资源简介

力学部分
专题八 滑轮（组）设计问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
滑轮（组）是简单机械的主要内容，也是本部分内容中学习较难的内容。简单机械在中考所占分值较大，所占分值一般在3~7分左右，同时也是必考命题。在中考试卷中，常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题；估计2020年本部分内容考题仍会出现。从试题的内容看，作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线；计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算。21·cn·jy·com
这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。主要有滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例，探究影响简单机械的机械效率因素等等。而这些领域不少同学又存在思维误区，解题错误率很高，在复习时要给与足够的重视，以便在应对中考题时做到游刃有余。www.21-cn-jy.com
复习重点：滑轮组省力情况的分析：（1）不计摩擦和机械本身的重力是： F= G 物/n ；（2）只考虑滑轮的重力，不计摩擦力和绳重时：（G物+G动）/n；C.滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端位置：奇动偶定；（3）掌握承载物体绳子的段数n的判断方法。2·1·c·n·j·y
滑轮组机械效率的计算：首先应该理解功、功率和机械效率三者之间的联系和不同；然后准确判断有用功、额外功和总功；特别是滑轮组的机械效率的计算。
1.定滑轮问题
工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。特点不省力，但可改变力的方向。动力移动的距离与重物移动的距离相等。
2.动滑轮问题
工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。特点省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。
对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。www-2-1-cnjy-com
3.滑轮组问题
由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：
动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。（n表示承担物重绳子的段数）
4.滑轮组组装与设计问题
滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。
确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
解答此类问题要注意以下问题：
1.滑轮组上承担重物的绳子股数易数错。
2.误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。
3. 误认为同一机械的机械效率始终不变。
二、考点复习
1.定滑轮
（1）定义：工作时，中间的轴________的滑轮叫定滑轮。
（2）实质：是个等臂杠杆。
轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。
（3）特点：________，但可改变力的________。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。
（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。
对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）
2.动滑轮
（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫________。（如图（1）所示）
图（1）动滑轮
图（2）动力臂是阻力臂2倍
图（3）
（2）实质：是一个动力臂为阻力臂________的杠杆。如图（2）所示，图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。
（3）特点：省一半力，但不能改变力的________。
（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍，如图（3）所示。
对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。
3.滑轮组
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
（2）特点：可以________，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的________，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：
（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。如下图（4）所示。（n表示承担物重绳子的段数）
（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
图（4）滑轮组
4.滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：定滑轮
【典例1】（2019?上海）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。分别用力F1、F2匀速提起重为l0牛的物体，图________中的滑轮可以看作等臂杠杆；图（b）中力F2的大小为________牛；图（a）中物体被竖直提升1米过程中，力F1所做的功为________焦。
【考查角度】定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，也不省距离；动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离。由W=Fs求出拉力做的功。
【解析】由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×10N＝5N；（15）当物体上升1米的过程中，A中绳子的拉力F1＝G＝10N，绳端向下移动的距离s＝1m，力A所做的功：W＝F1s＝10N×1m＝10J。
【答案】（a）；5；10。
高频考点二：动滑轮
【典例2】（2019?盐城）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（　　）
A．省力，不改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向
C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向
【考查角度】动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆；使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
【解析】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。选A。
【答案】A。
高频考点三：滑轮组
【典例3】（2019?嘉兴）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
【考查角度】功的大小比较；滑轮（组）的机械效率；功率大小的比较．
【解析】A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；B、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误；C、如图所示，绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力相等，若不计摩擦，均等于（G+G动），故C正确；D、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。选C。
【答案】C。
高频考点四：滑轮组组装与设计
【典例4】（2019?盘锦）利用滑轮组提升物体A，请用笔画线代替绳子，在图中画出最省力的绳子绕法及物体A所受重力的示意图。
【考查角度】滑轮组的设计与组装．
