資源簡介

九年級上冊 科學第三章 3.4簡單機械—滑輪與滑輪組重難點與易錯點培優專題
易錯點一、滑輪的分類與作用——動滑輪和定滑輪
例1：（2024九上·金華月考）現有史籍中最早討論滑輪的是《墨經》。書中將向上提舉重物的力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個滑輪稱為“繩制”（圖1）。現分別用甲、乙兩個力替代“收”（圖2），使重物在相同的時間內勻速上升相同高度。不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．使用這個滑輪能省力 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．甲拉力使繩自由端移動速度小于乙拉力使繩自由端移動速度
（例1） （例2）
例2：如圖所示實驗裝置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和彈簧測力計均處于靜止狀態，若不計彈簧測力計、繩子的自重及一切摩擦，則繩子對甲的拉力為________N；彈簧測力計的讀數為________N。
變式1：如圖所示，健身員向下擺動腳踝使細繩拉著物體緩慢提升時，圖中的滑輪是（　　）
A．定滑輪，可省力 B．動滑輪，可省力
C．定滑輪，可改變力的方向 D．動滑輪，可改變力的方向
（1） （2）
變式2：（2024九上·浙江期中）如圖所示，分別用力F1、F2、F3，勻速提起重物A，若不計摩擦，關于三個力的大小關系，下列選項中正確的是（　　）
A．F1=F2=F3 B．F1>F2>F3 C．F1>F2=F3 D．F1變式3：（2023九上·玉環月考）小李的質量為40kg，可以舉起80kg的杠鈴；小胖的質量為80kg，可以舉起40kg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，看誰能把對方拉起來。比賽結果應是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起 C．兩個都拉不起 D．兩個都拉起
（3） （4）
變式4：（1）如圖1所示，甲物體重3N，乙物體重10N，用繩繞過定滑輪相連（不計繩重與摩擦）。乙靜止于水平地面上，則a繩對甲的拉力為___________N。
（2）在分析b繩對乙的拉力時，小明認為是3N，小慧認為是7N。小明做了以下實驗：用彈簧測力計測出某物體的重力（如圖2）；然后將繩子靠著定滑輪（不計繩重與摩擦），如圖3所示，彈簧測力計依次放在A、B、C、D位置時，其示數保持不變。由此可見，定滑輪的特點是_________。
變式5：如圖所示，利用四種機械提起同一個重物，不計機械自重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
變式6：在如圖所示的各種情況中，用同樣大小的力將重物勻速提升，若不計摩擦和滑輪重，物重最大的是（　　）
A． B． C． D．
易錯點二：豎直方向——用滑輪提升重物
例1：（2024·鹿城模擬）如圖所示，不計摩擦，把重G=16 N的物體勻速提起所用的拉力F=10 N，則關于該動滑輪的說法中錯誤的是 （　　）
A．動滑輪重4 N B．使用該動滑輪要費距離
C．該動滑輪的機械效率為80% D．提升物體的速度越快，機械效率越高
（例1） （例2）
例2：（2024九上·金東期末）如圖所示為小江組裝的甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物=200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（　　）
A．F甲=200N，并向上移動4m B．F甲=100N，并向上移動2m
C．F乙=200N，并向上移動1m D．F乙=400N，并向上移動1m
1.如圖甲、乙、丙，滑輪重、繩重及摩擦不計，提升的重物重均為G=100N，F1=______N，F2=______N，F3=______N。當勻速提升物體10m時，繩子自由端運動的距離分別為_____________________________。
（1） （2）
2.如圖所示，彈簧秤下掛著一個重為1N的滑輪，滑輪上用細線掛著一個1N的小球和一個10N重的物體，小球懸在空中，物體落在桌面上，整個裝置都是靜止的，這時彈簧秤的讀數是（ ）
A．2N B．3N C．11N D．12N
3.如圖所示，物體重G為200N，滑輪重40N，則A處細繩上的受力為 ，B處向上拉力F應為______N。如果F向上移動3m，則物體上升_____m。
4.如圖所示，天花板上掛著一個滑輪，繩繞過滑輪后兩端分別連接A、B兩物體，A、B兩物體所受重力分別為GA＝8 N、GB＝10 N，B放在光滑水平地面上，A、B都處于靜止狀態，不計滑輪和繩的重力及摩擦，下列說法正確的是(　　)
A. 繩對A的拉力大小為2 N B. 繩對B的拉力大小為10 N
C. 地面對B的支持力大小為2 N D. 天花板所受拉力大小為18 N
（3） （4） （5） （6）
5.如圖所示，摩擦不計，滑輪重2N，物重10N。在拉力F的作用下，物體以0.4m／s的速度勻速上升，則（ ）。
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·杭州模擬）如圖所示，用10N的力F豎直向上拉動滑輪，物體A以0.2m/s的速度勻速上升2m，滑輪的效率為80%，不考慮摩擦繩重，下列說法正確的是（　　）
