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九年级上册 科学第三章 3.4简单机械—滑轮与滑轮组重难点与易错点培优专题
易错点一、滑轮的分类与作用——动滑轮和定滑轮
例1：（2024九上·金华月考）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速度小于乙拉力使绳自由端移动速度
（例1） （例2）
例2：如图所示实验装置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和弹簧测力计均处于静止状态，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力为________N；弹簧测力计的读数为________N。
变式1：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
（1） （2）
变式2：（2024九上·浙江期中）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变式3：（2023九上·玉环月考）小李的质量为40kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为80kg，可以举起40kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．两个都拉不起 D．两个都拉起
（3） （4）
变式4：（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为___________N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是_________。
变式5：如图所示，利用四种机械提起同一个重物，不计机械自重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
变式6：在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（　　）
A． B． C． D．
易错点二：竖直方向——用滑轮提升重物
例1：（2024·鹿城模拟）如图所示，不计摩擦，把重G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N，则关于该动滑轮的说法中错误的是 （　　）
A．动滑轮重4 N B．使用该动滑轮要费距离
C．该动滑轮的机械效率为80% D．提升物体的速度越快，机械效率越高
（例1） （例2）
例2：（2024九上·金东期末）如图所示为小江组装的甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　）
A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动1m
1.如图甲、乙、丙，滑轮重、绳重及摩擦不计，提升的重物重均为G=100N，F1=______N，F2=______N，F3=______N。当匀速提升物体10m时，绳子自由端运动的距离分别为_____________________________。
（1） （2）
2.如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1N的小球和一个10N重的物体，小球悬在空中，物体落在桌面上，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（ ）
A．2N B．3N C．11N D．12N
3.如图所示，物体重G为200N，滑轮重40N，则A处细绳上的受力为 ，B处向上拉力F应为______N。如果F向上移动3m，则物体上升_____m。
4.如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力分别为GA＝8 N、GB＝10 N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是(　　)
A. 绳对A的拉力大小为2 N B. 绳对B的拉力大小为10 N
C. 地面对B的支持力大小为2 N D. 天花板所受拉力大小为18 N
（3） （4） （5） （6）
5.如图所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N。在拉力F的作用下，物体以0.4m／s的速度匀速上升，则（ ）。
A．F＝5N，F向上的速度是0.2m/s． B．F＝7N，F向上的速度是0.2m/s．
C．F＝6N，F向上的速度是0.8m/s．[D．F＝22N，F向上的速度是0.2m/s．
6、（2024·杭州模拟）如图所示，用10N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80%，不考虑摩擦绳重，下列说法正确的是（　　）
A.拉力做的有用功为8J B．拉力F的功率为4W
C.A的重力为5N D．滑轮重力为4N
易错点三：水平方向——用滑轮水平拉动重物
例1：（2024九上期中）利用如图所示的滑轮组，使重80N的物体A沿水平地面匀速向左移动了1m，物体A与地面间摩擦力为30N，不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（　　）
A．拉力F大小为60N
B．滑轮组挂钩拉物体A的力为30N
C．该定、动滑轮的组合既能省力又可以省距离
D．绳子自由端移动的距离为3m
（例1） （例2）
例2：（2023九下·宁波月考）如图，重为50N的物体A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动10秒，此时弹簧秤示数为10N，若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，在这个过程中，拉力大小为 　 　，拉力的功率为 　 　。
1.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离．所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则（　　）
A．F1:F2:F3＝2:1:4 S1:S2:S3＝2:1:4 B．F1:F2:F3＝2:1:4 S1:S2:S3＝2:1:4
C．F1:F2:F3＝2:4:1 V1:V2:V3＝2:1:4 D．F1:F2:F3＝2:1:4 V1:V2:V3＝2:4:1
2.如图所示，在水平拉力作用下，使重为40N的物体A匀速移动了5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮及绳子的重力和滑轮与绳子间的摩擦，在此过程中拉力F做的功为（ ）
A．50J B．25J C．100J D．200J
（2） （3）
3.如图所示，同一物体A在拉力作用下沿同一水平面匀速直线运动，若拉力F1、F2拉动绳子使滑轮通过的距离相同，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。下列关系正确的是（ ）
A．F1=2F2，W1=2W2 B．F1=2F2，W1=W2 C．F1=4F2，W1=2W2 D．F1=4F2，W1=W2
4、（2023九上·杭州期末）如图装置，在水平拉力F作用下，物体M沿水平地面匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1m/s（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦）。此过程中（　　）
A．物体M与地面间的摩擦力为5N B．滑轮对物体的拉力为10N
C．1s内滑轮对物体M做功为10J D．水平拉力F做功的功率为20W
（4） （5）
5、（2022·浙江松阳县一模）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（　　）
A．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B．绳子拉物体A的功率为2W
C．地面对A的摩擦力为3N D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
6、如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是
C．在4s内绳子对物体A做的功9.6J D．水平拉力F的功率是4.8W
