苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功2 滑轮同步训练题

第十一章 第2节 滑轮

一．选择题（共18小题）

1．（2018•广元）用如图所示的工具提升相同重物G，（不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重）最省力的是（　　）

A． B． C． D．

2．（2018•乌鲁木齐）如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1=60N，G2=38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（　　）

A．3N     B．6N     C．11N        D．22N

3．（2018•黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）

A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度

B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少

C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率

D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力

4．（2018•邵阳）某校操场上正在举行升旗仪式，同学们看着国旗冉冉升起，暗暗立志要更加努力学习。在国旗上升的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．以地面为参照物，国旗是运动的

B．国旗由静止到运动是由于受到了力的作用

C．旗杆上端的滑轮是一个定滑轮

D．地面相对于国旗是静止的

5．（2018•宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（　　）

A．F2的功率为0.6W

B．弹簧测力计读数为9N

C．物体A和地面之间有摩擦力

D．如果增大F2，物体A可能向左运动

6．（2018•大庆）如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N．由此可知（　　）

A．物重是27N，物体的速度是0.4m/s

B．物重是18N，物体的速度是0.6m/s

C．物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/s

D．物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s

7．如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m．若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（　　）

A．物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W

B．物体与地面之间的摩擦力f=10N

C．物体向右运动时，拉力F2=10N

D．物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=40J

8．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重为50N，定滑轮总重为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时对吊篮的压力是（　　）

A．380N      B．390N   C．510N       D．600N

9．如图所示，是工人师傅提升重物的示意图，已知滑轮质量相同，若把同一货物匀速提升相同的高度（不计摩擦及滑轮重）（　　）

A．使用定滑轮比动滑轮费力，且机械效率低

B．使用定滑轮比动滑轮省力，且机械效率低

C．使用定滑轮比动滑轮费力，且机械效率高

D．使用定滑轮比动滑轮省力，且机械效率高

10．如图所示，重力G=700N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止。三个滑轮等大、光滑，质量均忽略不计。所有细绳的重力均不计，天花板间的固定点分别叫做A、B、C，与木板间的固定点分别叫做D、E；各条细绳中不与滑轮接触的部分均竖直。则B点处的细绳对天花板的拉力大小为（　　）

A．100N         B．140N        C．300N         D．350N

11．如图，某滑轮组在水平拉力F1的作用下，拉着重150N的物体A以3m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为90%，物体A匀速运动时受到的阻力为60N，拉力F1的功率为P1；该滑轮组在水平拉力F2的作用下，拉着物体A以1m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法中正确的是（　　）

①F1=150N，P1=450W    ②F2=200N，P2=W

③3F1=F2，P1=P2         ④F1=F2，P1=3P2

A．①③          B．①④    C．②③         D．②④

12．如图所示，用轻质滑轮将同一物体沿相同水平面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁．比较它们的大小（不计滑轮与绳间的摩擦）下列判断正确的是（　　）

A．F甲＜F乙     B．F乙＜F丙     C．F丙＜F丁     D．一样大

13．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（　　）

A． B． C． D．

14．如图所示是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是（　　）

A． B． C． D．

15．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（　　）

A． B． C． D．

16．如图所示，一根细线绕过三个滑轮，两端固定在A、B两点，两动滑轮下所挂物体质量分别为m1、m2，两动滑轮上细线的夹角分别为α和β（α＞β），不计一切摩擦，则m1、m2的大小关系是（　　）

A．m1＞m2 B．m1＜m2 C．m1=m2 D．无法确定

17．如图所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于静止状态。下列判断中，正确的是（　　）

A．有可能N处于压缩状态而M处于不伸不缩状态

B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态

C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态

D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态

18．某学校的社区服务小组帮小明的爸爸将一重为1000N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上，而站在楼上时为了安全起见可产生的平均拉力为150N．善于学以致用的小明买来了一个重为100N的滑轮和一根足够长的绳子，用图中方案将建筑材料拉到楼上（不计绳重和摩擦）（　　）

A．需要4人，机械效率为91%    B．需要4人，机械效率为83%

C．需要3人，机械效率为91%    D．需要3人，机械效率为83%

二．填空题（共5小题）

19．如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若F1=20N，盘的半径为20cm，轴的直径为4cm，不计摩擦阻力，则F2=　   　N．门锁的把手相当于一个　   　（选填“省力”或“费力”）轮轴。

20．（2018•河南）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）

21．如图所示，均匀木板重40N，木板上放重为60N的台秤，台秤内放重力为300N的物体。整个装置用细绳通过不计重力的滑轮吊着，处于静止状态，这时台秤的读数为　   　N。