【解析】图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕；
过物体A的重力，竖直向下画出带箭头的线段，用G表示，如图所示：
【答案】见解析
考点过关☆专项突破
类型一：定滑轮问题
1．（2019?哈尔滨）关于简单机械的使用，说法不正确的是（　　）

A．使用撬棒可以省力 B．使用定滑轮不能省距离

C．利用斜面可以省功 D．使用滑轮组可以改变动力方向
2．（2018?河池）下列是小明同学整理教材中有关力学的知识，其中不正确的是（　　）
A．定滑轮既能改变拉力的方向，又能省力
B．使用弹簧测力计前要先进行校零
C．钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离
D．力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果
3．（2018?贵港）同一滑轮用如图所示甲、乙两种装置匀速提升重均为10N的A、B两物体，已知滑轮重1N，绳重和滑轮的摩擦力不计。则下列说法中正确的是（　　）
A．手的拉力F乙＝10N
B．A物体受到的合力与B物体受到的合力相等
C．若A、B两物体都被提升0.5m，则利用乙装置做的有用功比较多
D．若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多
4．（2018?黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
5．（2017?凉山州）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（　　）
A． B．
C． D．
6．（2018?重庆）部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。则下列判断正确的是（　　）
A．滑轮所做的有用功为1200J
B．滑轮受到的重力为100N
C．该滑轮的机械效率η=75%
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s
7．（2019?安徽）图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12N，乙重8N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为________N。
类型二：动滑轮问题
1．（2019?湘西州）如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　）
A．1牛顿 B．1.5牛顿 C．2牛顿 D．0.5牛顿
2．（2018?黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
3．（2019?绵阳）用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2．不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是（　　）
A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
4．（2018?鄂尔多斯）如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最费力的是（不计机械自重和摩擦）（　　）
A． B．
C． D．
5．（2019?泰州）在图中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。
6．（2017?上海）如图（a）、（b）所示，分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体，图________中的滑轮可以看作省力杠杆；图（a）中。若不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为________牛，物体受到合力的大小为________牛。
7．（2017?济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为________N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________N。
8．（2016?钦州）如图所示，物体重G＝50N，在F＝5N的拉力作用下向左匀速运动，若不计细绳与滑轮的摩擦，则物体受到地面摩擦力的大小为________N，方向向________。
类型三：滑轮组问题
1．（2019?陕西）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
2．（2019?郴州）利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N（不计绳重与摩擦），则拉力F的大小为（　　）
A．70N B．100N C．105N D．110N
3．（2018?大庆）如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N．由此可知（　　）
A．物重是27N，物体的速度是0.4m/s
B．物重是18N，物体的速度是0.6m/s
C．物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/s
D．物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s
4．（2019?自贡）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（　　）
A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N
5．（2018?郴州）如图所示，不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦，三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是（　　）
A．FA：FB：Fc＝3：2：1 B．FA：FB：Fc＝1：2：3
C．FA：FB：Fc＝6：3：2 D．FA：FB：Fc＝2：3：6
6．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（　　）
A．3N B．6N C．11N D．22N
7．（2019?德阳）如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　400　N，图乙中人对绳子的拉力为　210　N。
8．（2018?曲靖）如图所示，体重为500N的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m，绳端向下移动的距离为________m；若不计绳重，滑轮重及摩擦，小强对地面的压力是________N。
9．（2018?营口）如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为________m/s，拉力做功为________J，此物体受到的摩擦力为________N．（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）
10．（2018?盘锦）如图所示，利用滑轮组匀速提升重为10N的物体，动滑轮重2N，物体被提升了0.5m，不计绳重和摩擦，则绳子的自由端移动的距离是________m，绳端的拉力F是________N，其中定滑轮的作用是________。
11．（2018?河南）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了________cm．（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
类型四：滑轮组设计问题
1．（2016?柳州）如图所示是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2015?庆阳）用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）（　　）
A． B． C． D．
3．（2017?百色）如图所示，重力为50N的物体在拉力F的作用下沿水平向左匀速运动，若物体受到地面摩擦力的大小为10N，不计粗绳、滑轮的重力及细绳与滑轮的摩擦，则拉力F的大小为________N；在这个过程中，物体的机械能________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