（6） （7）
7、如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C. 绳子拉物体A的功率为2W
D. 在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
易错点四、滑轮组
例1：（2024·舟山模拟）在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有正确的是（　　）
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
（例1） （例2）
例2：质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则（　　）
A．作用在绳端的拉力F为9N B．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C．在2s内拉力F做功1.2J D．在2s内拉力F的功率是1.8W
例2：（2024九上·绍兴期末）如图是一个定滑轮(质量为3kg)和一个动滑轮(质量为2kg)组成的滑轮组。用该滑轮组在4秒内将重物竖直向上匀速提升4m，所用拉力F=100N，不考虑绳重和摩擦的影响。
（1）在该滑轮组中滑轮A的作用是：　 　。
（2）拉力F做功的功率为　 　W。
（3）在提升该重物时滑轮组的机械效率为　 　。
例4：（2023九上·永康月考）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）求此过程中滑轮组的机械效率。
（2）求汽车牵引力做的总功。
1、（2023九上·玉环月考）如图，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4牛的力F1拉重为2牛的物体A时，使物体B以0.2米/秒的速度匀速向右运动。若只用水平向左的力F2拉物体B时，使物体A以0.3米/秒速度匀速上升，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8牛 B．拉力F2大小为10牛
C．拉力F2的功率为2.4瓦 D．拉力F1的功率为1.2瓦
（1） （2）
2、（2023九上·宁海期末）如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是3m/s B．物体受到的拉力为360N
C．在2秒内拉力做的功为360J D．滑轮组的机械效率为83.3%
3、（2023·浙江模拟）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体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转轴处的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．F2的功率为 B．弹簧测力计读数为
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
（3） （4）
4、（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功 B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
5、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2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/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6N B.拉力F2大小为10N
C.拉力F2的功率为1.2W D.拉力F1的功率为0.4W
6．（2023·定海模拟）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B匀速上升，则拉力F的大小为 　 　N。
（5） （6）
7．（2024·宁波市阶段性练习）如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为100N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力_______N。物体B的重力是_______N。（不计绳重，轮重和摩擦）
（7） （8）
8、（2024·天台模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是___________（选填“A”或“B”），动滑轮重为___________N，3s 内对物体做的有用功为___________J。
9、（2024·绍兴模拟）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重G= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
易错点五、机械效率
例1：（2024九模拟）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是( )
A.动滑轮的重力为5N B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
（例1） （例2）
例2：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在下表中。
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）在第3次测量中，机械效率为___________。
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越___________（填“高”或“低”）。
例3：如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
1：（2024 杭州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（　　）
A．小明做的总功是30J B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率 D．若加快提升速度，可以增大机械效率
（1） （2）
2、（2024九上·江北期末）如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（　　）
A．本次吊升过程中的有用功是8×103J
B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0%
C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率
D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率
3、（2024九上·嘉兴模拟）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹答测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是　 　。
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为　 　瓦。
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升10厘米，则装置的机械效率会　 　（选填“变小”、“不变” 或“变大”）。
4：（2023九上·杭州月考）如图所示，小Q同学重G人=600牛，物体重G物=1000N，动滑轮重G动=200N，他站在地面上拉绳子的一端，使物体以1m/s的速度匀速上升2m（绳重和摩擦不计）。
（1）小Q在绳子上所施加的拉力；
（2）小Q拉力所做的总功；
（3）求小Q 同学使用该机械提升重物时的最大机械效率。
易错点六、斜面的机械效率
1、（2024·舟山模拟）如图用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则拉力F是　 　N，物体与斜面间的摩擦力是　 　N。
（1） （2）
2、（2024·浙江杭州阶段练习）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（　　）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
