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《暑假预习课》浙教版科学八升九--第13讲 滑轮与机械效率
考点一、滑轮的定义
考点精要：
（一）滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
（二）滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向
应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
（三）定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
典型分析：
1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＝F3 D．F1＜F2＜F3
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】A
【分析】定滑轮的特点不省力、但能改变力的方向，定滑轮实质是一个等臂杠杆。
【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，不计摩擦，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，知道定滑轮的特点：不省力但可以改变力的方向.
（1题图） （2题图）
2．小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　）
A．F甲＝240N B．F甲做的功为240J C．F乙向上移动距离为4m D．F乙所做的功为440J
【考点】动滑轮及其工作特点；功的计算．
【答案】D
【分析】（1）甲、乙都是动滑轮，但乙动力作用在轴心，属于费力杠杆，可以省距离；
根据不计绳重及摩擦，由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，根据F＝（G+G动）计算拉力；
根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝Gh+G动h动分析拉力所做功的大小。
【解答】解：A、甲图n＝2，F甲＝（G+G动）＝×（200N+40N）＝120N，故A错误；
B、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝（G+G动）h＝（200N+40N）×2m＝480J，故B错误；
C、乙动力作用在轴心，属于费力杠杆，可以省距离，拉力移动的距离是物体高度的一半，即1m，故C错误；
D、根据不计绳重及摩擦，拉力做功W＝Gh+G动h动＝200N×2m+40N×1m＝440J，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查动滑轮的使用，属于中档题。
举一反三：
1．如图所示，一个人用一个定滑轮匀速提起一个重物，人所用的拉力是F，则下面哪一对力是相互平衡的？（　　）
A．定滑轮所受的重力和绳子b对定滑轮向上的拉力
B．绳子a对重物向上的拉力和重物对绳子a向下的拉力
C．绳子a对重物向上的拉力和重物所受的重力
D．重物对绳子a向下的拉力和人对绳子向下的拉力
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】C
【分析】平衡状态指能保持静止状态和匀速直线运动状态；根据处于平衡状态的物体受到平衡力的作用进行分析。
【解答】解：A、因为定滑轮处于平衡状态，定滑轮受到向上的力为绳子b的拉力，向下的力为重力绳子a对定滑轮向下的拉力作用，因此此绳子b对定滑轮的拉力与重力不平衡，故A选项错误；
B、因为绳子a对重物向上的拉力和重物对绳子a向下的拉力是一对相互作用力，因此B选项错误；
C、因为重物处于平衡状态，并且物体只受到向下的重力和绳子a对重物向上的拉力作用，因此绳子a对重物向上的拉力和重物所受的重力是一对平衡力，故C选项正确；
D、因为重物对绳子a向下的拉力和人对绳子向下的拉力不是作用在一个物体上，所以不是平衡力，故D选项错误。
故选：C。
【点评】会判断物体是否处于平衡状态，会根据平衡状态辨别平衡力。
（1题图） （2题图）
2．用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
【考点】动滑轮及其工作特点；功的计算．
【答案】C
【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉＝2s物，任何机械都不省功。
【解答】解：A．物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误；
B．由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉＝2s，拉力做功数值为W＝Fs拉＝2Fs，故B错误；
C．摩擦力做功数值为fs，故C正确；
D．任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查考查动滑轮使用时有关功的计算，属于中档题。
考点二、滑轮的应用
考点精要：
使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
【能力拓展】
使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重)
滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲所示的方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
③按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F2。
分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
【能力拓展】
(1)确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法:
①要分清哪个(些)是定滑轮，哪个(些)是动滑轮。
②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子股数。
(2)组装滑轮组的方法:
按要求确定动滑轮个数:n为奇数时，从动滑轮开始绕绳;n为偶数时，从定滑轮开始绕绳。
典型分析：
1．如图装置，物体B放在水平桌面上，重为2N的物体A通过滑轮组拉物体B，使物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动。现用一水平拉力F向左拉物体B，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）
A．当物体B向右匀速运动时，受到的摩擦力大小为4N
B．当物体B向右匀速运动时，物体A的速度为0.2m/s
C．当物体B向左匀速运动时，拉力F大小为12N
D．当物体B向左匀速运动时，拉力F功率为0.6W
【考点】滑轮组及其工作特点；功率的计算．
【答案】C
【分析】由滑轮组的结构看出，n＝3；
当物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动时，B所受的滑动摩擦力等于A的重力的3倍，物体A的速度为物体B速度的3倍；
水平向左拉物体B匀速运动时，A所受的拉力等于A的重力，而拉力F为B所受摩擦力与物体A重力的3倍之和；
水平向左拉物体B匀速运动时，此时B移动的速度是A速度的，利用P＝＝＝Fv求出拉力的功率大小；然后对各选项逐一分析。
【解答】解：由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3；
A、当B水平匀速向右运动时，由题意和平衡条件可知，B受到的摩擦力：f＝nFA＝nGA＝3×2N＝6N，故A错误；
B、当物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动时，物体A的速度为物体B速度的3倍：vA＝nvB＝3×0.6m/s＝1.8m/s，故B错误；
C、水平向左匀速拉物体B时，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，则B受到的摩擦力大小不变（仍然为6N），方向水平向右；
由力的平衡条件可得，此时的拉力：F＝3FA+f＝3GA+f＝3×2N+6N＝12N，故C正确；
D、水平向左匀速拉物体B时，此时B移动的速度：vB′＝vA′＝×0.3m/s＝0.1m/s，则拉力F功率：
P＝＝＝FvB′＝12N×0.1m/s＝1.2W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查摩擦力、拉力、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体的受力分析，分析出动滑轮上绳子的段数即可正确解题。
举一反三：
1．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
【考点】滑轮组及其工作特点；功的大小比较；功率的计算．
【答案】B
【分析】（1）分别对甲、乙两物体进行受力分析，对甲有：G甲＝f甲+F甲，则可求出甲受到的拉力；对乙有：G乙+f乙＝F乙，而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，从而可求出动滑轮的重力及质量，由于不知道动滑轮与定滑轮之间的关系，所以不能求出定滑轮的质量；
（2）由v甲＝2v乙可求出乙运动的速度，根据P＝＝＝Fv可求出乙的功率；
（3）由v＝可求出甲、乙两物体运动的路程，再根据W＝fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功，即可判断它们的关系。
【解答】解：对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
AB.甲受到的重力为：G甲＝m甲g＝1.8kg×10N/kg＝18N，
乙受到的重力为：G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N，
因为甲、乙都做匀速直线运动，
则有：G甲＝f甲+F甲，G乙+f乙＝F乙，
则：F甲＝G甲﹣f甲＝18N﹣4N＝14N，故B错误；
则：F乙＝G乙+f乙＝20N+2N＝22N，
而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，则：G动＝2F甲﹣F乙＝2×14N﹣22N＝6N，
由G＝mg可知，动滑轮的质量为：m动＝＝＝0.6kg，故A正确；
C.由v甲＝2v乙可知，乙运动的速度为：v乙＝v甲＝×0.2m/s＝0.1m/s，
由P＝＝＝Fv可知，乙所受拉力的功率为：P乙＝F乙v乙＝22N×0.1m/s＝2.2W，故C正确；
D.由v＝可知，甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：
s甲＝v甲t＝0.2m/s×3s＝0.6m，
s乙＝v乙t＝0.1m/s×3s＝0.3m，
由W＝fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：
W甲＝f甲s甲＝4N×0.6m＝2.4J，
W乙＝f乙s乙＝2N×0.3m＝0.6J，
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查与滑轮组有关的综合计算，主要考查了受力分析、重力计算、滑轮组绳子拉力的计算及功与功率的计算等，解决问题的关键是从图象中获取相关信息，难度较大。
考点三：机械效率
考点精要：
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
【能力拓展】
对于不同的目的，有用功和额外功会发生改变，如用水桶从井里提水的过程中，对桶中的水所做的功为有用功,而对水桶做的功为额外功;但当水桶不小心掉入井中，我们想办法从井中将水桶捞出时，对水桶所做的功为有用功，而对残留在水桶中的水所做的功为额外功。
斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
(2)探究 影响斜面机械效率的因素:
①如图所示，将-块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h
②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的示数F。
改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤。实验测量结果见下表:
实验序号 1 2 3
斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡
斜面粗糙程度 木板表面 木板表面 木板表面
小车重力G/牛 2 2 2
斜面高度h/米 0.1 0.2 0.3
斜面拉力F/牛 0.6 1 1.4
斜面长s/米 0.5 0.5 0.5
有用功W有用/焦 0.2 0.4 0.6
总功W总/焦 0.3 0.5 0.7
机械效率η 67% 80% 86%
结论:对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(3)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
典型分析：
1．下列关于机械的一些说法，正确的是（　　）
A．机械的功率越大，做的功越多
B．机械效率越大，所做的有用功就越多
C．使用省力的机械，可以提高机械做功的效率
D．任何机械都有摩擦，故都要做额外功
【考点】机械效率的概念；功率大小的比较．
【答案】D
【分析】（1）功率表示做功的快慢，与做功多少无关；
（2）机械效率越大，所做的有用功占总功的比值大；
（3）机械效率与是否省力无关；
（4）任何机械都会做额外功。
【解答】解：A、机械的功率越大，表示做功越快，故A错误。
B、机械效率越大，所做的有用功占总功的比值大，故B错误。
C、效率与是否省力无关，故C错误。
D、任何机械都有摩擦，故都要做额外功，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了机械效率与功的关系，是基础题目。
2．如图所示，建筑工人用轻绳将重500N的物体沿斜面从底端为速拉到顶端，拉力大小为150N，已知斜面长3m，高0.6m，下列说法正确的是（　　）
A．拉力所做的总功是1500焦
B．拉力所做的有用功是450焦
C．物体受到斜面的摩擦力是50牛
D．物体上升过程中克服摩擦所做功是750焦