22．如图所示，重50N的物块通过一滑轮组的装置来拉动，若不计滑轮重和摩擦。当拉力F=5N时，物块能在地面上匀速滑动，则物块与地面间的滑动摩擦力f=　   　N，拉力作用点向右移动1m，物块向左移动　   　m，此时物体受　   　个力的作用。

23．如图，是光滑斜面的示意图。斜面的水平长度为S，高为h，物体质量为m，如果用沿斜面向上的力把物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F=　   　（用题中相关字母表示）。

三．作图题（共3小题）

24．（2018•凉山州）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。

25．请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起。

26．如图所示，某人在A处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。

四．解答题（共8小题）

27．用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示，已知物重G=600N，拉力F=210N，在重物升高0.5m的过程中（不计绳重和摩擦力）．求：

（1）绳子自由端移动的距离？

（2）动滑轮的重？

28．如图，小女孩质量50kg，脚与地的接触面积为400cm2，AB=OB，小女孩将边长为0.1m，密度为8×103kg/m3的正方体在20s内匀速提高了0.2m，（不计杠杆重、滑轮重和摩擦，g取10牛/千克）．求：

（1）小女孩所用拉力是多少？

（2）绳子自由端移动的距离是多少？

（3）小女孩拉动绳子的过程中，对地面的压强是多少？

29．体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1，如图所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2，压强变化了2750Pa．已知人一只脚的面积是200cm2，若每个滑轮重都为88N．（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），求：

（1）绳子自由端受到的拉力大小；

（2）物体A与地面的摩擦力大小。

30．（2018春•乐平市校级月考）如图所示的3个滑轮组（动滑轮重力相同），当物重为50N时，绳端需用15N的拉力才能使物体匀速上升。（绳重及摩擦不计）

（1）计算出滑轮组的绕线方式并选择图中一个滑轮组完成该滑轮组完整的绕线方式；

（2）计算你所选的滑轮组的每个动滑轮的重力是多少N？

（3）如果绳子能承受的最大拉力是60N，那么所选的滑轮组最大可吊起多重的物体？

31．如图所示，将重物匀速提高2m，若物体质量为30kg，动滑轮重1.5kg、绳重及滑轮之间的摩擦不计（g取10N/㎏），求：

（1）拉力F的大小。

（2）绳自由端移动的距离。

32．如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5千克，木板质量M=10千克，人的质量m=30千克，不计摩擦与空气作用力。

（1）若人拉动绳子使木板上升，属于动滑轮的是　   　（填“滑轮A”或“滑轮B”）。

（2）图中的人受到的力有　   　个。

（3）当滑轮组静止于空中，图中各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g=10牛/千克）

33．如图所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重A的质量为40kg，其底面积为100cm2．B、C、D都是定滑轮，E是动滑轮。杠杆GH可绕O点在竖直平面内转动，OG：OH=2：3．小勇通过细绳在H点施加竖直向下的拉力F1时，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强为2×104Pa；他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力F2时，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强为3×104Pa．杠杆两次都在水平位置平衡，杠杆GH和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计，已知F1：F2=9：5，g取10N/kg．求：

（1）拉力FA2；

（2）动滑轮的重力G动；

（3）小勇对细绳的拉力F1的大小。

34．组合机械在工业生产中有广泛的应用，如图为某组合机械示意图，杠杆AB可绕O点转动，AO：OB=4：1，一个体重为600N的人用竖直向下的力拉绳子自由端，使动滑轮O1的上拉钩对杠杆B端产生一个竖直向下的拉力F拉，使杠杆在水平位置保持静止，杠杆自重、滑轮重、绳重及摩擦均不计。

（1）A端所挂重物的重力为300N，则人对绳子自由端的拉力是多少？

（2）作出此时人的受力示意图。

（3）若人与地面的接触面积为400cm2，则人对地面的压强是多少？

参考答案与试题解析

一．选择题（共18小题）

1．

【分析】（1）若是动滑轮，省一半力，F=G；

（2）若是滑轮组，找出承担物重的绳子股数n，则F=G；

（3）若是定滑轮，不省力，F=G；

（4）根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂判断。

【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮、杠杆重，

A、使用的是动滑轮，F=G；

B、使用的是滑轮组，n=3，F=G；

C、使用的是定滑轮，F=G；

D、设杠杆的长度为L，则动力臂为L，阻力臂为，

则FL=G×，F=。

故由以上计算可知B最省力。

故选：B。

【点评】本题考查了不计摩擦和动滑轮重时，使用滑轮组省力情况的计算，以及杠杆的平衡条件的应用，难度不大。

2．

【分析】先确定使用滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F=（G+G轮），因为拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。

