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2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练提高卷：12.2 滑轮
一、选择题
1．（2024·黄梅模拟）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
①动滑轮的重力为5N
②1~2s内拉力F的功率为2W
③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3%
④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
2．如图所示，均匀杆AB长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点正上方距离L处固定一个小定滑轮，细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连，并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时，细绳的拉力为T，杆与水平面夹角为30°时，细绳的拉力为Tr，则T1：T2等于（　　）
A．：1 B．2：1 C．1： D．1：1
3．（2023八下·马鞍期末）实验室里有一些相同的长方体木块，同学们用相同的滑轮按照甲、乙、丙三种方式拉着木块在相同的水平面上做匀速直线运动，如图所示，所用拉力分别为F1、F2和F3，则（　　）
A．F1＞F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F3＜F2
4．（2023·丹东）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．经过5s，物体被提升1m
B．经过5s，小潘做的有用功为5J
C．小潘对绳子的拉力F大小为4N
D．此过程中该动滑轮的机械效率为80%
5．（2023八下·宝山期中）如图所示，沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为5N时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是（　　）
A．实验中，使用滑轮是为省力
B．当沙桶落地后，受到惯性作用滑块继续向左运动
C．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
6．（2020九上·广东开学考）用图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计，则（　　）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：
B．手的拉力：F甲C．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
D．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
7．如图所示的滑轮组，用F=30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
①拉力做的功是120J
②绳子自由端移动的距离是2m
③滑轮组的机械效率是75%
④A点受到的拉力为300N
A．①④ B．②③ C．①③ D．③④
8．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　）
A．150N B．200N C．300N D．400N
9．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
二、填空题
10．（2024·十堰模拟）如图所示，物体的质量为，斜面的长为高度的倍，物体沿斜面向上匀速运动的速度为，若滑轮的效率是，斜面的效率是，则绳子拉力为　 　，拉力做功的功率为　 　。
11．（2023·锦州）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）
三、作图题
12．（2023中考·常州真卷） 用滑轮组提升物体如图，请画出最省力的绳子绕法。
四、实验探究题
13．（2023八下·赣州期末） 探究影响滑轮组机械效率的因素时，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；用两个相同的滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组匀速提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示。
实验次数 钩码重 提升高度 拉力 绳端移 动距离 机械效率
　
请回答下列问题：
（1）根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式。
（2）表中第次实验时拉力为　 　保留位小数。
（3）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率　 　选填“越高”“越低”或“不变”。
（4）为了验证滑轮组机械效率是否和动滑轮重有关，还需增加的实验器材是　 　。
（5）实验中，若弹簧测力计的量程是“”，不计绳重和摩擦，若绳子能承受的拉力足够大，动滑轮重，此滑轮组能提升的最大物重是　 　此时滑轮组的机械效率是　 　百分号前保留位小数。
五、计算题
14．（2024九下·惠东开学考）如图所示用滑轮组用5秒的时间，将一质量为2kg的物体匀速提升0.5m，若在此过程中所做的额外功为有用功的20%，则：（g＝10N/kg）
（1）此过程中对物体所做的功率是多少？
（2）拉力所做的总功是多少？
（3）弹簧测力计的示数是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】①.由图丙可知，在1～2s内A匀速提升，由图乙可知此时拉力F=10N，
由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，
根据F=（GA+G动）可知，则动滑轮重力：G动=2F-GA=2×10N-15N=5N，故①正确；