【考点】斜面及其工作特点；功的计算．
【答案】C
【分析】（1）根据功的计算公式W＝Fs可求出拉力做的功，即总功；
（2）根据W＝Gh求出有用功；
（3）根据总功与有用功的差得出额外功，再根据W额＝fs，变形后可求摩擦力f；
（4）使用斜面时克服摩擦所做的功即额外功。
【解答】解：A、拉力所做总功为：W总＝Fs＝150N×3m＝450J，故A错误；
B、拉力所做有用功为：W有＝Gh＝500N×0.6m＝300J，故B错误；
C、此过程所做额外功为：W额＝W总﹣W有＝450J﹣300J＝150J，
由W额＝fs变形得，
摩擦力为：f＝＝＝50N，故C正确；
D、物体上升过程中克服摩擦所做功即额外功，是150焦，故D错误。
故选：C。
【点评】熟练运用总功、有用功、额外功的计算公式，明确额外功是克服摩擦力做的功，是解答此题的关键。
举一反三：
1．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越大，越省力 B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大 D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
【考点】机械效率的概念．
【答案】D
【分析】使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率，机械效率的大小与功的多少和功率的大小没有直接关系；
②物体在单位时间完成的功叫功率。
【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械的省力情况没有关系，故A错误；
B、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械做功的多少没有关系，故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示了机械做功的快慢，二者没有直接的关系，故C错误；
D、总功等于有用功与额外功的总和，从η＝可知，额外功在总功中所占的比例越小，机械效率越高，故D正确。
故选：D。
【点评】该题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功、功率与机械效率是不同的物理量，它们之间没有直接关系。
2．如图所示，甲、乙两斜面（不计摩擦）高度均为h，但甲比乙长，现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，则推力F1与F2的关系为（　　）
A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法确定
【考点】斜面及其工作特点．
【答案】B
【分析】因为不计摩擦，本题的关键首先要判断出斜面的倾角大小，再判断出倾角大小对匀速推物体的影响。
【解答】解：根据题意，甲图的斜面倾角小于乙图的斜面倾角，因为不计摩擦，假设斜面倾角足够小甚至水平，则会用非常小的力甚至不用力，物体靠惯性就可能做匀速运动，所以F1＜F2。
故选：B。
【点评】本题用假设推理很容易得出答案，当然也可根据功的原理具体求出两种情况下的推力：F1＝G，F2＝G，因为s1＞s2，所以F1＜F2，这样比较麻烦。
1．图中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平衡状态。则以下说法正确的个数是（　　）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
【考点】定滑轮及其工作特点；平衡状态的判断．
【答案】B
【分析】（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，既不省力也不费力；
（2）对a、b、c三个物块和弹簧进行受力分析，装置处于平衡状态，受到的力是平衡力，从而判断分析是否正确。
【解答】解：（1）对于弹簧N，因上端与绳子连接，因为绳子只能承受拉力而不能承受压力，故弹簧N可能处于拉伸或原长，不可能处于压缩状态，故②错误；
（2）以a为研究对象，若N处于拉伸状态，则a受绳子向上的拉力，M可能拉伸、可能压缩也可能处于原长，故①④正确；
（3）若N处于原长，则绳子对a无拉力，则M一定处于压缩状态，故③错误。
因此正确的说法有①④，正确的说法有两个。
故选：B。
【点评】本题考查学生对物体受力分析以及二力平衡知识的掌握情况，是一道综合性很强的题目。
（1题图） （2题图）
2．如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】B
【分析】本题可以分为两个过程来求解，首先根据ab系统的机械能守恒，可以求得a球上升h时的速度的大小，之后，b球落地，a球的机械能守恒，从而可以求得a球上升的高度的大小。
【解答】解：设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：
3mgh＝mgh+（3m+m）v2，
解得 两球的速度都为v＝，
此时绳子恰好放松，a球开始做初速为v＝的竖直上抛运动，
同样根据机械能守恒：mgh+mv2＝mgH，
即：mgh+m（）2＝mgH，
mgh+mgh＝mgH，
则H＝1.5h；
故a球能达到的最大高度H为1.5h。
故选：B。
【点评】在a球上升的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒。
3．如图所示为我国物理学著作《远西奇器图说》所记载的一种机械装置。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB，当两小球匀速移动时，A球竖直上升的高度为hA，B球下降的高度为hB，不考虑摩擦和绳重，则下列有关物理量的比较中正确的是（　　）
A．mA＞mB、hA＜hB B．mA＞mB、hA＞hB
C．mA＜mB、hA＜hB D．mA＜mB、hA＞hB
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】A
【分析】不考虑摩擦和绳子重力，根据定滑轮的特点和功的原理分析解答。
【解答】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离LA大于A竖直上升的高度hA，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因hA＜hB，所以mA＞mB，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】此题主要考查了定滑轮、斜面特点，以及功的原理的运用。属于基本内容，难度适中。
（3题图） （4题图）
4．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　）
B． C． D．
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】D
【分析】根据题目要求可知，需要装置满足条件为：左侧弹簧测力计示数＝右侧弹簧测力计示数＝钩码重力。
【解答】解：A、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故A错误；
B、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，故B错误；
C、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力+弹簧测力计重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故C错误；
D、左侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，右侧弹簧测力计示数大小为钩码重力，故D正确；
故选：D。
【点评】此题目主要考查综合受力分析，重点在于分析清楚弹簧测力计的示数究竟为多少，难度比较高。
5．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】B
【分析】A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，由此得出结论；
B、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可得出结论；
C、由题意可知，重物上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离；由于甲、乙拉力大小相等，根据W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小，由此可得出结论；
D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，由此可得出结论。
【解答】解：A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正确
C、由题意可知，重物上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移到的距离等于重物上升的距离；由于甲、乙拉力大小相等，根据W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C错误；
D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，根据v＝可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查定滑轮的工作特点，功的计算，其中熟练掌握定滑轮的工作特点是解题的关键。
（5题图） （6题图）
6．如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（　　）
A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力
C．定滑轮，可改变力的方向 D．动滑轮，可改变力的方向
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】C
【分析】掌握定滑轮和动滑轮的区别，轴固定不动的滑轮是定滑轮，随物体一起升降的物体是动滑轮；
定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向。
【解答】解：由图知，图中用的是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力。所以ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】此题考查了定滑轮和动滑轮的区别，关键是看滑轮是否随物体一起升降，同时考查了定滑轮和动滑轮的工作特点。
7．元旦，某商场挂上氦气球增添喜庆气氛。系气球的细绳绕过固定在地面的滑轮。由于风力的作用，气球有一定角度的倾斜，如图所示。在细绳自由端用竖直向上的力F让气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，力F为26N，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　）
A．细绳对气球的拉力小于26N
B．气球的重力做功大于48J
C．拉力F的功率大于2.6W
D．这一过程气球的机械能守恒
【考点】定滑轮及其工作特点；机械能守恒；功的计算；功率的计算．
【答案】C
【分析】（1）不计绳重和摩擦，使用定滑轮，同一根绳子上的拉力相等；
（2）根据W＝Gh计算气球的重力做功；
（3）根据三角形的斜边与直角边关系，分析拉力移动的距离，得出做功多少，分析功率大小。
（4）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关。
【解答】解：A、不计绳重和摩擦，使用定滑轮，同一根绳子上的拉力相等；力F为26N，细绳对气球的拉力也是26N，故A错误；
B、气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，重力做功W＝Gh＝24N×2m＝48J；故B错误；
C、气球重心缓缓匀速下降2m，竖直反向移动2m，而绳子是斜向下拉力，根据直角三角形斜边大于直角边，拉力移动的距离大于2m，则拉力做功大于26N×2m＝52J；功率大于P＝＝2.6W；故C正确。
D、气球匀速下降，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查定滑轮的使用、功、功率、机械能等，属于中档题，有一定的难度。
（7题图） （8题图）
8．如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
【考点】定滑轮及其工作特点．
【答案】A
【分析】分别对人和重物进行受力分析，
对于人：人的重等于地面的支持力加上绳子的拉力；
对于重物：物重等于水对物体的浮力加上绳子的拉力；由于使用定滑轮不能省力，可以得出地面对人的支持力与人重、物重、和水对物体浮力的关系，因为物重和人重不变，根据阿基米德原理分析物体受浮力的大小变化，得出地面对人的支持力的大小变化情况，据此判断是哪个图。
【解答】解：如图，
对于人：G人＝F支+F拉，
对于重物：G物＝F浮+F拉′，
因为使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，
则F拉＝F拉′，
G人﹣F支＝G物﹣F浮，
F支＝G人﹣G物+F浮，
小科将重物从水底缓慢拉到井口：
物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；
从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；
物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；
由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、力的合成、定滑轮特点的掌握和运用，分别对人和重物受力分析，得出地面对人的支持力与人重、物重、和水对物体浮力的关系是本题的关键。
9．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。
A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N
【考点】动滑轮及其工作特点．
【答案】C
【分析】要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍。