3、（2024·浙江仙居县模拟）工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（　　）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
（3）（4）（5）
4、工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为________，斜面对物体的摩擦力是________。
5、（2023·杭州模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝3m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。忽略弹簧秤自重，若该斜面的机械效率为80％，则
（1）物体的重力为　 　N，物体受到斜面的摩擦力为　 　N。
（2）使用斜面可以　 　(选填“省力”或“省功”)，若其他条件不变，将斜面倾斜角度增加，则斜面的机械效率　 　80％(选填“大于”、“小于”、“不变”或“无法判断”)。
易错点七、综合题型
例1：区分滑轮组中Ｆ和Ｇ的关系（以下滑轮组中不计滑轮重、不绳重及摩擦）
Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ
变式1.如右上图所示，用滑轮装置将A、B两个物体悬挂，如果不计滑轮质量、绳重和摩擦，要使整个装置达到平衡，则GA＝ GB。
变式2.如图5体重500N的人，要将G＝700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。
（1）如图5，人站在地面上，至少要用 N的力拉绳。
（2）如图6，人站在吊篮中至少要用 N的力拉绳。
九年级上册 科学第三章 3.4简单机械—滑轮与滑轮组重难点与易错点培优专题
解析
易错点一、滑轮的分类与作用——动滑轮和定滑轮
例1：（2024九上·金华月考）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
【答案】B
【解析】【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】 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。
例2：如图所示实验装置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和弹簧测力计均处于静止状态，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力为________N；弹簧测力计的读数为________N。
【答案】12 12
【解析】[1]图中两个滑轮均为定滑轮，根据定滑轮的工作特点可知，若不计弹簧测力计、绳子的自重及一切摩擦，则绳子对甲的拉力等于乙对绳子的拉力，等于乙的重力，大小为12N。
[2]乙对绳子的拉力等于乙的重力，大小为12N，弹簧测力计的示数等于绳子的拉力，则弹簧测力计的示数是12N
变式1：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
【答案】C
【解析】【分析】根据滑轮的位置是否移动，可将滑轮分为定滑轮和动滑轮。定滑轮的轴是固定不变的，动滑轮的轴随钩码仪器移动。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的作用方向。
【解答】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。
故答案为：C
变式2：（2024九上·浙江期中）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【答案】A
【解析】【分析】根据定滑轮的特点判断。
【解答】定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力不费力，且力的大小与拉力的方向无关，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
变式3：（2023九上·玉环月考）小李的质量为40kg，可以举起80kg的杠铃；小胖的质量为80kg，可以举起40kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来。比赛结果应是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．两个都拉不起 D．两个都拉起
【答案】B
【解析】 1. 定滑轮和动滑轮使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。2. 定滑轮和动滑轮的特点 ⑴使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。 ⑵使用动滑轮能省一半力，但费距离，且不能改变力的方向。 ⑶定滑轮相当于一个等臂杠杆。
【解答】小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关；由于对绳子的拉力是靠自身的重力产生的，所以对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的
小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。
故答案为：B
变式4：（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为___________N。
（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。由此可见，定滑轮的特点是_________。
【答案】3 能改变力的方向，但不改变力的大小
【解析】（1）根据图1可知，物体甲绳子向上的拉力，受到竖直向下的重力。由于甲处于静止状态，那么拉力和重力平衡，即a绳对甲的拉力F=G甲=3N
（2）根据图3可知，无论测力计沿哪个方向，其示数都不变，因此定滑轮不能省力。直接拉动物体时方向向上，而使用定滑轮时拉力方向向下，即定滑轮可以改变力的方向。则定滑轮的特点为：能改变力的方向，但不改变力的大小。
变式5：如图所示，利用四种机械提起同一个重物，不计机械自重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】使用的简单机械，在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下：
A．使用的是一个定滑轮，改变力作用的方向，但不省力，则
F1=G
B．使用的是一个动滑轮，可以省一半的力，则
C．使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，动滑轮被3根绳子承担，绳子的拉力就是物重的，即
D．由杠杆的平衡条件知道
F4×3=G×2
所以
比较各机械使用时绳子的拉力知道， C图中的机械最省力，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
变式6：在如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，若不计摩擦和滑轮重，物重最大的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】
A．拉力是物体重力的一半，F＝，所以＝2F；
B．拉力等于物体重力，F＝GB；
C．拉力等于物体重力的，F＝, ＝3F；
D．拉力是物体重力的一半，F＝,＝2F。
所以物体重力最大的是C滑轮，故选C。
8、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．动滑轮实验中测力计的读数等于物体与滑轮总重的一半
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下时最省力
【答案】C
【解析】用动滑轮提升重物上升h高度，测力计上升2h高度；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；用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，即定滑轮可以改变力的方向但不能省力。
易错点二：竖直方向——用滑轮提升重物
