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必考点5：滑轮组的省力问题（教师版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·广东封开·）如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示，用F＝20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为（　　）
A．60N B．40N C．20N D．80N
【答案】A
【详解】
由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子拉动物体的拉力F拉等于绳子自由端的拉力F的三倍，即
F拉=3F=320N=60N
因物体在水平方向上受到向左的绳子拉力F拉和向右的地面摩擦力f，物体在水平方向上受力平衡， 故物体与地面之间的摩擦力大小为www.21-cn-jy.com
f=F拉=60N
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2021·重庆一中九年级开学考试）关于下列生活中机械的描述，说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
B．升国旗时，旗杆顶端的定滑轮是为了省力
C．挖掘机功率越大，做功越多，机械效率越高
D．利用滑轮组提升重物时，省力就要费距离，不能省功
【答案】D
【详解】
A．吊车吊着重物沿水平方 ( http: / / www.21cnjy.com )向匀速运动一段距离时，重物移动的距离不是在吊车的拉力作用下移动的，两者垂直了，所以吊车的拉力对重物不做功，故A错误；
B．升国旗时，旗杆顶端的定滑轮是为了改变力的方法，不能省力，故B错误；
C．功率指的是做功的快慢 ( http: / / www.21cnjy.com )，挖掘机功率越大，做功越快，但不代表做功就多，还有时间无法确定；而机械效率是有用功与总功的比值，跟功率无关，故C错误；
D．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，也带上了动滑轮的缺点，所以利用滑轮组提升重物时，省力就要费距离，但不能省功， 故D正确。
故选D。
3．（2021·宣城市第六中学九年级开学考试）如图，某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．甲图中地面上的石块重100N ，受到90N向上的提力时，石块所受合力为10N
B．乙图中手握瓶子处于静止状态，握力越大摩擦力越大
C．丙图中人推箱子没推动，人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
D．丁图为理想滑轮组，人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一
【答案】D
【详解】
A．重100N的石块受到90N的拉力时没搬起来，仍静止在地面上，处于平衡状态。处于平衡状态的物体受到的合力为零。故A错误；
B．瓶子保持静止，受力平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力，手握得越紧，静摩擦力不变，故B错误；
C．人沿水平方向推箱子，但没有推动，箱子处于静止状态，受平衡力的作用，所以人对箱子的推力等于地面对箱子的摩擦力，故C错误；
D．丁图为理想滑轮组，即不计滑轮组的额外阻力，由于动滑轮上有两端绳子，则人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一，故D正确。
故选D。
4．（2021·湖北黄陂·）用滑轮按 ( http: / / www.21cnjy.com )图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．F1＞F2＞F3 B．F3＞F1＞F2 C．F2＞F1＞F3 D．F2＞F3＞F1
【答案】B
【详解】
假设物块与地面的摩擦力为f，甲滑轮为定滑轮，F1处于绳端，则F1=f；乙滑轮为动滑轮，F2处于绳端，所以；丙图中，F3处于滑轮的轴上，对滑轮受力分析可知F3=2f；
故F3＞F1＞F2。
故选B。
5．（2019·长沙市南雅中学）如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（　　）
A． B． ( http: / / www.21cnjy.com / ) C． D．
【答案】B
【详解】
A．此图中为定滑轮，绳子拉力F2的大小等于物体的重力G；
B．此图中为杠杆，支点为O，动力作用点为B，阻力作用点为A，动力臂为3L，阻力臂为L，故由杠杆原理有21·cn·jy·com
解得绳子的拉力为
C．此图中为滑轮组，由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
D．此图中为动滑轮，绳子自由端的拉力为
故可知最小的拉力为F1，即B图中最省力。
故选B。
6．（2021·沭阳县修远中 ( http: / / www.21cnjy.com )学九年级月考）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（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．150N B．200N C．300N D．400N
【答案】B
【详解】
因滑轮自重20N，提升物体需要的拉力
由于力的作用是相互的，所以杠杆左端受到的拉力
F′＝F拉＝150N
因
OA∶OB＝3∶4
由杠杆的平衡条件得
F′×OB＝F×OA
即
故选B。
7．（2021·湖南郴州·）小凯分别 ( http: / / www.21cnjy.com )用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮的重力相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．甲更省力，甲的机械效率较大
B．甲更省力，甲、乙机械效率一样大
C．乙更省力，乙的机械效率较大
D．乙更省力，甲、乙机械效率一样大
【答案】D
【详解】
AB．由图可知，绳子的有效段数
n甲＝2
n乙＝3
不计绳重及摩擦时，绳端的拉力
F＝(G物+G轮)
则绳子受的拉力
F甲＝(G物+G轮)
F乙＝(G物+G轮)
所以
F甲＞F乙
即乙更省力，故AB错误；
CD．不计摩擦和绳重，故克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源。因动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，做的额外功和有用功为
W额＝G轮h
W有用＝G物h
所以，利用滑轮组做的额外功和有用功相同，总功相同，根据×100%可知，滑轮组的机械效率相同，结合选项AB，故C错误，D正确。
故选D。
8．（2021·广东）如图所示，用拉力将重的物体匀速向上提升20cm，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．绳端移动的距离为60cm B．动滑轮的重为30N