A.拉力做的有用功為8J B．拉力F的功率為4W
C.A的重力為5N D．滑輪重力為4N
易錯點三：水平方向——用滑輪水平拉動重物
例1：（2024九上期中）利用如圖所示的滑輪組，使重80N的物體A沿水平地面勻速向左移動了1m，物體A與地面間摩擦力為30N，不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，則下列說法正確（　　）
A．拉力F大小為60N
B．滑輪組掛鉤拉物體A的力為30N
C．該定、動滑輪的組合既能省力又可以省距離
D．繩子自由端移動的距離為3m
（例1） （例2）
例2：（2023九下·寧波月考）如圖，重為50N的物體A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做勻速直線運動10秒，此時彈簧秤示數為10N，若不計滑輪、彈簧秤和繩的重及滑輪與繩之間的摩擦，在這個過程中，拉力大小為 　 　，拉力的功率為 　 　。
1.如圖所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離．所用拉力分別是F1、F2、F3，這三個力的作用點移動距離分別是s1、s2、s3，移動速度分別為v1、v2、v3，不計滑輪摩擦，則（　　）
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.如圖所示，在水平拉力作用下，使重為40N的物體A勻速移動了5m，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計滑輪及繩子的重力和滑輪與繩子間的摩擦，在此過程中拉力F做的功為（ ）
A．50J B．25J C．100J D．200J
（2） （3）
3.如圖所示，同一物體A在拉力作用下沿同一水平面勻速直線運動，若拉力F1、F2拉動繩子使滑輪通過的距離相同，試比較拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑輪重、繩重及繩與滑輪之間的摩擦不計）。下列關系正確的是（ ）
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）如圖裝置，在水平拉力F作用下，物體M沿水平地面勻速直線運動，已知彈簧秤讀數為10N，物體M的運動速度為1m/s（若不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦）。此過程中（　　）
A．物體M與地面間的摩擦力為5N B．滑輪對物體的拉力為10N
C．1s內滑輪對物體M做功為10J D．水平拉力F做功的功率為20W
（4） （5）
5、（2022·浙江松陽縣一模）如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.4m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N。下列說法正確的是（不計滑輪、彈簧測力計、繩重及滑輪摩擦）（　　）
A．物體B受到的摩擦力為3N，方向水平向左 B．繩子拉物體A的功率為2W
C．地面對A的摩擦力為3N D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數也增大
6、如圖所示，用24N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數恒為5N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法正確的是（ ）
A．物體A受到地面的摩擦力是12N B．滑輪移動的速度是
C．在4s內繩子對物體A做的功9.6J D．水平拉力F的功率是4.8W
（6） （7）
7、如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N．若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的有（ ）
A.B受到的摩擦力為3N，方向水平向左
B.滑輪移動的速度為0.4m/s
C. 繩子拉物體A的功率為2W
D. 在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數仍為3N
易錯點四、滑輪組
例1：（2024·舟山模擬）在野外用滑輪組拉越野車脫困時的情景如圖所示，有正確的是（　　）
A．車對地面的壓力與車的重力是一對平衡力
B．車拉滑輪組的力與滑輪組對車的拉力是一對平衡力
C．脫困必需2400N的拉力時，繩索自由端的力F至少為1200N
D．脫困必需2400N的拉力時，繩索自由端的力F至少為800N
（例1） （例2）
例2：質量為6kg的物體A放在水平桌面上，利用如圖所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數為3N，不計繩子與滑輪組之間的摩擦，則（　　）
A．作用在繩端的拉力F為9N B．水平桌面對物體A的摩擦力是3N
C．在2s內拉力F做功1.2J D．在2s內拉力F的功率是1.8W
例2：（2024九上·紹興期末）如圖是一個定滑輪(質量為3kg)和一個動滑輪(質量為2kg)組成的滑輪組。用該滑輪組在4秒內將重物豎直向上勻速提升4m，所用拉力F=100N，不考慮繩重和摩擦的影響。