er由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Fv=10N×0.4m/s=4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N，
C处绳子拉力：FC=（FB+G动）=×（FB+5N），
B处绳子的最大拉力：FB最大=2FC最大-G动=2×60N-5N=115N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大=FB最大-GA=115N-15N=100N，
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
则此装置提升重物的最大机械效率：；
故③正确；
④提升60N货物时，绳端人的拉力：F拉=（G货+GA+G动）=×（60N+15N+5N）=40N，
小明对地面压力：F压=G小明-F拉=m小明g-F拉=50kg×10N/kg-40N=460N，故④错误。
那么正确的是①③。
故选B。
【分析】①由图丙可知，在1～2sA被匀速提升，由图乙可知1～2s拉力F大小；由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，根据F=（GA+G动）计算动滑轮重力；
②由图丙可知1～2s内，拉力端移动速度等于A上升速度的2倍，利用P=Fv求1～2s内拉力F的功率；
③忽略绳重及摩擦，由C处绳子的最大拉力求出B处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载物体的重力等于B处的拉力减去A的重力；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据计算此装置提升重物的最大机械效率；
④先计算提升60N货物时，绳端人的拉力，再由F压=G小明-F拉计算对地面压力。
2．【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）杆在水平位置时，如图，
ΔAOB和ΔABE都为等腰直角三角形，则AE=BE
因为BE2+AE2=AB2所以，由杠杆平衡可得：T1×AE=G×AC，。
（2）把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如图，
ΔABO为等边三角形，AB=L，，
因为BE′2+AE′2=AB2所以，
在ΔACC′中，∠CAC′=30°，，
因为AC′2+CC′2=AC2，所以，
根据杠杆平衡的条件可得T2×AE′=G×AC′，；
所以。
故选A。
【分析】找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出T1、T2的大小。
3．【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，甲和乙中只拉动一个物体，而丙中拉动叠放的两个物体，即接触面粗糙程度相同，而压力增大为原来的二倍，那么丙中物体受到的摩擦力等于甲、乙中摩擦力的2倍，即f丙=2f甲=2f乙。
甲为定滑轮，不省力不费力，则拉力F1=f甲；
乙为动滑轮，且拉力作用在动滑轮轴心上，那么拉力F2=2f乙；
丙为动滑轮，拉力作用在边缘，则拉力F3=f丙=f甲；
比较可知，拉力F2>F1=F3。
故选C。
【分析】根据影响滑动摩擦力的因素比较物体受到摩擦力大小，再根据滑轮的特点计算自由端的拉力大小即可。
4．【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A.绳子移动的距离s=vt=0.2m/s×5s=1m，则物体上升的高度：，故A错误；
B.做的有用功W有=Gh=8N×0.5m=4J，故B错误；
C.绳子上的拉力：，故C错误；
D.滑轮组做的总功W总=Fs=5N×1m=5J，
则滑轮组的机械效率：，故D正确。
故选D。
【分析】（1）首先根据s=vt计算绳子移动的距离，再根据计算物体上升的高度；
（2）根据W有=Gh计算做的有用功；
（3）根据计算绳子上的拉力；
（4）根据W总=Fs计算滑轮组做的总功，然后根据计算滑轮组的机械效率。
5．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知，该滑轮固定不动为定滑轮，可以改变用力方向，不能改变力的大小，故A错误；
B.当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动，故B错误；
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上，桌面对滑块的支持力作用在滑块上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误；
当滑块向左做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时，它受到向右的拉力F'，向左的摩擦力f和绳子的拉力F，即F'=f+F=5N+5N=10N，故D正确。
故选D。
【分析】（1）固定不动的滑轮为定滑轮，不省力不费力，只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但是能够省一半的力；
（2）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用；
（3）平衡力的特点：大小相等、方向相反，作用在同一物体和同一直线上；
（4）对滑块进行受力分析，根据二力平衡的知识分析计算。
6．【答案】D
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲图中手的拉力：；
乙图中手的拉力：；
因此拉力F甲>F乙；
甲的机械效率：；
乙的机械效率：；
因此机械效率η甲>η乙。
故选D。
【分析】在使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力，根据计算它的机械效率。
7．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】拉力克服摩擦力做功为，①正确，由于动滑轮处有两股绳，绳子拉长的长度是物体移动距离的2倍，为4m，②不正确， 根据摩擦力和拉力计算机械效率为n=×F=×30N=75%，③符合题意，物体匀速运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，大小相等，④不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据拉力和绳子移动距离的乘积计算拉力做的功，利用摩擦力和总拉力的比值计算机械效率，匀速运动的物体受到平衡力的作用。
