，将物体匀速向上提起，不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，工人作用在绳子上的力为100牛，工人在5秒内拉动绳子做功100焦，求：
（1）物体的重力；
（2）则求绳子自由端上升的距离；
（3）工人拉动绳子的功率。
【答案】（1）200N；（2）1m；（3）20W
【解析】解：（1）不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，动滑轮可省一半的力，则物体重力大小为
G=2F=2×100N=200N
（2）绳子自由端移动的距离
（3）工人拉动绳子的功率
答：（1）物体的重力是200N；
（2）绳子自由端上升的距离是1m；
（3）工人拉动绳子的功率是20W。
28．如图所示，A 为质量可忽略不计的弹簧测力计，m是质量为5kg的物体，在力F 的作用下以1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动。若弹簧测力计示数为2N，求：
（1）拉力 F 的大小；
（2）物体与水平面间的摩擦力；
（3） 3s内F做的功；
（4）拉力F做功的功率。
【答案】（1）2N；（2）4N；（3）12J；（4）4W
【解析】解：（1）根据图示可知，拉力F等于弹簧测力计的示数，即
F=2N
（2）图中动滑轮绳子的有效段数为2，根据动滑轮的特点，与物体相连的绳子对滑轮的拉力为
T=2F=2×2N=4N
由力的相互性，绳子对物体拉力大小为
T′=4N
因物体在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，物体受到的滑动摩擦力与绳子对物体的拉力为一对平衡力，大小相等，故物体与水平面间的摩擦力
f=4N
（3）由速度公式可知，物体在3s内移动的距离
s=vt=1m/s×3s=3m
则自由端移动的距离
s′=2s=2×3m=6m
3s内F做的功
W=Fs′=2N×6m=12J
（4）拉力F做功的功率
答：（1）拉力F是2N；
（2）物体与水平面间的摩擦力是4N；
（3）3s内F做功是12J；
（4）拉力F做功的功率是4W。
29．如图所示，一架无人机通过动滑轮将货物从深井中拉出。已知井深5米，货物重20牛，无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4米/秒，不计绳重、动滑轮重及摩擦。求：
①货物从井底拉至井口的时间。
②货物从井底拉至井口的过程中，无人机拉绳子的拉力做功。
③若无人机重10牛，则货物从井底拉至井口的过程中，此无人机升力（维持无人机向上飞行的动力）的功率。
【答案】①25s；②100J；③8W
【解析】解:①由图可知，动滑轮股数为2股，无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4米/秒，则物体的上升的速度
v物=v机=×0.4m/s=0.2m/s
货物从井底拉至井口的时间
t===25s
②物体上升5米，则无人机需要上升的高度
s=2h物=2×5m=10m
无人机对绳子的拉力
F拉=G物=×20N=10N
则无人机拉绳子的拉力做功
W=F拉s=10N×10m=100J
③若无人机重10牛，则无人机的升力为
F升=G机+F拉=10N+10N=20N
无人机升力的功率
P=F升v机=20N×0.4m/s=8W
答：①货物从井底拉至井口的时间为25s；
②货物从井底拉至井口的过程中，无人机拉绳子的拉力做功为100J；
③此无人机升力的功率为8W。
30．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求：
(1)按甲方式拉动时，物体的速度；
(2)若物体运动3秒，F甲所做的功；
(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。
【答案】(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W
【解析】(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度
F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。
(2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离
已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功
F甲所做的功是4.8J。
(3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即
那么
乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小
F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度
根据可知，这情况下F乙的功率
这情况下F乙的功率是2.4W。
答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s；
(2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J；
(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。
五、实验题
31．小华同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计如图（a）所示匀速提升重物，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙（G甲＜G乙＜G丙）竖直向上匀速提升同一重物，如图（b）、（c）、（d）。请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论；
（1）分析比较图（a）与（b）或（a）与（c）或（a）与（d）可得：___________；
（2）分析比较图（b）与（c）与（d）可得：___________。
【答案】 见解析 见解析
【解析】根据图中弹簧测力计的示数，可以得出结论：
（1）[1]匀速提升同一重物时，使用动滑轮可以省力，但不能改变用力方向。
（2）[2]由题意得，重力不同的动滑轮甲、乙、丙
使用动滑轮匀速提升同一重物时，滑轮重力越大，所用的拉力越大。
32．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______；
【答案】 省力 改变了用力的方向 费距离
【解析】（1）[1]由表中的数据知，在丙中，拉力
故使用动滑轮的好处是省力。
（2）[2]由表中的数据知，在乙中，拉力
虽然拉力与物重相等，但是向下用力，故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。
（3）[3]乙测力计移动距离为0.2m，丙测力计移动距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。
