專題02 滑輪（解析版）

專題02滑輪一、單選題1．關(guān)于杠桿和滑輪，下列論述正確的是（）A．因?yàn)槎ɑ喣芨淖冇昧Ψ较?，因此定滑輪的功能一定比等臂杠桿的強(qiáng)B．因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪最多能省一半力，所以使用動(dòng)滑輪做功一定比定滑輪的少C．若將定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用，則有可能既省力又能改變用力方向D．作用在杠桿的動(dòng)力和阻力，方向一定相反【答案】C【解析】A．定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，既不省力也不費(fèi)距，但是可以改變力的方向，但不能說明定滑輪的功能一定比等臂杠桿的強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿，最多能省一半力；但做功多少由力的大小和移動(dòng)的距離共同決定，所以無法判斷動(dòng)滑輪做功和定滑輪做功的多少，故B錯(cuò)誤；C．滑輪組結(jié)合了動(dòng)滑輪和定滑輪的優(yōu)點(diǎn)，既有定滑輪的改變力的方向，也有動(dòng)滑輪的省力，故C正確；D．作用在杠桿的動(dòng)力和阻力分別在支點(diǎn)的兩側(cè)時(shí)，此時(shí)兩個(gè)力的方向也有可能相同，故D錯(cuò)誤。故選C。2．在日常生活中，能用100N的拉力提起重150N的物體的簡單機(jī)械是（）①杠桿②斜面③一個(gè)定滑輪④一個(gè)動(dòng)滑輪A．只有①②③ B．只有①②④ C．只有①③④ D．只有②③④【答案】B【解析】要用100N的拉力要提起重150N的物體，使用的機(jī)械一定是能省力的機(jī)械，而在杠桿、斜面和動(dòng)滑輪能達(dá)到省力的目的，只有定滑輪不能達(dá)到省力的目的，所以用100N的拉力能提起重150N的簡單機(jī)械是杠桿①、斜面②和動(dòng)滑輪④。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。3．如圖，不計(jì)滑輪重及摩擦，分別用力F1、F2勻速提升同一重物，使該重物上升相同的高度，則力F1、F2及其所做的功W1、W2的大小關(guān)系為（）A．F1>F2，W1＜W2 B．F1>F2，W1=W2C．F1>F2，W1>W2 D．F1＜F2，W1＜W2【答案】B【解析】因?yàn)槭褂枚ɑ啿皇×Γ訤1=G；因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪能省一半力，所以不計(jì)滑輪重及摩擦，因此F1＞F2。不計(jì)滑輪重及摩擦，同一重物，用動(dòng)滑輪和動(dòng)滑輪提升的高度相同，它們克服物體的重力做的功相同，所以W1=W2=Gh故選B。4．圖甲、乙為工人施工中，利用滑輪提升物體的示意圖，甲圖中沿不同方向?qū)⒁煌爸貫?00N的泥沙提到高處，乙圖中使用拉力F將一桶重為200N的泥沙提到高處（不計(jì)滑輪自重、繩重及軸摩擦），則（）A．F1>F2>F3，F(xiàn)=100N B．F1=F2=F3，F(xiàn)=100NC．F1>F2>F3，F(xiàn)≠100N D．F1=F2=F3，F(xiàn)≠100N【答案】D【解析】圖甲為定滑輪，只能改變力的方向，不改變力的大小，故定滑輪拉同一重物，沿三個(gè)不同方向，拉力大小相等，即F1=F2=F3都等于物體的重力；圖乙是動(dòng)滑輪，使用動(dòng)滑輪提起重物，沿不同方向的拉力大小不相等（夾角越大，拉力越大），當(dāng)拉力在豎直方向時(shí)，拉力等于物重的一半為100N，所以圖乙中F大于100N，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。5．如圖所示，物體A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，它們所受的重力分別是6N和14N，關(guān)于它們的受力情況，下面說法正確的是（）A．物體A受到的合力是8NB．物體A受到的拉力是14NC．物體B受到重力與拉力的合力是8ND．物體B受到地面的支持力是14N【答案】C【解析】AB．物體A受重力GA和繩子對(duì)A的拉力FA，因?yàn)槲矬wA靜止，所以物體A受到的重力和拉力是平衡力，由二力平衡的條件可知拉力FA=GA=6N物體A受到的合力為零，故AB錯(cuò)誤；CD．物體B受向下的重力、繩子向上的拉力、地面向上的支持力，由力的平衡可知物體B的重力GB=F支+FB因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，所以物體B受到拉力FB=FA=6N物體B受到重力與拉力的合力F合=GB-FB=14N-6N=8N物體B受到地面的支持力F支=GB-FB=14N-6N=8N故C正確，故D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，不計(jì)動(dòng)滑輪與繩的重力以及之間的摩擦，在水平拉力F的作用下，物體M以0.5m/s的速度向左勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為20N，則下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．M受到地面的摩擦力為20NB．動(dòng)滑輪移動(dòng)的速度是1m/sC．拉力F的功率為10WD．M受到的重力與地面對(duì)M的支持力是一對(duì)平衡力【答案】B【解析】A．彈簧測力計(jì)的示數(shù)為20N，即繩子對(duì)彈簧測力計(jì)的拉力為20N，因同一根繩子各處的拉力大小相同，所以繩子對(duì)物體M的拉力也為20N；物體M向左勻速直線運(yùn)動(dòng)，其受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20N方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，即水平向右，故A正確，不符合題意；B．不計(jì)滑輪重，繩重及滑輪裝置摩擦，由圖知，動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n=2，且拉力F作用在動(dòng)滑輪軸上，費(fèi)力但省一半的距離，所以動(dòng)滑輪水平桌面上運(yùn)動(dòng)的速度是物體M運(yùn)動(dòng)速度的，即繩端速度故B錯(cuò)誤，符合題意；C．不計(jì)動(dòng)滑輪與繩之間的摩擦和重力，由圖知，拉力F作用在動(dòng)滑輪軸上，與右側(cè)兩段繩子的拉力平衡，則拉力F的大小F=2F示=2×20N=40N拉力F的功率P=Fv拉力端=40N×0.25m/s=10W故C正確，不符合題意；D．M受到的重力與地面對(duì)M的支持力大小相同、方向相反、在同一直線上、作用在同一個(gè)物體上，所以二力是一對(duì)平衡力，故D正確，不符合題意。故選B。7．如圖所示，人通過定滑輪拉住重為98牛的物體，當(dāng)人拉繩子從A點(diǎn)慢慢移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，人對(duì)繩子的拉力和拉力所做的功為（）A．拉力逐漸增大，拉力所做的功為98焦B．拉力的大小不變，拉力所做的功為196焦C．拉力的大小不變，拉力所做的功為294焦D．拉力的大小不變，拉力所做的功為392焦【答案】B【解析】滑輪為定滑輪，不省力，則拉力由勾股定理得故繩子現(xiàn)在的長度則繩子被拉力拉長了拉力所做的功故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。8．如圖所示，用三種方法拉動(dòng)同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使物體以相等速度移動(dòng)相同的距離。所用拉力分別是、、，這三個(gè)力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離分別是、、，移動(dòng)速度分別為、、，不計(jì)滑輪摩擦，則（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【解析】由圖可見，本題中三個(gè)滑輪都是克服摩擦力做功，假設(shè)物體與水平面的摩擦力f，物體移動(dòng)的速度為，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，則對(duì)這三個(gè)圖分析可得：甲圖：滑輪為定滑輪，因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一個(gè)等臂杠桿，不能省力，所以根據(jù)二力平衡，此時(shí)拉力為拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的速度為作用點(diǎn)移動(dòng)的距離為乙圖：滑輪為動(dòng)滑輪，因?yàn)閯?dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂倍的杠桿，省一半的力，所以根據(jù)二力平衡，此時(shí)拉力為但是費(fèi)倍的距離，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的速度為作用點(diǎn)移動(dòng)的距離為丙圖：滑輪為動(dòng)滑輪，拉力的作用點(diǎn)在動(dòng)滑輪的軸上，因此是個(gè)費(fèi)力杠桿，費(fèi)倍的力，省一半的距離，因此拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的速度為作用點(diǎn)移動(dòng)的距離為綜上分析可知故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。9．如圖所示，用同一個(gè)重力不可忽略的動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速提升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是P甲和P乙。若不計(jì)摩擦和繩重，則F甲與F乙、P甲與P乙之間的大小關(guān)系正確的是（