【解答】解：

由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：n1=3，n2=2，

每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，

不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1=（G1+G轮），F2=（G2+G轮），

由题知F1=F2，

所以（G1+G轮）=（G2+G轮），

即：（60N+G轮）=（38N+G轮），

解答动滑轮的重力：G轮=6N。

故选：B。

【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算，利用好关系式：不计绳重和摩擦力，拉力F=（G+G轮）。

3．

【分析】（1）动滑轮省一半力，费一半的距离；

（2）提起动滑轮需要做功；

（3）提高机械效率的方法：一是增大提升物重，二是减轻机械重、减小摩擦；

（4）定滑轮不省力。

【解答】解：A、用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升2h高度，故A错误；

B、拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功故做功较多，故B错误；

C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，故可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。

D、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故D错误。

故选：C。

【点评】本题考查定滑轮的使用，是一道基础题。

4．

【分析】（1）首先确定被研究的物体，被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变，被研究的物体是运动的，如果没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的；

（2）力是改变物体运动状态的原因；

（3）定滑轮不省力，可以改变运动方向。

【解答】解：

A、在国旗上升的过程中，以地面为参照物，国旗相对于地面是运动的，故A正确；

B、力是改变物体运动状态的原因；国旗由静止到运动，其运动状态发生了变化，是由于国旗受到了力的作用，故B正确；

C、旗杆上端的滑轮不随国旗一起运动，该滑轮能改变力的方向，所以旗杆上端的滑轮是一个定滑轮，故C正确；

D、以国旗为参照物，地面的位置在发生改变，则地面是运动的，故D错误。

故选：D。

【点评】一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同，得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。

5．

【分析】（1）由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍，利用P===Fv求拉力做功功率；

（2）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数，即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍；

（3）对于物体A，受到的力为B向左的摩擦力、向右的拉力、地面向右的摩擦力，据此求地面向右的摩擦力，可得物体A与地面之间是否有摩擦力；

一个物体在另一个物体表面上有相对运动或相对运动的趋势时，则两物体之间就产生摩擦力；

（4）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，先分析A受到B的摩擦力的大小变化，再确定A的运动状态是否变化。

【解答】解：

A、由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故A正确；

B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N，故B正确；

C、对于物体A，受到的力：

B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N、

向右的拉力F1=4N、

因为A静止，所以地面向右的摩擦力f地=fB﹣F1=6N﹣4N=2N，所以物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；

D、如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错。

故选：D。

【点评】本题考查了功率公式的应用、影响滑动摩擦力的因素、物体受力分析等知识点，要求认真审题，利用好水平使用滑轮组的特点是关键。

6．

【分析】绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的摩擦力，拉力就是摩擦力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。

【解答】解：本题滑轮组做功是克服摩擦力做功，有3段绳子承担拉力，因此物体受到的摩擦力是f=3×9N=27N；

物体移动的速度：v==0.4m/s。

故选：C。

【点评】滑轮组用几段绳子拉着物体，拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了。

7．

【分析】（1）拉力F1的功率可用P=Fv求出；

（2）物体与地面间的摩擦力可通过二力平衡求出；

（3）拉力F2的大小可通过对滑轮组进行分析得出；

（4）拉力F2做的功可利用公式W=Fs求出。

【解答】解：A、物体向左运动时，F1的功率P1=F1v=10N×2×3m/s=60W，故A错误；

B、图甲中是一只动滑轮，用2段绳子拉动物体，匀速运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，故摩擦力为2F1=2×10N=20N，所以B错误；

C、由于物体G和地面没有改变，故所受摩擦力没有改变，仍为20N，方向向左，同时物体向左还受两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为10N，物体右侧滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，因此，2F2=2F1+f=40N，所以F2=F1+f=10N+×20N=20N；故C错误；

D、在滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计的情况下，拉力F2做的功W=F2×2s=20N×2×1m=40J，所以D正确。

故选：D。

【点评】本题对动滑轮的受力分析，是解答本题的关键，同时要正确分析物体所受摩擦力的变化，知道物体受到的摩擦力大小没有不变，只是方向不同。

8．

【分析】本题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么由5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和。可据此求出人的拉力，对吊篮的压力等于人的重力减去拉力。

【解答】解：

将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡。

人的拉力：

F=（G人+G轮+G吊篮）=×（600N+50N+400N）=210N。

人在吊篮里拉着绳子不动时对吊篮的压力：

F压=G人﹣F=600N﹣210N=390N。

故选：B。

【点评】解答本题须采用整体思想，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体进行分析，这是解答此题的关键。

