1、专题11 滑轮一、单选题1.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】A图中，动力臂为阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为41，所以动力和阻力之比为14，所以所需动力为；B图滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n=3，所以所需动力为；C图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以所需动力为；D图中，不计机械自重和摩擦，则，代入数据解得；综上，F1F2F4F3。故选A。2.（多选）如图甲所示，重为160N的物体在大小为20N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。
2、如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动了1m，若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=60WB.物体与地面之间的摩擦力f=20NC.物体向右运动时，拉力F2=40ND.物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=80J【答案】CD【解析】A.由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n为2，物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为则物体向左运动时，由可得拉力F1的功率故A错误；B.图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数n为2，所以物体与地面之间的摩擦力故B错误；
3、C.物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N，物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，则有解得F2=40N，故C正确；D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2所做的功故D正确。故选CD。3.如图，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G=18N，F=10N。（不计摩擦和绳重）这一过程中，不正确的是（）A.动滑轮重为2NB.绳子自由端上升0.4mC.拉力F做功2JD.该动滑轮的机械效率为90%【答案】C【解析】A.由图示可知，承重绳子的段数为2，不计摩擦和绳重
4、，则拉力F则滑轮重G动nFG210N18N2N故A正确；B.绳子自由端上升的高度snh20.2m0.4m故B正确；C.拉力做的功W总Fs10N0.4m4J故C错误；D.有用功W有Gh18N0.2m3.6J机械效率为90%故D正确。故选C。4.如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（）A.400NB.450NC.500ND.600N【答案】B【解析】由图可知，绳子承担重物的段数n为3，提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为250N，根据求出动滑轮的重力为当提升一个重为120
5、0N的物体时，人的拉力为综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。故选B。5.下列各图中利用了动滑轮的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】因为动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动，由此知道A、B、C图中滑轮是固定不动的，是定滑轮，D图中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮，故选D。6.如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则（）A.F20NB.F10NC.F40ND.F60N【答案】A【解析】由图可知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以FA=GB=20N=10N在
6、水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f=FA=10N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=10N+10N=20N故选A。7.如图所示，用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A，使物体A沿水平方向移动一段距离s。在此过程中，拉力F做的功为（ ）A.3FsB.GsC.2FsD.（G+F）s【答案】C【解析】由图可以看出，该滑轮组绳子的有效股数n=2则绳子自由端移动2s，拉力F做的功为W=Fs绳=F2s=2Fs故选C。8.如图，用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为F甲、F乙、F丙，比较它们的大小（不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦），正确
7、的是（）A.F甲F乙B.F甲=F乙C.F丙F乙D.F乙 =F丙【答案】D【解析】因不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦，甲图中，所使用的是动滑轮省一半的力，所以拉力是物体所受摩擦力的一半，乙和丙两个图中都使用定滑轮，不省力也不费力，所以拉力都等于物体所受的摩擦力，而且甲乙丙中的物体是同一个物体在相同的水平地面上运动，所以受到的滑动摩擦力大小相等，所以F甲、F乙和F丙的关系为，F甲最小，F乙和F丙的大小相等。故选D。9.关于滑轮，下列说法错误的是A.使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向B.使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向C.定滑轮实质是个等臂杠杆D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆【答