C．拉力F所做的有用功为20J D．滑轮组的机械效率为
【答案】A
【详解】
A．由图知，，绳子自由端移动的距离
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，拉力F=，则动滑轮重力
G动=3F-G=3×50N-80N=70N
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有用=Gh=80N×0.2m=16J
故C错误；
D．拉力做的总功
W总=Fs=50N×0.6m=30J
滑轮组的机械效率
故D错误。
故选A。
9．（2021·广东龙华·九年级二模）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，物重为G的物体在下列四种情景中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．F2【答案】A
【详解】
使用等臂杠杆时，不省力、不费力； ( http: / / www.21cnjy.com )滑轮组上有3股绳子时，用总重力的三分之一；倒用的动滑轮，费力；使用斜面上，由于夹角为30°，斜面上的拉力是物体重力的一半；所以最省力的是滑轮组，其次是斜面、杠杆，费力的是倒用的动滑轮。
故选A。
10．（2021·青海西宁·八年级期末） ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中错误的是（g=10N/kg）（　　）21教育名师原创作品
A．绳子自由端的速度是2m/s
B．绳子自由端移动的距离为6m
C．作用在绳自由端的拉力F为150N
D．提升的重物变成60N时，滑轮组的机械效率将变大
【答案】A
【详解】
AB．由图知道，n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳子自由端的速度
故A错误，B正确；
C．重物的重力
G=mg=40kg×10N/kg=400N
不计绳重和摩擦时绳子自由端的拉力
故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率
由此可知，动滑轮重不变，物重变大，机械效率变大，故D正确。
故选A。
二、填空题
11．（2021·广东广宁·）如图所示， ( http: / / www.21cnjy.com )用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，在此过程中忽略绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ______m，拉力做功 ______J，动滑轮重 ______N。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】4 1200 100
【详解】
由图知，承担物重的绳子股数
n=2
[1]绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
[2]拉力做的功
W总=Fs=300N×4m=1200J
[3]忽略绳重和摩擦，由可得，动滑轮重
G动=2F-G物＝2×300N-500N=100N
12．（2021·江苏苏州·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示甲、乙两个滑轮中，属于定滑轮的是______（甲/乙），使用该滑轮的特点是可以 ______；若绳重、滑轮的自重和摩擦都不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1______F2（大于/等于/小于）。21*cnjy*com
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】甲 改变力的方向，但不省力 大于
【详解】
[1][2]图甲滑轮的轮轴是固定，属于定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。
[3]不计摩擦和滑轮重，用F1的力提升重物时，用的是定滑轮，根据定滑轮不省力，故
F1＝G
用F2的力提升重物时，用的是动滑轮，滑轮的自重和摩擦不计，根据动滑轮能够省一半的力，故
所以
F1＞F2
13．（2021·辽宁铁西·八年级 ( http: / / www.21cnjy.com )期末）如图所示为A、B两种物质的质量与体积的关系，用这两种物质制成体积相等的A、B两种实心物体若干，如图乙所示在滑轮组下挂1个A物体，若要使A物体处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重） ___________个。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】2
【详解】
[1]由图甲可知，当
时，可知
则有
所以
因为A、B的体积相同，所以由
可得，A、B的重力之比
由图乙可知，使用的滑轮组中n=2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有【出处：21教育名师】
则有
图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是2个。
14．（2018·安徽省宣城 ( http: / / www.21cnjy.com )中学九年级）如图，将 n 个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等，不计一 切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为 F。若在图中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小应为_______________。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】
【详解】
[1]每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等，可设它们的重力均为G，第一个动滑轮，拉力为
第二个动滑轮，拉力为
第三个动滑轮，拉力为
……第n个动滑轮，拉力为
滑轮组平衡时拉力大小为，则再增加一个同样质量的动滑轮时，滑轮组再次平衡时拉力仍为。
15．（2021·辽宁鞍山·）某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】5000 200 30
【详解】
[1]由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s与砖上升的高度h之间的关系为s=2h，由题意可知，20块砖的重力为
G=40N20=800N
因此装置的机械效率为80%，故有
解得绳子自由端的拉力为
对人受力分析可知，人受到向下的重力G人，向上的绳子拉力F与地面的支持力F支，由受力平衡可知，地面对人的支持力为