8．【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】作用在杠杆左端的拉力为，根据杠杆平衡条件，杠杆上的拉力，F=200N，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据动滑轮特点计算绳子自由端的拉力，根据杠杆平衡条件计算拉力。
9．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示： AB、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，由甲图可知，在1～2s内拉力F＝500N，由 可得物体A的重：
＝3×500N×80%＝1200N，A不符合题意；不计绳重和摩擦，根据 得动滑轮的重： ＝3×500N﹣1200N＝300N，B不符合题意；C、由甲图知，1s后的拉力F＝500N，由乙图可知1s后物体的速度 ＝1m/s，则绳子自由端移动的速度 ＝3×1m/s＝3m/s，所以拉力F的功率： ＝500N×3m/s＝1500W；C不符合题意；D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝75%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
10．【答案】1750；7000
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据图片可知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，
拉力移动的距离：s=2L=2×2.5h=5h，
使用该装置做的有用功：W有用=Gh，
使用该装置做的总功：W总=Fs=5Fh，
由于滑轮的效率是80%，斜面效率为50%，
故整个装置的机械效率为80%×50%。
即，
即拉力；
（2）将重物拉到斜面顶端拉力移动的距离为斜面长的2倍，则v'=2v=2×2m/s=4m/s，
拉力F做功的功率P=Fv'=1750N×4m/s=7000W。
【分析】（1）将重物拉到斜面顶端拉力移动的距离为斜面长的2倍，斜面长是斜面高的2.5倍，据此求出拉力移动的距离和斜面高的关系；利用图示装置，将重物提升做的功为有用功，拉力F做的功为总功；求出有用功、总功的关系式，知道该装置的机械效率，可求拉力F与G的关系，然后可求得F。
（2）利用P=Fv可求得拉力F做功的功率。
11．【答案】40；4；32
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）拉力移动的速度v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力的功率P总=Fv=20N×0.2m/s=4W；
拉力做的功为：W总=P总t=4W×10s=40J；
（2）克服摩擦做的有用功W有=W总η=40J×80%=32J；
物体A移动的距离：s物=v物t=0.1m/s×10s=1m；
则物体A受到的摩擦力：。
【分析】（1）根据v=nv物计算拉力移动的速度，再根据P总=Fv计算拉力的功率，再根据W总=P总t计算拉力做的功；
（2）首先根据W有=W总η计算克服摩擦做的有用功，再根据计算物体A受到的摩擦力。
12．【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图像，滑轮组若最省力，动滑轮上绳子股数最多，则绳子一端在动滑轮上，依次绕过定滑轮和动滑轮，如图 。
【分析】动滑轮上绳子股数越多，越省力。
13．【答案】（1）
（2）1.6
（3）越高
（4）不同重力的动滑轮
（5）14；93.3%
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）由表格中的钩码提升的高度h和绳端移动距离s的关系，可得绳子的有效段数：
，因此应从动滑轮的挂钩开始向上绕；
（2）根据可得拉力
（3）分析表格中的数据可知，用同一滑轮组提升不同重物，物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）为验证滑轮组机械效率是否与动滑轮重有关，就要改变动滑轮的重力，故还需增加的实验器材是不同重力的动滑轮；
（5）弹簧测力计的量程是 “0-5N”，则绳子端的最大拉力为5N，根据，可得滑轮组能提升的最大物重：；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：，
【分析】（1）根据s=nh求出绳子的有效段数，再连接滑轮组；
（2）根据的变形式可求出第3次实验时的拉力；
（3）分析表格中的数据（ 钩码重 和机械效率）可得出结论；
（4）验证滑轮组机械效率与动滑轮重的关系，需控制其它因素不变，改变动滑轮重；
（5）绳子端最大的拉力就是弹簧测力计的最大示数，根据的变形式可求出最大物重；
根据可计算出滑轮组的机械效率。
14．【答案】（1）解：对物体所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×0.5m＝10J；
此过程中对物体所做的功率是：P2W。
答：此过程中对物体所做的功率是2W；
（2）解：在此过程中所做的额外功为有用功的20%，
额外功：W额＝20%×W有＝20%×10J＝2J；
可得拉力做的总功：W总＝W有+W额＝10J+2J＝12J；
答：拉力所做的总功是12J；
（3）解：由图知，n＝3，则拉力端移动距离：s＝3h＝3×0.5m＝1.5m，
由W总＝Fs得拉力即弹簧测力计的示数：F8N；
答：弹簧测力计的示数是8N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据 W有＝Gh 计算对物体做的有用功，再根据 计算对物体做功的功率；
（2）首先根据W额＝20%×W有 计算对物体做的额外功，再根据 W总＝W有+W额 计算拉力做的总功；
（3）根据图片确定承担拉力的绳子段数，根据s=nh计算拉力端移动的距离，最后根据 计算弹回测力计的示数。
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练提高卷：12.2 滑轮