例1：（2024·鹿城模拟）如图所示，不计摩擦，把重G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N，则关于该动滑轮的说法中错误的是 （　　）
A．动滑轮重4 N
B．使用该动滑轮要费距离
C．该动滑轮的机械效率为80%
D．提升物体的速度越快，机械效率越高
【答案】D
【解析】（1）已知拉力和物体的重力根据公式G动=2F-G计算即可；
（2）动滑轮不能改变力的方向，但可以省力；
（3）已知拉力和物体重力根据公式计算动滑轮的机械效率；
（4）根据公式可知，动滑轮的机械效率只与物体重力和动滑轮的重力有关，与其它因素无关。
【解答】A.动滑轮的重力为：G动=2F-G=2×10N-16N=4N，故A正确不合题意；
B.使用该动滑轮要费距离，故B正确不合题意；
C.动滑轮的机械效率为：，故C正确不合题意；
D.滑轮组的机械效率与物体重力和动滑轮的重力有关，与提升物体的速度无关，故D错误符合题意。
故选D。
例2：（2024九上·金东期末）如图所示为小江组装的甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　）
A．F甲=200N，并向上移动4m B．F甲=100N，并向上移动2m
C．F乙=200N，并向上移动1m D．F乙=400N，并向上移动1m
【答案】D
【解析】 动滑轮是指轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆 。
【解答】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以，拉力端移动的距离为，s=2h=2×2m=4m，故AB错误；
CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N，拉力端移动的距离为，故C错误，D正确。
故答案为：D。
1.如图甲、乙、丙，滑轮重、绳重及摩擦不计，提升的重物重均为G=100N，F1=______N，F2=______N，F3=______N。当匀速提升物体10m时，绳子自由端运动的距离分别为_______，__________，__________。
（1）（2）
1.【答案】100 50 200 10m 20m 5m
2.如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1N的小球和一个10N重的物体，小球悬在空中，物体落在桌面上，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（ ）
A．2N B．3N C．11N D．12N
2.【答案】B
3.如图所示，物体重G为200N，滑轮重40N，则A处细绳上的受力为______N，B处向上拉力F应为______N。如果F向上移动3m，则物体上升_____m。
3.【答案】 200 440 1.5
（3） （4） （5）
4.如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力分别为GA＝8 N、GB＝10 N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是(　　)
A. 绳对A的拉力大小为2 N
B. 绳对B的拉力大小为10 N
C. 地面对B的支持力大小为2 N
D. 天花板所受拉力大小为18 N
4.【答案】C
5.如图9-59所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N。在拉力F的作用下，物体以0.4m／s的速度匀速上升，则（ ）。
A．F＝5N，F向上的速度是0.2m/s．
B．F＝7N，F向上的速度是0.2m/s．
C．F＝6N，F向上的速度是0.8m/s．[来源:学_
D．F＝22N，F向上的速度是0.2m/s．
5.【答案】D
6、如图所示，用10N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80%，不考虑摩擦绳重，下列说法正确的是（　　）
A．拉力做的有用功为8J B．拉力F的功率为4W
C．A的重力为5N D．滑轮重力为4N
【答案】A
【解析】A．拉力作用在滑轮的轴上，拉力移动的距离s=h=×2m=1m，
拉力做的总功W总=Fs=10N×1m=10J，
拉力做的有用功W有= W总η=10J×80%=8J，故A正确；
B．物体A运动的时间t==10s，拉力F的功率P==1W，故B错误；
C．物体A的重力G==4N，故C错误；
D．不考虑摩擦绳重，滑轮重力为G动=F-2G=10N-2×4N=2N，故D错误。
易错点三：水平直方向——用滑轮拉动重物
例1：（2024九上期中）利用如图所示的滑轮组，使重80N的物体A沿水平地面匀速向左移动了1m，物体A与地面间摩擦力为30N，不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（　　）
A．拉力F大小为60N
B．滑轮组挂钩拉物体A的力为30N
C．该定、动滑轮的组合既能省力又可以省距离
D．绳子自由端移动的距离为3m
【答案】B
【解析】【分析】如图，物体在水平方向上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知滑轮组挂钩拉物体A的力等于物体A受到的摩擦力；不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，根据和s绳=ns物可求出绳子自由端的拉力和移动的距离。【解答】如图所示的滑轮组绳子有效股数n=2，物体A沿水平地面匀速向左移动，物体A与地面间摩擦力为30N，故物体A在水平方向受到平衡力作用，滑轮组挂钩拉物体A的力等于摩擦力，为30N。
不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，拉力，故A错误，B正确；
该滑轮组能省力但不可以省距离，因为绳端移动的距离为物体A移动的距离的2倍，即s绳=2×1m=2m，故C、D错误。
故选B。
例2：（2023九下·宁波月考）如图，重为50N的物体A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动10秒，此时弹簧秤示数为10N，若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，在这个过程中，拉力大小为 　 　，拉力的功率为 　 　。
【答案】20N；2W
【解析】【分析】（1）对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力大小；
（2）此时动滑轮费力省距离，根据计算拉力的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）根据图片可知，动滑轮受到水平向左的两个拉力，它们的大小相等，都等于10N；同时受到水平向右的拉力F。根据二力平衡的知识可知，拉力F=2F'=2×10N=20N。
（2）拉力的速度；
拉力的功率：P=Fv=20N×0.1m/s=2W。
1.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离．所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则（　　）
A．F1:F2:F3＝2:1:4 S1:S2:S3＝2:1:
B．F1:F2:F3＝2:1:4 S1:S2:S3＝2:4:1
C．F1:F2:F3＝2:4:1 V1:V2:V3＝2:1:4
D．F1:F2:F3＝2:1:4 V1:V2:V3＝2:4:1
1.【答案】D
2.如图所示，在水平拉力作用下，使重为40N的物体A匀速移动了5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮及绳子的重力和滑轮与绳子间的摩擦，在此过程中拉力F做的功为（ ）2.【答案】B
A．50J B．25J C．100J D．200J
（2） （3）
3.如图所示，同一物体A在拉力作用下沿同一水平面匀速直线运动，若拉力F1、F2拉动绳子使滑轮通过的距离相同，试比较拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。下列关系正确的是（ ）
A．F1=2F2，W1=2W2 B．F1=2F2，W1=W2
C．F1=4F2，W1=2W2 D．F1=4F2，W1=W2
3.【答案】D