因人对地面的压力F压与地面对人的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知人对地面的压力为
故工人对地面的压强为
[2]因砖块上升的速度为0.2m/s，故可知绳子自由端移动的距离为
故可得工人做功的功率为
[3]由题意可知，当滑轮组提升的物体重力 ( http: / / www.21cnjy.com )越大时，滑轮组的机械效率越高，由受力分析可知，当地面对人的支持力为零时，此时绳子对人的拉力最大，等于人的重力，即
当砖块的重力为G=800N时，滑轮组的机械效率为80%，即
解得动滑轮的重力为G动=200N，当绳子自由端的拉力为时，此时绳子自由端的拉力与砖块的重力的关系为21教育网
解得此时砖块的重力为
故提升砖块的块数为
16．（2018·吉林长春外国语学校八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期末）如图所示，小常同学用两个相同的滑轮组（绳重和摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提升到相同高度，所用的拉力F1=F2，则G1___________G2（填“>”“＜”或“=”），其机械效率η1___________η2（填“>”“＜”或“=”）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】＜ ＜
【详解】
[1]左图中承担物体和动滑轮总重的绳子段数为2，右图中承担物体和动滑轮总重的绳子段数为3，因绳重和摩擦不计，则所用的拉力分别为
则提起的物重分别为
G1=2F1﹣G动
G2=3F2﹣G动
由于
F1=F2
且动滑轮的重相同，故可得出
Gl＜G2
[2]设提升重物的高度相同，所以利用滑轮组做的有用功
W有1＜W有2
绳重和摩擦不计，两个滑轮组克服动滑轮重力做的额外功相同，又因为
所以机械效率的关系为
η1＜η2。
17．（2021·吉林二道·九 ( http: / / www.21cnjy.com )年级开学考试）小明家在暑假进行装修，他利用如图所示装置将质量为98kg的建筑材料匀速提升到4m高度，所用拉力是500N，不计绳重及摩擦，动滑轮重___________ N， 该滑轮组的机械效率是___________。 如果小明重750N，他站在地面上用此滑轮组最多能提升___________N的重物。（g取10N/kg）
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】20 98% 1480
【详解】
（1）[1]由图可知，动滑轮上绳子的段数n=2，提升98kg的建筑材料时，不计绳重及摩擦，绳端的拉力
所以，动滑轮的重
G动=2F-G物=2×500N-98kg×10N / kg =20N
（2）[2]滑轮组的机械效率
[3]不计绳重及摩擦，小明的最大拉力
F最大=G人=750N
因为
所以提升的最大物体重力
G最大=2F最大-G动=2×750N-20N=1480N
18．（2021·内蒙古扎鲁特旗·八年级期 ( http: / / www.21cnjy.com )末）在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为___________N。21*cnjy*com
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】10
【详解】
从图可知，有三段绳子在拉物体，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为摩擦力的三分之一，所以水平拉力F为
19．（2021·福建省福州第十九中学）某 ( http: / / www.21cnjy.com )实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，不计绳重及摩擦，则 ___省力，两个滑轮组机械效率η甲___η乙。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】乙 =
【详解】
[1]甲滑轮组的
乙滑轮组的
所以乙滑轮组较省力
[2]甲乙滑轮组的动滑轮重力相同，提升的物体相同，不计绳重及摩擦时，由
得
20．（2021·湖北硚口· ( http: / / www.21cnjy.com )八年级期末）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重、绳重和摩擦），物体所受的重力为G，则所用动力最小的是 ______（选填“F1”， “F2”， “F3”或“F4”），其中F3等于 _____G。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】F4 0.4
【详解】
[1] 使用四种简单机械匀速提升同一物体，设其重力为G，不计机械自重、绳重和摩擦，则：
（1）第一个图，使用的是定滑轮，拉力
（2）第二个图，使用的是斜面，斜面高
斜面长s＝5m，不计摩擦，额外功为0J，则有用功等于总功，
即
则
（3）第三个图，使用的是杠杆，动力臂为，阻力臂为，由杠杆平衡条件可得
则
（4）第四个图，使用的是滑轮组，n＝3，拉力
由以上分析可知，动力F4是最小的。
[2] 其中F3＝0.4G。
三、实验题
21．（2021·河北迁安·八年级期末）在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：21世纪教育网版权所有
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率/
1 6 3 2.5 9 80%
2 6 5 2.5
3 6 8 2.5 24 80%
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中第2次实验中测力计移动的距离是______cm，本次滑轮组的机械效率是______。
②滑轮组的机械效率与______无关。
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变______。
②当这两位同学使用各自的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组提升相同的小物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______（选填“相同”或“不相同”），理由是：______实验中所用动滑轮的重力为_______N。2·1·c·n·j·y
【答案】15 80% 物体上升的高度 拉力的方向 相同 做相同的有用功时，所做的额外功也相同 1.5 www-2-1-cnjy-com
【详解】
（1）[1]由图1知，此滑轮组由3段绳子承担物重，
[2]根据表格中数据可知
[3]第1、2、3组数据，动滑轮重、钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（2）[4]由图可知，小红多使用一个定滑轮，定滑轮的作用是改变拉力的方向。
[5][6]这两位同学使用各自的滑轮组 ( http: / / www.21cnjy.com )提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率不变。