9．

【分析】解决此题要知道定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；

动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。

【解答】解：

由两幅图可知，第一个滑轮是动滑轮，省力但费距离；第二个滑轮是定滑轮，不省力但能改变力的方向；所以，使用定滑轮比动滑轮费力，故BD错误；

使用动滑轮时，需要把重物和动滑轮一块向上提起，使用定滑轮时，只提起重物，所以，把同一货物匀速提升相同的高度，使用动滑轮所做的额外功多，则动滑轮的机械效率低，故定滑轮的机械效率更高一些，C正确，A错误。

故选：C。

【点评】解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮的特点进行分析解答。

10．

【分析】如图，水平木板受到F1、F2、F3的作用，其中F2=2F1，F2=F3，根据“F1+F2+F3=G”求F1，即B点处的细绳对天花板的拉力大小。

【解答】解：

由题知，滑轮光滑（即摩擦不计），细绳、滑轮重力不计，如图，

水平木板受到F1、F2、F3和G的作用，且木板保持静止，

则有：F1+F2+F3=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

由于中间滑轮受到两个向上的拉力（每个力均为F1）、向下的拉力F2，则有F2=2F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

下面滑轮上的两个拉力F2=F3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

将②③代入①可得：

F1+2F1+2F1=G=700N，

解得：F1=140N，

所以B点处的细绳对天花板的拉力大小为140N。

故选：B。

【点评】本题考查了滑轮组拉力的计算，注意本题滑轮组不是由一根绳子缠绕而成，易错题！

11．

【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，向左拉的有三段绳子，向右的有一段，而拉力F是向右的，物体是向左的，故拉力端移动的距离是物体移动距离的三分之一，拉力端移动的速度也是物体移动速度的三分之一。

（2）题目已知机械效率为80%，可对机械效率推导为：η===。

（3）因题目已知物体移动的速度，故对拉力功率的公式可推导为：P===F拉•v拉=F拉•v物。

【解答】解：滑轮组的机械效率：η===，

拉力F1===200N，

又因为v拉1=v物1，所以P1===F拉×v拉=F拉×v物=200N××3m/s=200W；

同理：滑轮组在拉力F2作用下时，

F2===200N，

P2=F2×v拉2=F2×v物2=200N××1m/s=W，

由此分析可知：F1=F2、P1=3P2．故②④正确；

故选：D。

【点评】本题在滑轮组的计算题中属于难度较高的，不仅滑轮组的使用方式与平常不同，而且涉及的物理量多，对机械效率、功率等公式都要求能进行熟练推导，值得注意的是对于滑轮组的机械效率，在机械装置和提升的重物都不变的条件下滑轮组的机械效率保持不变的，这是本题的解题关键。

12．

【分析】（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。

（2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。使用动滑轮能省一半力，费距离。

【解答】解：由图知，乙、丙图是定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向，所以F乙=F丙=f；

甲、丁都是动滑轮，甲沿水平方向，恰好省一半的力，所以F甲=f；丁斜着拉绳子，所以f＞F丁＞f；

由上分析，BCD错误，A正确。

故选：A。

【点评】解决此类问题首先要根据滑轮的使用情况判断定滑轮和动滑轮，然后根据使用时的特点进行分析，并且能够找到它们之间的区别。

13．

【分析】由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F1、F4；

由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F2的大小；

由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F3；

最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

【解答】解：不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：

A、图示是一个定滑轮拉力F1=G；

B、根据勾股定理知h=m=3m，图中为斜面，F2×5m=G×3m，得到F2=0.6G；

C、如图所示，由图可知==，

由杠杆平衡条件可得：F3×L2=G×LG，拉力F3=G×=G=0.4G；

D、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，拉力F4=G=G；

因此最小拉力是F4；

故选：D。

【点评】本题主要考查各种滑轮及滑轮组、斜面以及杠杆的使用，是一道常见题。

14．

【分析】分析各个选项与物重的大小关系，得出最省力的选项。

【解答】解：

由题知，不计滑轮所受重力及摩擦力。

A、图中直接用手提升物体，拉力F=G；

B、图中使用的是滑轮组，n=2，拉力F=G；

C、图中使用的是定滑轮，拉力F=G；

D、图中使用的是滑轮组，n=3，拉力F=G；

可见，D选项最省力，拉力F=G。

故选：D。

【点评】本题考查了定滑轮、滑轮组的省力特点，属于基础题目。

15．

【分析】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可。

【解答】解：A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；

B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；

C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=G；

D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=G。

由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C。

故选：C。

【点评】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点，综合性强，难易程度适中，是一道很典型的题目。

16．

【分析】由于初中阶段还没有学习力的分解，故不能采用这种方法。但我们可以把左、右两边动滑轮的受力情况各看成一个杠杆进行分析，根据杠杆平衡条件列出绳的拉力、重物重力、夹角之间的关系；又因为定滑轮两边绳子上的拉力相等，可以列一个等式，既而就可以比较出两个物体质量的大小关系。

