初中物理第十章 机械与人第二节 滑轮及其应用一课一练

这是一份初中物理第十章 机械与人第二节 滑轮及其应用一课一练，共35页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（ ）
A．定滑轮可以省力
B．定滑轮是等臂杠杆
C．只使用动滑轮就会改变力的方向
D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离
2．如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（ ）
A．F1大于F2B．F1大于F3C．F1等于F2D．F2小于F3
3．如图是学校旗杆顶上的一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对于滑轮的说法，正确的是（ ）
A．这是一个定滑轮，可省力B．这是一个动滑轮，可省力
C．这是一个定滑轮，可改变力的方向D．这是一个动滑轮，可改变力的方向
4．如图所示，分别用 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则（ ）
A．F1＝F2＞F3＝F4B．F1＝F2＞F4＞F3
C．F1＝F2＞F3＞F4D．F1＞F2＞F3＞F4
5．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
6．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
7．如图所示，简单机械均不计摩擦，图中，其中最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
8．物体重，滑轮重使物体匀速上升1m，不计摩擦，则（ ）
A．，滑轮向上移动
B．，滑轮向上移动2m
C．，滑轮向上移动
D．，滑轮向上移动2m
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重为40N，绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为200N的物体，所用的拉力F是（ ）
A．100NB．120NC．140ND．240N
10．如图（绳子和滑轮重不计）重为60N的木块，在10N的拉力F作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度匀速运动了6s，则（ ）
A．木块与水平路面间的摩擦力为120NB．木块与水平路面间的摩擦力为20N
C．在6s内绳子自由端移动了6mD．在6s内绳子自由端移动了18m
11．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。（不计摩擦与绳重），则以下物理量正确的是（ ）
A．拉力F=GB．拉力F=G
C．绳自由端移动距离为2HD．绳自由端移动距离为3H
12．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
二、填空题
13．一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500 N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。
14．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中______图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是______。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为______牛
15．在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了______（填“斜面”或“轮轴”）；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
16．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，某工人利用如图所示的滑轮组施加了300N拉力在30s的时间内完成任务．此过程中绳子自由端移动的距离为18m，有_____股绳子承担物重．请根据题意在图中画出滑轮组绕绳方法____．如不计摩擦和绳重，动滑轮的重为_____N；如果绳子能承受的最大拉力为450N，那么该滑轮组最大可吊起_____N的物体．
17．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
18．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，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。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
19．如图所示装置，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉住物体B，此时物体B保持静止。小明用竖直向下大小为2N的力F1拉重为1N物体A时，物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动；小明只用水平向左的拉力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计轮重、绳重和轴摩擦，则：
（1）物体B受到的滑动摩擦力大小为_________N；
（2）水平向左拉物体B时，拉力F2的大小为___________N。
20．如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物体G1，通过细绳悬挂在A点，G2、G3，G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50N，则绳子对A的拉力FA______N，G2受到的重力为______N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，则力F的大小为______N（绳重，滑轮重及绳与滑轮摩擦不计）。