4、（2023九上·杭州期末）如图装置，在水平拉力F作用下，物体M沿水平地面匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N，物体M的运动速度为1m/s（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦）。此过程中（　　）
A．物体M与地面间的摩擦力为5N B．滑轮对物体的拉力为10N
C．1s内滑轮对物体M做功为10J D．水平拉力F做功的功率为20W
【答案】D
【解析】（1）不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦时求滑轮对物体M的拉力；
（2）根据二力平衡条件求物体M与地面间的摩擦力；
（3）根据s=vt求物体移动的距离，利用W=Fs求1s内滑轮对物体M做功；
（4）拉力移动的速度v=nv物，再利用P=Fv求水平拉力F做功的功率。
【解答】由图可知n=2，不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦时，所以滑轮对物体M的拉力：FM=nF=2×10N=20N，故B错误；
物体M沿水平地面匀速直线运动，则M处于平衡状态。由二力平衡条件可知，物体M与地面间的摩擦力：f=FM=20N，故A错误；
物体移动的距离：sM=vMt=1m/s×1s=1m，
则1s内滑轮对物体M做功：WM=FMsM=20N×1m=20J，故C错误；
拉力端移动的速度：v=nvM=2×1m/s=2m/s，
则水平拉力F做功的功率：P=Fv=10N×2m/s=20W，故D正确。故选D。
5、（2022·浙江松阳县一模）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（　　）
A．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．绳子拉物体A的功率为2W
C．地面对A的摩擦力为3N
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
【答案】B
【解析】AC．测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，这两个力大小相等，弹簧测力计示数为3N，所以A对B的摩擦力为3N，方向水平向右；由于物体间力的左右是相互的，则B对A的摩擦力为3N，方向水平向左，对A受力分析，A受到水平向右的绳子的拉力、水平向左的B对A的摩擦力、水平向左的地面对A的摩擦力，F作用在动滑轮上，对滑轮的拉力为10N，则拉动A的力为5N，所以地面对A的摩擦力为f=5N-3N=2N故AC错误；
B．绳子拉物体A的功率为故B正确；
D．在运动过程中若将拉力F增大，但是AB间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则AB间的摩擦力不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知，测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
6、如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是
C．在4s内绳子对物体A做的功9.6J D．水平拉力F的功率是4.8W
【答案】 C
7、如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）
A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C. 绳子拉物体A的功率为2W
D. 在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
【答案】D
【解析】以B为研究对象，本题中它在水平方向受到两个力的作用：弹簧测力计对它向左的拉力，物体A对它的向右的摩擦力。当B与A发生相对运动时，无论如何拉滑轮，B相对于地面是静止的，所以B始终处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，根据弹簧测力计的示数，可以知道B受到的摩擦力为3N，方向向右。此滑轮是动滑轮，绳子移动速度是滑轮移动速度的2倍，所以滑轮移动速度为0.1m/s。若不计各种摩擦和滑轮重、弹簧测力计重、绳重等，A对绳子的拉力等于拉力F的一半，绳子拉物体A的力为5N，拉力的功率为1w
易错点四、滑轮组
例1：（2024·舟山模拟）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
【答案】C
【解析】AB.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上；
CD.根据图片确定动滑轮上承担拉力的绳子段数n，根据F=nF拉计算绳索的拉力。
【解答】A.车对地面的压力与车的重力，二者的方向都是竖直向下的，二者不是平衡力，故A错误；
B.车拉滑轮组的力作用在滑轮组上，而滑轮组对车的拉力作用在车上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
CD.根据图片可知，滑轮组上承担拉力的绳子段数n=2，则绳子自由端的拉力为：，故C正确，D错误。
故选C。
例2：质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则（　　）
A．作用在绳端的拉力F为9N
B．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C．在2s内拉力F做功1.2J
D．在2s内拉力F的功率是1.8W
【答案】D
【详解】A．因为弹簧测力计的示数是3N，且同一根绳子各处的拉力大小相同，所以，作用在绳端的拉力F为3N，故A错误；
B．由图知道，n=3，因为不计绳重、测力计重和滑轮组内部的摩擦时
所以，水平桌面对物体A的摩擦力
故B错误；
C．由知道，物体A在2s内通过的距离
绳子自由端移动的距离
在2s内拉力F做功
故C错误；
D．在2s内拉力F的功率
故D正确。
故选D。
例3：（2024九上·绍兴期末）如图是一个定滑轮(质量为3kg)和一个动滑轮(质量为2kg)组成的滑轮组。用该滑轮组在4秒内将重物竖直向上匀速提升4m，所用拉力F=100N，不考虑绳重和摩擦的影响。
（1）在该滑轮组中滑轮A的作用是：　 　。
（2）拉力F做功的功率为　 　W。
（3）在提升该重物时滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】（1）改变力的方向
（2）200
（3）90%
【解析】（1）定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力；
（2）根据s=nh计算出拉力移动的距离，根据W总=Fs计算拉力做的总功，根据计算拉力做功的功率；
（3）根据W额=G动h计算滑轮组做的额外功，根据W有=W总-W额计算滑轮组做的有用功，根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮A固定不动，为定滑轮，作用是改变力的方向；
（2）承担重力的绳子段数n=2，则拉力移动的距离s=nh=2×4m=8m；
拉力做的总功W总=Fs=100N×8m=800J；
则拉力的功率：；
（3）滑轮组做的额外功W额=G动h=2kg×10N/kg×4m=80J；
则滑轮组最的有用功：W有=W总-W额=800J-80J=720J；
那么滑轮组的机械效率：。
变式4：（2023九上·永康月考）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）求此过程中滑轮组的机械效率。
（2）求汽车牵引力做的总功。
【答案】（1）解：由图可知，n＝3，拉力端移动距离： ＝ ＝3×12 ＝36
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做功：W总＝2.5×103 ×36 ＝9×104J
滑轮组对物体做的有用功： 有用＝ ＝6×103 ×12 ＝7.2×104
滑轮组的机械效率： = =80%
（2）解：汽车受到的阻力： ＝0.1 车＝0.1×3×104 ＝3×103 汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力等于汽车受到的阻力加上对滑轮组的拉力： 牵＝ + ＝2.5×103 +3×103 ＝5.5×103
牵引力做的功： ＝ 牵s＝5.5×103 ×36m＝1.98×105J