【解答】解：如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；
拉力F＝2f＝2×10N＝20N。
故选：C。
【点评】本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数。
10．拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【考点】动滑轮及其工作特点．
【答案】D
【分析】将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，利用动滑轮原理人可以省一半的力。
【解答】解：A、由图可知，绳子的一端栓在柱子上，人在船上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
B、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，人在岸上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
C、由图可知，绳子的一端栓在桅杆上，绳子绕过柱子，人在岸上拉绳子的另一端，此时柱子相当于一个定滑轮，人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等；
D、由图可知，将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，此时桅杆相当于一个动滑轮，人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半；
综上所述，D最省力。
故选：D。
【点评】本题通过比较作用力的大小考查了定滑轮和动滑轮的特点，属于基础题目。
11．一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　）
A．甲可以省力
B．乙能改变力的方向
C．甲所用的力至少400牛
D．乙所用的力至少400牛
【考点】动滑轮及其工作特点；定滑轮及其工作特点．
【答案】D
【分析】使用动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
【解答】解：AC、甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，故AC错误；
BD、乙图滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，若绳与滑轮间的摩擦不计，乙所用的力至少为，F＝＝＝400N，故B错误，D正确。
故选：D。
【点评】定滑轮实际为一等臂杠杆，而动滑轮实际是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，该题比较简单，属于基础题。
12．如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　）
A．拉力F做功功率为40瓦
B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体A受到B的摩擦力是5牛
D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力
【考点】动滑轮及其工作特点；摩擦力的概念；功率的计算．
【答案】A
【分析】不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，据此求出A物体对滑轮的拉力，根据力的作用是相互的求出滑轮对A的拉力，知道弹簧测力计的示数，根据B和A均处于平衡状态，利用相互作用力的知识和力的平衡条件可求物体B对A的摩擦力和地面对A的摩擦力大小以及方向，图中拉力F作用在动滑轮的轴上，根据动滑轮轴端移动速度等于绳端移动的速度的，求出滑轮移动的速度，再根据P＝＝＝Fv求出拉力F做功功率。
【解答】解：不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，用20N的力F沿水平方向拉滑轮，则每根绳子对滑轮的拉力为：F拉'＝＝＝10N，
物体B处于静止状态，物体B受到弹簧测力计水平向右的拉力和A对B水平向左的摩擦力，所以B所受的水平向左的摩擦力为：f＝F拉＝5N，因为物体间力的作用是相互的，所以B受到A水平向右的摩擦力也为5N，物体A向左匀速运动，水平面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉A'＝f+f地，则物体A受到地面水平向右的摩擦力为：f地＝F拉'﹣f＝10N﹣5N＝5N，
因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的一半，即滑轮移动的速度为：v＝＝＝0.5m/s，
拉力F做功功率为：：P＝Fv＝20N×0.5m/s＝10W，
故A错误，BCD正确。
故选：A。
【点评】此题考查了动滑轮的特殊使用（动力作用在轴上），以及功、功率的计算，解决此题的关键是分别对A、B和动滑轮进行分析，得出对A的拉力和水平拉力F的大小关系以及拉力F端移动速度和物体移动速度的关系。
13．如图，三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3则下列关系式中正确的是（　　）
A．F3＞F1＞F2 B．F3＞F2＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3
【考点】动滑轮及其工作特点；定滑轮及其工作特点．
【答案】A
【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拉力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：
假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f；
中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f；
故F2＜F1＜F3；
故选：A。
【点评】本题考查了动滑轮和定滑轮的特点，要利用好条件“不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦”，属于基础题目。
14．如图所示，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同的高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3，绳子自由端移动的速度分别为v1、v2、v3。不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。则下列判定正确的是（　　）
A．F1＜F2＜F3 B．v1＞v2＞v3 C．P1＞P2＞P3 D．P1＝P2＝P3
【考点】动滑轮及其工作特点；定滑轮及其工作特点．
【答案】D
【分析】物体在竖直方向上做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F1、F2、F3，比较大小；
根据动滑轮和定滑轮的特点分别求出拉力作用点移动的速度和物体移动速度的关系；根据P＝＝＝Fv算出拉力的功率，再进行比较。
【解答】解：由题意可知，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同高度h，不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。
甲图：滑轮为动滑轮，动滑轮能省一半的力，则此时拉力F1＝G；但是多费1倍的距离，则拉力作用点移动的速度v1＝2v；
乙图：滑轮为动滑轮，但拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是一个费力杠杆，多费1倍的力，省一半的距离，因此F2＝2G，拉力作用点移动的速度v2＝v；
丙图：滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，且不计滑轮重及摩擦，则此时拉力F3＝G；拉力作用点移动的速度v3＝v；
由以上分析可知：F1＜F3＜F2，v1＞v3＞v2；
根据P＝＝＝Fv可知，拉力的功率分别为：
P1＝F1v1＝G×2v＝Gv，
P2＝F2v2＝2G×v＝Gv，
P3＝F3v3＝G×v＝Gv，
所以拉力F1、F2、F3的功率P1＝P2＝P3，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了定滑轮和动滑轮的特点、功率的计算，解答此题的关键是首先分清定滑轮和动滑轮，然后再根据其工作特点作出判断。
15．如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到一对平衡力的作用
B．滑轮D的作用是改变力的方向
C．拉力F为5N
D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大
【考点】滑轮组及其工作特点；平衡力的判别；摩擦力的概念；动滑轮及其工作特点．
【答案】C
【分析】（1）物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运动）时，所受的力就是平衡力；
（2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；使用动滑轮能省一半力，费距离；
（3）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦，利用F＝f求出拉力F的大小；
（4）影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。
【解答】解：A、物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，此时物体A处于平衡状态，受到重力和支持力与拉力和摩擦力两对平衡力的作用，故A错误；
B、由图可知，滑轮D随物体A一起移动，因此滑轮D是动滑轮，动滑轮可以省力，故B错误；
C、由图可知，n＝2，不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦，
F＝f＝×10N＝5N，故C正确；
D、在增大拉力F的过程中，物体A对地面的压力、接触面的粗糙程度都没改变，所以摩擦力的大小不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了平衡力、动滑轮的特点、滑轮组拉力公式的应用及影响摩擦力大小的因素等知识，综合性较强，难度不大。
16．如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
【考点】滑轮组及其工作特点；功的计算；动滑轮及其工作特点．
【答案】C
【分析】（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，据此分析判断；
（2）由图知，承担重物绳子的段数n＝4，根据s＝nh可求绳端移动距离；
（3）不计摩擦和滑轮自重，根据F＝G可求得提升物体时人对绳子的拉力；
（4）根据W＝Fs计算提升物体过程中人拉绳子做功。
【解答】解：
A、由图知，当用车梯提升重物时，部件①会随重物上升，所以其相当于滑轮组中的动滑轮，故A正确；
B、由图知，承担重物绳子的段数n＝4，绳端移动距离：s＝nh＝4×4m＝16m，故B正确；
C、不计摩擦和滑轮自重，提升物体时人对绳子的拉力：F＝G＝×500N＝125N，故C错误；
D、提升物体过程中人拉绳子做功：W＝Fs＝125N×16m＝2000J，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查对动滑轮的认识、滑轮组特点、绳端拉力以及功的计算，属于一道基础题。
17．在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
【考点】滑轮组及其工作特点；平衡力的判别．
【答案】C
【分析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
（2）首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后根据绳端的拉力等于滑轮组对物体的拉力的分析解答。
【解答】解：A、车对地面的压力与车的重力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。故A错误；
B、车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。故B错误；
CD、由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F＝F′＝×2400N＝1200N，因为绳重和摩擦必然存在，所以绳索自由端的力F至少为1200N．故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】此题考查平衡力的辨别、滑轮组绳子拉力的计算，关键是确定滑轮组绳子的有效股数。
18．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）。下列说法正确的是（　　）
A．F2的功率为0.3W
B．如果增大F2，物体A相对于地面仍静止
C．弹簧测力计读数为6N
D．地面对物体A的摩擦力方向水平向左，大小为2N
【考点】滑轮组及其工作特点；功率的计算．
【答案】B
【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，由P＝＝＝Fv可求得F2的功率；
（2）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。
（3）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；
（4）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；根据运动趋势判断出摩擦力的方向，根据力的作用是相互的判断物体B对物体A的摩擦力和方向，根据力的平衡条件判断地面的摩擦力大小。
【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，根据P＝＝＝Fv可知F2的功率P＝F2v＝3N×0.2m/s＝0.6W，故A错误；
B、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，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故B正确。