）A．F甲<4F乙，P甲=P乙 B．F甲>4F乙，P甲=P乙C．F甲<4F乙，P甲<P乙 D．F甲>4F乙，P甲>P乙【答案】C【解析】BD．甲的拉力為乙的拉力為故故BD選項(xiàng)錯(cuò)誤；AC．甲拉力的速度是乙的拉力的速度是由功率可知，甲的功率為乙的功率為故乙的功率大于甲的功率，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確。故選C。10．如圖所示，重為60牛的物體甲放在水平桌面上，與重為6牛的物體乙用細(xì)繩相連，繩的重力和滑輪處的摩擦均忽略不計(jì)．當(dāng)物體乙恰好能以0.2米/秒的速度勻速下落時(shí)，下列判斷中不正確的是A．繩拉甲物體的力為6牛B．甲物體的速度為0.2米/秒C．5秒內(nèi)繩的拉力對(duì)甲物體做的功為60焦D．繩的拉力做功的功率為1.2W【答案】C【解析】A．圖示滑輪為定滑輪,繩的重力和滑輪處的摩擦忽略不計(jì),乙勻速下落,所以繩拉甲物體的力F=G乙=6N故A正確不符合題意；B．圖示滑輪為定滑輪,甲、乙物體移動(dòng)的速度相同,甲物體的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正確不符合題意；C．5s內(nèi)甲物體移動(dòng)的距離s=v甲t=0.2m/s×5s=1m繩的拉力對(duì)甲物體做的功W=Fs=6N×1m=6J故C錯(cuò)誤符合題意；D．繩的拉力對(duì)甲物體做功功率P===1.2W故D正確不符合題意．11．如圖所示，物體A在拉力的作用下沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)了一段距離s，試比較拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大?。ɑ喼亍⒗K重及繩與滑輪之間的摩擦不計(jì)）．下列判斷正確的是A．F1=2F2W1=W2B．F1=F2W1=W2C．F1=4F2W1=W2D．F1=F2W1=W2【答案】C【解析】物體A在兩種情況下的摩擦力f相等，上圖滑輪是動(dòng)滑輪，下圖滑輪的軸固定不動(dòng)，可以看做是特殊使用的定滑輪．則：F1=2fF2=f故：F1=4F2根據(jù)功的公式可知：W1=F1×s=2f×s=fsW2=F2×2s=f×2s=fs故：W1=W2，故選C．12．小李的質(zhì)量為50kg，可以舉起80kg的杠鈴；小胖的質(zhì)量為70kg，可以舉起60kg的杠鈴。他們兩人通過如圖所示的裝置來比賽，雙方都竭盡全力，看誰能把對(duì)方拉起來。比賽結(jié)果應(yīng)是（）A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．兩個(gè)都拉不起 D．兩個(gè)都拉起【答案】B【解析】小李和小胖雖然他們能舉起的杠鈴重力不一樣，但向下拉動(dòng)定滑輪上的繩子的拉力與他們的胳膊的舉力無關(guān)，對(duì)繩子的拉力最大能達(dá)到自身的重力的大小，由于裝置是定滑輪，只改變力的方向，不能省力，所以繩子上的作用力最大只能等于重力較小的小李的重力，則繩子上的作用力小于小胖的重力，即小胖把小李拉起。故選B。13．如圖甲所示，每個(gè)滑輪的質(zhì)量均為0.4kg，不計(jì)繩重和繩子與滑輪之間的摩擦，水平桌面粗糙。當(dāng)物體B的質(zhì)量為m時(shí)，物體B豎直向下運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示；當(dāng)用一個(gè)F=16N水平向左的力（圖中未畫出）拉物體A時(shí)，物體A向左做直線運(yùn)動(dòng)的圖像如圖丙所示，g=10N/kg，則下列判斷正確的是（