三、作图题
21．在图中标出滑轮的支点O，画出动力F1的动力臂l1
22．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．
( )
23．将下图中的滑轮组装为最省力的情形。
四、实验题
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是___________。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是___________。
25．做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：
通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中有______段绳承担动滑轮，弹簧测力计示数应为物重的______分之一，但出现了上表中这样结果的主要原因是______；
（2）除上述原因之外，还应满足什么条件时，“使用动滑轮能省一半的力”______。
26．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的数据记录在表格中。
（1）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 ___________（选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）用图丙进行实验时，最好 ___________匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ___________；
（3）在本实验中进行了多次实验，目的是 ___________。
A．从多次实验中选取最准确的数据
B．多次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律
D．利用控制变量法
27．在研究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所受的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计），甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，_______；
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力。由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为_______牛；
（3）分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析，当物体的重力相同时，甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是：_______；
（4）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：_______。
28．小亮同学骑车上学途中，要冲上一段坡路，他思考：物块以一定的速度v0从斜面底端冲上斜坡后运动的最大距离L与哪些因素有关？认真思考后提出以下猜想：
猜想一：可能与物块的质量m有关；
猜想二：可能与物块的速度v0有关；
猜想三：可能与斜面的倾角 θ 有关；
他选用若干相同材料的长方体物块和同一斜面进行实验。将物块从斜面的底端以速度v0沿斜面向上运动，测得冲上斜面后运动的最大距离L，改变相关条件，多次实验，并将实验数据记录在下表中：
（1）分析比较序号2与8或3与9的数据及相关条件可知，猜想一是___________（选填“正确”或“错误”）；
（2）为验证猜想二，可选择序号2与___________的数据进行分析，得出的初步结论是：同一物块，沿相同倾角的同一斜面由底端向上运动，上滑的最大距离L与物块速度v0___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）小亮分析了表一、表二中数据后，得出的结论是同一物块，在同一斜面底端以相同的速度v0沿斜面向上滑行，斜面倾角 θ 越大，上滑的最大距离L越小，你认为他的观点是___________的（选填正确”或“不正确”）判断的依据是___________；
（4）小亮观察到速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此提出新的猜想上滑的最大距离L还可能与___________有关；
（5）下列探究活动与小亮的研究方法不相同的是___________
A．探究影响浮力大小的因素 B．探究二力平衡的条件
C．探究定滑轮工作时的特点 D．探究阻力对物体运动的影响
五、计算题
29．如图所示，物体重180牛，动滑轮重20牛，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体正以0.1米/秒的速度匀速上升．求：
（1）拉力F；
（2）2分钟时拉起绳子的长度．（假设绳子足够长）
30．如图所示是小明从5m水深的井里提水的装置，桶的容积为3×10-3m3，每个滑轮重5N，在匀速提起桶的过程中，桶露出水面前的拉力为7.5N，完全露出水面后，拉力变为25N（绳子与滑轮间的摩擦及绳重不计，g=10N/kg）。求：
（1）水井底受到水的压强；
（2）桶的质量；
（3）桶的材料密度。
31．如图1所示，长方体A、B是两个形状相同，材料不同的物体，他们之间用细绳连接，并与滑轮组的动滑轮D连接。在向长方体容器C中缓慢加水时，用弹簧测力计拉住绳子自由端不动，其示数F与加水质量m之间的函数关系如图2所示。忽略题中所有绳重以及摩擦，加水过程中A、B间的绳子始终是绷直的。已知：容器C的内底面积SC=80cm2，物体A的底面积SA=20cm2，水的密度为，g取10N/kg。求：