[7]动滑轮的重力为
22．（2021·广西荔浦·八年级期末）同学们共同研究滑轮的特点。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图 ( http: / / www.21cnjy.com )甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变______。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个_______杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 弹簧测力计示数/N
1 1 ≈2.5
2 2 ≈3.0
3 3 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步 ( http: / / www.21cnjy.com )结论:使用动滑轮可以省力，但不能改变_______；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的______。21cnjy.com
②若还想继续研究用动滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择_______滑轮与_______重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。
（3）他们组装了滑轮组，进行的实验如图 ( http: / / www.21cnjy.com )丙所示。他们通过分析数据发现，利用滑轮组提升重物时，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的______。
【答案】力的方向 等臂 力的方向 一半 相同 相同 几分之一
【详解】
（1）[1]由甲图知道，三种 ( http: / / www.21cnjy.com )拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为4N，等于物重，故得出结论是：定滑轮能改变动力方向，但不能省力。2-1-c-n-j-y
[2]定滑轮相当于一等臂杠杆，沿不同方向拉重物时，拉力的力臂都等于滑轮的半径
（2）①[3]分析图乙实验中的数据知道，使用动滑轮时省力，但不能改变力的方向。
[4]分析实验数据知道，用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的一半。
②[5][6]由控制变量法知道， ( http: / / www.21cnjy.com )若研究拉力方向对拉力的影响，只需要改变拉力的方向，其它因素不变，则需要选择相同滑轮与相同的重力的物体来进行实验对比。
（3）[7]图丙中动滑轮被3段绳子吊起，弹簧测力计的分度值是0.2N，示数是0.8N，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，则所用的力就是物重的 ，即动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
23．（2021·黑龙江南岗·）同学们为了探 ( http: / / www.21cnjy.com )究“使用动滑轮的省、费力情况”，装置如图甲所示。实验过程中，晓彤多次改变所挂钩码的个数，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将所测得数据填写在表格中：
( http: / / www.21cnjy.com / )
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
所挂钩码重G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧测力计示数F/N 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5
动滑轮重G0/N 1.0
（1）晓彤使用动滑轮提升钩码的过程中的注意事项是______；
（2）用同一动滑轮匀速提升同一重物，若采用如图乙、丙所示的两种提升方法，则F1______F2；（选填“>”、“<”或“=”）21·世纪*教育网
（3）分析实验数据，在忽略摩擦、绳重 ( http: / / www.21cnjy.com )及实验误差的条件下，可以得出弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系式为______；
（4）在分析数据时，晓彤画出了G0、G、F与实验次数的图像，请你根据图像写出晓彤探究的结论。（____）
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】匀速向上拉动弹簧测力计 < 见教师
【详解】
（1）[1]使用动滑轮提升钩码时，需要匀速向上拉动弹簧测力计，使动滑轮处于平衡状态，测力计的示数保持不变，方便读数。
（2）[2]动滑轮是一省力杠 ( http: / / www.21cnjy.com )杆，其支点在轮与绳子的接触点上，当使用图乙方法提升重物时，阻力臂及动力臂分别为轮半径及二倍轮半径，据杠杆的平衡条件有
G R=F1 2R
当使用图丙提升重物时，阻力臂等于轮半径，而动力臂小于2倍阻力臂为l，则有
G R=F2 l
那么
F1（3）[3]由表格数据知，每组钩码与动滑轮的总重的二分之一都约为等于弹簧测力计的示数，所以在忽略摩擦、绳重及实验误差时，有【来源：21cnj*y.co*m】
（4）[4]由图像知，当G>G0时，物重越大，使用动滑轮省力越多；当G四、计算题
24．（2021·福建省漳州第一中学八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期中）如图所示，用滑轮组将质量为70kg的物体提高5m，每个滑轮质量是2kg，忽略绳重和摩擦，求：
（1）绳子自由端移动的距离是多少？
（2）绳子自由端的拉力F是多少牛？
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【答案】（1）15m；（2）240N
【详解】
解：（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×5m=15m
（2）忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力
答：（1）绳子自由端移动的距离是15m；
（2）绳子自由端的拉力是240N。
25．（2021·广西天峨·八年级期末）工人 ( http: / / www.21cnjy.com )用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000N，体积为8.0×10-2m3，水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计。求：【版权所有：21教育】
（1）物体A完全在水面下时受到的浮力；
（2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力；