一、选择题
1．（2024·黄梅模拟）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将A提升到高处，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示。系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
①动滑轮的重力为5N
②1~2s内拉力F的功率为2W
③此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3%
④用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【答案】B
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】①.由图丙可知，在1～2s内A匀速提升，由图乙可知此时拉力F=10N，
由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，
根据F=（GA+G动）可知，则动滑轮重力：G动=2F-GA=2×10N-15N=5N，故①正确；
er由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Fv=10N×0.4m/s=4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为60N，
C处绳子拉力：FC=（FB+G动）=×（FB+5N），
B处绳子的最大拉力：FB最大=2FC最大-G动=2×60N-5N=115N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G最大=FB最大-GA=115N-15N=100N，
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
则此装置提升重物的最大机械效率：；
故③正确；
④提升60N货物时，绳端人的拉力：F拉=（G货+GA+G动）=×（60N+15N+5N）=40N，
小明对地面压力：F压=G小明-F拉=m小明g-F拉=50kg×10N/kg-40N=460N，故④错误。
那么正确的是①③。
故选B。
【分析】①由图丙可知，在1～2sA被匀速提升，由图乙可知1～2s拉力F大小；由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，根据F=（GA+G动）计算动滑轮重力；
②由图丙可知1～2s内，拉力端移动速度等于A上升速度的2倍，利用P=Fv求1～2s内拉力F的功率；
③忽略绳重及摩擦，由C处绳子的最大拉力求出B处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载物体的重力等于B处的拉力减去A的重力；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据计算此装置提升重物的最大机械效率；
④先计算提升60N货物时，绳端人的拉力，再由F压=G小明-F拉计算对地面压力。
2．如图所示，均匀杆AB长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点正上方距离L处固定一个小定滑轮，细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连，并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时，细绳的拉力为T，杆与水平面夹角为30°时，细绳的拉力为Tr，则T1：T2等于（　　）
A．：1 B．2：1 C．1： D．1：1
【答案】A
【知识点】杠杆的动态平衡分析；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）杆在水平位置时，如图，
ΔAOB和ΔABE都为等腰直角三角形，则AE=BE
因为BE2+AE2=AB2所以，由杠杆平衡可得：T1×AE=G×AC，。
（2）把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如图，
ΔABO为等边三角形，AB=L，，
因为BE′2+AE′2=AB2所以，
在ΔACC′中，∠CAC′=30°，，
因为AC′2+CC′2=AC2，所以，
根据杠杆平衡的条件可得T2×AE′=G×AC′，；
所以。
故选A。
【分析】找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出T1、T2的大小。
3．（2023八下·马鞍期末）实验室里有一些相同的长方体木块，同学们用相同的滑轮按照甲、乙、丙三种方式拉着木块在相同的水平面上做匀速直线运动，如图所示，所用拉力分别为F1、F2和F3，则（　　）
A．F1＞F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F2＞F1＝F3 D．F1＜F3＜F2
【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，甲和乙中只拉动一个物体，而丙中拉动叠放的两个物体，即接触面粗糙程度相同，而压力增大为原来的二倍，那么丙中物体受到的摩擦力等于甲、乙中摩擦力的2倍，即f丙=2f甲=2f乙。
甲为定滑轮，不省力不费力，则拉力F1=f甲；
乙为动滑轮，且拉力作用在动滑轮轴心上，那么拉力F2=2f乙；
丙为动滑轮，拉力作用在边缘，则拉力F3=f丙=f甲；
比较可知，拉力F2>F1=F3。
故选C。
【分析】根据影响滑动摩擦力的因素比较物体受到摩擦力大小，再根据滑轮的特点计算自由端的拉力大小即可。
4．（2023·丹东）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．经过5s，物体被提升1m
B．经过5s，小潘做的有用功为5J
C．小潘对绳子的拉力F大小为4N
D．此过程中该动滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A.绳子移动的距离s=vt=0.2m/s×5s=1m，则物体上升的高度：，故A错误；
B.做的有用功W有=Gh=8N×0.5m=4J，故B错误；
C.绳子上的拉力：，故C错误；
D.滑轮组做的总功W总=Fs=5N×1m=5J，
则滑轮组的机械效率：，故D正确。