（1）在該滑輪組中滑輪A的作用是：　 　。
（2）拉力F做功的功率為　 　W。
（3）在提升該重物時滑輪組的機械效率為　 　。
例4：（2023九上·永康月考）如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體重G=6×103N，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2.5×103N，汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：
（1）求此過程中滑輪組的機械效率。
（2）求汽車牽引力做的總功。
1、（2023九上·玉環月考）如圖，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時物體B保持靜止狀態，當用豎直向下4牛的力F1拉重為2牛的物體A時，使物體B以0.2米/秒的速度勻速向右運動。若只用水平向左的力F2拉物體B時，使物體A以0.3米/秒速度勻速上升，不計滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。下列判斷正確的是（　　）
A．物體B受到的摩擦力為8牛 B．拉力F2大小為10牛
C．拉力F2的功率為2.4瓦 D．拉力F1的功率為1.2瓦
（1） （2）
2、（2023九上·寧海期末）如圖所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物體以1m/s的速度做勻速直線運動，已知物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.3倍。下列說法正確的是（　　）
A．繩子自由端移動的速度是3m/s B．物體受到的拉力為360N
C．在2秒內拉力做的功為360J D．滑輪組的機械效率為83.3%
3、（2023·浙江模擬）如圖所示，F1=4N，F2=3N，此時物體A相對于地面靜止，物體B以的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪轉軸處的摩擦）。下列說法錯誤的是（ ）
A．F2的功率為 B．彈簧測力計讀數為
C．物體A和地面之間有摩擦力D．如果增大F2，物體A可能向左運動
（3） （4）
4、（2023·慈溪模擬）如圖所示，物體A的重力為180N，物體B的重力為15N。物體A受到一個水平向右的拉力F，拉力F的功率為3W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升0.3m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F做的功等于物體B克服重力做的功 B．2s內，物體B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小為40N D．物體A向右做勻速直線運動的速度為0.3m/s
5、如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時物體B保持靜止狀態。當用豎直向下2N的力F1拉重為1N的物體A時，能使物體B以0.6m/s的速度勻速向右運動；若只用水平向左的力F2拉物體B時，能使物體A以0.3m/s速度勻速上升，不計滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。下列判斷正確的是（　　）
A.物體B受到的摩擦力為6N B.拉力F2大小為10N
C.拉力F2的功率為1.2W D.拉力F1的功率為0.4W
6．（2023·定海模擬）如圖所示，物體A重為200N，C、D滑輪重均為30N。物體B重為120N，它恰好能拉著A向右勻速運動，不計滑輪與繩子間摩擦。
（1）圖中D為 　 　（填“定”或“動”）滑輪。
（2）現用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B勻速上升，則拉力F的大小為 　 　N。
（5） （6）
7．（2024·寧波市階段性練習）如圖所示，物體A在物體B的重力作用下做勻速直線運動。若在A上再施加一個水平向左、大小為100N的拉力F（圖中未畫出），則物體A向左做勻速直線運動，此時物體A與桌面之間的摩擦力_______N。物體B的重力是_______N。（不計繩重，輪重和摩擦）
（7） （8）
8、（2024·天臺模擬）圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是___________（選填“A”或“B”），動滑輪重為___________N，3s 內對物體做的有用功為___________J。
9、（2024·紹興模擬）如圖所示，一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體從井底勻速拉至井口，所用時間為15s，已知井深15m，物體重G= 7000N，汽車重G車= 30000N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2500N。若不計繩與滑輪及滑輪與軸間的摩擦，求：
（1）汽車勻速前進的距離；
（2）動滑輪重力；
（3）將物體從井底拉至井口的過程中，滑輪組對重物所做的功；
（4）汽車拉繩子時的拉力F的功率。