C、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，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N，故C错误；
D、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×3N＝6N，根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N，而F1＝4N向右拉着，A静止，受力平衡，因而还受到地面的摩擦力为6N﹣4N＝2N，方向向右，故D错误。
故选：B。
【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。
19．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（　　）
A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】C
【分析】爸爸妈妈在轻质滑轮组两端拉着滑轮组，则爸爸与地面间的摩擦力等于妈妈与地面间的摩擦力与小明的拉力之和；承担右侧滑轮组绳子段数为3，3段绳子分担了该滑轮组受到的外力，外力的大小等于爸爸与地面之间的摩擦力。
【解答】解：若不计滑轮重、绳重及滑轮组摩擦，小明所使用的拉力F＝f＝×540N＝180N；
由于爸爸妈妈在轻质滑轮组两端拉着滑轮组，则f妈妈＝f爸爸﹣F＝540N﹣180N＝360N，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查滑轮组的特点，计算过程要注意，右侧滑轮由3段绳子拉着，拉力的大小是摩擦力的三分之一半。
20．如图所示，在这个装置中，如果拉力F等于4牛且不计摩擦，则甲、乙两个弹簧测力计的读数分别为（　　）
A．8牛，12牛 B．12牛，8牛 C．8牛，8牛 D．12牛，12牛
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】B
【分析】弹簧测力计甲连接的滑轮上有3段绳子，所以左边滑轮对弹簧测力计甲的拉力（即弹簧测力计甲的读数）等于拉力F的3倍；弹簧测力计乙连接的滑轮上有2段绳子，所以右边滑轮对弹簧测力计乙的拉力（即弹簧测力计乙的读数）是拉力F的2倍；据此解答。
【解答】解：已知绳子上的拉力为F＝4 N，不计摩擦，
由图可知，弹簧测力计甲连接的滑轮上有3段绳子，所以左边滑轮对弹簧测力计甲的拉力（即弹簧测力计甲的读数）等于拉力F的3倍，故弹簧测力计甲的读数为3F＝3×4N＝12N；
弹簧测力计乙连接的滑轮上有2段绳子，所以右边滑轮对弹簧测力计乙的拉力（即弹簧测力计乙的读数）是拉力F的2倍，故弹簧测力计乙的读数为2F＝2×4N＝8N。
故选：B。
【点评】本题考查了滑轮组上绳子拉力的简单计算，难度不大，要求学生掌握相关的物理知识。
21．如图所示，船和人总重1500N，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳使船匀速靠岸运动4米。（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（　　）
A．30N，12米 B．180N，8米 C．270N，12米 D．45N，8米
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】A
【分析】物体在力的作用下能保持静止或匀速直线运动状态，这些力合力为0；
从图可知，船在水平方向受到向左的拉力和水的阻力，并匀速运动，从而可以判断出左侧的拉力，又知道绳子对船拉力的股数，所以，可以计算出人对绳子的拉力；
由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh。
【解答】解：因为船做匀速直线运动，所以船在水平方向受到平衡力的作用，船水平向右受到水的阻力f＝90N，所以左侧的拉力之和也是90N，而左侧由3段绳子承担拉力，所以人对绳子的拉力为×90N＝30N；
由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×4m＝12m。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了滑轮组工作的特点，需要结合力的平衡的知识，计算拉力的大小。
22．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为40N，人的重力为600N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（　　）
A．210N B．218N C．220N D．236N
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】A
【分析】此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。可据此求解。
【解答】解：将人、吊篮、动滑轮看做一个整体，整体处于静止状态，受力平衡，由图可知有5段绳子承担总重力，
所以人的拉力F＝×（400N+50N+600N）＝210N。
故选：A。
【点评】解答该题须采用整体思想，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。
（22题图） （23题图）
23．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　）
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】A
【分析】（1）用滑轮组提升钩码时，克服钩码重力做的功是有用功，即W有＝Gh；
（2）此题中克服滑轮重做的功是额外功；
（3）W总＝W有+W额；
【解答】解：此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据W总＝W有+W额可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率η＝×100%，故也是相同的，即η甲＝η乙。
故选：A。
【点评】知道对谁做的是有用功、对谁做的是额外功及机械效率的计算是解决该题的关键。
24．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，能使物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力F2拉物体B时能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的摩擦力为8N B．拉力F2大小为10N
C．拉力F2的功率为2.4W D．拉力F1的功率为1.2W
【考点】滑轮组及其工作特点；功的计算；功率的计算．
【答案】C
【分析】（1）由滑轮组的结构看出，n＝3，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，当B水平匀速向右运动时，根据f＝3（F1+GA）得出物体B受到的摩擦力；
（2）水平向左拉物体B时，由平衡条件，根据F2＝3GA+f得出拉力F2大小；
（3）水平向左拉物体时，利用vB＝得出B的移动速度，利用P2＝F2vB得出拉力F2功率；
（4）利用v1＝3vB′得出拉力F1端的速度，用力F1竖直向下拉物体A时，根据P＝＝＝Fv求出拉力F1的功率。
【解答】解：
A、由滑轮组的结构看出，n＝3，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，当B水平匀速向右运动时，f＝3（F1+GA）＝3×（4N+2N）＝18N，故A错误；
B、水平向左拉物体B时，由平衡条件得：F2＝3GA+f＝3×2N+18N＝24N，故B错误；
C、水平向左拉物体时，B的移动速度为vB＝＝＝0.1m/s，拉力F2功率为P2＝F2vB＝24N×0.1m/s＝2.4W，故C正确；
D、拉力F1的速度v1＝3vB′＝3×0.2m/s＝0.6m/s，用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率P1＝F1v1＝4N×0.6m/s＝2.4W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查摩擦力、拉力、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体的受力分析，分析出动滑轮上绳子的段数。
（24题图） （25题图）
25．一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降。已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重和轮与轴的摩擦。下列表述正确的是（　　）
A．有用功为m2gh，滑轮组的机械效率为
B．有用功为m2gh，动滑轮重为2F﹣（m1+m2）g
C．有用功为，滑轮组的机械效率为
D．额外功为（2F﹣m1g﹣m2g）h，绳子移动的距离为2h
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算．
【答案】B
【分析】使用机械时，人们为完成某项任务必须做的功叫有用功，也就是对建筑材料做的功，根据公式W＝Gh可求。
对完成任务没有用，但不得不做的功叫额外功，不计绳重和轮与轴的摩擦，对吊篮和动滑轮做的是额外功；
有用功与额外功之和是总功，就是拉力做的功，根据公式W＝Fs可求，机械效率等于有用功和总功的比值。
【解答】解：由图知：作用在动滑轮上的绳子有2段，绳子拉下的长度是s＝nh＝2h，
有用功为W有用＝Gh＝m2gh；
总功为W总＝Fs＝F 2h＝2Fh；
机械效率为η＝＝＝；
额外功为W额＝W总﹣W有用＝2Fh﹣m2gh＝（2F﹣m2g）h；
对吊篮做的功为W1＝G1h＝m1gh，
对动滑轮做的功为W动滑轮＝W额﹣W1＝（2F﹣m2g）h﹣m1gh＝（2F﹣m2g﹣m1g）h，
动滑轮的重力为G动滑轮＝＝＝2F﹣（m1+m2）g，
综上可知，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查有用功、总功和机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，难点是正确判断作用在动滑轮上绳子的段数。
26．荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　）
A．所拉物体的质量为800kg
B．拉力的功率是40W
C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算；功率的计算．
【答案】C
【分析】（1）根据直角三角形的角边关系求斜面的长度s，利用W总＝Fs求出拉力做的总功，利用机械效率公式求出有用功，再利用W＝Gh求出物体的重力，利用G＝mg求出其质量；
（2）利用P＝求拉力的功率；
（3）克服摩擦力做的功为额外功，等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求摩擦力f的大小；
（4）物体在斜面上运动时增加的内能来自于克服摩擦做的功，即额外功。
【解答】解：
A、在直角三角形中，h＝s×sin30°＝s，斜面的长度为：s＝2h＝2×4m＝8m，
所做总功为：W总＝Fs＝500N×8m＝4000J，
由η＝得有用功为：
W有＝ηW总＝80%×4000J＝3200J，
由W有＝Gh得物体重力为：
G＝＝＝800N，
物体的质量为：
m＝＝＝80kg，故A错误。
B、拉力的功率为：
P＝＝＝80W，故B错误。
C、此过程所做的额外功为：
W额＝W总﹣W有＝4000J﹣3200J＝800J，
由W额＝fs得摩擦力：
f＝＝＝100N，故C正确。
D、此过程所做的额外功W额＝800J，物体在斜面上运动时增加的内能等于克服摩擦所做的额外功，即内能等于800J，故D错误。
故选：C。
【点评】熟练运用功、功率、机械效率的计算公式和变形公式，理解额外功与内能间的关系，是解答此题的关键。
（26题图） （27题图）
27．如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v＝1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F＝3N，则C受到的摩擦力为 　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　；F的功率是 　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
【考点】滑轮组及其工作特点；摩擦力的概念；功率的计算．
【答案】0；6；9。
【分析】根据摩擦力产生的条件分析BC间的摩擦力大小；
根据绳子的股数为n＝3，分析整体的摩擦力，根据接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比分析BC的摩擦力，得出绳子的拉力。
根据P＝Fv计算功率。
【解答】解：三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v＝1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，BC之间没有相对运动或相等运动趋势，故BC间没有摩擦力，则C受到的摩擦力为0；
整体的摩擦力f＝nF＝3×3N＝9N；
根据接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，BC的压力是整体的，则摩擦力为整体摩擦力的，是6N，BC一起匀速直线运动，拉力等于摩擦力，故AB间的绳子的拉力大小是 6N；
整体的速度为v＝1m/s；绳子自由端移动的速度为3v＝3m/s；
拉力的功率P＝Fv＝3N×3m/s＝9W。
故答案为：0；6；9。
【点评】本题考查滑轮组的计算与功率，属于中档题。
28．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 　 　。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 　 　。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 　 　。（不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重）
【考点】滑轮组及其工作特点；密度的计算；重力的大小；杠杆的平衡条件．
【答案】2×103kg/m3；4：1；4。