）A．物體B的質(zhì)量m=1kgB．當(dāng)物體A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力為16N，方向水平向右C．當(dāng)物體A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F做功的功率為6.4WD．當(dāng)物體B向下運(yùn)動(dòng)5s時(shí)，物體B的重力做功為24J【答案】D【解析】A．動(dòng)滑輪的重力為物體B豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由圖乙知，它做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物體A在水平桌面上向右做勻速運(yùn)動(dòng)，則物體A受到水平向左的摩擦力f與水平向右的拉力相平衡，由圖甲可知，使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，不計(jì)繩重和繩子與滑輪之間的摩擦，則A受到的摩擦力當(dāng)用一個(gè)水平向左的力拉物體A時(shí)，物體A向左做直線運(yùn)動(dòng)，物體A受到的水平向右的摩擦力f和繩子的拉力作用，由于A對(duì)水平面的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則A受到的摩擦力大小不變，此時(shí)摩擦力方向向右，根據(jù)物體A受力平衡可得向左的拉力為所以，B受到的重力為則物體B的質(zhì)量為故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)物體A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到水平向右的摩擦力，大小為故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)物體A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，由圖丙可知，物體A在2s內(nèi)通過的路程，則拉力F做功為拉力的功率為故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)物體B向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由圖乙可知物體B下降的速度為根據(jù)可得，5s內(nèi)下降的高度為則物體B的重力做的功為故D正確。故選D。14．根據(jù)胡克定律可知：彈簧的彈力與彈簧的伸長（壓縮）量成正比，即F=kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的伸長（壓縮）量。如圖所示，兩根勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕彈簧豎直懸掛，下端用不可伸長的光滑細(xì)繩連接，已知光滑的滑輪的重力為G0，求當(dāng)滑輪下掛一重為G的物體時(shí)，滑輪下降的距離是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】對(duì)滑輪和物體整體受力分析可知，受到豎直向上兩股繩子的拉力和豎直向下的重力作用處于平衡狀態(tài)，因同一根細(xì)繩的拉力相同，所以，由物體受到的合力為零可得2F=G0+G則每股繩子的拉力為因彈簧對(duì)繩子的拉力和繩子對(duì)彈簧的拉力是一對(duì)相互作用力，所以，兩根彈簧受到的拉力均為F。由F＝kx可得，兩根彈簧的伸長量分別為因滑輪下降的距離等于兩根彈簧伸長量之和的一半，所以，滑輪下降的距離為故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。二、填空題15．使用如圖所示的滑輪勻速提起重為20牛的物體，不計(jì)摩擦和滑輪重力。圖（a）中物體勻速上升時(shí)，其動(dòng)能將_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；圖（b）中力F2的大小為_________牛；圖______中的滑輪可以看作等臂杠桿。【答案】