【解析】（1）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，根据s=ns物计算拉力移动的距离，接下来根据W总=Fs计算汽车对滑轮组做的功，根据W有用=Gh计算滑轮组对物体做的有用功，最后根据 计算滑轮组的机械效率。
（2）首先根据f=0.1G车计算汽车受到的阻力，再根据平衡力的知识F牵引=f+F计算汽车的牵引力，接下来根据W=F牵s计算牵引力做的功。
1、（2023九上·玉环月考）如图，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4牛的力F1拉重为2牛的物体A时，使物体B以0.2米/秒的速度匀速向右运动。若只用水平向左的力F2拉物体B时，使物体A以0.3米/秒速度匀速上升，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8牛 B．拉力F2大小为10牛
C．拉力F2的功率为2.4瓦 D．拉力F1的功率为1.2瓦
【答案】C
【解析】动滑轮，能省力但是不能改变力的方向，动滑轮绳子端移动的距离是重物的股数倍，拉力等于重物的重力大小的股数分之一；
定滑轮不能省力，但是改变力的方向；
【解答】A. 当用竖直向下4牛的力F拉重为2牛的物体A时， A上面绳子的力是6N，所以B上受到的拉力为18N，物体B受到的摩擦力为18N，A错误；
B. 若只用水平向左的力F2拉物体B时，使物体A以0.3米/秒速度匀速上升 ，则F2=3GA +f=6N+18N=24N；
C. 拉力F2的功率=F2×V2=24N×0.3m/s÷3=2.4W；
D. 拉力F1的功率=F1×V1=4N×0.2m/s ×3=2.4W；
故答案为：C
2、（2023九上·宁海期末）如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是3m/s
B．物体受到的拉力为360N
C．在2秒内拉力做的功为360J
D．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】D
【解析】（1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，由v=nv物可求绳端速度；
（2）物体做匀速直线运动，且f=0.3G，由二力平衡知识可得到物体受到拉力的大小；
（3）由s=vt和W=Fs计算拉力做的总功；
（4）由W有=F拉s物计算有用功，根据计算滑轮组的机械效率。【解答】A.由图知，通过动滑轮绳子的段数n=2，那么绳子自由端速度：v=nv物=2×1m/s=2m/s，故A错误；
B.物体受到水平地面的摩擦力f=0.3G=0.3×1000N=300N，
物体以1m/s的速度做匀速直线运动，所以物体受到的拉力F拉=f=300N，故B错误；
C.由s=vt和W=Fs可得，拉力做的功（总功）：W总=Fvt=180N×2m/s×2s=720J，故C错误；
D.对物体做的有用功：W有=F拉s物=F拉v物t=300N×1m/s×2s=600J，
滑轮组的机械效率：，故D正确。
3、（2024·宁波市阶段性练习）如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体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转轴处的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．F2的功率为
B．弹簧测力计读数为
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
【答案】D
【解析】A．由图知道，水平使用滑轮组，n=2，所以，拉力端移动速度是：v=2v物 =2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力做功功率是：P2 =F2 v=3N×0.2m/s=0.6W，故A正确，不符合题意；
B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子自重及滑轮和绳子之间摩擦，弹簧测力计的示数是：F=3 F2 =3×3N=9N，
故B正确，不符合题意；
C．对于物体A，受到的力是B向左的摩擦力和向右的拉力，且摩擦力和拉力分别是：fB =2F2 =2×3N=6N，
F1 =4N，由于A静止，所以，地面向右的摩擦力是：f地 =fB -F1 =6N-4N=2N，
即物体A与地面之间有摩擦力，故C正确，不符合题意；
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错误，符合题意；故选D。
4、（2023·慈溪模拟）如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
B．2s内，物体B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小为40N
D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s
【答案】C
【解析】A.拉力做的功用来克服摩擦力的功和滑轮组拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上运动的距离；
C.拉力大小可以用滑轮组的特点求得；
D.动滑轮省力但却费距离。
【解答】A. 拉力F做的功大于物体B克服重力做的功；
B. 物体B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物体A向右做匀速直线运动的速度为0.075m/s；
5、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2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/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6N B.拉力F2大小为10N
C.拉力F2的功率为1.2W D.拉力F1的功率为0.4W
【答案】C
【解析】A、当B水平匀速向右运动时，f=3（F1+GA）=3×（2N+1N）=9N；故A错误；
B、水平向左拉物体B时，由平衡条件得：F2=3GA+f=3GA+f=3×1N+9N=12N；故B错误；
C、水平向左拉物体时，B的移动速度为，拉力F2功率为P2=F2×vB=12N×0.1m/s=1.2W；故C正确；
D、用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W，故D错误。
6、（2023·定海模拟）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B匀速上升，则拉力F的大小为 　 　N。
【答案】（1）动 （2）150
【解析】本题主要考查定滑轮和动滑轮的相关知识，以及平衡力的条件。
【解答】（1）科学称物体在拉动时轴的位置和物体位置一起移动的滑轮为动滑轮，故D为动滑轮。
（2）由于B重力为120N，动滑轮D重30N，所以D两侧绳子的拉力=，故当A向右做匀速直线运动时，f滑=F拉=75N；当其向左匀速运动时，F=F拉+f滑=75N+75N=150N
7、（2024·宁波阶段练习）如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为100N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力_______N。物体B的重力是_______N。（不计绳重，轮重和摩擦）
【答案】50 25
【解析】[1][2]物体A在物体B的重力作用下向右做匀速直线运动时，A受到的摩擦力等于动滑轮对A的拉力，即f=F动
当物体A向左做匀速直线运动时，受到向左的拉力F、向右的摩擦力f和F动，即F=f+F动
因f=F动所以F=2f，即100N=2f，解得f=F动=50N
动滑轮上有2段绳子承担拉力，滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计，
那么动滑轮上受到的拉力和物体B的重力的关系为F动=2GB，则
2、（2024·天台模拟）图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是___________（选填“A”或“B”），动滑轮重为___________N，3s 内对物体做的有用功为___________J。
【答案】A 40 300
【解析】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