易錯點五、機械效率
例1：（2024九模擬）用如上圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列分析正確的是( )
A.動滑輪的重力為5N B.該滑輪組的機械效率可以達到100%
C.滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5J
（例1） （例2）
例2：在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同的鉤碼，分別做了三次實驗，實驗數據記錄在下表中。
實驗次數 鉤碼所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 繩端移動的距離s/m 機械效率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）在實驗過程中，應沿豎直方向___________拉動彈簧測力計。
（2）在第3次測量中，機械效率為___________。
（3）分析表中數據可得出：同一滑輪組，提升鉤碼越重，機械效率越___________（填“高”或“低”）。
例3：如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時間內繩子自由端移動的距離為s=3m。圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關系圖。
（1）計算物體上升的速度。
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是 ，并列式計算出該物理量。
（3）計算滑輪組提升該重物時的機械效率。
1：（2024 杭州模擬）小明用圖滑輪組將重為15N的物體勻速提升2m，手的拉力是6N．則（　　）
A．小明做的總功是30J B．該滑輪組的機械效率是83.3%
C．若減小物重，可以增大機械效率 D．若加快提升速度，可以增大機械效率
（1） （2）
2、（2024九上·江北期末）如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景，該平臺結構簡圖如圖乙所示。其中吊籃和動滑輪總質量為30kg，吊籃由電動機控制升降。在某次吊升過程中，兩名工人及所帶工具總質量200kg，20s內吊籃勻速上升4m，電動機對鋼絲繩的拉力為750N。下列說法錯誤的是（　　）
A．本次吊升過程中的有用功是8×103J
B．本次吊升過程中的機械效率約為87.0%
C．可以通過減少吊籃和動滑輪的重力來提高該平臺使用時的機械效率
D．可以通過增加工人和工具重力來提高該平臺使用時的機械效率
3、（2024九上·嘉興模擬）如圖所示，當重為10牛的物體G靜止時，彈答測力計a的讀數是6N。試回答下列問題：（不計繩重及摩擦）
（1）彈簧測力計b的讀數是　 　。
（2）2秒內將重物勻速拉升10厘米，拉力的功率為　 　瓦。
（3）若重物G增大為12牛，仍將其勻速拉升10厘米，則裝置的機械效率會　 　（選填“變小”、“不變” 或“變大”）。
4：（2023九上·杭州月考）如圖所示，小Q同學重G人=600牛，物體重G物=1000N，動滑輪重G動=200N，他站在地面上拉繩子的一端，使物體以1m/s的速度勻速上升2m（繩重和摩擦不計）。
（1）小Q在繩子上所施加的拉力；
（2）小Q拉力所做的總功；
（3）求小Q 同學使用該機械提升重物時的最大機械效率。
易錯點六、斜面的機械效率
1、（2024·舟山模擬）如圖用一個長為1.2m的斜面將重為45N的物體沿斜面勻速拉到0.4m的高臺上，斜面的機械效率為60%，則拉力F是　 　N，物體與斜面間的摩擦力是　 　N。
（1） （2）
2、（2024·浙江杭州階段練習）小金用如圖所示裝置和相關的實驗儀器探究斜面機械效率的影響因素，斜面長為L，高為h，他用沿斜面向上的拉力F把重為G的物體從斜面底端勻速拉到頂端。下列說法錯誤的是（　　）
A．改變h即可研究斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響
B．該過程中克服斜面摩擦力做的功屬于額外功
C．該斜面的機械效率為
D．若物體沒有被拉到斜面頂端，則無法測出斜面的機械效率
3、（2024·浙江仙居縣模擬）工人要把貨物搬到汽車上，如圖所示，用400牛的拉力，將重為500牛的物體，在5秒內勻速拉上1米高的車內，木板長為2米。則下列說法正確的是（　　）
A．拉力做的有用功為400焦 B．拉力做的總功為1000焦
C．拉力做的額外功為200焦 D．斜面對物體的摩擦力為150牛
（3）（4）（5）
4、工人用平行于斜面向上的500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m的車廂，所用的斜面長是3m。斜面的機械效率為________，斜面對物體的摩擦力是________。
5、（2023·杭州模擬）有一斜面長s＝5m，高h＝3m，用彈簧測力計把一物塊沿斜面從底部勻速拉到頂部，彈簧測力計的示數如圖所示。忽略彈簧秤自重，若該斜面的機械效率為80％，則
（1）物體的重力為　 　N，物體受到斜面的摩擦力為　 　N。
（2）使用斜面可以　 　(選填“省力”或“省功”)，若其他條件不變，將斜面傾斜角度增加，則斜面的機械效率　 　80％(選填“大于”、“小于”、“不變”或“無法判斷”)。
易錯點七、綜合題型