【分析】（1）由作图可得，当m＝20g时，A、B的体积，利用密度公式求AB的密度；
（2）利用G＝mg＝ρVg求甲、乙的重力之比；
（3）图中动滑轮下面挂1个A物体（重力为GA），要使它们处于静止状态，由滑轮组的特点可知Q处绳子的拉力；根据杠杆的平衡条件求出虚线框内悬挂物体的重力，由（2）可知A、B的重力之比，据此可知虚线框内悬挂物体B的个数。
【解答】解：（1）由左图可知，当m＝20g时，VA＝10cm3，VB＝40cm3，
则ρA＝＝＝2g/cm3＝2×103kg/m3，ρB＝＝＝0.5g/cm3＝0.5×103kg/m3；
所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；
（2）因为甲、乙两实心物体的体积相同，
所以由G＝mg＝ρVg可得，甲、乙的重力之比：
G甲：G乙＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1；
（3）由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，
图中动滑轮下面挂1个A物体（重力为GA），要使它们处于静止状态，由滑轮组的特点可知Q处绳子的拉力为GA，
以杠杆为研究对象，O为杠杆的支点，P为杠杆OQ的中点，则动力臂为阻力臂的2倍（即l1＝2l2），
根据杠杆平衡条件可得FQl1＝GPl2，
则虚线框内悬挂物体的重力为GP＝＝＝GA，
因为GA：GB＝4：1，即GA＝4GB，所以虚线框内悬挂物体B的个数为4个。
故答案为：2×103kg/m3；4：1；4。
【点评】本题考查了密度公式、重力公式的应用以及杠杆平衡条件，要求会识图、从中得出两物体的密度关系，属于易错题！
29．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。则
此时人拉绳的力为 　 　牛。（g＝10牛/千克）
【考点】滑轮组及其工作特点．
【答案】87.5
【分析】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：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+GB）＝×（50N+100N+300N）＝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﹣GB）＝×（225N﹣50N）＝87.5N。
故答案为：87.5。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力的计算，注意本题滑轮组不是由一股绳子缠绕而成，易错题！
30．小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　 　N；第2次实验测得的机械效率为 　 　；（结果保留整数）
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的；
（3）分析第3、4次实验数据得出结论：　 　；
（4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　 　两次数据分析得出的结论。
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率．
【答案】（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。
【分析】（1）根据图乙读出拉力的大小；
由表格中第2次实验的数据可知，提升物体的重力为6N，由测力计移动的距离和物体上升的高度之间的关系可知使用的是图乙装置进行的实验，根据η＝＝得出机械效率；
（2）由表格中第4次实验的数据，利用n＝得出连接动滑轮的绳子的段数，进而分析；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率，据此分析。
【解答】解：（1）由图乙可知拉力为2.4N；
第2次实验测得的机械效率为：
η＝＝＝≈83%；
（2）由表格中第4次实验的数据可知，连接动滑轮的绳子的段数为n＝＝＝5，即使用的是图丙装置进行的实验；
（3）分析第3、4次实验数据可知，物体提升的高度变大，机械效率不变，即机械效率与提升物体的高度无关；
（4）分析第1、3次实验数据可知，使用的是不同的滑轮组，第3次机械效率低，说明动滑轮的个数增多，机械效率减小；
汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中1、3两次数据分析得出的结论。
故答案为：（1）2.4；83%；（2）丙；（3）机械效率与提升物体的高度无关；（4）1、3。
【点评】本题为测量滑轮组机械效率的实验，考查机械效率的计算和实验结论等知识。
31．做物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验。并记录了如表数据：
实验次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数 F1/N 使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 1.05
通过分析数据，她觉得与书中的结论偏差较大，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，使用定滑轮时“省了力”的原因是：　 　；使用动滑轮没有“省一半力”的原因是：　 　。
（2）请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见：　 　。
【考点】动滑轮及其工作特点；定滑轮及其工作特点．
【答案】（1）弹簧测力计外壳有一定的重量；动滑轮有一定的重量；
（2）①将弹簧测力计倒过来使用；②使用轻质的动滑轮实验。
【分析】（1）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）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。
【解答】解：（1）定滑轮不能省力，但小雯使用定滑轮时却省了力，观察图乙即可发现，是因为她把弹簧测力计倒着使用，此时弹簧测力计的外壳受到的重力，也对物体施加了拉力。动滑轮能省一半的力，但小雯使用动滑轮却没有省一半的力，这是因为此时拉力是克服物体和动滑轮的总重，故拉力会大于物重的一半。
（2）因此提出的改进意见为：①将弹簧测力计倒过来使用；②使用轻质的动滑轮实验。
故答案为：（1）弹簧测力计外壳有一定的重量；动滑轮有一定的重量；
（2）①将弹簧测力计倒过来使用；②使用轻质的动滑轮实验。
【点评】利用定滑轮和动滑轮的特点解题是命题的方向，要掌握相关内容。
32．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表：
实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 　 　牛。
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 　 　。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　。
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　。
【考点】动滑轮及其工作特点．
【答案】（1）1；（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；（3）改变钩码的重力，重复上述实验；（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
【分析】（1）绳子重和摩擦忽略不计，根据F＝（G+G动）计算解答；
（2）根据数据得出结论；
（3）根据多次实验的目的分析；
（4）结合杠杆模型分析力臂的变化。
【解答】解：（1）绳子重和摩擦忽略不计，绳子股数为n＝2，竖直向上拉，F＝（G+G动）；
则G动＝2F﹣G＝2×2N﹣3N＝1N；
（2）根据表格数据，拉力作用线的夹角越大，拉力越大。故得出的结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，应该换用不同的物体进行多次实验；
（4）滑轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
故答案为：（1）1；（2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；（3）改变钩码的重力，重复上述实验；（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
【点评】本题考查动滑轮省力的探究，属于中档题。
33．小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小宁做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）通过对比 　 　（填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：　 　。
（3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是 　 　。
【考点】斜面及其工作特点．
【答案】（1）1、2、3；（2）使用斜面省力的情况与斜面的倾斜程度有关；（3）斜面的表面材料、斜面的倾斜程度相同，物体受到的重力大小不相同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小相同。
【分析】（1）对比1、2、3三次实验中的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论；
（2）对比1、6、7三次实验中的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论；
（3）对比1、4、5三次实验的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论。
【解答】解：（1）对比1、2、3三次实验中的数据可知，斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小相同，斜面的表面材料不同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小不同（分别为0.675、0.715、0.76），说明使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）对比1、6、7三次实验中的数据可知，斜面的表面材料、物体受到的重力大小相同，斜面的倾斜程度不同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小不同（分别为0.76、0.85），说明使用斜面省力的情况与斜面的倾斜程度有关；
（3）小宁做了1、4、5三次实验，斜面的表面材料、斜面的倾斜程度相同，物体受到的重力大小不相同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小相同（都为0.675），可以得出结论：使用斜面省力的情况与物体受到的重力大小无关。
故答案为：（1）1、2、3；（2）使用斜面省力的情况与斜面的倾斜程度有关；（3）斜面的表面材料、斜面的倾斜程度相同，物体受到的重力大小不相同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小相同。
【点评】本题考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，属于基础题目。
34．小文为探究滑轮组的机械效率设计了如图甲所示的创新实验装置，整个装置固定在带有刻度的支撑背景板上，带绕线轮的电机可通过转动拉起重物，压力传感器可测出绳子自由端拉力。
不同物重对应的滑轮组机械效率实验数据
组别 绳子受力段数 G物/N F/N W总/J n
1 n＝3 1.96 0.80 0.120 ▲
2 3.92 1.51 0.227 86.5%
3 5.88 2.20 0.330 89.1%
4 n＝4 1.96 0.63 0.126 77.8%
5 3.92 1.22 0.244 80.3%
6 5.88 1.75 0.350 84.0%
实验步骤：
①在动滑轮下方挂上钩码，记录重力G物，标记物体的位置。
②闭合电机开关，匀速提升重物0.05m，断开开关，记录拉力F和绳子自由端移动的距离s。
③分别改变G物和滑轮组绕线方式（使绳子受力段数n不同），重复以上操作，并记录数据，结果如表格所示。
（1）请将表格中的数据补充完整 　 　。（保留到0.1%）
（2）根据表中数据可得出的结论是 　 　。
（3）与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是：　 　。（写出两点）
【考点】机械效率的测量实验．
【答案】（1）81.7%；（2）滑轮组机械效率与绳子受力段数和提升物体重力有关，绳子受力段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大；（3）板上有刻；度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。
【分析】（1）利用公式η═求效率；
（2）分析表格数据得结论；
（3）对比乙图分析出优点。
【解答】解：（1）此次滑轮组机械效率η＝＝≈81.7%；
（2）由1、2、3或4、5、6可知，同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高；
由1、4或2、5或3、6可知，提升物重相同时，绳子受力段数越少，机械效率越高；
综合得出：滑轮组机械效率与子受力段数和提升物体重力有关，绳子受力段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大；
（3）板上有刻；度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。
故答案为：（1）81.7%；（2）滑轮组机械效率与绳子受力段数和提升物体重力有关，绳子受力段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大；（3）板上有刻；度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。
【点评】本题考查滑轮组机械效率泥塑的影响，涉及了功的公式和机械效率公式的运用及控制变量法、数据分析的能力。