8、（2024·绍兴模拟）如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重G= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
【答案】（1）45m；（2）500N；（3）1.05×105J；（4）7500W
【解析】解：（1）由图知n=3，汽车匀速前进距离s=3h=3×15m=45m
（2）根据可知
（3）滑轮组对重物所做的功W=Gh= 7000N×15m=1.05×105J
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率
易错点五、机械效率
例1：（2022九上·上虞期末）用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是( )
A.动滑轮的重力为5N B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A.由图乙可知，提升物重G=10N时，滑轮组的机械效率η=50%，
不计绳重和摩擦，根据滑轮组的机械效率得到：；
解得：G动=10N，故A错误；
B.使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于100%，故B错误；
C.滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；
D.利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m，提升动滑轮上升的高度也都是0.5m，则每次提升重物时，滑轮组做的额外功都为：W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
例2：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了三次实验，实验数据记录在下表中。
实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4 0.1 1.7 0.3 78.4%
3 6 0.1 2.4 0.3
（1）在实验过程中，应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（2）在第3次测量中，机械效率为___________。
（3）分析表中数据可得出：同一滑轮组，提升钩码越重，机械效率越___________（填“高”或“低”）。
【答案】匀速（或缓慢） 83.3% 高
【解析】（1）[1]在实验过程中，要正确测量拉力，需竖直向上匀速拉动测力计且在拉动过程中读数，此时系统处于平衡状态。
（2）[2]由第3次数据知道，有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J
总功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
则滑轮组的机械效率
（3）[3]比较表格中3次实验数据知道，同一滑轮组，被提升的钩码越重，机械效率越高。
例3：如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
（1）计算物体上升的速度。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量。
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。
【答案】（1）物体上升的速度0.2m/s。
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功，功的大小为150J。
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率为70%。
【解析】（1）滑轮组由三段绳子承担总重，s=3h，，
物体上升的速度
（2）纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，
所以阴影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑轮组的机械效率
1：（2024 杭州模拟）小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N．则（　　）
A．小明做的总功是30J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
【答案】B
【解析】A、由图可知n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×2m=6m；
小明所做的总功：W总=Fs=6N×6m=36J；故A错；
B、所做的有用功：W有用=Gh=15N×2m=30J；
滑轮组的机械效率：
C、若减小提升的物重，有用功减小、而额外功几乎不变，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故C错；
D、若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功与总功的比值不变，不会增大机械效率，故D错。
2、（2024九上·江北期末）如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（　　）
A．本次吊升过程中的有用功是8×103J
B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0%
C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率
D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率
【答案】B
【解析】A.首先根据G=mg计算工人和工具的总重力，再根据W有=Gh计算有用功；
B.根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算钢丝绳拉动的距离，根据W总=Fs计算总功，最后根据计算机械效率。
CD..减小额外功，增大有用功，都可以提高机械效率。
【解答】A.工人和工具的总重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N，则吊升过程中的有用功是W有=Gh=2000N×4m=8×103J，故A正确不合题意；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=4，则钢丝绳拉动的距离s=nh=4×4m=16m，本次吊升过程中总功为：W总=Fs=750N×16m=12000J，则机械效率约为，故B错误符合题意；
C.可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来减小额外功，从而提高该平台使用时的机械效率，故C正确不合题意；
D.可以通过增加工人和工具重力来增大有用功，从而提高该平台使用时机械效率，故D正确不合题意。
故选B。
3、（2024九上·嘉兴模拟）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹答测力计a的读数是6N。试回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计b的读数是　 　。
（2）2秒内将重物匀速拉升10厘米，拉力的功率为　 　瓦。
（3）若重物G增大为12牛，仍将其匀速拉升10厘米，则装置的机械效率会　 　（选填“变小”、“不变” 或“变大”）。
【答案】（1）6N （2）0.6 （3）变大
【解析】（1）同一根绳子上拉力是相等的；
（2）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据计算拉力的功率；
（3）根据机械效率分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。
（2）拉力移动的距离s=nh=0.1m×2=0.2m；
则拉力做的功：W=Fs=6N×0.2m=1.2J；
则拉力的功率：；
（3）若重物G增大为12牛，而动滑轮的重力不变，根据公式可知，则该装置的机械效率会变大。
4：（2023九上·杭州月考）如图所示，小Q同学重G人=600牛，物体重G物=1000N，动滑轮重G动=200N，他站在地面上拉绳子的一端，使物体以1m/s的速度匀速上升2m（绳重和摩擦不计）。