例1：區分滑輪組中Ｆ和Ｇ的關系（以下滑輪組中不計滑輪重、不繩重及摩擦）
Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ
變式1.如右上圖所示，用滑輪裝置將A、B兩個物體懸掛，如果不計滑輪質量、繩重和摩擦，要使整個裝置達到平衡，則GA＝ GB。
變式2.如圖5體重500N的人，要將G＝700N的吊籃勻速吊起，不計滑輪、繩重及摩擦。
（1）如圖5，人站在地面上，至少要用 N的力拉繩。
（2）如圖6，人站在吊籃中至少要用 N的力拉繩。
九年級上冊 科學第三章 3.4簡單機械—滑輪與滑輪組重難點與易錯點培優專題
解析
易錯點一、滑輪的分類與作用——動滑輪和定滑輪
例1：（2024九上·金華月考）現有史籍中最早討論滑輪的是《墨經》。書中將向上提舉重物的力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個滑輪稱為“繩制”（圖1）。現分別用甲、乙兩個力替代“收”（圖2），使重物在相同的時間內勻速上升相同高度。不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．使用這個滑輪能省力
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．甲拉力使繩自由端移動的速度小于乙拉力使繩自由端移動的速度
【答案】B
【解析】【分析】A.由圖可知，圖中的滑輪是定滑輪，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力，由此得出結論；
B.定滑輪是等臂杠桿，由于阻力和阻力臂不變，動力臂都等于滑輪的半徑，根據杠桿的平衡條件可得出結論；
C.由題意可知，重物上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移動的距離等于重物上升的距離；由于甲、乙拉力大小相等，根據W=Fs可知甲、乙拉力做功的大小，由此可得出結論；
D.由題意可知，重物在相同時間內上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移動的距離等于重物上升的距離，由此可得出結論。
【解答】 A.由圖可知，圖中的滑輪是定滑輪，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力，故A錯誤；
B.定滑輪是等臂杠桿，由于阻力和阻力臂不變，動力臂都等于滑輪的半徑，即甲、乙拉力的力臂相等，根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正確；
C.由題意可知，重物上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移到的距離等于重物上升的距離；由于甲、乙拉力大小相等，根據W=Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C錯誤；
D.由題意可知，重物在相同時間內上升的距離相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑輪中，繩子移動的距離等于重物上升的距離，繩子移動的時間和重物上升的時間相同，根據可知，甲、乙拉力移動的速度都等于重物上升的速度，故D錯誤。
故選B。
例2：如圖所示實驗裝置，甲重18N、乙重12N，甲、乙和彈簧測力計均處于靜止狀態，若不計彈簧測力計、繩子的自重及一切摩擦，則繩子對甲的拉力為________N；彈簧測力計的讀數為________N。
【答案】12 12
【解析】[1]圖中兩個滑輪均為定滑輪，根據定滑輪的工作特點可知，若不計彈簧測力計、繩子的自重及一切摩擦，則繩子對甲的拉力等于乙對繩子的拉力，等于乙的重力，大小為12N。
[2]乙對繩子的拉力等于乙的重力，大小為12N，彈簧測力計的示數等于繩子的拉力，則彈簧測力計的示數是12N
變式1：如圖所示，健身員向下擺動腳踝使細繩拉著物體緩慢提升時，圖中的滑輪是（　　）
A．定滑輪，可省力 B．動滑輪，可省力
C．定滑輪，可改變力的方向 D．動滑輪，可改變力的方向
【答案】C
【解析】【分析】根據滑輪的位置是否移動，可將滑輪分為定滑輪和動滑輪。定滑輪的軸是固定不變的，動滑輪的軸隨鉤碼儀器移動。定滑輪不能省力，但可以改變力的方向，動滑輪可以省一半的力，但不能改變力的作用方向。
【解答】由于圖中的滑輪軸是固定不變的，故為定滑輪，提升物體的方向是豎直向上的，實際拉動的拉力方向為水平向右，故可以改變力的方向。
故答案為：C
變式2：（2024九上·浙江期中）如圖所示，分別用力F1、F2、F3，勻速提起重物A，若不計摩擦，關于三個力的大小關系，下列選項中正確的是（　　）
A．F1=F2=F3 B．F1>F2>F3 C．F1>F2=F3 D．F1【答案】A
【解析】【分析】根據定滑輪的特點判斷。
【解答】定滑輪是一個等臂杠桿，它不省力不費力，且力的大小與拉力的方向無關，故A正確，而B、C、D錯誤。
故選A。
變式3：（2023九上·玉環月考）小李的質量為40kg，可以舉起80kg的杠鈴；小胖的質量為80kg，可以舉起40kg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，看誰能把對方拉起來。比賽結果應是（　　）
A．小李把小胖拉起 B．小胖把小李拉起
C．兩個都拉不起 D．兩個都拉起