35．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中。
实验 次数 滑轮 材质 钩码 重G/N 提升的 高h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功 W总/J 机械效 率/η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 星科 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码越重，机械效率越高。
②比较 　 　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
③利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为 　 　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（3）小明利用图丙装置实验发现了影响斜面的机械效率的因素，可以采用如下 　 　方法（多选），从而提高斜面的机械效率。
A.增加拉动物体的速度 B.增加物体的质量
C.给物体安装轮子，变滑动为滚动 D.增加斜面的倾斜程度
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不省功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 　　。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
【考点】机械效率的测量实验．
【答案】（1）②2、3；③80%；（2）CD；（3）B。
【分析】（1）②研究机械效率与提升钩码的高度的关系，要控制其它因素相同，只改变提升高度；
③根据η＝＝×100%＝×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关；
（3）物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理法。
【解答】解：（1）②研究机械效率与提升钩码的高度的关系，要控制其它因素相同，只改变提升高度，故比较2、3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关；
③图甲中的绳子段数n＝3，由题知，G物＝6N，F拉＝2.5N，则滑轮组的机械效率为：
η＝＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关；
保持斜面倾斜程度不变，可以采用给物体安装轮子，变滑动为滚动的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
保持斜面粗糙程度不变，可以采用增加斜面的倾斜程度来提高斜面的机械效率，故CD符合题意；
故选：CD；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械不省功，这种实验方法是实验推理法；
ACD、焦耳定律、阿基米德原理、欧姆定律可通过实验直接验证，
B、而牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的。
故选：B。
故答案为：（1）②2、3；③80%；（2）CD；（3）B。
【点评】本题考查控制变量法、数据分析、滑轮组的机械效率的求法和减小摩擦的方法及实验推理法的运用，有一定的难度。
36．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间t变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦。
求：（1）动滑轮的重力；
（2）1～2s内拉力F的功率；
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
【考点】滑轮相关量的计算；功率的计算．
【答案】（1）动滑轮的重力为5N。
（2）1～2s内拉力F的功率为40W。
（3）此装置最多能匀速运载80N的货物。
【分析】（1）由图丙可知，在第2s内A被匀速提升，由图乙可知第2s内拉力F大小；由图知，n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），据此求动滑轮重力；
（2）由图丙可知，第2s内A上升的速度，拉力端移动速度等于A上升速度的2倍，利用P＝Fv求第2s内拉力F的功率；
（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC＝（FB+G动），据此判断要以C处最大拉力为准并求出B处绳子的拉力，此装置最多能匀速运载货物的重力等于B处拉力减去A的重力。
【解答】解：（1）由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F＝10N，
由图知，n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F＝（GA+G动），则动滑轮重力：
G动＝nF﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N；
（2）由图丙可知，第2s内A上升的速度vA＝2m/s，拉力端移动速度v＝2vA＝2×2m/s＝4m/s，
第2s内拉力F的功率：
P＝＝＝Fv＝10N×4m/s＝40W；
（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC＝（FB+G动）＝×（FB+5N），
则当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N，小于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，大于绳子C能承受的最大拉力50N；
所以要以C处最大拉力为准，此时B处的拉力：
FB＝GA+G货物＝95N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：
G货物＝FB﹣GA＝95N﹣15N＝80N。
答：（1）动滑轮的重力为5N。
（2）1～2s内拉力F的功率为40W。
（3）此装置最多能匀速运载80N的货物。
【点评】本题考查对滑轮组拉力计算公式、功率的计算，掌握好基础知识，灵活应用公式是关键，还要能从图象中获取有用信息。
37．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计（g＝10N/kg）。
（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是　 　；
（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率；
（3）求动滑轮受到的重力。
【考点】滑轮相关量的计算．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，利用P＝求出拉力的功率；
（3）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据η＝＝＝求出动滑轮受到的重力。
【解答】解：
（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；
（2）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：
s＝nh＝3×6m＝18m，
拉力做的功：
W＝Fs＝400N×18m＝7200J，
拉力的功率：
P＝＝＝120W；
（3）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，
所以，滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝60%，
解得：G动＝200N；
故答案为：（1）物重（或动滑轮重）；
（2）拉力的功率为120W；
（3）动滑轮受到的重力为200N。
【点评】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素和做功公式、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用，综合题。
（37题图） （38题图）
38．如图所示为某汽车起重机利用卷扬机吊起物体A的示意图。卷扬机把质量为2.7×103kg的物体A以0.1m/s的速度匀速提升。卷扬机牵引力F为104N，不计绳重与摩擦。求：
（1）卷扬机牵引力的功率。
（2）动滑轮的重力。
（3）滑轮组的机械效率。
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功率的计算；滑轮组及其工作特点．
【答案】（1）卷扬机牵引力的功率为3000W；
（2）动滑轮的重力为3000N；
（3）滑轮组的机械效率为90%。
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v＝nv物求出自由端移动的速度，根据P＝＝＝Fv求出卷扬机牵引力的功率；
（2）不计绳重与摩擦，根据F＝（mg+G动）求出动滑轮的重力；
（3）根据η＝＝＝ 求出该滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，自由端移动的速度为：
v＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
则卷扬机牵引力的功率：
P＝＝＝＝Fv＝104N×0.3m/s＝3000W；
（2）不计绳重与摩擦，根据F＝（mg+G动）可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣mg＝3×104N﹣2.7×103kg×10N/kg＝3000N；
（3）该滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝＝90%。
答：（1）卷扬机牵引力的功率为3000W；
（2）动滑轮的重力为3000N；
（3）滑轮组的机械效率为90%。
【点评】本题考查了功率公式和滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
39．如图所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动，工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2，且η1：η2＝63：65。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度，取g＝10N/kg，求：
（1）在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比。
（2）当石材完全露出水面以前，人拉绳子的功率。
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功率的计算．
【答案】（1）在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21；
（2）当石材露出水面之前，人拉绳子的功率为130W。
【分析】知道工人和动滑轮的质量，利用重力公式求工人和动滑轮的重力；利用η1＝＝求未露出水面滑轮组的机械效率，利用η2＝＝求露出水面后滑轮组的机械效率，知道效率比求石材的体积；进而求出石材重。
（1）人的重力等于拉力加上地面对人的支持力，据此求地面对人的支持力；
石材在水中，知道石材的体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求石材受到水的浮力，此时人的拉力最小，地面对人的支持力最大，地面的支持力F支1＝G人﹣F拉1；
石材离开水面，此时人的拉力最大，地面对人的支持力最小，地面的支持力F支2＝G人﹣F拉2；可求地面对人的支持力的最大值与最小值之比；
（2）当石材露出水面之前，F拉1＝（G石+G动﹣F浮），v＝3×0.2m/s，利用P＝Fv求人拉绳子的功率；
【解答】解：
工人的重力：
G人＝m人g＝70kg×10N/kg＝700N，
动滑轮的重力：
G动＝m动g＝5kg×10N/kg＝50N，
未露出水面滑轮组的机械效率：
η1＝＝＝，
露出水面后滑轮组的机械效率：
η2＝＝＝，
η1：η2＝：＝＝63：65，
即：：＝63：65，
将石块的密度和水的密度代入求得：
V石＝0.04m3，
石块的重力：
G石＝m石g＝ρ石V石g＝2.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3＝1000N，
（1）地面对人的支持力：
F＝G人﹣F拉＝700N﹣120N＝580N；
（2）石材在水中，受到水的浮力，此时人的拉力最小，地面对人的支持力最大，
石材受到的浮力：
F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3＝400N，
F拉1＝（G石+G动﹣F浮）＝（1000N+50N﹣400N）＝N，
地面的支持力：
F支1＝G人﹣F拉1＝700N﹣N＝N；
石材离开水面，此时人的拉力最大，地面对人的支持力最小，
F拉2＝（G石+G动）＝（1000N+50N）＝350N，
地面的支持力：
F支2＝G人﹣F拉2＝700N﹣350N＝350N；
F支1：F支2＝N：350N＝29：21；
（3）当石材露出水面之前，F拉1＝（G石+G动﹣F浮）＝（1000N+50N﹣400N）＝N，
v＝3×0.2m/s＝0.6m/s
人拉绳子的功率：
P＝F拉1v＝N×0.6m/s＝130W。
答：（1）在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21；
（2）当石材露出水面之前，人拉绳子的功率为130W。
【点评】本题考查了重力、阿基米德原理、机械效率、功率等的计算，难点是求根据效率比求石材的重力和石材浸没时的浮力，知识点多、综合性强，要求灵活选用公式求解。
40．如图所示，已知物体A重1000N，与地面的摩擦力是300N，某人通过滑轮组用80牛的力拉动物体使其在10s内匀速运动1m，求：
（1）人做的总功；
（2）人拉绳的功率；
（3）计算滑轮组的机械效率。
【考点】滑轮及滑轮组的机械效率；功的计算；功率的计算．
【答案】（1）人做的总功为400J；
（2）人拉绳的功率为40W；
（3）滑轮组的机械效率为75%。
【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总＝Fs＝Fns'求出人做的总功；