8、案】B【解析】AC.定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮时不省力但可以改变力的方向，故AC正确，不符合题意；BD.动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选B。10.如图所示使用下列三个装置分别用F1、F2、F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则F1、F2、F3的大小关系为（）A.F1F2F3B.F1F2F3C.F1F3F2D.F1F3F2【答案】D【解析】不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下：左边的滑轮是动滑轮，能省一半的力，故右边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故中间的滑轮是动滑轮，
9、F2作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则所以故选D。二、填空题11.如图所示，用拉力F匀速提起重力为20N的物体A，不计摩擦，拉力F大小为_牛。若物体A在20秒内上升8米，此过程中拉力F做的功为_焦，功率为_瓦。【答案】20 160 8 【解析】1因为图中滑轮为定滑轮，且不计摩擦力，所以2物体上升8米，所以F下降8米，此过程中拉力F做的功3拉力F做功的功率12.如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物，其中乙为_滑轮，使用时相当于_杠杆；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F1=F2，则GA_GB（选填“小于”、“等于”或“大于”）。【答案】动 省力 小于 【解析】12乙滑轮随货物一起升降，为动滑轮
10、，使用时相当于省力杠杆。3图中甲滑轮位置固定不变，是定滑轮，不计滑轮重力及摩擦时，定滑轮动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，动力就等于阻力，所以F1等于GA；图中乙滑轮随物体一块移动，是动滑轮，动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，不计滑轮重力及摩擦时，使用动滑轮能省一半的力，故F2小于GB。因为F1=F2，则GA小于GB。13.如图所示，重物A在力F的作用下，以0.1m/s的速度匀速上升，此时弹簧测力计的示数为5N，则A物体所受的重力为 _N ，拉力F在10s内所做的功为_J 。（不计摩擦、绳重及滑轮自重）【答案】5 5 【解析】1由图可知，物体A匀速上升，处于平衡状态，受到的拉力和重力是平衡力，物体A的
11、重力G=F=5N210s内物体移动距离s物=vt=0.1m/s10s=1m拉力端移动距离为物体移动距离的，拉力移动的距离s=s物=1m=0.5m不计摩擦、绳重及滑轮自重，拉力F拉=2F=25N=10N拉力F在10s内所做的功W=F拉s=10N0.5m=5J14.如图是用滑轮组提升物体的示意图，其中 A 为_滑轮，B 为_滑轮。【答案】定 动 【解析】12由图可知，A 滑轮不随物体一起移动，为定滑轮；B 滑轮随物体一起移动，为动滑轮。15.如图所示为太原天龙山“云端上的旅游公路”，它的垂直高度差达350m，大约相当于116层居民楼的高度，公路全长30km。一辆质量为5t的小货车从山底行驶到山顶克
12、服重力做功为 _J（g取10N/kg）；公路弯弯曲曲如盘龙，而不是直接从山下直通山顶，这样的设计目的是_。【答案】1.75107 使公路成一个平缓的斜面，能够省力 【解析】1小货车从山底行驶到山顶克服重力所做的功W=Gh=mgh=5103kg10N/kg350m=1.75107J2公路设计成盘龙形，是让公路成平缓的斜面，从而达到省力的目的。三、作图题16.一个工人站在地面上，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，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。【答案】见解析【解析】要求绳子的自由端要向下拉，且要使滑轮组最省力，则承担物重的绳子段数最多，应该从动
13、滑轮绕起，依次绕过各个滑轮，三段绳子承重，如图：17.如图，工人利用滑轮组提升重物，请用笔画代替绳子，画出最省力的绕绳方法。【答案】见解析【解析】因为人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由3段绳子承担物重是最省力的绕绳方法，如图所示四、计算题18.小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2。求此过程中：（1）小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。【答案】（1）7.5103Pa（2）800J（3）70%【解析】（1）由于人对绳子施加的拉力是：F=200N，
14、由力的相互性知道，绳子对人的拉是200N，人处于平衡态，故人对地面的压力是：F=G-F拉 =500N-200N=300N；又因为两脚与地面接触的总面积S=400cm2，所以，小夏对地面的压强是： =7.5103 Pa；（2）由图知道，承担物重的绳子的有效段数为2，所以，绳子自由端向下移动的距离是：s=2h=22m=4m；故拉力做的功是：W总=F拉 s=200N4m=800J；（3）克服重物做的有用功是：W有=Gh=280N2m=560J；故该滑轮组的机械效率是： =70%19.如图所示，在水平面上的物体 A 重为 100 牛，当人用 40 牛的拉力拉滑轮时，物体在水平面上以 0.5 米/秒的速
15、度匀速直线运动 4 秒。（不计滑轮重和滑轮间的摩擦），则（1）物体 A 与地面间的摩擦力多大？（2）人的力 F 做功多少焦？（3）拉力 F 的功率是多少？（4）物体重力做功多少焦？【答案】（1） 20N；（2） 40J；（3） 10W；（4） 0【解析】（1）由于拉力作用在动滑轮的轴上，则该动滑轮费一倍的力，且不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，所以拉力，则物体A受到的摩擦力物体 A 与地面间的摩擦力20N。（2）物体A移动的距离是该动滑轮费一倍的力省一半的距离，所以拉力移动的距离因此拉力F做的功人的力 F 做功40J。（3）人做功的功率拉力 F 的功率是10W。（4）由题意可知，物体通过这段路程
16、中，没有在重力的方向上移动距离，所以根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0。答：（1）物体 A 与地面间的摩擦力20N。（2）人的力 F 做功40J。（3）拉力 F 的功率是10W。（4）物体重力做功为0。20.在图所示的装置中，某人在10秒内将重为200牛的货物匀速提升3米。不计装置重力和摩擦，求：（1）绳对重物的拉力F；（2）绳拉重物所做的功W和功率P。【答案】（1） 200N；（2）600J，60W【解析】（1）该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，不计装置重力和摩擦，手对绳的拉力F=G=200N（2）绳拉重物所做的功W=Fs=Gh=200N3m=600J拉力的功率P=60W答：（1）绳对重物的拉力F为200N；（2）绳拉重物所做的功为600J；拉力的功率为60W。