（1）加水500g时，B所受浮力；
（2）动滑轮D的质量；
（3）绳子自由端的拉力F2。
实验次数
物重G/N
测力计的示数F/N
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
实验次数
物重
弹簧测力计的示数
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
表一（甲小组）
表二（乙小组）
表三（丙小组）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.4
表一：m1=0.2kg
表二：m2=0.4kg
序号
倾角θ
v0（m/s）
L（m）
序号
倾角θ
v0（m/s）
L（m）
1
8°
1
0.0566
8
8°
2
0.2263
2
8°
2
0.2263
9
16°
3
0.4500
3
16°
3
0.4500
10
16°
4
0.8000
4
16°
3
0.4156
11
23°
4
0.7390
5
23°
3
0.3600
12
53°
5
1.0000
6
53°
4
0.6400
13
68°
5
1.0352
7
68°
4
0.6626
14
83°
5
1.1547
10.2 滑轮及其应用
一、单选题
1．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（ ）
A．定滑轮可以省力
B．定滑轮是等臂杠杆
C．只使用动滑轮就会改变力的方向
D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离
【答案】B
【解析】AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故A错误，B正确；
C．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，只使用动滑轮不会改变力的方向，故C错误；
D．滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，机械可以省力或省距离，但不能既省力又省距离，机械不能省功，所以滑轮组不可以省距离，故D错误。
故选B。
2．如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（ ）
A．F1大于F2B．F1大于F3C．F1等于F2D．F2小于F3
【答案】C
【解析】使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。
故选C。
3．如图是学校旗杆顶上的一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对于滑轮的说法，正确的是（ ）
A．这是一个定滑轮，可省力B．这是一个动滑轮，可省力
C．这是一个定滑轮，可改变力的方向D．这是一个动滑轮，可改变力的方向
【答案】C
【解析】旗杆顶上滑轮的轴固定在旗杆上，所以该滑轮是一个定滑轮，定滑轮不能省力，其优点是可以改变力的方向。
故选C。
4．如图所示，分别用 F1、F2、F3、F4 匀速提升同一重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则（ ）
A．F1＝F2＞F3＝F4B．F1＝F2＞F4＞F3
C．F1＝F2＞F3＞F4D．F1＞F2＞F3＞F4
【答案】B
【解析】a、b图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故
F1=F2=G
c图用的是动滑轮，能够省一半的力，故，d图用的是动滑轮，拉力与竖直方向有夹角，由于夹角越大，拉力越大，所以，所以
F1=F2＞F4＞F3
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．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。
6．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是（ ）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
【答案】D
【解析】三幅图物体重力与接触面粗糙程度相同，则与地面摩擦力相同，第一幅图为定滑轮，只改变力的方向，则拉力为
F1=f
第二三幅图为动滑轮，根据绳子段数关系可知，拉力分别为
综合可得
故选D。
7．如图所示，简单机械均不计摩擦，图中，其中最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【分析】(1)图中使用的是滑轮组，n＝2，简单机械的自重、摩擦均不计，拉力FG；
(2)图中使用的是轮轴，动力作用在轮上，由杠杆平衡条件可知，FR＝Gr据此求拉力大小；
(3)简单机械的自重、摩擦均不计，使用斜面时Fs＝Gh，据此求力F大小；
(4)求出动力臂和阻力臂的大小，利用杠杆平衡条件求F的大小。
【解析】A．图中使用的是滑轮组，n＝2，简单机械的自重、摩擦均不计，拉力FG，故A不符合题意；
B．图中使用的是轮轴，动力作用在轮上，由杠杆平衡条件可知，，拉力FGG，故B不符合题意；
C．在直角三角形中，斜面夹角为30°，则斜面高等于斜面长的，由Fs＝Gh得，FGG，故C不符合题意；
D．动力臂
L1＝1m+2m＝3m
阻力臂L2＝1m，由杠杆平衡条件可得
FL1＝GL2
FG
故D符合题意。
故选D。
8．物体重，滑轮重使物体匀速上升1m，不计摩擦，则（ ）
A．，滑轮向上移动
B．，滑轮向上移动2m
C．，滑轮向上移动
D．，滑轮向上移动2m
【答案】A
【解析】这是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费1倍的力却省一半的距离．所以，施加的力
F＝2G+ G′＝2×200N+20N＝420N
拉力作用点移动的距离
s＝h＝×1m＝0.5m
故选A。