【答案】B
【解析】 1. 定滑輪和動滑輪使用滑輪時，軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪，軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪。2. 定滑輪和動滑輪的特點 ⑴使用定滑輪不省力，但能改變力的方向。 ⑵使用動滑輪能省一半力，但費距離，且不能改變力的方向。 ⑶定滑輪相當于一個等臂杠桿。
【解答】小李和小胖雖然他們能舉起的杠鈴重力不一樣，但向下拉動定滑輪上的繩子的拉力與他們的胳膊的舉力無關；由于對繩子的拉力是靠自身的重力產生的，所以對繩子的拉力最大能達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。
故答案為：B
變式4：（1）如圖1所示，甲物體重3N，乙物體重10N，用繩繞過定滑輪相連（不計繩重與摩擦）。乙靜止于水平地面上，則a繩對甲的拉力為___________N。
（2）在分析b繩對乙的拉力時，小明認為是3N，小慧認為是7N。小明做了以下實驗：用彈簧測力計測出某物體的重力（如圖2）；然后將繩子靠著定滑輪（不計繩重與摩擦），如圖3所示，彈簧測力計依次放在A、B、C、D位置時，其示數保持不變。由此可見，定滑輪的特點是_________。
【答案】3 能改變力的方向，但不改變力的大小
【解析】（1）根據圖1可知，物體甲繩子向上的拉力，受到豎直向下的重力。由于甲處于靜止狀態，那么拉力和重力平衡，即a繩對甲的拉力F=G甲=3N
（2）根據圖3可知，無論測力計沿哪個方向，其示數都不變，因此定滑輪不能省力。直接拉動物體時方向向上，而使用定滑輪時拉力方向向下，即定滑輪可以改變力的方向。則定滑輪的特點為：能改變力的方向，但不改變力的大小。
變式5：如圖所示，利用四種機械提起同一個重物，不計機械自重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】使用的簡單機械，在忽略各種摩擦及杠桿和滑輪的重力的條件下：
A．使用的是一個定滑輪，改變力作用的方向，但不省力，則
F1=G
B．使用的是一個動滑輪，可以省一半的力，則
C．使用的是一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，動滑輪被3根繩子承擔，繩子的拉力就是物重的，即
D．由杠桿的平衡條件知道
F4×3=G×2
所以
比較各機械使用時繩子的拉力知道， C圖中的機械最省力，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
變式6：在如圖所示的各種情況中，用同樣大小的力將重物勻速提升，若不計摩擦和滑輪重，物重最大的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】
A．拉力是物體重力的一半，F＝，所以＝2F；
B．拉力等于物體重力，F＝GB；
C．拉力等于物體重力的，F＝, ＝3F；
D．拉力是物體重力的一半，F＝,＝2F。
所以物體重力最大的是C滑輪，故選C。
8、為探究動滑輪和定滑輪的特點，設計如下兩種方式拉升重物，下面關于探究的做法和認識正確的是 ( )
A．用動滑輪提升重物上升h高度，測力計也上升h高度
B．若拉升同一物體上升相同高度，用動滑輪拉力更小，且做功更少
C．動滑輪實驗中測力計的讀數等于物體與滑輪總重的一半
D．若用定滑輪拉重物，當拉力豎直向下時最省力
【答案】C
【解析】用動滑輪提升重物上升h高度，測力計上升2h高度；拉升同一物體上升相同高度，用動滑輪時，提起動滑輪需要做功，故做功較多；用定滑輪拉重物，向各個方向的拉力都等于物重，即定滑輪可以改變力的方向但不能省力。
易錯點二：豎直方向——用滑輪提升重物
例1：（2024·鹿城模擬）如圖所示，不計摩擦，把重G=16 N的物體勻速提起所用的拉力F=10 N，則關于該動滑輪的說法中錯誤的是 （　　）
A．動滑輪重4 N
B．使用該動滑輪要費距離
C．該動滑輪的機械效率為80%
D．提升物體的速度越快，機械效率越高
【答案】D
【解析】（1）已知拉力和物體的重力根據公式G動=2F-G計算即可；
（2）動滑輪不能改變力的方向，但可以省力；
（3）已知拉力和物體重力根據公式計算動滑輪的機械效率；
（4）根據公式可知，動滑輪的機械效率只與物體重力和動滑輪的重力有關，與其它因素無關。
【解答】A.動滑輪的重力為：G動=2F-G=2×10N-16N=4N，故A正確不合題意；
B.使用該動滑輪要費距離，故B正確不合題意；
C.動滑輪的機械效率為：，故C正確不合題意；
D.滑輪組的機械效率與物體重力和動滑輪的重力有關，與提升物體的速度無關，故D錯誤符合題意。
故選D。
例2：（2024九上·金東期末）如圖所示為小江組裝的甲、乙兩種滑輪，用來提升同一物體，G物=200N（不計繩重、輪重和摩擦），要使物體豎直勻速提升2m。下列說法中正確的是（　　）
A．F甲=200N，并向上移動4m B．F甲=100N，并向上移動2m
C．F乙=200N，并向上移動1m D．F乙=400N，并向上移動1m
【答案】D
【解析】 動滑輪是指軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪，實質是動力臂等于2倍阻力臂的杠桿 。
【解答】AB．不計繩重、輪重和摩擦，圖甲是動滑輪，動滑輪不能改變力的方向，但是可以省一半的力，所以，拉力端移動的距離為，s=2h=2×2m=4m，故AB錯誤；