不變

10

a【解析】[1]由于物體勻速上升，質(zhì)量不變，速度不變，所以，動(dòng)能不變。[2][3]由圖（a）知道，圖中滑輪不隨貨物一起升降是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，它的好處是可以改變力的方向；（b）是動(dòng)滑輪，本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿，不計(jì)滑輪重和摩擦，能省一半力，則拉力16．在我國古代，簡單機(jī)械就有了許多巧妙的應(yīng)用，護(hù)城河上安裝的吊橋裝置就是一個(gè)例子，如圖所示。在拉起吊橋過程中，滑輪C屬于___________（選填“定”或“動(dòng)”）滑輪，吊橋可看作支點(diǎn)為___________（選填“A”、“B”或“C”）點(diǎn)的___________（選填“省力”、“等臂”或“費(fèi)力”）杠桿?！敬鸢浮?/p>

定

B

省力【解析】如圖所示，[1]在拉起吊橋過程中，滑輪C的軸固定不動(dòng)，為定滑輪，定滑輪的作用是改變力的方向，不能省力。[2]由圖可知，在拉起吊橋過程中，吊橋繞著B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以護(hù)城河上安裝的吊橋的支點(diǎn)是B點(diǎn)。[3]如下圖所示，拉起吊橋時(shí)，l1是動(dòng)力臂，l2是阻力臂，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，所以吊橋是省力杠桿。17．如圖所示，物體A的質(zhì)量為20千克，在力F的作用下，2秒內(nèi)沿水平方向運(yùn)動(dòng)了1米，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為80牛，則物體受到地面的滑動(dòng)摩擦力為_________牛，拉力的功率為_________瓦?！敬鸢浮?/p>

40

20【解析】[1]如圖所示，使用的為定滑輪，物體A所受的摩擦力為[2]拉力做功W=Fs=40N×1m=40J拉力做功的功率18．如圖所示，物體A質(zhì)量為2千克，在力作用下沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為2厘米秒，彈簧秤示數(shù)為5牛，則拉力為_______牛，A受到的摩擦力為_______牛，拉力的功率是_______瓦。重力做的功是_______焦。（不計(jì)滑輪的重力及滑輪的摩擦）【答案】

5

10

0.2

0【解析】[1]由圖知道，該滑輪為動(dòng)滑輪，故拉力的大小[2]不計(jì)滑輪的重力及滑輪的摩擦，因物體A受到兩股繩子向左的拉力和向右的摩擦力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以，物體A受到的摩擦力[3]根據(jù)題意知道，物體A的速度則繩端移動(dòng)的速度故拉力的功率[4]重力的方向是豎直向下的，而物體是在水平地面上移動(dòng)，沒有在重力的方向上移動(dòng)距離，所以重力對(duì)物體沒有做功，即重力做功為0J。19．如圖所示，小麗同學(xué)用一個(gè)距離手3m高的定滑輪拉住重100N的物體，從滑輪正下方的A點(diǎn)沿水平方向移動(dòng)4m到B點(diǎn)，用時(shí)4s。假設(shè)整個(gè)過程，物體勻速上升，若不計(jì)繩重和摩擦，她在A時(shí)對(duì)繩子的拉力______（選填“等于”“小于”或“大于”）她在B時(shí)對(duì)繩子的拉力。小麗從A移動(dòng)到B，她的平均速度為_______m/s，她拉繩子做了_______J的功。【答案】