9．如图所示的滑轮组，每个滑轮重为40N，绳重及摩擦不计。用它匀速提升重为200N的物体，所用的拉力F是（ ）
A．100NB．120NC．140ND．240N
【答案】B
【解析】由图可知，绳子承重股数为n=2，用它匀速提升重为200N的物体，所用的拉力F是
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
10．如图（绳子和滑轮重不计）重为60N的木块，在10N的拉力F作用下，物体在水平路面上以1m/s的速度匀速运动了6s，则（ ）
A．木块与水平路面间的摩擦力为120NB．木块与水平路面间的摩擦力为20N
C．在6s内绳子自由端移动了6mD．在6s内绳子自由端移动了18m
【答案】B
【解析】AB．由滑轮组结构看出
绳子和滑轮重不计，作用在绳自由端的拉力等于木块受摩擦力的，木块受到的摩擦力
故A不符合题意，B符合题意；
CD．由得，物体移动的距离
绳子自由端通过的距离
故CD不符合题意。
故选B。
11．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。（不计摩擦与绳重），则以下物理量正确的是（ ）
A．拉力F=GB．拉力F=G
C．绳自由端移动距离为2HD．绳自由端移动距离为3H
【答案】D
【解析】AB．由图知，物体和动滑轮的总重由三段绳子承担，不计摩擦与绳重，拉力
F=(G+G动)
故AB错误；
CD．图中AB两点间的距离为2H，这并不是绳子自由端移动的距离，绳子自由端移动的距离应该为原来的A点到现在A点的竖直距离；钩码升高H，则绳子自由端移动的距离为
s=3H
故C错误，D正确。
故选D。
12．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
【解析】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．
二、填空题
13．一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500 N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。
【答案】 500 1000
【解析】[1]定滑轮匀速吊起500 N的重物，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。
[2] 拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力，则受到的力为
F=500N+500N=1000N
14．如图所示，物体A和B所受重力都为40牛，其中______图为定滑轮（选填“（a）”或“（b）”），作用是______。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时，力FA大小为______牛
【答案】 （b） 改变力的方向 20
【解析】[1]使用过程中，滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中，滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，故B图中的滑轮轴固定不动，是定滑轮。
[2]定滑轮在使用过程中，总是绕着固定点转动，也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆，其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径，大小不变。故使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
[3]由图知，用于提升物体A的滑轮为动滑轮，直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦，所以拉力的大小为
15．在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了______（填“斜面”或“轮轴”）；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 粗 轮轴 斜面
【解析】[1][2]螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴，轮轴是一种省力机械，支点在轴，螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力。
[3]螺丝钉在旋转进入孔中时，螺纹上会受到孔对它的阻力作用，螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘旋公路一样，高山上的盘旋公路是斜面，那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。
16．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，某工人利用如图所示的滑轮组施加了300N拉力在30s的时间内完成任务．此过程中绳子自由端移动的距离为18m，有_____股绳子承担物重．请根据题意在图中画出滑轮组绕绳方法____．如不计摩擦和绳重，动滑轮的重为_____N；如果绳子能承受的最大拉力为450N，那么该滑轮组最大可吊起_____N的物体．
【答案】 3 300 1050
【解析】试题分析：（1）由“将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，此过程中绳子自由端移动的距离为18m”可知，动滑轮上绳子的段数n===3段；
则滑轮组绕绳方法如下：
（2）绳重及摩擦不计，根据F=（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=3×300N﹣600N=300N，
如果绳子能承受的最大拉力为450N，根据F′=（G′+G动）可得，最大吊起的物重：
G′=nF′﹣G动=3×450N﹣300N=1050N．