CD．不計繩重、輪重和摩擦，圖乙是動滑輪，拉力作用在動滑輪的軸上，拉力F乙=2G物=400N，拉力端移動的距離為，故C錯誤，D正確。
故答案為：D。
1.如圖甲、乙、丙，滑輪重、繩重及摩擦不計，提升的重物重均為G=100N，F1=______N，F2=______N，F3=______N。當勻速提升物體10m時，繩子自由端運動的距離分別為_______，__________，__________。
（1）（2）
1.【答案】100 50 200 10m 20m 5m
2.如圖所示，彈簧秤下掛著一個重為1N的滑輪，滑輪上用細線掛著一個1N的小球和一個10N重的物體，小球懸在空中，物體落在桌面上，整個裝置都是靜止的，這時彈簧秤的讀數是（ ）
A．2N B．3N C．11N D．12N
2.【答案】B
3.如圖所示，物體重G為200N，滑輪重40N，則A處細繩上的受力為______N，B處向上拉力F應為______N。如果F向上移動3m，則物體上升_____m。
3.【答案】 200 440 1.5
（3） （4） （5）
4.如圖所示，天花板上掛著一個滑輪，繩繞過滑輪后兩端分別連接A、B兩物體，A、B兩物體所受重力分別為GA＝8 N、GB＝10 N，B放在光滑水平地面上，A、B都處于靜止狀態，不計滑輪和繩的重力及摩擦，下列說法正確的是(　　)
A. 繩對A的拉力大小為2 N
B. 繩對B的拉力大小為10 N
C. 地面對B的支持力大小為2 N
D. 天花板所受拉力大小為18 N
4.【答案】C
5.如圖9-59所示，摩擦不計，滑輪重2N，物重10N。在拉力F的作用下，物體以0.4m／s的速度勻速上升，則（ ）。
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．[來源:學_
D．F＝22N，F向上的速度是0.2m/s．
5.【答案】D
6、如圖所示，用10N的力F豎直向上拉動滑輪，物體A以0.2m/s的速度勻速上升2m，滑輪的效率為80%，不考慮摩擦繩重，下列說法正確的是（　　）
A．拉力做的有用功為8J B．拉力F的功率為4W
C．A的重力為5N D．滑輪重力為4N
【答案】A
【解析】A．拉力作用在滑輪的軸上，拉力移動的距離s=h=×2m=1m，
拉力做的總功W總=Fs=10N×1m=10J，
拉力做的有用功W有= W總η=10J×80%=8J，故A正確；
B．物體A運動的時間t==10s，拉力F的功率P==1W，故B錯誤；
C．物體A的重力G==4N，故C錯誤；
D．不考慮摩擦繩重，滑輪重力為G動=F-2G=10N-2×4N=2N，故D錯誤。
易錯點三：水平直方向——用滑輪拉動重物
例1：（2024九上期中）利用如圖所示的滑輪組，使重80N的物體A沿水平地面勻速向左移動了1m，物體A與地面間摩擦力為30N，不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，則下列說法正確（　　）
A．拉力F大小為60N
B．滑輪組掛鉤拉物體A的力為30N
C．該定、動滑輪的組合既能省力又可以省距離
D．繩子自由端移動的距離為3m
【答案】B
【解析】【分析】如圖，物體在水平方向上做勻速直線運動，根據二力平衡的條件可知滑輪組掛鉤拉物體A的力等于物體A受到的摩擦力；不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，根據和s繩=ns物可求出繩子自由端的拉力和移動的距離。【解答】如圖所示的滑輪組繩子有效股數n=2，物體A沿水平地面勻速向左移動，物體A與地面間摩擦力為30N，故物體A在水平方向受到平衡力作用，滑輪組掛鉤拉物體A的力等于摩擦力，為30N。
不計繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，拉力，故A錯誤，B正確；
該滑輪組能省力但不可以省距離，因為繩端移動的距離為物體A移動的距離的2倍，即s繩=2×1m=2m，故C、D錯誤。
故選B。
例2：（2023九下·寧波月考）如圖，重為50N的物體A在拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做勻速直線運動10秒，此時彈簧秤示數為10N，若不計滑輪、彈簧秤和繩的重及滑輪與繩之間的摩擦，在這個過程中，拉力大小為 　 　，拉力的功率為 　 　。
【答案】20N；2W
【解析】【分析】（1）對動滑輪進行受力分析，根據二力平衡的知識計算拉力大小；
（2）此時動滑輪費力省距離，根據計算拉力的速度，再根據P=Fv計算拉力的功率。
【解答】（1）根據圖片可知，動滑輪受到水平向左的兩個拉力，它們的大小相等，都等于10N；同時受到水平向右的拉力F。根據二力平衡的知識可知，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.如圖所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離．所用拉力分別是F1、F2、F3，這三個力的作用點移動距離分別是s1、s2、s3，移動速度分別為v1、v2、v3，不計滑輪摩擦，則（　　）
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.如圖所示，在水平拉力作用下，使重為40N的物體A勻速移動了5m，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計滑輪及繩子的重力和滑輪與繩子間的摩擦，在此過程中拉力F做的功為（ ）2.【答案】B