等于

1

200【解析】[1]由圖可知，該滑輪為定滑輪，不省力，若不計(jì)繩重和摩擦，則拉力F=G，她在A時(shí)對(duì)繩子的拉力等于她在B時(shí)對(duì)繩子的拉力。[2]小麗從A移動(dòng)到B，她通過的路程為4m，則她的平均速度為[3]滑輪右端的繩子原長為3m，小麗從定滑輪正下方沿水平方向移動(dòng)4m，則移動(dòng)后繩長為繩子自由端移動(dòng)的距離s=5m-3m=2m則物體被提高的高度為h=s=2m滑輪為定滑輪，不省力，若不計(jì)繩重和摩擦，她至少做的功W總=W有用=Gh=100N×2m=200J20．如圖所示，質(zhì)量為2千克的物體A在力F的作用下以0.4米/秒的速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為1.5牛，則拉力F為______牛，物體與水平地面的摩擦力為______牛，在5秒鐘內(nèi)F做的功是______焦，其功率為______瓦，在此過程中重力做功______焦。（不計(jì)滑輪與細(xì)繩間的任何摩擦）【答案】

3

1.5

3

0.6

0【解析】[1][2]如圖，用彈簧測力計(jì)可以測出對(duì)物體A的拉力FA，而物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A受到的摩擦力等于拉力，則摩擦力f=FA=F示=1.5N作用在動(dòng)滑輪軸上的拉力F=F+FA=1.5N+1.5N=3N[3][4]圖中滑輪為動(dòng)滑輪，則拉力移動(dòng)速度由可得拉力移動(dòng)的距離拉力做功拉力做功的功率[5]在此過程中，物體A在重力方向上沒有距離的移動(dòng)，所以重力不做功，即重力做功為0。21．邊長為0.1m質(zhì)量均勻的正方體物體M，重力為50N。如圖所示裝置，橫桿可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，系在橫桿B端的細(xì)繩通過動(dòng)滑輪連著物體M，用力F在A點(diǎn)豎直向上提橫桿時(shí)，橫桿在水平位置平衡，此時(shí)物體M受到地面的支持力為16N，若仍用力F在距離A點(diǎn)0.1m處豎直向上使橫桿仍在水平位置平衡，此時(shí)物體M受到地面支持力為10N，已知橫桿長OB=0.8m，OA=0.6m，g取10N/kg，不計(jì)橫桿質(zhì)量、繩質(zhì)量和摩擦，則力F的大小為________N，動(dòng)滑輪重力為________N?！敬鸢浮?/p>

24

2【解析】[1][2]當(dāng)物體M受到地面的支持力F1為16N時(shí)，B端繩子的拉力為根據(jù)杠桿平衡的條件FBlOB=FlOA可得①當(dāng)物體M受到地面的支持力F1為10N時(shí)，B端繩子的拉力為根據(jù)杠桿平衡的條件FB1lOB=F(lOA+0.1m)可得②由①②式聯(lián)立解得：G動(dòng)=2N；F=24N。故力F的大小為24N，動(dòng)滑輪重力為2N。22．為了探究小球靜止在斜面上時(shí)，沿斜面向上的拉力F的大小與哪些因素有關(guān)，小紅用兩個(gè)所受重力G不同的光滑小球甲、乙和彈簧測力計(jì)等器材按圖（a）、（b）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后改變斜面與水平面的傾角繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，如圖（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F(xiàn)1＜F2＜F3＜F4）①由圖（a）、（b）及相關(guān)條件可得出的初步結(jié)論是：光滑小球靜止在斜面上時(shí)，______，F(xiàn)越大。②由圖8（b）、（c）、（d）及相關(guān)條件可得出的初步結(jié)論是：______。【答案】