17．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
【答案】 30 1
【解析】[1][2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
18．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，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。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
【答案】 15
【解析】[1]20个坠砣的总重力
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
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度
则输电线A端向左移动的距离
19．如图所示装置，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉住物体B，此时物体B保持静止。小明用竖直向下大小为2N的力F1拉重为1N物体A时，物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动；小明只用水平向左的拉力F2拉物体B时，物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计轮重、绳重和轴摩擦，则：
（1）物体B受到的滑动摩擦力大小为_________N；
（2）水平向左拉物体B时，拉力F2的大小为___________N。
【答案】 9 12
【解析】（1）[1]由图得，滑轮组的
物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动，则物体受到的摩擦力等于拉力，物体B受到的滑动摩擦力大小

（2）[2]水平向左拉物体B时，摩擦力方向水平向右，拉力F2的大小满足

则
20．如图装置，AB为水平轻质杠杆，O为支点，AO:OB=4:1，G1=150N，G3=160N，水平地面上的物体G1，通过细绳悬挂在A点，G2、G3，G4通过滑轮连接，滑轮悬挂于B点，G2恰好匀速下降，此时地面对物体G1的支持力为50N，则绳子对A的拉力FA______N，G2受到的重力为______N。若用力F沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，则力F的大小为______N（绳重，滑轮重及绳与滑轮摩擦不计）。
【答案】 100 200 80
【解析】[1] G1处于静止状态，受力平衡，受到竖直向上的支持力、绳的拉力和竖直向下的重力，根据力的平衡条件可得，A对G1的拉力为
即也为绳子对A的拉力。
[2]根据杠杆平衡条件可得：；已知AO:OB=4:1，则杠杆右端的拉力为
G2恰好匀速下降，绳重、滑轮重及滑轮的摩擦不计，则G2对杠杆的拉力等于G3对杠杆的拉力，且G2对杠杆的拉力和G3对杠杆的拉力之和等于400N，所以
[3]对G3进行受力分析可知，G3受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力F上和竖直向下的拉力F下，且有
F上与G3对杠杆的拉力是一对相互作用力，则F上=200N，又因为G3=160N，则
当G2恰好匀速下降时，G4向左匀速运动，物体G4受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力为
若用力沿水平方向向右匀速拉动物体G4，使G2匀速上升，此时物体G4在水平方向受向左的摩擦力f和向左的拉力F下；根据力的平衡条件可得，力F的大小为
三、作图题
21．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
22．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：
23．将下图中的滑轮组装为最省力的情形。
【答案】
【解析】两个定滑轮，两个动滑轮，动滑轮绕5股绳最省力，绕绳的起点在动滑轮上，如下图所示：
四、实验题
24．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是___________。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是___________。
【答案】 变小 测力计的重力 动滑轮本身有重力
【解析】（1）[1][2]测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。
（2）[3]人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力大于物重G的一半。
25．做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：
通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中有______段绳承担动滑轮，弹簧测力计示数应为物重的______分之一，但出现了上表中这样结果的主要原因是______；
（2）除上述原因之外，还应满足什么条件时，“使用动滑轮能省一半的力”______。
【答案】 2 二 动滑轮有重力 不考虑绳子重力和绳子与滑轮间的摩擦力
【解析】（1） [1][2][3]用动滑轮提升重物时，相当于两段绳子对动滑轮施加竖直向上的拉力，在忽略动滑轮和绳子重力以及绳子与滑轮间的摩擦力时，绳子自由端（弹簧测力计）拉力等于物体重力一半，即
（2）[4]忽略绳子与滑轮间的摩擦力，匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于轮的直径时，才能有“使用动滑轮能省一半的力”。即
26．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的数据记录在表格中。