故选D。
【分析】（1）首先根据s=vt计算绳子移动的距离，再根据计算物体上升的高度；
（2）根据W有=Gh计算做的有用功；
（3）根据计算绳子上的拉力；
（4）根据W总=Fs计算滑轮组做的总功，然后根据计算滑轮组的机械效率。
5．（2023八下·宝山期中）如图所示，沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为5N时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是（　　）
A．实验中，使用滑轮是为省力
B．当沙桶落地后，受到惯性作用滑块继续向左运动
C．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知，该滑轮固定不动为定滑轮，可以改变用力方向，不能改变力的大小，故A错误；
B.当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动，故B错误；
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上，桌面对滑块的支持力作用在滑块上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误；
当滑块向左做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时，它受到向右的拉力F'，向左的摩擦力f和绳子的拉力F，即F'=f+F=5N+5N=10N，故D正确。
故选D。
【分析】（1）固定不动的滑轮为定滑轮，不省力不费力，只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮，不能改变用力方向，但是能够省一半的力；
（2）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用；
（3）平衡力的特点：大小相等、方向相反，作用在同一物体和同一直线上；
（4）对滑块进行受力分析，根据二力平衡的知识分析计算。
6．（2020九上·广东开学考）用图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计，则（　　）
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：
B．手的拉力：F甲C．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
D．手的拉力：F甲>F乙；机械效率：
【答案】D
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】甲图中手的拉力：；
乙图中手的拉力：；
因此拉力F甲>F乙；
甲的机械效率：；
乙的机械效率：；
因此机械效率η甲>η乙。
故选D。
【分析】在使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力，根据计算它的机械效率。
7．如图所示的滑轮组，用F=30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
①拉力做的功是120J
②绳子自由端移动的距离是2m
③滑轮组的机械效率是75%
④A点受到的拉力为300N
A．①④ B．②③ C．①③ D．③④
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】拉力克服摩擦力做功为，①正确，由于动滑轮处有两股绳，绳子拉长的长度是物体移动距离的2倍，为4m，②不正确， 根据摩擦力和拉力计算机械效率为n=×F=×30N=75%，③符合题意，物体匀速运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，大小相等，④不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据拉力和绳子移动距离的乘积计算拉力做的功，利用摩擦力和总拉力的比值计算机械效率，匀速运动的物体受到平衡力的作用。
8．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　）
A．150N B．200N C．300N D．400N
【答案】B
【知识点】杠杆的动态平衡分析；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】作用在杠杆左端的拉力为，根据杠杆平衡条件，杠杆上的拉力，F=200N，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】根据动滑轮特点计算绳子自由端的拉力，根据杠杆平衡条件计算拉力。
9．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是（　　）
甲： 乙：
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示： AB、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%，由甲图可知，在1～2s内拉力F＝500N，由 可得物体A的重：
＝3×500N×80%＝1200N，A不符合题意；不计绳重和摩擦，根据 得动滑轮的重： ＝3×500N﹣1200N＝300N，B不符合题意；C、由甲图知，1s后的拉力F＝500N，由乙图可知1s后物体的速度 ＝1m/s，则绳子自由端移动的速度 ＝3×1m/s＝3m/s，所以拉力F的功率： ＝500N×3m/s＝1500W；C不符合题意；D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率： ×100%＝75%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系；用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
二、填空题
10．（2024·十堰模拟）如图所示，物体的质量为，斜面的长为高度的倍，物体沿斜面向上匀速运动的速度为，若滑轮的效率是，斜面的效率是，则绳子拉力为　 　，拉力做功的功率为　 　。
【答案】1750；7000