斜面與水平面的傾角相等時(shí)，小球所受重力G越大。

光滑小球靜止在斜面上時(shí)，小球所受重力G相等時(shí)，斜面與水平面的傾角越大，F(xiàn)越大。【解析】[1]由圖（a）、（b）可知，傾角是相同的，由于G甲＜G乙，F(xiàn)1＜F2，所以可得出結(jié)論，當(dāng)傾角相等時(shí)，小球所受重力G越大，F(xiàn)越大。[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一樣的，所以重力G相同，由題中條件可知，隨著傾角變大，拉力F也在變大，由此可得：光滑小球靜止在斜面上時(shí)，小球所受重力G相等時(shí)，斜面與水平面的傾角越大，F(xiàn)越大。三、作圖題23．在圖中標(biāo)出滑輪的支點(diǎn)O，畫出動(dòng)力F1的動(dòng)力臂l1【答案】【解析】定滑輪的相當(dāng)于等臂杠桿，支點(diǎn)為圖中O的位置，動(dòng)力臂為支點(diǎn)到動(dòng)力F1的距離l1，圖如下24．如圖，用動(dòng)滑輪提起重物的示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D中作出反映動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)的杠桿示意圖?！敬鸢浮俊窘馕觥咳鐖D：點(diǎn)是支點(diǎn)，是阻力臂，是動(dòng)力臂，且動(dòng)力臂和阻力臂如圖所示：25．在圖中標(biāo)出滑輪的支點(diǎn)O，畫出動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1以及阻力臂l2．()【答案】【解析】定滑輪可以繞中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以支點(diǎn)O為定滑輪的軸；拉力是自由端沿繩子斜向下的拉力，過鉤碼重心作豎直向下的重力；過支點(diǎn)O分別作動(dòng)力作用線和阻力作用線的垂線段(即動(dòng)力臂l2和阻力臂l1)．如圖所示：四、計(jì)算題26．用圖所示裝置勻速提起重為50牛的物體，5秒內(nèi)，繩子自由端向下移動(dòng)3米（忽略滑輪重力及摩擦）。求：（1）手對(duì)繩的拉力F；（2）繩拉重物所做的功W；（3）拉力F的功率P。【答案】（1）50N；（2）150J；（3）30W【解析】解：（1）如圖定滑輪，忽略滑輪重力及摩擦，手對(duì)繩子的拉力等于重物的重力為50N。（2）繩子做的功為（3）拉力的功率為答：（1）手對(duì)繩的拉力F為50N；（2）繩拉重物所做的功W為150J；（3）拉力F的功率P為30W。27．工人用如圖所示的滑輪裝置，將物體勻速向上提起，不計(jì)繩子和滑輪之間的摩擦及滑輪重，工人作用在繩子上的力為100牛，工人在5秒內(nèi)拉動(dòng)繩子做功100焦，求：（1）物體的重力；（2）則求繩子自由端上升的距離；（3）工人拉動(dòng)繩子的功率?！敬鸢浮浚?）200N；（2）1m；（3）20W【解析】解：（1）不計(jì)繩子和滑輪之間的摩擦及滑輪重，動(dòng)滑輪可省一半的力，則物體重力大小為G=2F=2×100N=200N（2）繩子自由端移動(dòng)的距離（3）工人拉動(dòng)繩子的功率答：（1）物體的重力是200N；（2）繩子自由端上升的距離是1m；（3）工人拉動(dòng)繩子的功率是20W。28．如圖所示，A為質(zhì)量可忽略不計(jì)的彈簧測力計(jì)，m是質(zhì)量為5kg的物體，在力F的作用下以1m/s的速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若彈簧測力計(jì)示數(shù)為2N，求：（1）拉力F的大?。唬?）物體與水平面間的摩擦力；（3）3s內(nèi)F做的功；（4）拉力F做功的功率。【答案】（1）2N；（2）4N；（3）12J；（4）4W【解析】解：（1）根據(jù)圖示可知，拉力F等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)，即F=2N（2）圖中動(dòng)滑輪繩子的有效段數(shù)為2，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，與物體相連的繩子對(duì)滑輪的拉力為T=2F=2×2N=4N由力的相互性，繩子對(duì)物體拉力大小為T′=4N因物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡的條件可知，物體受到的滑動(dòng)摩擦力與繩子對(duì)物體的拉力為一對(duì)平衡力，大小相等，故物體與水平面間的摩擦力f=4N（3）由速度公式可知，物體在3s內(nèi)移動(dòng)的距離s=vt=1m/s×3s=3m則自由端移動(dòng)的距離s′=2s=2×3m=6m3s內(nèi)F做的功W=Fs′=2N×6m=12J（4）拉力F做功的功率答：（1）拉力F是2N；（2）物體與水平面間的摩擦力是4N；（3）3s內(nèi)F做功是12J；（4）拉力F做功的功率是4W。