（3）工人对绳子竖直向下的拉力F。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】（1）800N；（2）200N；（3）620N
【详解】
解：（1）物体A完全在水面下时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m3=800N
（2）物体A完全在水面下做匀速直线运动时，所以它受到的重力、浮力和拉力构成平衡力，那么
F拉=GA-F浮=1000N-800N=200N
（3）当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，以动滑轮为研究对象，物体A的拉力、动滑轮自身的重力和绳子对它的拉力构成平衡力，而
nF人=G动+F拉
那么
G动=nF人-F拉=2×220N-200N=240N
物体A完全被打捞出水面后匀速提升的过程中，工人对绳子向下的拉力
F=(GA+G动)=(1000N+240N)=620N
答：（1）物体A完全在水面下时受到的浮力为800N；
（2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N；
（3）工人对绳子竖直向下的拉力F为620N。
五、综合题
26．（2021·东台苏东双语学校九年级月考）阅读文章，回答问题：
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图2所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。【来源：21·世纪·教育·网】
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请回答下列问题：
（1）轮轴的实质是变形的______，可根据______条件可知它省力或费力；
（2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm ( http: / / www.21cnjy.com )，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是______（选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的______；
（3）请你再举出一个生活中轮轴的实例______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
【答案】杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【详解】
（1）[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆；可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
（2）[3][4]由于作用在轮上的是动力， ( http: / / www.21cnjy.com )轮的半径为动力臂，轴的半径为阻力臂，故动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，动力小于阻力，故是省力杠杆；动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
（3）[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，门把手就是轮轴。
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必考点5：滑轮组的省力问题（学生版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·广东封开·）如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，用F＝20N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为（　　）
A．60N B．40N C．20N D．80N
2．（2021·重庆一中九年级开学考试）关于下列生活中机械的描述，说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
B．升国旗时，旗杆顶端的定滑轮是为了省力
C．挖掘机功率越大，做功越多，机械效率越高
D．利用滑轮组提升重物时，省力就要费距离，不能省功
3．（2021·宣城市第六中学九年级开学考试）如图，某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是（　　）21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．甲图中地面上的石块重100N ，受到90N向上的提力时，石块所受合力为10N
B．乙图中手握瓶子处于静止状态，握力越大摩擦力越大
C．丙图中人推箱子没推动，人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
D．丁图为理想滑轮组，人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一
4．（2021·湖北黄陂·）用滑轮按 ( http: / / www.21cnjy.com )图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．F1＞F2＞F3 B．F3＞F1＞F2 C．F2＞F1＞F3 D．F2＞F3＞F1
5．（2019·长沙市南雅中学）如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（　　）21*cnjy*com
A． B． ( http: / / www.21cnjy.com / ) C． D．
6．（2021·沭阳县修远中学九年级月考）如 ( http: / / www.21cnjy.com )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（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．150N B．200N C．300N D．400N
7．（2021·湖南郴州·） ( http: / / www.21cnjy.com )小凯分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮的重力相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．甲更省力，甲的机械效率较大
B．甲更省力，甲、乙机械效率一样大
C．乙更省力，乙的机械效率较大
D．乙更省力，甲、乙机械效率一样大
8．（2021·广东）如图所示，用拉力将重的物体匀速向上提升20cm，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）21·cn·jy·com