4．（2017?绥化）如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为________N，绳子自由端向下移动的距离为________m．（不计绳重、动滑轮重及摩擦）
5．（2018?凉山州）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。
6．（2019?铜仁市）一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
7．（2016?河南）如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。
8．（2017?宿迁）有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确。
（1）用笔画线代替绳子，在图甲中画出最省力的绳子绕法。
（2）如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：
序号
重物质量/kg
重物上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
绳端移动距离/cm
机械效率
1
0.1
10
1.1
20
45.5%
2
0.2
10
1.6
20
﹣﹣﹣
3
0.3
10
2.1
20
71.4%
第2次实验中的机械效率是________；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而________。
9．（2019?安顺）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
动滑轮重G0/N
1.0
1.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩码的重力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
1.2
1.3
1.6
1.8
2.2
2.3
2.7
（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组________（选填“省力”或“不省力”）
（2）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与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为________
（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为________cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为________。
10．（2019?镇江）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。
桶的质量忽略不计，g取10N/kg。
（1）求桶中水的质量。
（2）求这桶水对地面的压强。
（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。
11．（2019?襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重。
12．（2019?眉山）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）整个装置的机械效率。
力学部分
专题八 滑轮（组）设计问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
滑轮（组）是简单机械的主要内容，也是本部分内容中学习较难的内容。简单机械在中考所占分值较大，所占分值一般在3~7分左右，同时也是必考命题。在中考试卷中，常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题；估计2020年本部分内容考题仍会出现。从试题的内容看，作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线；计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算。21·cn·jy·com
这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。主要有滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例，探究影响简单机械的机械效率因素等等。而这些领域不少同学又存在思维误区，解题错误率很高，在复习时要给与足够的重视，以便在应对中考题时做到游刃有余。www.21-cn-jy.com
复习重点：滑轮组省力情况的分析：（1）不计摩擦和机械本身的重力是： F= G 物/n ；（2）只考虑滑轮的重力，不计摩擦力和绳重时：（G物+G动）/n；C.滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端位置：奇动偶定；（3）掌握承载物体绳子的段数n的判断方法。2·1·c·n·j·y
滑轮组机械效率的计算：首先应该理解功、功率和机械效率三者之间的联系和不同；然后准确判断有用功、额外功和总功；特别是滑轮组的机械效率的计算。
1.定滑轮问题
工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。特点不省力，但可改变力的方向。动力移动的距离与重物移动的距离相等。
2.动滑轮问题
工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。特点省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。
对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。www-2-1-cnjy-com
3.滑轮组问题
由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：
动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。（n表示承担物重绳子的段数）
4.滑轮组组装与设计问题
滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。
确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
解答此类问题要注意以下问题：
1.滑轮组上承担重物的绳子股数易数错。
2.误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。
3. 误认为同一机械的机械效率始终不变。
二、考点复习
1.定滑轮
（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
（2）实质：是个等臂杠杆。
轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。
（3）特点：不省力，但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。
（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。
对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）
2.动滑轮
（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如图（1）所示）
图（1）动滑轮
图（2）动力臂是阻力臂2倍
图（3）
（2）实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。如图（2）所示，图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。
（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。
（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍，如图（3）所示。
对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。
3.滑轮组
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
（2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。
注意：如果不忽略动滑轮的重量则：