29．如圖所示，一架無人機(jī)通過動(dòng)滑輪將貨物從深井中拉出。已知井深5米，貨物重20牛，無人機(jī)豎直向上勻速飛行的速度為0.4米/秒，不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦。求：①貨物從井底拉至井口的時(shí)間。②貨物從井底拉至井口的過程中，無人機(jī)拉繩子的拉力做功。③若無人機(jī)重10牛，則貨物從井底拉至井口的過程中，此無人機(jī)升力（維持無人機(jī)向上飛行的動(dòng)力）的功率?！敬鸢浮竣?5s；②100J；③8W【解析】解:①由圖可知，動(dòng)滑輪股數(shù)為2股，無人機(jī)豎直向上勻速飛行的速度為0.4米/秒，則物體的上升的速度v物=v機(jī)=×0.4m/s=0.2m/s貨物從井底拉至井口的時(shí)間t===25s②物體上升5米，則無人機(jī)需要上升的高度s=2h物=2×5m=10m無人機(jī)對(duì)繩子的拉力F拉=G物=×20N=10N則無人機(jī)拉繩子的拉力做功W=F拉s=10N×10m=100J③若無人機(jī)重10牛，則無人機(jī)的升力為F升=G機(jī)+F拉=10N+10N=20N無人機(jī)升力的功率P=F升v機(jī)=20N×0.4m/s=8W答：①貨物從井底拉至井口的時(shí)間為25s；②貨物從井底拉至井口的過程中，無人機(jī)拉繩子的拉力做功為100J；③此無人機(jī)升力的功率為8W。30．如圖1所示，用滑輪按甲和乙兩種方式拉同一重為5牛物體在相同的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)滑輪與繩子的摩擦力及滑輪重，拉力分別為F甲和F乙、兩個(gè)拉力自由端的s-t圖像如圖2所示，已知F甲的大小為4牛，求：(1)按甲方式拉動(dòng)時(shí)，物體的速度；(2)若物體運(yùn)動(dòng)3秒，F(xiàn)甲所做的功；(3)若物體移動(dòng)了3.6米，F(xiàn)乙的功率?！敬鸢浮?1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W【解析】(1)由題意可知，圖2中的甲圖像是圖1的F甲拉力自由端的圖像，由s-t圖像可知，F(xiàn)甲拉力自由端的速度F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；從圖1的F甲拉力圖像中可看到，這是一個(gè)定滑輪，物體的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉動(dòng)時(shí)，物體的速度是0.4m/s。(2)若物體運(yùn)動(dòng)3秒，那么F甲拉力自由端移動(dòng)的距離已知F甲的大小為4牛，根據(jù)可知F甲所做的功F甲所做的功是4.8J。(3)由題意可知，按甲和乙兩種方式拉同一重為5牛物體在相同的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么兩種方式下，物體對(duì)水平面的壓力相同，接觸面的粗糙程度相同，那么兩種方式下的滑動(dòng)摩擦力大小相同；已知F甲的大小為4牛，那么甲方式中拉物體的拉力也是4N，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么物體受到的摩擦力大小等于物體的拉力，也是4N，即那么乙方式中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力大小等于物體受到的拉力，從圖中乙方式可以看到，這是一個(gè)動(dòng)滑輪，兩條繩子托著動(dòng)滑輪，那么F乙的大小F乙的大小是8N；從圖2可以看到，乙拉力自由端的速度根據(jù)可知，這情況下F乙的功率這情況下F乙的功率是2.4W。答：(1)按甲方式拉動(dòng)時(shí)，物體的速度是0.4m/s；(2)若物體運(yùn)動(dòng)3秒，F(xiàn)甲所做的功是4.8J；(3)若物體移動(dòng)了3.6米，F(xiàn)乙的功率是2.4W。五、實(shí)驗(yàn)題31．小華同學(xué)研究動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn)，他們先用彈簧測力計(jì)如圖（a）所示勻速提升重物，再分別用重力不同的動(dòng)滑輪甲、乙、丙（G甲＜G乙＜G丙）豎直向上勻速提升同一重物，如圖（b）、（c）、（d）。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的操作和彈簧測力計(jì)的示數(shù)，然后歸納得出結(jié)論；（1）分析比較圖（a）與（b）或（a）與（c）或（a）與（d）可得：___________；（2）分析比較圖（b）與（c）與（d）可得：___________?！敬鸢浮?/p>