【解答】解：把A点作为支点，把左边动滑轮对绳子的压力作为阻力，与定滑轮相连的绳子上的拉力为动力，这样就构成了一个杠杆，如图所示。

分别作出动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件有：T1•L1=G1•L2，即：T1•2L2sin（90°﹣）=m1g•L2，

解得：T1=；

同理，也可求得定滑轮对右边动滑轮绳子的拉力为：T2=。

因为定滑轮两边同一根绳子上的拉力是相等的，即T1=T2，所以=，

化简得：==。

因为α＞β，且α、β都小于180°，所以cos＜cos，则有m1＜m2。

故选：B。

【点评】该题考查了将滑轮受力情况转化为杠杆的一种思路，难度较大，属于初中、高中相衔接的一道题。

17．

【分析】先分析N弹簧，由于上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸，然后分这两种情况去分析M弹簧。

【解答】解：由于N弹簧上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸；

当N弹簧处于原长时，细线的拉力为零，M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态，故A错；

当N弹簧处于拉伸状态时，细线对a又拉力，当拉力小于a物体的重力时，M弹簧处于压缩状态；当拉力等于a物体的重力时，M弹簧处于原长状态；当拉力大于a物体的重力时，M弹簧处于伸长状态；故D正确；

从上面的分析中发现共有四种情况，即：

①N处于伸长状态而M处于压缩状态；

②N处于伸长状态而M处于伸长状态；

③N处于伸长状态而M处于不伸长不压缩状态；

④N不伸不缩，M压缩状态；

故B、C选项中的状态不存在；

故选：D。

【点评】本题关键在于先分析N弹簧的情况，然后分情况讨论M弹簧的可能情况。

18．

【分析】建筑材料与动滑轮的总重力是一共要克服的重力，根据动滑轮能省一半的力，可求出实际需施加的力。这些力由多个人共同施加，而且平均不超过150N，这就是解决的方法。

计算机械效率时，可用物重乘以提升的高度求出有用功，再用拉力乘以绳子自由端移动的距离求出总功，就可以利用机械效率的公式进行计算了。

【解答】解：根据题意，绳子自由端应承受的拉力为（1000N+100N）÷2=550N，这些力由4个人承担时，平均才不会超过150N；

因为动滑轮省一半的力要费一倍的距离，所以将物体提升6m，绳子自由端要移动12m，由机械效率的公式得η===≈0.91=91%。

故选：A。

【点评】分析此题中的人数时，要根据实际的要求，在不是整数时要采取进位法。机械效率的计算要严格按公式的要求，找准力与距离的对应关系，才不会在计算中出错。

二．填空题（共5小题）

19．

【分析】轮轴是一种简单的机械，相当于变形的杠杆，即在使用时，外轮半径大于轴半径，要看动力作用在哪里，若动力作用在轮上，是省力的机械，若动力作用在轴上，是费力的机械。

【解答】解：（1）轮轴的实质是杠杆的变形，

根据杠杆的平衡条件，F1R=F2r，

F1=20N，R=20cm，r===2cm，

F2===200N；

（2）门锁的把手外轮半径大于轴半径动力作用在轮上，相当于一个省力轮轴。

故答案为：200N；省力。

【点评】本题考查轮轴，杠杆的平衡条件，是一道中档题。

20．

【分析】（1）利用G=mg求坠砣总重力。

如图使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=FA，据此求输电线A端受到的拉力大小；

（2）坠砣串下降高度h=2sA，可求输电线A端向左移动的距离。

【解答】解：

（1）20个坠砣的总重力：

G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N，

由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2，

图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=FA，

则输电线A端受到的拉力大小：

FA=2G=2×5000N=1×104N；

（2）图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h=2sA，

则输电线A端向左移动的距离：

sA=h=×30cm=15cm。

故答案为：1×104；15。

【点评】本题考查了水平使用滑轮组时拉力与提升物重的关系以及拉力端移动距离与物体升高高度的关系，注意与竖直使用滑轮组的区别。

21．

【分析】把木板、台秤和物体看做一个整体，根据滑轮组的省力特点，对它进行受力分析，然后对物体进行受力分析，求出台秤的示数。

【解答】解：

由图可以看出，对木板、台秤和物体这个整体的拉力为F+F+2F=4F=40N+60N+300N=400N，所以绳子对物体的拉力F=100N，

物体受的拉力与支持力的和等于物体的重力，

所以台秤的示数（即台秤对物体的支持力）：

F支=G﹣F=300N﹣100N=200N。

故答案为：200。

【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组的省力特点、物体受力分析、二力平衡知识的理解和掌握，能够分析物体的受力情况是解决此题的关键。