（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。如下图（4）所示。（n表示承担物重绳子的段数）
（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。
n=2，s=2h
n=3,s=3h
n=3,s=3h
n=4,s=4h
n=4,s=4h
n=5,s=5h
A
B
C
D
E
F
图（4）滑轮组
4.滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：定滑轮
【典例1】（2019?上海）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。分别用力F1、F2匀速提起重为l0牛的物体，图________中的滑轮可以看作等臂杠杆；图（b）中力F2的大小为________牛；图（a）中物体被竖直提升1米过程中，力F1所做的功为________焦。
【考查角度】定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，也不省距离；动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离。由W=Fs求出拉力做的功。
【解析】由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×10N＝5N；（15）当物体上升1米的过程中，A中绳子的拉力F1＝G＝10N，绳端向下移动的距离s＝1m，力A所做的功：W＝F1s＝10N×1m＝10J。
【答案】（a）；5；10。
高频考点二：动滑轮
【典例2】（2019?盐城）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（　　）
A．省力，不改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向
C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向
【考查角度】动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆；使用动滑轮能省一半力，但不能改变用力的方向。
【解析】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。选A。
【答案】A。
高频考点三：滑轮组
【典例3】（2019?嘉兴）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
【考查角度】功的大小比较；滑轮（组）的机械效率；功率大小的比较．
【解析】A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；B、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误；C、如图所示，绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力相等，若不计摩擦，均等于（G+G动），故C正确；D、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。选C。
【答案】C。
高频考点四：滑轮组组装与设计
【典例4】（2019?盘锦）利用滑轮组提升物体A，请用笔画线代替绳子，在图中画出最省力的绳子绕法及物体A所受重力的示意图。
【考查角度】滑轮组的设计与组装．
【解析】图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕；
过物体A的重力，竖直向下画出带箭头的线段，用G表示，如图所示：
【答案】见解析
考点过关☆专项突破
类型一：定滑轮问题
1．（2019?哈尔滨）关于简单机械的使用，说法不正确的是（　　）

A．使用撬棒可以省力 B．使用定滑轮不能省距离

C．利用斜面可以省功 D．使用滑轮组可以改变动力方向
【解析】A、撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂，可以省力，故A正确；B、定滑轮实质是等臂杠杆，不能省力，也不省距离，故B正确；C、利用斜面可以省力，但费距离，但不能省功，故C错；D、使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，故D正确。选C。
【答案】C。
2．（2018?河池）下列是小明同学整理教材中有关力学的知识，其中不正确的是（　　）
A．定滑轮既能改变拉力的方向，又能省力
B．使用弹簧测力计前要先进行校零
C．钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离
D．力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果
【解析】A、定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小。故A错误；B、使用前指针校零，才能保证读数的正确性，故B正确；C、根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，故钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离，故C正确；D、力的大小、方向和作用点叫做力的三要素，都能影响力的作用效果，故D正确。选A。
【答案】A。
3．（2018?贵港）同一滑轮用如图所示甲、乙两种装置匀速提升重均为10N的A、B两物体，已知滑轮重1N，绳重和滑轮的摩擦力不计。则下列说法中正确的是（　　）
A．手的拉力F乙＝10N
B．A物体受到的合力与B物体受到的合力相等
C．若A、B两物体都被提升0.5m，则利用乙装置做的有用功比较多
D．若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多
【解析】A、乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙＝（G+G动）＝×（10N+1N）＝5.5N，故A错误；B、因为匀速提升，故所受的合力都为零，故B正确；CD、甲乙装置所做的有用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功较多，故CD错误。选B。
【答案】B。
4．（2018?黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
【解析】A、用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升2h高度，故A错误；B、拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功故做功较多，故B错误；C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，故可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。D、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故D错误。选C。
【答案】C。
5．（2017?凉山州）在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（　　）
A． B．
C． D．
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A、图示是一个定滑轮拉力F1＝G；
B、根据勾股定理知h＝m＝3m，图中为斜面，F2×5m＝G×3m，得到F2＝0.6G；
C、如图所示，由图可知＝＝，由杠杆平衡条件可得：F3×L2＝G×LG，拉力F3＝G×＝G＝0.4G；D、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n＝3，拉力F4＝G＝G；因此最小拉力是F4；选D。
【答案】D。
6．（2018?重庆）部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。则下列判断正确的是（　　）
A．滑轮所做的有用功为1200J
B．滑轮受到的重力为100N
C．该滑轮的机械效率η=75%
D．绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s
【解析】A、滑轮所做的有用功：W有用=Gh=600N×3m=1800J，故A错误；B、不计摩擦和绳重时，动滑轮的重：G动=nF-G物=2×400N-600N=200N，故B错误；C、由图知，n=2，s=nh=2×3m=6m，W总=Fs=400N×6m=2400J，滑轮组的机械效率：，故C正确；D、由图知，绳端移动的距离s=nh=2×3m=6m，则绳子自由端移动的速度大小为，故D错误。故选：C。