（1）小Q在绳子上所施加的拉力；
（2）小Q拉力所做的总功；
（3）求小Q 同学使用该机械提升重物时的最大机械效率。
【答案】（1）由图可知，承担重力的绳子段数n=3，绳重和摩擦不计，则小Q在绳子上所施加的拉力：F=（G物+G动）=×（1000N+200N）=400N；
（2）绳重和摩擦不计，克服动滑轮重力做的功为额外功，
拉力做的总功：W总=（G物+G动）h=（1000N+200N）×2m=2400J；
（3）小Q同学的重力为600N，为了避免绳子将人拉上去，则该同学对绳子的最大拉力为：F'=G人=600N，
根据F'=（G'+G动）可得，提升物体的最大重力为：G'=nF'-G动=3×600N-200N=1600N；
该滑轮组的最大机械效率：。
【解析】 （1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据F=（G物+G动）求出人施加的拉力；
（2）绳重和摩擦不计，克服动滑轮重力做的功为额外功，根据W总=（G物+G动）h求出拉力做的总功；
（3）小Q同学的重力为600N，则该同学对绳子的最大拉力为：F'=G人=600N，根据F'=（G'+G动）求出提升物体的最大重力，最后根据机械效率公式求出该滑轮组的最大机械效率。
易错点六、斜面的机械效率
1、（2024·舟山模拟）如图用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则拉力F是　 　N，物体与斜面间的摩擦力是　 　N。
【答案】25；10
【解析】知道物体的重力和上升的高度，根据W=Gh求出有用功，根据斜面的机械效率求出总功，利用W=Fs求出拉力的大小，总功减去有用功等于额外功，利用W=fs求出摩擦力的大小。【解答】把重物拉上高台时做的有用功：W有=Gh=45N×0.4m=18J，
由可得，总功：，
由W=Fs可得，拉力的大小：；
克服摩擦力所做的额外功：W额外=W总-W有用=30J-18J=12J，
由W额外=fs可得，摩擦力：。
2、（2024·浙江杭州阶段练习）小金用如图所示装置和相关的实验仪器探究斜面机械效率的影响因素，斜面长为L，高为h，他用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。下列说法错误的是（　　）
A．改变h即可研究斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响
B．该过程中克服斜面摩擦力做的功属于额外功
C．该斜面的机械效率为
D．若物体没有被拉到斜面顶端，则无法测出斜面的机械效率
【答案】D
【解析】A．当改变斜面的高度h时，斜面的倾斜角度会发生改变，故A正确不合题意。
B．在整个过程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做额外功，故B正确不合题意。
C．斜面的机械效率故C正确不合题意。
D．斜面的机械效率只与克服摩擦做的额外功大小有关，与物体在斜面上移动的距离无关，故D错误符合题意。
3、（2024·浙江仙居模拟）工人要把货物搬到汽车上，如图所示，用400牛的拉力，将重为500牛的物体，在5秒内匀速拉上1米高的车内，木板长为2米。则下列说法正确的是（　　）
A．拉力做的有用功为400焦 B．拉力做的总功为1000焦
C．拉力做的额外功为200焦 D．斜面对物体的摩擦力为150牛
【答案】D
【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J故A错误；
B．拉力做的总功W总=Fs=400N×2m=800J故B错误；
C．拉力做的额外功为W额= W总- W有=800J-500J=300J故C错误；
D．斜面对物体的摩擦力为 故D正确。
4、工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为________，斜面对物体的摩擦力是________。
【答案】80%；100N
【解析】（1）对物体做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；
对物体做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；那么斜面的机械效率为：。
（2）克服摩擦额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；斜面对物体的摩擦力：。
5、（2023·杭州模拟）有一斜面长s＝5m，高h＝3m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。忽略弹簧秤自重，若该斜面的机械效率为80％，则
（1）物体的重力为　 　N，物体受到斜面的摩擦力为　 　N。
（2）使用斜面可以　 　(选填“省力”或“省功”)，若其他条件不变，将斜面倾斜角度增加，则斜面的机械效率　 　80％(选填“大于”、“小于”、“不变”或“无法判断”)。
【答案】（1）4.8；0.72 （2）省力；大于
【解析】（1）①由图读出弹簧测力计示数，由
计算物体的重力；
②由W有=Gh计算有用功，W总=Fs计算总功，根据W额=W总-W有计算额外功，由W额=fs计算物体受到斜面的摩擦力；
（3）①比较拉力与物体重力关系可知斜面能否省力，比较有用功和总功关系可知斜面能否省功。
②当斜面倾斜角度增大后，首先分析斜面受到压力的变化，再根据影响滑动摩擦力的因素分析物体受到摩擦力的大小变化。根据W额=fs分析物体克服摩擦做额外功的大小变化，最终确定斜面机械效率的变化。
【解答】（1）①由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则示数为3.6N，
根据可得，物体的重力：；
②有用功W有=Gh=4.8N×3m=14.4J，
总功W总=Fs=3.6N×5m=18J，
克服物体与斜面间的摩擦做的额外功：W额=W总-W有=18J-14.4J=3.6J，
由W额=fs可得，物体受到斜面的摩擦力：。
（3）①因为F＜G，所以使用斜面能省力；因为W总＞W额，所以使用斜面不能省功。
②若其他条件不变，将斜面的倾斜角度增加，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力减小。根据W=fs可知，物体克服摩擦做的额外功减小，那么斜面的机械效率大于80%。
易错点七、综合题型
例1：区分滑轮组中Ｆ和Ｇ的关系（以下滑轮组中不计滑轮重、不绳重及摩擦）
Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ
【答案】 2 1
变式1.如右上图所示，用滑轮装置将A、B两个物体悬挂，如果不计滑轮质量、绳重和摩擦，要使整个装置达到平衡，则GA＝ GB。若每个滑轮重5N，则GA与GB满足的关系式是 。
【答案】（1）5（2）GA=5GB+5N
【解析】（1）如图，B静止时，受到拉力F和重力GB，所以F=GB，
A受到重力GA和拉力F′以及拉力F的作用，在这三个力的作用下，保持静止，
不计滑轮重力与摩擦，
F″=2F，F″=F′
所以F′=4F=4GB，
所以GA=F′+F=4GB+GB=5GB．
（2）若不计摩擦，G轮=5N，
F″=2F+G轮=2F+5N，F″=
（F′+G轮）=（F′+5N）
所以2F+5N=（F′+5N）
解得：F′=4F+5N=4GB+5N，
所以GA=F′+F=4GB+5N+GB=5GB+5N．
故答案为：5；GA=5GB+5N．
变式2.如图5，体重500N的人，要将G＝700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。
（1）如图5，人站在地面上，至少要用 N的力拉绳。
（2）如图6，人站在吊篮中至少要用 N的力拉绳。
【答案】（1）350（2）400
【解析】（1）分析：取动滑轮和吊篮整体为研究对象，分析受力如图丙（两股绳子向上拉着动滑轮和吊篮整体）。由于匀速吊起有F=（G）=×700N=350N
（2）分析：此题可用整体法来进行分析．由于在匀速提升吊篮的过程中，整个系统处于平衡状态，那么三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：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于匀速提升吊篮，由二力平衡的条件知：
人的拉力F=（G+G人）=（500N+700N）=400N．
故答案为：400．
图9-59

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