22．

【分析】（1）由图知，滑轮组承担的不是物体的重力，而是物体与地面之间的摩擦力。由题知，绳端拉力与摩擦力之间的关系为F=f；绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s′的关系为s=2s′。

（2）物块向左移动，竖直方向受到重力和支持力的作用，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，据此分析回答。

【解答】解：

（1）由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=2，

所以物体与地面间的摩擦力：

f=nF=2×5N=10N；

物体移动的距离：

s′=s=×1m=0.5m；

（2）此时物体受4个力的作用：重力、支持力、拉力和摩擦力。

故答案为：10；0.5；4。

【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算、物体的受力分析，可以将图形顺时针旋转90°帮助分析。关键是F=的灵活运用。

23．

【分析】物体匀速向上运动，是一种平衡状态，利用功的原理即可求出物体所受力的大小。

【解答】解：由于斜面是光滑的，所以不存在额外功。根据功的原理可知FL=Gh=mgh（设斜面长为L），从而可以求出拉力F=。

在直角三角形中，L=；因此，F=。

故答案为：。

【点评】使用斜面时，若斜面是光滑的，则满足：FL=Gh，若斜面是粗糙的，则存在额外功，则FL＞Gh。

三．作图题（共3小题）

24．

【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子通过动滑轮，段数越多越省力。

【解答】解：

从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：

。

【点评】在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即F=G。

25．

【分析】人用力往下拉绳使重物升起，因此人的动力方向向下，重物运动方向向上，故由两根绳子承担物重，绳子固定在定滑轮上。

【解答】解：人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图所示：

【点评】此题主要考查了有关滑轮组的绕线。在设计滑轮组时，要注意题目的要求，若知道拉力方向可以从绳端绕起。

26．

【分析】最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。

【解答】解：从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，提升物体绳子条数为3，是最省力的绕法，如图所示：

【点评】省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。

四．解答题（共8小题）

27．

【分析】（1）由图知，承担物重的绳子有3段，已知物体上升的高度，可以得到绳子自由端移动的距离；

（2）不计绳重和摩擦，使用滑轮组时，提起物体的力是物重和动滑轮重的。

【解答】已知：G=600N  F=210N  h=0.5m  n=3

求：（1）s=？（2）G动=？

解：

（1）绳子自由端移动的距离为s=3h=3×0.5m=1.5m；

（2）∵F=（G+G动），

∴动滑轮的重力为G动=3F﹣G=3×210N﹣600N=30N。

答：

（1）绳子自由端移动的距离是1.5m；

（2）动滑轮的重力是30N。

【点评】此题考查的是滑轮组的特点，包括两方面：可以省力，但要费距离。

28．

【分析】（1）知道正方体的边长求出体积，知道正方体的密度，根据m=ρV求出正方体的质量；

知道杠杆的动力臂、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件求出杠杆A的拉力；

用滑轮组提升物体时，不计滑轮重和摩擦，知道A端的力，根据F=FA，求出小孩的拉力。

（2）知道物体升高0.2m和物体的重，知道A端的拉力，根据功的原理，求出A端移动的距离；根据s=nh求出绳子自由端移动的距离。

（3）知道小孩对绳子的拉力，根据物体间力的作用是相互的，求出绳子对小孩的拉力，分析小孩的受到情况，求出地面对小孩的支持力，求出小孩对地面的压力，知道受力面积，求出小孩对地面的压强。