33．某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起重物（重力为2牛），如图1（a）所示，再用动滑轮缓慢提起相同重物，如图1（b）所示；接着他们换了重物（重力为3牛）再做一次实验，并将实验数据记录在表格中。
(1)小明看了记录的数据后，认为第一次的数据是正确的，第二次的数据是错的。小明为了说明理由，画了动滑轮工作示意图（如图2所示），并做了如下分析：
根据如图2所示可知，动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l1）是半径，再根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，因为l1=2l2，所以F1=F2，因此第一次数据是正确的，第二次数据是错误。
你认为小明的分析和判断是否合理，请简要说明理由；______
(2)小明进一步分析第二次实验数据，发现：使用动滑轮提升重物，虽然能省力但做的功要比不用滑轮直接提升重物所做的功要多，请你分析一下，多做功的原因可能是______。
【答案】 见解析 不仅要克服物重做有用功，还克服动滑轮重、绳子重以及摩擦做额外功
【解析】(1)[1]动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，能省力一半，但实际使用动滑轮提起物体时，还提起了动滑轮，还要克服绳子重以及摩擦，所以实际绳子自由端拉力大于物体重力的一半，故小明判断不合理。
(2)[2]使用动滑轮提升重物时，能省力，但不仅要克服重物重力做有用功，还要克服动滑轮重、绳重以及摩擦做额外功，所以实际会多做一部分功。
34．小金在翻阅初二物理教材时发现“沿光滑斜面向上拉重桷所需的拉力F小于物体所受的重力G”，他为了深入的研究这个“沿斜面向上的拉力大小”，用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进 行实验，每次实验时，他改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上．他记录的数据知表一，表二所示．
表一 小球重力为3牛
表二 小球重力为5牛
(1)[分析比较实验序号1和2和3或4和5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力____重力．（选填“小于等于”或“大于”）
(2)[分析比较实验序号_的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ—定时，___，使小球静止的沿斜面向上的拉力大．
(3)[小金发现：当斜面与水平面的夹角θ—定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的．为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验．他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目．
表三 θ=30°
【答案】 小于 2和5 小球的重力(N) 4 5 6
【解析】(1)[1]分析表一或表二的数据，比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角的关系可得，重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力随斜面与水平面的夹角θ增加而增大；
(2)[2]斜面与水平面的夹角θ一定时，则只有实验序号2、5符合要求，并且重力越大，拉力也越大，故选择序号2和5；
(3)[3][4][5][6]由于斜面与水平面的夹角不变，故表三：夹角θ为30°；小球的重力不同，可以选择4N、5N、6N．
35．某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”．他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑，物体重G物和拉力F的大小记录在表一、二中.为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受得力的变化量∆G物与所用拉力变化量∆F，并将结果记录在表一、表二的后两列中．
表一:G滑=2牛
表二:G滑=4牛
（1）分析比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件，可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,_______________．
（2）分析比较实验序号____的数据及相关条件，可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大.
（3）根据表一、二中前三列的数据及条件，请判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是________________________．
（4）定量分析比较表一、二中∆F与∆G物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为__________．
【答案】 当G动相同时，G物越大，F越大 2、6(或3、7或4、8或5、9) G物>G滑 △F=△G
【解析】(1)[1]分析表一或表二中动滑轮的重力相同，被提升的物重本题，且G物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F与G物的数据及相关条件，当G动相同时，G物越大，F越大；
(2)[2]2、6(或3、7或4、8或5、9)被提升的物重相同，动滑轮重力不同，且G滑越大，F越大；
(3)[3]根据表一、二中前三列的数据可知，当G物等于G滑时，F=G物，当G物>G滑时，F
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
序号
拉力F2（牛）
使用动滑轮拉力F1（牛）
第一次
2
1
第二次
3
2.3
实验 序号
斜面与水平面的夹角θ
测力计的示数（牛）
1
30°
1.5
2
45°
2.1
3
53°
2.4
实验 序号
斜面与水平面的夹角θ
测力计的示数（牛）
1
37°
3.0
2
45°
3.5
3
60°
4.3
实验序号
_______
测力计的示数（牛）
7
______
/
8
________
/
9
________
/
实验序号
G物（牛）
F（牛）
∆G物（牛）
∆F（牛）
1
1
1.5
0
0
2
2
2.0
1
0.5
3
4
3.0
3
1.5
4
6
4.0
5
2.5
5
8
5.0
7
3.5
实验序号
G物（牛）
F（牛）
∆G物（牛）
∆F（牛）
6
2
3.0
0
0
7
4
4.0
2
1.0
8
6
5.0
4
2.0
9
8
6.0
6
3.0
10
10
7.0
8
4.0
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