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据图片可知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，
拉力移动的距离：s=2L=2×2.5h=5h，
使用该装置做的有用功：W有用=Gh，
使用该装置做的总功：W总=Fs=5Fh，
由于滑轮的效率是80%，斜面效率为50%，
故整个装置的机械效率为80%×50%。
即，
即拉力；
（2）将重物拉到斜面顶端拉力移动的距离为斜面长的2倍，则v'=2v=2×2m/s=4m/s，
拉力F做功的功率P=Fv'=1750N×4m/s=7000W。
【分析】（1）将重物拉到斜面顶端拉力移动的距离为斜面长的2倍，斜面长是斜面高的2.5倍，据此求出拉力移动的距离和斜面高的关系；利用图示装置，将重物提升做的功为有用功，拉力F做的功为总功；求出有用功、总功的关系式，知道该装置的机械效率，可求拉力F与G的关系，然后可求得F。
（2）利用P=Fv可求得拉力F做功的功率。
11．（2023·锦州）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
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）拉力移动的速度v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力的功率P总=Fv=20N×0.2m/s=4W；
拉力做的功为：W总=P总t=4W×10s=40J；
（2）克服摩擦做的有用功W有=W总η=40J×80%=32J；
物体A移动的距离：s物=v物t=0.1m/s×10s=1m；
则物体A受到的摩擦力：。
【分析】（1）根据v=nv物计算拉力移动的速度，再根据P总=Fv计算拉力的功率，再根据W总=P总t计算拉力做的功；
（2）首先根据W有=W总η计算克服摩擦做的有用功，再根据计算物体A受到的摩擦力。
三、作图题
12．（2023中考·常州真卷） 用滑轮组提升物体如图，请画出最省力的绳子绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图像，滑轮组若最省力，动滑轮上绳子股数最多，则绳子一端在动滑轮上，依次绕过定滑轮和动滑轮，如图 。
【分析】动滑轮上绳子股数越多，越省力。
四、实验探究题
13．（2023八下·赣州期末） 探究影响滑轮组机械效率的因素时，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；用两个相同的滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组匀速提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示。
实验次数 钩码重 提升高度 拉力 绳端移 动距离 机械效率
　
请回答下列问题：
（1）根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式。
（2）表中第次实验时拉力为　 　保留位小数。
（3）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率　 　选填“越高”“越低”或“不变”。
（4）为了验证滑轮组机械效率是否和动滑轮重有关，还需增加的实验器材是　 　。
（5）实验中，若弹簧测力计的量程是“”，不计绳重和摩擦，若绳子能承受的拉力足够大，动滑轮重，此滑轮组能提升的最大物重是　 　此时滑轮组的机械效率是　 　百分号前保留位小数。
【答案】（1）
（2）1.6
（3）越高
（4）不同重力的动滑轮
（5）14；93.3%
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）由表格中的钩码提升的高度h和绳端移动距离s的关系，可得绳子的有效段数：
，因此应从动滑轮的挂钩开始向上绕；
（2）根据可得拉力
（3）分析表格中的数据可知，用同一滑轮组提升不同重物，物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）为验证滑轮组机械效率是否与动滑轮重有关，就要改变动滑轮的重力，故还需增加的实验器材是不同重力的动滑轮；
（5）弹簧测力计的量程是 “0-5N”，则绳子端的最大拉力为5N，根据，可得滑轮组能提升的最大物重：；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：，
【分析】（1）根据s=nh求出绳子的有效段数，再连接滑轮组；
（2）根据的变形式可求出第3次实验时的拉力；
（3）分析表格中的数据（ 钩码重 和机械效率）可得出结论；
（4）验证滑轮组机械效率与动滑轮重的关系，需控制其它因素不变，改变动滑轮重；
（5）绳子端最大的拉力就是弹簧测力计的最大示数，根据的变形式可求出最大物重；
根据可计算出滑轮组的机械效率。
五、计算题
14．（2024九下·惠东开学考）如图所示用滑轮组用5秒的时间，将一质量为2kg的物体匀速提升0.5m，若在此过程中所做的额外功为有用功的20%，则：（g＝10N/kg）
（1）此过程中对物体所做的功率是多少？
（2）拉力所做的总功是多少？
（3）弹簧测力计的示数是多少？
【答案】（1）解：对物体所做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×0.5m＝10J；
此过程中对物体所做的功率是：P2W。
答：此过程中对物体所做的功率是2W；
（2）解：在此过程中所做的额外功为有用功的20%，
额外功：W额＝20%×W有＝20%×10J＝2J；
可得拉力做的总功：W总＝W有+W额＝10J+2J＝12J；
答：拉力所做的总功是12J；
（3）解：由图知，n＝3，则拉力端移动距离：s＝3h＝3×0.5m＝1.5m，
由W总＝Fs得拉力即弹簧测力计的示数：F8N；
答：弹簧测力计的示数是8N。
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据 W有＝Gh 计算对物体做的有用功，再根据 计算对物体做功的功率；
（2）首先根据W额＝20%×W有 计算对物体做的额外功，再根据 W总＝W有+W额 计算拉力做的总功；
（3）根据图片确定承担拉力的绳子段数，根据s=nh计算拉力端移动的距离，最后根据 计算弹回测力计的示数。
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