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A．绳端移动的距离为60cm B．动滑轮的重为30N
C．拉力F所做的有用功为20J D．滑轮组的机械效率为
9．（2021·广东龙华·九年级二模）如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，物重为G的物体在下列四种情景中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是（　　）
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A．F210．（2021·青海西宁·八年级期 ( http: / / www.21cnjy.com )末）如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中错误的是（g=10N/kg）（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A．绳子自由端的速度是2m/s
B．绳子自由端移动的距离为6m
C．作用在绳自由端的拉力F为150N
D．提升的重物变成60N时，滑轮组的机械效率将变大
二、填空题
11．（2021·广东广宁 ( http: / / www.21cnjy.com )·）如图所示，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，在此过程中忽略绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为 ______m，拉力做功 ______J，动滑轮重 ______N。21cnjy.com
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12．（2021·江苏苏州 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）如图所示甲、乙两个滑轮中，属于定滑轮的是______（甲/乙），使用该滑轮的特点是可以 ______；若绳重、滑轮的自重和摩擦都不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1______F2（大于/等于/小于）。21*cnjy*com
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13．（2021·辽宁铁西·八年级期末）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示为A、B两种物质的质量与体积的关系，用这两种物质制成体积相等的A、B两种实心物体若干，如图乙所示在滑轮组下挂1个A物体，若要使A物体处于静止状态，则图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重） ___________个。
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14．（2018·安徽省宣城中学九年级） ( http: / / www.21cnjy.com )如图，将 n 个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等，不计一 切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为 F。若在图中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小应为_______________。
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15．（2021·辽宁鞍山·）某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
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16．（2018·吉林长春外国语 ( http: / / www.21cnjy.com )学校八年级期末）如图所示，小常同学用两个相同的滑轮组（绳重和摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提升到相同高度，所用的拉力F1=F2，则G1___________G2（填“>”“＜”或“=”），其机械效率η1___________η2（填“>”“＜”或“=”）。21世纪教育网版权所有
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17．（2021·吉林二道· ( http: / / www.21cnjy.com )九年级开学考试）小明家在暑假进行装修，他利用如图所示装置将质量为98kg的建筑材料匀速提升到4m高度，所用拉力是500N，不计绳重及摩擦，动滑轮重___________ N， 该滑轮组的机械效率是___________。 如果小明重750N，他站在地面上用此滑轮组最多能提升___________N的重物。（g取10N/kg）
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18．（2021·内蒙古扎鲁特旗 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是30N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为___________N。2·1·c·n·j·y
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19．（2021·福建省福州第十九中学） ( http: / / www.21cnjy.com )某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，不计绳重及摩擦，则 ___省力，两个滑轮组机械效率η甲___η乙。
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20．（2021·湖北硚口 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重、绳重和摩擦），物体所受的重力为G，则所用动力最小的是 ______（选填“F1”， “F2”， “F3”或“F4”），其中F3等于 _____G。
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三、实验题
21．（2021·河北迁安·八年级期末）在“测滑轮组机械效率”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率/
1 6 3 2.5 9 80%
2 6 5 2.5
3 6 8 2.5 24 80%
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中第2次实验中测力计移动的距离是______cm，本次滑轮组的机械效率是______。