【答案】C。
7．（2019?安徽）图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12N，乙重8N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为________N。
【解析】物体甲受竖直向下的重力G甲＝12N、竖直向上的拉力F拉＝G乙＝8N、竖直向上的地面的支持力F支作用而静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：G甲＝F拉+F支，则甲受到地面的支持力：F支＝G甲﹣F拉＝12N﹣8N＝4N。
【答案】4。
类型二：动滑轮问题
1．（2019?湘西州）如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　）
A．1牛顿 B．1.5牛顿 C．2牛顿 D．0.5牛顿
【解析】使用动滑轮时，承担物重的绳子有2股，已知不计动滑轮重、绳重及摩擦，所以提起物体的力，即弹簧测力计的示数为F＝G＝×1N＝0.5N。选D。
【答案】D。
2．（2018?黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
【解析】A、用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升2h高度，故A错误；B、拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功故做功较多，故B错误；C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，故可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。D、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故D错误。故选：C。
【答案】C。
3．（2019?绵阳）用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2．不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是（　　）
A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2
【解析】由图知，（1）动滑轮在水平方向上受到三个力的作用：水平向右的拉力F1，墙壁对它水平向左的拉力F墙，木板A对它水平向左的拉力F木板，由于木板向右匀速运动，所以F1＝F墙+F木板，由于同一根绳子各处的拉力相等，所以F木板＝F1，由于力的作用是相互的，所以动滑轮对木板A的拉力为F动＝F木板＝F1﹣①；（2）物块B在水平方向上受到两个力的作用：绳子对它向左的拉力F2，木板A对它向右的摩擦力fA对B；由于物块B保持静止，所以F2＝fA对B；木板A在水平方向上受到三个力的作用：动滑轮对木板向右的拉力F动，物体B对木板向左的摩擦力fB对A，地面对木板向左的摩擦力f地面，由于木板向右匀速运动，所以F动＝fB对A+f地面﹣②由于力的作用是相互的，所以fB对A＝fA对B＝F2﹣③由②③可得F动＝F2+f地面，即F1＝F2+f地面，也就是F1＝2F2+2f地面，所以F1＞2F2。选D。
【答案】D。
4．（2018?鄂尔多斯）如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最费力的是（不计机械自重和摩擦）（　　）
A． B．
C． D．
【解析】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：A、图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F1＝2G；B、图中为斜面，在直角三角形中，30°角所对的直角边h为斜边s的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则F2s＝Gh，所以F2＝G＝0.5G；C、图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则F3＝G；D、图中为杠杆，动力臂等于阻力臂，则F4＝G；因此动力最大的是F1。选A。
【答案】A。
5．（2019?泰州）在图中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。
【解析】要求图中滑轮作为动滑轮来提升物体，滑轮要随物体一起上升，所以绳子自由端要向上拉，绳子的另一端要固定，绕线方法如图所示：
【答案】
6．（2017?上海）如图（a）、（b）所示，分别用力F1、F2匀速提升重为10牛的物体，图________中的滑轮可以看作省力杠杆；图（a）中。若不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为________牛，物体受到合力的大小为________牛。
【解析】（1）a是定滑轮，本质是等臂杠杆；b是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；（2）使用定滑轮不省力也不费力，若不计摩擦和滑轮重力，则F1＝G＝10N；匀速提升物体，则a图中物体受到的重力和拉力是一对平衡力，其合力的大小为0牛。
【答案】b；10；0。
7．（2017?济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为________N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________N。
【解析】（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F＝G＝×200N＝100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F＝（G+G动）得G动＝2F﹣G＝2×110N﹣200N＝20N。
【答案】100；20。
8．（2016?钦州）如图所示，物体重G＝50N，在F＝5N的拉力作用下向左匀速运动，若不计细绳与滑轮的摩擦，则物体受到地面摩擦力的大小为________N，方向向________。
【解析】由图可知，是水平使用动滑轮，不计细绳与滑轮的摩擦，拉力F＝f，则物体受到的摩擦力f＝2F＝2×5N＝10N，方向水平向右。
【答案】10；右。
类型三：滑轮组问题
1．（2019?陕西）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m
D．质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
【解析】A、定滑轮能改变力的方向，但不能改变力的大小，故A错误；B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故B正确；C、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，若绳子自由端下拉1m，则桶上升0.5m，故C错误；D、工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，所以人提供的最大拉力F最大＝G人＝m人g＝65kg×10N/kg＝650N；不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大＝2F最大＝2×650N＝1300N，则提升物体的最大质量：m最大＝＝＝130kg，故D错误。选B。
【答案】B。
2．（2019?郴州）利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物，动滑轮重为10N（不计绳重与摩擦），则拉力F的大小为（　　）
A．70N B．100N C．105N D．110N
【解析】由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）＝（200N+10N）＝105N，故C正确；选C。
【答案】C。
3．（2018?大庆）如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N．由此可知（　　）
A．物重是27N，物体的速度是0.4m/s
B．物重是18N，物体的速度是0.6m/s
C．物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/s