（1）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 ___________（选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）用图丙进行实验时，最好 ___________匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ___________；
（3）在本实验中进行了多次实验，目的是 ___________。
A．从多次实验中选取最准确的数据
B．多次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律
D．利用控制变量法
【答案】 不能 不变 沿着竖直方向 动滑轮自身受到重力 C
【解析】（1）[1][2]第1、2次的数据中拉力和钩码重相等，绳子自由端移动的距离和钩码上升的高度相等，所以使用定滑轮不能省力，也不能省距离；定滑轮实质上是等臂杠杆，支点在滑轮的中心，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，动力臂依然等于阻力臂，定滑轮依然是等臂杠杆，所以拉力的大小将不变。
（2）[3][4]图丙为动滑轮，沿竖直方向时最省力，所以最好沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端；实际在实验时，动滑轮自身的重量、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等，都会影响实验的结果，其中拉力大小并不等于钩码重力的一半的主要原因是动滑轮自身受到重力。
（3）[5]使用中要进行多次测量，目的是为了得到普遍规律，避免结论具有偶然性，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
27．在研究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所受的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计），甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，_______；
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力。由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为_______牛；
（3）分析比较表一、表二、表三中的实验数据和观察到的现象，初步分析，当物体的重力相同时，甲小组、乙小组、丙小组的实验数据都不相同的原因是：_______；
（4）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：_______。
【答案】 可以省力 0.2 拉力方向不同 拉力方向与竖直方向夹角越大越费力
【解析】（1）[1]从表格中可以看出，每组数据中弹簧测力计的读数都要小于重物的重力，所以使用动滑轮匀速提起重物，可以省力。
（2）[2]因为提升重物的过程中相当于两根绳子在提升动滑轮，则由题中资料可知，拉力的表达式为
将第1次的实验数据代入到上式，求得
G动=2F1-G1=2×0.6N-1N=0.2N
（3）[3]当提升相同重物时，所用拉力的方向不同，得到的弹簧测力计的示数不同，由此可知拉力方向不同影响拉力的大小。
（4）[4]观察图片并分析数据可知，使用动滑轮匀速提起同一重物，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，且测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
28．小亮同学骑车上学途中，要冲上一段坡路，他思考：物块以一定的速度v0从斜面底端冲上斜坡后运动的最大距离L与哪些因素有关？认真思考后提出以下猜想：
猜想一：可能与物块的质量m有关；
猜想二：可能与物块的速度v0有关；
猜想三：可能与斜面的倾角 θ 有关；
他选用若干相同材料的长方体物块和同一斜面进行实验。将物块从斜面的底端以速度v0沿斜面向上运动，测得冲上斜面后运动的最大距离L，改变相关条件，多次实验，并将实验数据记录在下表中：
（1）分析比较序号2与8或3与9的数据及相关条件可知，猜想一是___________（选填“正确”或“错误”）；
（2）为验证猜想二，可选择序号2与___________的数据进行分析，得出的初步结论是：同一物块，沿相同倾角的同一斜面由底端向上运动，上滑的最大距离L与物块速度v0___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）小亮分析了表一、表二中数据后，得出的结论是同一物块，在同一斜面底端以相同的速度v0沿斜面向上滑行，斜面倾角 θ 越大，上滑的最大距离L越小，你认为他的观点是___________的（选填正确”或“不正确”）判断的依据是___________；
（4）小亮观察到速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此提出新的猜想上滑的最大距离L还可能与___________有关；
（5）下列探究活动与小亮的研究方法不相同的是___________
A．探究影响浮力大小的因素 B．探究二力平衡的条件
C．探究定滑轮工作时的特点 D．探究阻力对物体运动的影响
【答案】 错误 1 有关 不正确 分析比较序号12、13、14的数据得出，当以相同的速度v0沿斜面向上滑行时，斜面倾角θ越大，上滑的最大距离L越大 接触面的粗糙程度 C
【解析】（1）[1] 2与8或3与9的数据可知，斜面的倾角和速度v0相同，而物块的质量不同，由于冲上斜面后运动的最大距离L相同，说明物块冲上斜面后运动的最大距离L与物块的质量m无关，所以猜想一错误的。
（2）[2] 猜想二是说明物块冲上斜面后运动的最大距离L可能与物块的速度v0有关，要验证猜想二，需控制物块的质量、斜面的倾角相同，改变物块从斜面的底端的速度v0，所以可以选择序号2与1的数据进行分析。