見解析

見解析【解析】根據(jù)圖中彈簧測力計(jì)的示數(shù)，可以得出結(jié)論：（1）[1]勻速提升同一重物時(shí)，使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變用力方向。（2）[2]由題意得，重力不同的動(dòng)滑輪甲、乙、丙使用動(dòng)滑輪勻速提升同一重物時(shí)，滑輪重力越大，所用的拉力越大。32．如圖是小海同學(xué)“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置。他按圖示提起鉤碼時(shí)注意保持測力計(jì)勻速移動(dòng)，分別測得一組數(shù)據(jù)如下表所示鉤碼重G/N鉤碼升高高度h/m測力計(jì)示數(shù)F/N測力計(jì)移動(dòng)距離S/m甲0.980.20.980.2乙0.980.21.020.2丙0.980.20.550.4請(qǐng)你分析：（1）比較測力計(jì)示數(shù)的大小，可知：使用動(dòng)滑輪的好處是______；（2）比較測力計(jì)拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是______；（3）把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實(shí)驗(yàn)測力計(jì)移動(dòng)的距離，可知：使用動(dòng)滑輪______；【答案】

省力

改變了用力的方向

費(fèi)距離【解析】（1）[1]由表中的數(shù)據(jù)知，在丙中，拉力故使用動(dòng)滑輪的好處是省力。（2）[2]由表中的數(shù)據(jù)知，在乙中，拉力雖然拉力與物重相等，但是向下用力，故使定滑輪的好處可以改變用力的方向。（3）[3]乙測力計(jì)移動(dòng)距離為0.2m，丙測力計(jì)移動(dòng)距離為0.4m，故使用動(dòng)滑輪費(fèi)距離。33．某小組同學(xué)研究動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn)，他們先用彈簧測力計(jì)緩慢提起重物（重力為2牛），如圖1（a）所示，再用動(dòng)滑輪緩慢提起相同重物，如圖1（b）所示；接著他們換了重物（重力為3牛）再做一次實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。序號(hào)拉力F2（牛）使用動(dòng)滑輪拉力F1（牛）第一次21第二次32.3(1)小明看了記錄的數(shù)據(jù)后，認(rèn)為第一次的數(shù)據(jù)是正確的，第二次的數(shù)據(jù)是錯(cuò)的。小明為了說明理由，畫了動(dòng)滑輪工作示意圖（如圖2所示），并做了如下分析：根據(jù)如圖2所示可知，動(dòng)滑輪工作時(shí)，動(dòng)力臂（l1）是直徑，阻力臂（l1）是半徑，再根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，因?yàn)閘1=2l2，所以F1=F2，因此第一次數(shù)據(jù)是正確的，第二次數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤。你認(rèn)為小明的分析和判斷是否合理，請(qǐng)簡要說明理由；______(2)小明進(jìn)一步分析第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：使用動(dòng)滑輪提升重物，雖然能省力但做的功要比不用滑輪直接提升重物所做的功要多，請(qǐng)你分析一下，多做功的原因可能是______?！敬鸢浮?/p>

見解析

不僅要克服物重做有用功，還克服動(dòng)滑輪重、繩子重以及摩擦做額外功【解析】(1)[1]動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿，能省力一半，但實(shí)際使用動(dòng)滑輪提起物體時(shí)，還提起了動(dòng)滑輪，還要克服繩子重以及摩擦，所以實(shí)際繩子自由端拉力大于物體重力的一半，故小明判斷不合理。(2)[2]使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，能省力，但不僅要克服重物重力做有用功，還要克服動(dòng)滑輪重、繩重以及摩擦做額外功，所以實(shí)際會(huì)多做一部分功。34．小金在翻閱初二物理教材時(shí)發(fā)現(xiàn)“沿光滑斜面向上拉重桷所需的拉力F小于物體所受的重力G”，他為了深入的研究這個(gè)“沿斜面向上的拉力大小”，用兩個(gè)重力不同的光滑小球和彈簧測力計(jì)等器材按圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，他改變斜面與水平面的夾角θ，并保持拉力的方向始終沿斜面向上．他記錄的數(shù)據(jù)知表一，表二所示．表一小球重力為3牛

實(shí)驗(yàn)序號(hào)斜面與水平面的夾角θ測力計(jì)的示數(shù)（牛）130°1.5245°2.1353°2.4表二小球重力為5牛

實(shí)驗(yàn)序號(hào)斜面與水平面的夾角θ測力計(jì)的示數(shù)（牛）137°3.0245°3.5360°4.3(1)[分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1和2和3或4和5和6的測力計(jì)示數(shù)、斜面與水平面夾角，可得出的初步結(jié)論是：重力一定的小球靜止在斜面時(shí)，它受到沿斜面向上的拉力____重力．（選填“小于等于”或“大于”）(2)[分析比較