【解答】解：（1）正方体的体积：V=a3=（0.1m）3=0.001m3，

正方体的质量：m=ρV=8×103kg/m3×0.001m3=8kg，

正方体的重力：G=mg=8kg×10N/kg=80N。

根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，

∴OB×80N=FA×OA，

∴OB×80N=FA×2OB，

∴FA=40N。

用滑轮组提升物体时，不计滑轮重和摩擦，

∴小孩对绳子的拉力：FC=FA=×40N=13.3N。

（2）重80N的正方体匀速提高了0.2m，

不计杠杆重和摩擦，根据功的原理得，

G•h=FA•h'，

∴80N×0.2m=40N×h'，

∴杠杆A端升高的距离：h'=0.4m。

滑轮组有3段绳子承担，所以绳子自由端移动的距离是：s=3h'=3×0.4m=1.2m。

（3）小孩对绳子的拉力是13.3N，物体间力的作用是相互的，绳子给小孩一个向上的13.3N的拉力作用，

小孩在竖直方向上受到竖直向上的拉力、地面竖直向上是支持力、重力作用，这三个力是平衡力，

所以，小孩受到地面向上的支持力为：F支=G人﹣FC=m小孩g﹣FC=50kg×10N/kg﹣13.3N=486.7N。

根据物体间力的作用是相互的，所以小孩对地面的压力为：F压=F支=486.7N，

小孩对地面的压强：p===1.2×104Pa。

答：（1）小女孩所用拉力是13.3N。

（2）绳子自由端移动的距离是0.4m。

（3）小女孩l拉动绳子的过程中，对地面的压强是1.2×104Pa。

【点评】本题是多个机械组合在一起，是比较复杂的一类习题，针对本类习题要从多个机械的一端开始，根据相连的机械找出相联系的物理量关系进行求解。

29．

【分析】（1）对人受力分析，人站在水平地面上时受两个力：重力G人和支持力N1；对地面的压强p1，

当用滑轮组拉物体A运动时受到三个力：重力G人、绳子拉力F、地面支持力N2，对地面的压强p2，

则可根据人对地面压强的变化值求绳子的拉力大小；

（2）由于滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担，不计绳重和摩擦，拉力F=（f+G轮），据此求摩擦力。

【解答】解：（1）对人受力分析，人站在地面上静止时受两个力：重力G人和支持力N1；当拉动水面上的物体时，受到三个力：重力G人、绳子拉力F、地面支持力N2，所以人站在水平地面上对地面的压力减小了，大小等于F，则△p=，

∴F=△pS=2750Pa×2×200×10﹣4m2=110N。

（2）因为滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担，不计绳重和摩擦，拉力F=（f+G轮），

则摩擦力：

f=2F﹣G轮=2×110N﹣88N=132N。

答：（1）绳子自由端受到的拉力大小为110N；

（2）物体A与地面的摩擦力大小为132N。

【点评】本题考查了压强公式和滑轮组的特点，注意正确分析滑轮组，实质使用时两个定滑轮，一个动滑轮，不计绳重和摩擦，拉力F=（f+G轮）。

30．

【分析】（1）知道物重和拉力的大小，根据F=G求出不考虑动滑轮重力时滑轮组绳子的有效股数，然后根据滑轮组绳子可能的有效股数，然后根据要求作出绕线方式；

（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮的重力；

（3）知道绳子能承受的最大拉力，根据F=（G+G动）求出所选的滑轮组最大可吊起物体的重。

【解答】解：（1）若不考虑动滑轮重力，由F=G可得，滑轮组绳子的有效股数：

n==≈3.3，

考虑动滑轮重力时，滑轮组绳子的有效股数应大于3。

①最左图中，滑轮组绳子的有效股数最多为3，不符合要求；

②中间图中，绳子只能从定滑轮开始绕线，动滑轮上有4段绳子，拉力方向向上，如下图所示：

③最右图中，绳子从定滑轮开始绕线时动滑轮上有4段绳子，如左图所示；

绳子从动滑轮开始绕线时动滑轮上有5段绳子，如右图所示：

（2）由中间图和最右图可知，动滑轮的个数为2个，

由F=（G+2G动）可得，②和③左图中每个动滑轮的重力：

G动=（nF﹣G）=（4×15N﹣50N）=5N；

③右图中每个动滑轮的重力：

G动=（nF﹣G）=（5×15N﹣50N）=12.5N；

（3）如果绳子能承受的最大拉力是60N，则

若选②和③左图中滑轮组，所选的滑轮组最大可吊起物体的重：

G大=nF大﹣2G动=4×60N﹣2×5N=230N；

若选③右图中滑轮组，所选的滑轮组最大可吊起物体的重：

G大=nF大﹣2G动=5×60N﹣2×12.5N=275N。

答：（1）滑轮组绳子的有效股数为4时，如图②和③左图所示；滑轮组绳子的有效股数为5时，如图③右图所示；

（2）②和③左图中动滑轮的重力为5N，③右图中动滑轮的重力为12.5N；

（3）若选②和③左图中滑轮组，所选的滑轮组最大可吊起物体的重为230N；若选③右图中滑轮组，所选的滑轮组最大可吊起物体的重为275N。

【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力公式和滑轮组的组装，正确的判断滑轮组绳子的有效股数是关键。

31．

【分析】根据图示可知，提升物体绳子的条数n=3；

（1）先根据G=mg求出物体的重力和动滑轮的重力，然后根据F=（G+G动）求出拉力的大小；

（2）直接根据s=3h即可求出绳子自由端移动的距离。

【解答】解：（1）物体的重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N，

动滑轮的重力：G动=m动g=1.5kg×10N/kg=15N，

则拉力：F=（G+G动）=（300N+15N）=105N；

（2）绳自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m。

答：（1）拉力F的大小为105N；

（2）绳子自由端移动的距离为6m。

【点评】本题考查滑轮组绳子拉力和自由端移动距离的计算，关键是F=（G+G动）和s=nh的应用。

32．

【分析】（1）根据动滑轮和定滑轮的特点分析；

（2）根据人的状态对人受力分析；

（3）当工人用力竖直向下拉绳子时，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，2FB=G木板+G人+GB；对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，所以人的拉力F=（FB﹣GB）。