②滑轮组的机械效率与______无关。
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变______。
②当这两位同学使用各自的滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )组提升相同的小物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______（选填“相同”或“不相同”），理由是：______实验中所用动滑轮的重力为_______N。21教育网
22．（2021·广西荔浦·八年级期末）同学们共同研究滑轮的特点。
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（1）他们研究定滑轮特点时， ( http: / / www.21cnjy.com )做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变______。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个_______杠杆。www.21-cn-jy.com
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号 滑轮重力/N 弹簧测力计示数/N
1 1 ≈2.5
2 2 ≈3.0
3 3 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果 ( http: / / www.21cnjy.com )，可得初步结论:使用动滑轮可以省力，但不能改变_______；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的______。2-1-c-n-j-y
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起 ( http: / / www.21cnjy.com )物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择_______滑轮与_______重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。
（3）他们组装了滑轮组，进行的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验如图丙所示。他们通过分析数据发现，利用滑轮组提升重物时，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的______。【来源：21cnj*y.co*m】
23．（2021·黑龙江南岗·）同 ( http: / / www.21cnjy.com )学们为了探究“使用动滑轮的省、费力情况”，装置如图甲所示。实验过程中，晓彤多次改变所挂钩码的个数，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将所测得数据填写在表格中：【出处：21教育名师】
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实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
所挂钩码重G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧测力计示数F/N 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5
动滑轮重G0/N 1.0
（1）晓彤使用动滑轮提升钩码的过程中的注意事项是______；
（2）用同一动滑轮匀速提升同一重物，若采用如图乙、丙所示的两种提升方法，则F1______F2；（选填“>”、“<”或“=”）【版权所有：21教育】
（3）分析实验数据，在忽略摩擦、绳重及实 ( http: / / www.21cnjy.com )验误差的条件下，可以得出弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系式为______；
（4）在分析数据时，晓彤画出了G0、G、F与实验次数的图像，请你根据图像写出晓彤探究的结论。（____）21教育名师原创作品
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四、计算题
24．（2021·福建省漳州第一中学八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期中）如图所示，用滑轮组将质量为70kg的物体提高5m，每个滑轮质量是2kg，忽略绳重和摩擦，求：
（1）绳子自由端移动的距离是多少？
（2）绳子自由端的拉力F是多少牛？
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25．（2021·广西天峨·八年级期末）工人 ( http: / / www.21cnjy.com )用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000N，体积为8.0×10-2m3，水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计。求：
（1）物体A完全在水面下时受到的浮力；
（2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力；
（3）工人对绳子竖直向下的拉力F。
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五、综合题
26．（2021·东台苏东双语学校九年级月考）阅读文章，回答问题：
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图2所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。www-2-1-cnjy-com
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请回答下列问题：
（1）轮轴的实质是变形的______，可根据______条件可知它省力或费力；
（2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半 ( http: / / www.21cnjy.com )径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是______（选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的______；
（3）请你再举出一个生活中轮轴的实例______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
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