（2）根据P＝求出人拉绳的功率；
（3）根据W有＝fs'求出有用功，利用η＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝5，人做的总功为：
W总＝Fs＝Fns'＝80N×5×1m＝400J；
（2）人拉绳的功率为：
P＝＝＝40W；
（3）人做的有用功为：
W有＝fs'＝300N×1m＝300J，
滑轮组的机械效率为：
η＝＝×100%＝75%。
答：（1）人做的总功为400J；
（2）人拉绳的功率为40W；
（3）滑轮组的中小学教育资源及组卷应用平台
《暑假预习课》浙教版科学八升九--第13讲 滑轮与机械效率
考点一、滑轮的定义
考点精要：
（一）滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子
（二）滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定滑轮 动滑轮
定义
特点
应用
（三）定滑轮和动滑轮的实质
(1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质 。
(2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够 。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的 杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
典型分析：
1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　）
A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＝F3 D．F1＜F2＜F3
（1题图） （2题图）
2．小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体，且都使物体上升了2m。已知物体重200N，滑轮重40N，提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦，则在提升过程中（　　）
A．F甲＝240N B．F甲做的功为240J C．F乙向上移动距离为4m D．F乙所做的功为440J
举一反三：
1．如图所示，一个人用一个定滑轮匀速提起一个重物，人所用的拉力是F，则下面哪一对力是相互平衡的？（　　）
A．定滑轮所受的重力和绳子b对定滑轮向上的拉力
B．绳子a对重物向上的拉力和重物对绳子a向下的拉力
C．绳子a对重物向上的拉力和重物所受的重力
D．重物对绳子a向下的拉力和人对绳子向下的拉力
（1题图） （2题图）
2．用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
考点二、滑轮的应用
考点精要：
使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动)
定滑轮 动滑轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
【能力拓展】
使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重)
滑轮组
由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。
(1)探究滑轮组的省力情况:
①用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重。
②按图甲所示的方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F1。
③按如图乙所示方式匀速拉动绳子，记录此时承担重物和动滑轮总重的绳子股数和弹簧测力计的读数F2。
分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重G以及动滑轮的重G轮的关系为F=(G+G轮)/2即重物与动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之几。
(2)利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh (n表示承担物重的绳子股数)。
【能力拓展】
(1)确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法:
①要分清哪个(些)是定滑轮，哪个(些)是动滑轮。
②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子股数。
(2)组装滑轮组的方法:
按要求确定动滑轮个数:n为奇数时，从动滑轮开始绕绳;n为偶数时，从定滑轮开始绕绳。
典型分析：
1．如图装置，物体B放在水平桌面上，重为2N的物体A通过滑轮组拉物体B，使物体B以0.6m/s的速度水平匀速向右运动。现用一水平拉力F向左拉物体B，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）
A．当物体B向右匀速运动时，受到的摩擦力大小为4N
B．当物体B向右匀速运动时，物体A的速度为0.2m/s
C．当物体B向左匀速运动时，拉力F大小为12N
D．当物体B向左匀速运动时，拉力F功率为0.6W
举一反三：
1．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用）。下列说法不正确的是（　　）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
考点三：机械效率
（一）有用功、额外功、总功的定义
(1) :人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
(2) :利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
(3) :人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外
(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
（二）机械效率
定义 公式
有用功 提升重物过程中必须要做的功
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功
总功 有用功和额外功之和
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值
（三）提高机械效率的途径:
①在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等;
②在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
【能力拓展】
对于不同的目的，有用功和额外功会发生改变，如用水桶从井里提水的过程中，对桶中的水所做的功为有用功,而对水桶做的功为额外功;但当水桶不小心掉入井中，我们想办法从井中将水桶捞出时，对水桶所做的功为有用功，而对残留在水桶中的水所做的功为额外功。
斜面的机械效率
(1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
(2)探究 影响斜面机械效率的因素:
①如图所示，将-块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h②用弹簧测力计测出小车的重力G。
③用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的示数F。
改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤。实验测量结果见下表:
实验序号 1 2 3
斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡
斜面粗糙程度 木板表面 木板表面 木板表面
小车重力G/牛 2 2 2
斜面高度h/米 0.1 0.2 0.3
斜面拉力F/牛 0.6 1 1.4
斜面长s/米 0.5 0.5 0.5
有用功W有用/焦 0.2 0.4 0.6
总功W总/焦 0.3 0.5 0.7
机械效率η 67% 80% 86%
结论:对于光滑程度相同的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高。
(3)测量斜面的机械效率：
①光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%
②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl
③斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= =
典型分析：
1．下列关于机械的一些说法，正确的是（　　）
A．机械的功率越大，做的功越多
B．机械效率越大，所做的有用功就越多
C．使用省力的机械，可以提高机械做功的效率
D．任何机械都有摩擦，故都要做额外功
2．如图所示，建筑工人用轻绳将重500N的物体沿斜面从底端为速拉到顶端，拉力大小为150N，已知斜面长3m，高0.6m，下列说法正确的是（　　）
A．拉力所做的总功是1500焦
B．拉力所做的有用功是450焦
C．物体受到斜面的摩擦力是50牛
D．物体上升过程中克服摩擦所做功是750焦
举一反三：
1．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越大，越省力 B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大 D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
2．如图所示，甲、乙两斜面（不计摩擦）高度均为h，但甲比乙长，现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，则推力F1与F2的关系为（　　）
A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法确定
1．图中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平衡状态。则以下说法正确的个数是（　　）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
（1题图） （2题图）
2．如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
3．如图所示为我国物理学著作《远西奇器图说》所记载的一种机械装置。若小球A的质量为mA，小球B的质量为mB，当两小球匀速移动时，A球竖直上升的高度为hA，B球下降的高度为hB，不考虑摩擦和绳重，则下列有关物理量的比较中正确的是（　　）
A．mA＞mB、hA＜hB B．mA＞mB、hA＞hB
C．mA＜mB、hA＜hB D．mA＜mB、hA＞hB
（3题图） （4题图）
4．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　）
B． C． D．
5．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
（5题图） （6题图）
6．如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（　　）
A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力
C．定滑轮，可改变力的方向 D．动滑轮，可改变力的方向
7．元旦，某商场挂上氦气球增添喜庆气氛。系气球的细绳绕过固定在地面的滑轮。由于风力的作用，气球有一定角度的倾斜，如图所示。在细绳自由端用竖直向上的力F让气球重心缓缓匀速下降2m，用时20s。已知气球的重力为24N，力F为26N，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　）
A．细绳对气球的拉力小于26N B．气球的重力做功大于48J
C．拉力F的功率大于2.6W D．这一过程气球的机械能守恒
（7题图） （8题图）
8．如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为（　　）N，物体A与水平桌面的摩擦力大小（　　）N。
A．200N；10N B．200N；20N C．20N；10N D．20N；20N
10．拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
11．一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　）
A．甲可以省力
B．乙能改变力的方向
C．甲所用的力至少400牛
D．乙所用的力至少400牛
12．如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　）
A．拉力F做功功率为40瓦
B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体A受到B的摩擦力是5牛
D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力
13．如图，三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3则下列关系式中正确的是（　　）
A．F3＞F1＞F2 B．F3＞F2＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3
14．如图所示，用三种方法拉动同一物体以相等速度v匀速上升相同的高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3，绳子自由端移动的速度分别为v1、v2、v3。不计滑轮与线及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重量。则下列判定正确的是（　　）
A．F1＜F2＜F3 B．v1＞v2＞v3 C．P1＞P2＞P3 D．P1＝P2＝P3
15．如图，物体A在拉力F的作用下向左匀速直线运动，物体A受到地面的摩擦力为10N（不计滑轮的重及滑轮与绳子之间的摩擦）。则下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到一对平衡力的作用