D．物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s
【解析】本题滑轮组做功是克服摩擦力做功，有3段绳子承担拉力，因此物体受到的摩擦力是f=3×9N=27N；物体移动的速度：。故选：C。
【答案】C。
4．（2019?自贡）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（　　）
A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N
【解析】由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以FA＝GB＝×10N＝5N；在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f＝FA＝5N，方向水平向左；若使物体A向左作匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，则F′＝FA+f＝5N+5N＝10N。选B。
【答案】B。
5．（2018?郴州）如图所示，不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦，三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是（　　）
A．FA：FB：Fc＝3：2：1 B．FA：FB：Fc＝1：2：3
C．FA：FB：Fc＝6：3：2 D．FA：FB：Fc＝2：3：6
【解答】解；根据每段绳子承担的力的情况，分析三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系，如下图：
设每段绳子承担F的力，FC承担3段绳子的拉力，FC＝3F；FB承担2段绳子的拉力；FB＝2F；FA承担一段绳子的拉力，FA＝F。故FA：FB：FC＝F：2F：3F＝1：2：3，故B正确，ACD错误。选B。
【答案】B。
6．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（　　）
A．3N B．6N C．11N D．22N
【解析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝（G1+G轮），F2＝（G2+G轮），由题知F1＝F2，所以（G1+G轮）＝（G2+G轮），即：（60N+G轮）＝（38N+G轮），解答动滑轮的重力：G轮＝6N。选B。
【答案】B。
7．（2019?德阳）如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　400　N，图乙中人对绳子的拉力为　210　N。
【解析】图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力F甲＝G＝400N；图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n＝2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力F乙＝（G+G动）＝（400N+20N）＝210N。
【答案】400；210。
8．（2018?曲靖）如图所示，体重为500N的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m，绳端向下移动的距离为________m；若不计绳重，滑轮重及摩擦，小强对地面的压力是________N。
【解析】由图知，有2段绳子承担物重，则绳端向下移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m；
若不计绳重，滑轮重及摩擦，则绳子的拉力：F＝G＝×600N＝300N，人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用的力，大小相等，人受到绳子竖直向上的拉力、地面向上的支持力和向下的重力而静止，所以F支+F＝G人，则F支＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N，因支持力与压力是一对相互作用力，大小相等，所以，小强对地面的压力：F压＝F支＝200N。
【答案】4；200。
9．（2018?营口）如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为________m/s，拉力做功为________J，此物体受到的摩擦力为________N．（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）
【解析】由图知，动滑轮上绳子的段数为2，则绳子自由端移动的距离：s＝2s物＝2×1m＝2m；绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.4m/s；拉力做的功：W＝Fs＝4N×2m＝8J；不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，由F＝f可得，物体受到的摩擦力：f＝2F＝2×4N＝8N；
【答案】0.4；8；8。
10．（2018?盘锦）如图所示，利用滑轮组匀速提升重为10N的物体，动滑轮重2N，物体被提升了0.5m，不计绳重和摩擦，则绳子的自由端移动的距离是________m，绳端的拉力F是________N，其中定滑轮的作用是________。
【解析】（1）由图知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×0.5m＝1m；（2）滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，因为绳重和摩擦不计，所以绳端的拉力：F＝（G物+G动）＝×（10N+2N）＝6N；（3）根据定滑轮的特点可知，使用定滑轮，不能省力，但可以改变力的方向。
【答案】1；6；改变力的方向。
11．（2018?河南）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了________cm．（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
【解析】（1）20个坠砣的总重力：G＝mg＝25kg×20×10N/kg＝5000N，由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G＝FA，则输电线A端受到的拉力大小：FA＝2G＝2×5000N＝1×104N；（2）图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sA，则输电线A端向左移动的距离：sA＝h＝×30cm＝15cm。
【答案】1×104；15。
类型四：滑轮组设计问题
1．（2016?柳州）如图所示是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【解析】由题知，不计滑轮所受重力及摩擦力。A、图中直接用手提升物体，拉力F＝G；B、图中使用的是滑轮组，n＝2，拉力F＝G；C、图中使用的是定滑轮，拉力F＝G；D、图中使用的是滑轮组，n＝3，拉力F＝G；可见，D选项最省力，拉力F＝G。选D。
【答案】D。
2．（2015?庆阳）用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）（　　）
A． B． C． D．
【解析】由题知，不计动滑轮重，A、使用的是定滑轮，F＝G；B、使用的是动滑轮，F＝G；C、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；D、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。由此可知D图中最省力。选D。
【答案】D。
3．（2017?百色）如图所示，重力为50N的物体在拉力F的作用下沿水平向左匀速运动，若物体受到地面摩擦力的大小为10N，不计粗绳、滑轮的重力及细绳与滑轮的摩擦，则拉力F的大小为________N；在这个过程中，物体的机械能________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【解析】由图可知，该滑轮组作用在动滑轮上的绳子有2股，不计细绳与滑轮的摩擦，则拉力F＝f＝×10N＝5N，方向水平向右；物体在水平地面上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，高度不变，则动能和重力势能均不变，所以物体的机械能不变。
【答案】5； 不变
4．（2017?绥化）如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为________N，绳子自由端向下移动的距离为________m．（不计绳重、动滑轮重及摩擦）