[3]由序号2与1的数据可知，物块的质量、斜面的倾角相同，物块冲上斜面时的速度不同，在斜面上滑行的距离也不同，说明同一物块，沿相同倾角的同一斜面由底端向上运动，上滑的最大距离L与物块速度v0有关。
（3）[4][5]分析比较表一序号为4和5的数据，同一物块，在同一斜面底端以相同的速度v0沿斜面向上滑行，斜面倾角 θ 越大，上滑的最大距离L越小，但分析比较表二序号12、13、14的数据得出，当以相同的速度v0沿斜面向上滑行时，斜面倾角θ越大，上滑的最大距离L越大，所以他的观点是不正确。
（4）[6]小亮观察到速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。路面粗糙程度不同，汽车滑行的距离不同，所以可以猜想上滑的最大距离L还可能与接触面的粗糙程度有关。
（5）[7]在小亮的研究活动中，采用了控制变量法。
A．影响浮力大小的因素是液体的密度和排开液体的体积，在研究浮力大小与液体密度（或排开液体的体积）关系时，控制排开液体的体积（或液体密度）相同，采用了控制变量法，故A不符合题意；
B．两个力要平衡，需要满足四个条件，探究二力平衡的条件时，每次只改变一个因素，保持其它因素不变，采用的是控制变量法，故B不符合题意；
C．探究定滑轮工作时的特点，选用轻绳进行实验，忽略绳重及摩擦对实验的影响，忽略次要因素，突出主要研究问题，采用了模型法，没有采用控制变量法，故C符合题意；
D．研究阻力对物体运动的影响，要控制物体运动到水平面时速度相同，用到了控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
五、计算题
29．如图所示，物体重180牛，动滑轮重20牛，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体正以0.1米/秒的速度匀速上升．求：
（1）拉力F；
（2）2分钟时拉起绳子的长度．（假设绳子足够长）
【答案】(1) 100N； (2) 24m．
【解析】(1)因为绳重与摩擦不计，所以拉力
F==100N；
(2)因为动滑轮由两段绳子吊着物体，则绳自由端的速度是物体速度的2倍，即
v绳=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
2分钟绳子自由端移动的距离为：
s绳=v绳t=0.2m/s×2×60s=24m．
答：(1)绳的拉力为100N；
(2)2分钟绳子自由端移动的距离为24m．
30．如图所示是小明从5m水深的井里提水的装置，桶的容积为3×10-3m3，每个滑轮重5N，在匀速提起桶的过程中，桶露出水面前的拉力为7.5N，完全露出水面后，拉力变为25N（绳子与滑轮间的摩擦及绳重不计，g=10N/kg）。求：
（1）水井底受到水的压强；
（2）桶的质量；
（3）桶的材料密度。
【答案】（1）5×104Pa；（2）1.5kg；（3）3×103kg/m3
【解析】解：（1）水底受到水的压强
（2）桶中水的质量
桶中水的重力
不计绳重和摩擦，提升物体时绳端的拉力
因此全露出水面后，滑轮组对桶拉力为
即
桶重
桶的质量
（3）匀速提起桶的过程中，桶露出水面前的拉力为7.5N，由得，此时滑轮对桶拉力为
桶受到的浮力
排开水中的体积（桶的体积）
桶材料的密度
答：（1）水底受到水的压强5×104Pa；
（2）桶的质量为1.5kg；
（3）桶的密度3×103kg/m3。
31．如图1所示，长方体A、B是两个形状相同，材料不同的物体，他们之间用细绳连接，并与滑轮组的动滑轮D连接。在向长方体容器C中缓慢加水时，用弹簧测力计拉住绳子自由端不动，其示数F与加水质量m之间的函数关系如图2所示。忽略题中所有绳重以及摩擦，加水过程中A、B间的绳子始终是绷直的。已知：容器C的内底面积SC=80cm2，物体A的底面积SA=20cm2，水的密度为，g取10N/kg。求：
（1）加水500g时，B所受浮力；
（2）动滑轮D的质量；
（3）绳子自由端的拉力F2。
【答案】（1）0.8N；（2）0.02kg；（3）0.4N
【解析】解：（1）由图2知：当加水210g时，物体B开始进入水中，当加水450g时，物体B恰好完全浸没，则B的高度为
则
当加水500g时，液面在A、B之间的，由于此时B处于浸没状态，则
（2）由于长方体A、B是两个形状相同的物体，则
由图2知：当加水600g时，物体A开始进入水中，当加水780g时，拉力的大小不再减小，
说明物体A受到的浮力不再增加；即物体A浸入水的深度不再增加；则此时物体A浸入水的深度为
由于加水过程中A、B间的绳子始终是绷直的。所以，物体A没有完全浸没水中，物体AB一起处于漂浮状态，由于此时物体A、B对动滑轮的拉力为零；由于动滑轮由2股绳子承担，则当加水质量为
时，绳子的拉力为
所以，动滑轮的重力为
则动滑轮的质量为
（3）由于物体AB一起处于漂浮状态，根据漂浮条件可得
即
当加水450g时，物体B浸没在水中，则加水500g时，绳子的拉力为
答：（1）加水500g时，B所受浮力为；
（2）动滑轮D的质量为；
（3）绳子自由端的拉力。
实验次数
物重G/N
测力计的示数F/N
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
实验次数
物重
弹簧测力计的示数
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
表一（甲小组）
表二（乙小组）
表三（丙小组）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.4
表一：m1=0.2kg
表二：m2=0.4kg
序号
倾角θ
v0（m/s）
L（m）
序号
倾角θ
v0（m/s）
L（m）
1
8°
1
0.0566
8
8°
2
0.2263
2
8°
2
0.2263
9
16°
3
0.4500
3
16°
3
0.4500
10
16°
4
0.8000
4
16°
3
0.4156
11
23°
4
0.7390
5
23°
3
0.3600
12
53°
5
1.0000
6
53°
4
0.6400
13
68°
5
1.0352
7
68°
4
0.6626
14
83°
5
1.1547