B．滑轮D的作用是改变力的方向
C．拉力F为5N
D．增大拉力F，物体A受到的摩擦力将增大
16．如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
17．在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　）
A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力
B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力
C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N
D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N
18．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）。下列说法正确的是（　　）
A．F2的功率为0.3W
B．如果增大F2，物体A相对于地面仍静止
C．弹簧测力计读数为6N
D．地面对物体A的摩擦力方向水平向左，大小为2N
19．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（　　）
A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛
20．如图所示，在这个装置中，如果拉力F等于4牛且不计摩擦，则甲、乙两个弹簧测力计的读数分别为（　　）
A．8牛，12牛 B．12牛，8牛 C．8牛，8牛 D．12牛，12牛
21．如图所示，船和人总重1500N，船受到水的阻力恒定为90N，船上的人用力F拉绳使船匀速靠岸运动4米。（不计绳重和摩擦）则拉力F和拉过绳子的长度分别为（　　）
A．30N，12米 B．180N，8米 C．270N，12米 D．45N，8米
22．如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为50N，定滑轮总重力为40N，人的重力为600N，不计绳重与摩擦，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（　　）
A．210N B．218N C．220N D．236N
（22题图） （23题图）
23．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　）
A．η甲＝η乙，W甲＝W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
24．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下4N的力F1拉重为2N的物体A时，能使物体B以0.2m/s的速度匀速向右运动；若只用水平向左的力F2拉物体B时能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的摩擦力为8N B．拉力F2大小为10N
C．拉力F2的功率为2.4W D．拉力F1的功率为1.2W
（24题图） （25题图）
25．一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降。已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重和轮与轴的摩擦。下列表述正确的是（　　）
A．有用功为m2gh，滑轮组的机械效率为
B．有用功为m2gh，动滑轮重为2F﹣（m1+m2）g
C．有用功为，滑轮组的机械效率为
D．额外功为（2F﹣m1g﹣m2g）h，绳子移动的距离为2h
26．荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　）
A．所拉物体的质量为800kg
B．拉力的功率是40W
C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J
（26题图） （27题图）
27．如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v＝1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F＝3N，则C受到的摩擦力为 　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　；F的功率是 　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
28．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。
（1）物体A的密度是 　 　。
（2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为 　 　。
（3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是 　 　。（不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重）
29．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。则
此时人拉绳的力为 　 　牛。（g＝10牛/千克）
30．小红在研究滑轮组机械效率与哪些因素有关的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）第2次测量中，测力计示数如乙图。由乙图可知拉力大小为 　 　N；第2次实验测得的机械效率为 　 　；（结果保留整数）
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　（填“甲”、“乙”或“丙”）图装置完成的；
（3）分析第3、4次实验数据得出结论：　 　；
（4）生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。汽车制造厂用新材料减轻车身重量来提高效率，这种方法运用了实验中 　 　两次数据分析得出的结论。
31．做物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验。并记录了如表数据：
实验次数 物重G/N 使用定滑轮时测力计的示数 F1/N 使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 1.05
通过分析数据，她觉得与书中的结论偏差较大，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，使用定滑轮时“省了力”的原因是：　 　；使用动滑轮没有“省一半力”的原因是：　 　。
（2）请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见：　 　。
32．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表：
实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 　 　牛。
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 　 　。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　。
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　。
33．小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小宁做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）通过对比 　 　（填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：　 　。
（3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是 　 　。
34．小文为探究滑轮组的机械效率设计了如图甲所示的创新实验装置，整个装置固定在带有刻度的支撑背景板上，带绕线轮的电机可通过转动拉起重物，压力传感器可测出绳子自由端拉力。
不同物重对应的滑轮组机械效率实验数据
组别 绳子受力段数 G物/N F/N W总/J n
1 n＝3 1.96 0.80 0.120 ▲
2 3.92 1.51 0.227 86.5%
3 5.88 2.20 0.330 89.1%
4 n＝4 1.96 0.63 0.126 77.8%
5 3.92 1.22 0.244 80.3%
6 5.88 1.75 0.350 84.0%
实验步骤：
①在动滑轮下方挂上钩码，记录重力G物，标记物体的位置。
②闭合电机开关，匀速提升重物0.05m，断开开关，记录拉力F和绳子自由端移动的距离s。
③分别改变G物和滑轮组绕线方式（使绳子受力段数n不同），重复以上操作，并记录数据，结果如表格所示。
（1）请将表格中的数据补充完整 　 　。（保留到0.1%）
（2）根据表中数据可得出的结论是 　 　。
（3）与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是：　 　。（写出两点）
35．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中。
实验 次数 滑轮 材质 钩码 重G/N 提升的 高h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功 W总/J 机械效 率/η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 星科 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码越重，机械效率越高。
②比较 　 　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
③利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为 　 　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（3）小明利用图丙装置实验发现了影响斜面的机械效率的因素，可以采用如下 　 　方法（多选），从而提高斜面的机械效率。
A.增加拉动物体的速度 B.增加物体的质量
C.给物体安装轮子，变滑动为滚动 D.增加斜面的倾斜程度
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不省功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 　　。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
36．如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间t变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦。
求：（1）动滑轮的重力；
（2）1～2s内拉力F的功率；
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
37．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计（g＝10N/kg）。
（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是　 　；
（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率；
（3）求动滑轮受到的重力。
（37题图） （38题图）
38．如图所示为某汽车起重机利用卷扬机吊起物体A的示意图。卷扬机把质量为2.7×103kg的物体A以0.1m/s的速度匀速提升。卷扬机牵引力F为104N，不计绳重与摩擦。求：
（1）卷扬机牵引力的功率。
（2）动滑轮的重力。
（3）滑轮组的机械效率。
39．如图所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动，工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2，且η1：η2＝63：65。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度，取g＝10N/kg，求：
（1）在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比。
（2）当石材完全露出水面以前，人拉绳子的功率。
40．如图所示，已知物体A重1000N，与地面的摩擦力是300N，某人通过滑轮组用80牛的力拉动物体使其在10s内匀速运动1m，求：
（1）人做的总功；
（2）人拉绳的功率；
（3）计算滑轮组的机械效率。
（40题图） （41题图）
41．如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）
求：（1）物体M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物体M1对水平面的压力。
42．某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如表：
实验次数 动滑轮重G动/N 钩码重G物/N 钩码上升高度h物/m 动力F动/N 动力作用点移动距离s动/m 滑轮组的机械效率η
1 0.53 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
3 4 0.1 2 0.3 　 .　
（1）请在图中画出本实验的绕绳方法，并在表格最后一栏写出正确的机械效率。
（2）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变 　 　，滑轮组的机械效率变大。
（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了 　 　（填字母）。
A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减小误差 C．获得多组数据归纳出物理规律
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