【解析】由图知，使用滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2。
（1）不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力F＝G＝×200N＝100N；
（2）绳子自由端向下移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m。
【答案】100；4。
5．（2018?凉山州）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。
【解析】从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：
。
【答案】见解析。
6．（2019?铜仁市）一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
【解析】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示：
【答案】见解析
7．（2016?河南）如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。
【解析】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是有两股绕线的这种方法。如图所示：
【答案】见解析
8．（2017?宿迁）有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确。
（1）用笔画线代替绳子，在图甲中画出最省力的绳子绕法。
（2）如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如下表（g取10N/kg）：
序号
重物质量/kg
重物上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
绳端移动距离/cm
机械效率
1
0.1
10
1.1
20
45.5%
2
0.2
10
1.6
20
﹣﹣﹣
3
0.3
10
2.1
20
71.4%
第2次实验中的机械效率是________；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而________。
【解析】（1）滑轮组中只有一个动滑轮，要求最省力，绳子应先系在动滑轮上面的挂钩上，绕过定滑轮，再绕过动滑轮，此时n＝3，如图所示：
（2）第2次实验中的机械效率：η＝＝＝＝×100%＝62.5%；（3）根据表中数据可知：当m1＝0.1kg，η1＝45.5%；当m2＝0.2kg，η2＝62.5%；
当m3＝0.3kg，η3＝71.4%；所以比较可知，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大。
【答案】（1）见上图；（2）62.5%；（3）增大。
9．（2019?安顺）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
动滑轮重G0/N
1.0
1.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩码的重力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
1.2
1.3
1.6
1.8
2.2
2.3
2.7
（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组________（选填“省力”或“不省力”）
（2）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与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为________
（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为________cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为________。
【解析】（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；（2）由图1可知n＝2，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与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F＝；（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：
由图知，物块移动的距离为44.10cm﹣41.00cm＝3.10cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：η＝＝＝×100%＝60%。
【答案】（1）不省力；（2）F＝；（3）如上图所示；3.10；60%。
10．（2019?镇江）如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。
桶的质量忽略不计，g取10N/kg。
（1）求桶中水的质量。
（2）求这桶水对地面的压强。
（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。
【解析】（1）水的体积V＝0.01m3，
由ρ＝可得水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.01m3＝10kg；
（2）这桶水所受的重力：G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
桶的质量忽略不计、自重不计，则水桶对地面的压力：F＝G＝100N，
这桶水对地面的压强：p＝＝＝500Pa；
（3）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，则滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
【答案】（1）这桶水的质量为10kg。（2）桶对地面的压强为500Pa。（3）滑轮组的机械效率为83.3%。
11．（2019?襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重。
【解析】（1）所做的有用功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J，
由题知，工人做了1500J的功，即W总＝1500J，
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝80%；
（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，则有用功占总功的为85%，即η′＝85%，
由图知，n＝3，滑轮组的机械效率η′＝＝＝＝，
所以，此时提升的物重：G′＝3η′F′＝3×85%×400N＝1020N。
【答案】（1）滑轮组的机械效率为80%；（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，提升货物的重为1020N。
12．（2019?眉山）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）整个装置的机械效率。
【解析】（1）由v＝可得故障车在30s内通过的路程：s车＝v车t＝5m/s×30s＝150m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离：s＝3s车＝3×150m＝450m，
拉力F在30s内所做的功：W总＝Fs＝500N×450m＝2.25×105J；
（2）地面对故障车的摩擦力：f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1500kg×10N/kg＝1200N；
滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：W有用＝fs车＝1200N×150m＝1.8×105J，
整个装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%。
【答案】（1）拉力F在30s内所做的功为2.25×105J；（2）整个装置的机械效率为80%。

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