【解答】解：

（1）由图可知，若人拉动绳子使木板上升，滑轮A的位置不变，B的位置会发生变化，故滑轮B是动滑轮；

（2）由图可知，人受到重力、木板的支持力和绳子向上的拉力，一共3个力的作用；

（3）滑轮B的重力：GB=mBg=5kg×10N/kg=50N，

木板重力：G木板=Mg=10kg×10N/kg=100N，

人的重力：G人=m人g=30kg×10N/kg=300N，

把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，由图可以看出，从定滑轮A出来的绳子股数为2股，

所以B处的拉力为：

FB=（G木板+G人+G动）=×（100N+300N+50N）=225N。

对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，

所以人的拉力：F=（FB﹣G动）=×（225N﹣50N）=87.5N。

故答案为：（1）滑轮B；（2）3；（3）此时人拉绳的力为87.5N。

【点评】此题中有一个迷惑人的地方就是人在木板上，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，它由两股绳子承担，所以FB=（G木板+G人+GB）；对于拉力FB来说它又有两股绳子承担，所以人的拉力F=（FB﹣GB）．明白这一问题后，此题即可迎刃而解。

33．

【分析】（1）求解物体配重A受到的拉力，先要对配重A受到的拉力和小成进行受力分析，根据处于平衡状态的物体，所受的合力为零求解，配重A对地面的压力根据压强公式P=FS得出的F=PS公式计算。

（2）动滑轮D的重力和物体配重A对绳子的拉力共同作用的杠杆的左端，要求解小勇在H点施加竖直向下的拉力和动滑轮的重力需通过分析杠杆的两次平衡，根据杠杆的平衡条件列出方程，结合F1：F2=9：5，的关系组成方程组进行求解。

【解答】解：分别对物体A、动滑轮、杠杆进行受力分析，如图所示：

物体A、动滑轮、杠杆皆处于平衡状态，则

mAg=P1S+FA1①；

G动+2FA1=FG1②；

FG1×OG=F1×OH  ③；

mAg=P2S+FA2④；

G动+2FA2=FG2⑤；

FG2×OG=F2×OH   ⑥；

GA=mAg=400N； FA2=GA﹣P2S=100N； FA1=GA﹣P1S=200N；

又已知：F1：F2=9：5、OG：OH=2：3，由①②③④⑤⑥式解得：

FA1=200N；   G动=50N；     F1=300N。

答：拉力FA2为100N，动滑轮重力为50N；小勇对细绳的拉力F1为300N。

【点评】本题是力学中难度较大的计算题，涉及简单机械（杠杆、滑轮）和压强的综合，求解时注意根据题干先分清研究的对象，对其进行受力分析，然后逐个解答。

34．

【分析】（1）先根据杠杆的平衡条件求出B端力的大小，再由F=F拉计算人对绳子自由端的拉力；

（2）对人进行受力分析，再画出人的受力示意图；

（3）根据p=计算人对地面的压强。

【解答】解：

（1）由题知，AO：OB=4：1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

设滑轮O1对B端的拉力为FB，

由杠杆的平衡条件有：G物•AO=FB•OB，

即：300N×AO=FB×OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

由①②解得：FB=1200N，

因为力的作用是相互的，所以B端对滑轮O1向上的拉力为：F拉=FB=1200N，

杠杆自重、滑轮重、绳重及摩擦均不计，对滑轮O1进行受力分析，B端对滑轮O1向上的拉力和下面3段绳子的拉力平衡，

所以人对绳子自由端的拉力：

F=F拉=×1200N=400N；

（2）人受到的重力G人=600N，还受向上的拉力F和向上的支持力；

由力的平衡条件可知，地面对人的支持力：F支=G人﹣F=600N﹣400N=200N，

人的受力示意图，如图所示：

；

（3）人对地面的压力大小等于地面对人的支持力，即：F压=F支=200N，

所以人对地面的压强：

p===5000Pa。

答：（1）人对绳子自由端的拉力是400N；

（2）人的受力示意图见上图；

（3）人对地面的压强是5000Pa。

【点评】本题考查了了杠杆平衡条件的应用、滑轮组绳子拉力计算以及压强计算公式的应用，关键是正确对人受力情况的分析。