A．50J B．25J C．100J D．200J
（2） （3）
3.如圖所示，同一物體A在拉力作用下沿同一水平面勻速直線運動，若拉力F1、F2拉動繩子使滑輪通過的距離相同，試比較拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小（滑輪重、繩重及繩與滑輪之間的摩擦不計）。下列關系正確的是（ ）
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）如圖裝置，在水平拉力F作用下，物體M沿水平地面勻速直線運動，已知彈簧秤讀數為10N，物體M的運動速度為1m/s（若不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦）。此過程中（　　）
A．物體M與地面間的摩擦力為5N B．滑輪對物體的拉力為10N
C．1s內滑輪對物體M做功為10J D．水平拉力F做功的功率為20W
【答案】D
【解析】（1）不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦時求滑輪對物體M的拉力；
（2）根據二力平衡條件求物體M與地面間的摩擦力；
（3）根據s=vt求物體移動的距離，利用W=Fs求1s內滑輪對物體M做功；
（4）拉力移動的速度v=nv物，再利用P=Fv求水平拉力F做功的功率。
【解答】由圖可知n=2，不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦時，所以滑輪對物體M的拉力：FM=nF=2×10N=20N，故B錯誤；
物體M沿水平地面勻速直線運動，則M處于平衡狀態。由二力平衡條件可知，物體M與地面間的摩擦力：f=FM=20N，故A錯誤；
物體移動的距離：sM=vMt=1m/s×1s=1m，
則1s內滑輪對物體M做功：WM=FMsM=20N×1m=20J，故C錯誤；
拉力端移動的速度：v=nvM=2×1m/s=2m/s，
則水平拉力F做功的功率：P=Fv=10N×2m/s=20W，故D正確。故選D。
5、（2022·浙江松陽縣一模）如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.4m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N。下列說法正確的是（不計滑輪、彈簧測力計、繩重及滑輪摩擦）（　　）
A．物體B受到的摩擦力為3N，方向水平向左
B．繩子拉物體A的功率為2W
C．地面對A的摩擦力為3N
D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數也增大
【答案】B
【解析】AC．測力計對B的拉力與A對B的摩擦力是一對平衡力，這兩個力大小相等，彈簧測力計示數為3N，所以A對B的摩擦力為3N，方向水平向右；由于物體間力的左右是相互的，則B對A的摩擦力為3N，方向水平向左，對A受力分析，A受到水平向右的繩子的拉力、水平向左的B對A的摩擦力、水平向左的地面對A的摩擦力，F作用在動滑輪上，對滑輪的拉力為10N，則拉動A的力為5N，所以地面對A的摩擦力為f=5N-3N=2N故AC錯誤；
B．繩子拉物體A的功率為故B正確；
D．在運動過程中若將拉力F增大，但是AB間的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則AB間的摩擦力不變，且物體B仍然靜止，由二力平衡條件可知，測力計的示數不變，仍為3N，故D錯誤。
6、如圖所示，用24N的力F沿水平方向拉滑輪，可使重20N的物體A以的速度在水平面上勻速運動。物體B重10N，彈簧測力計的示數恒為5N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法正確的是（ ）
A．物體A受到地面的摩擦力是12N B．滑輪移動的速度是
C．在4s內繩子對物體A做的功9.6J D．水平拉力F的功率是4.8W
【答案】 C
7、如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數為3N．若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的有（ ）
A.B受到的摩擦力為3N，方向水平向左
B.滑輪移動的速度為0.4m/s
C. 繩子拉物體A的功率為2W
D. 在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數仍為3N
【答案】D
【解析】以B為研究對象，本題中它在水平方向受到兩個力的作用：彈簧測力計對它向左的拉力，物體A對它的向右的摩擦力。當B與A發生相對運動時，無論如何拉滑輪，B相對于地面是靜止的，所以B始終處于平衡狀態，拉力和摩擦力是一對平衡力，根據彈簧測力計的示數，可以知道B受到的摩擦力為3N，方向向右。此滑輪是動滑輪，繩子移動速度是滑輪移動速度的2倍，所以滑輪移動速度為0.1m/s。若不計各種摩擦和滑輪重、彈簧測力計重、繩重等，A對繩子的拉力等于拉力F的一半，繩子拉物體A的力為5N，拉力的功率為1w
易錯點四、滑輪組
例1：（2024·舟山模擬）在野外用滑輪組拉越野車脫困時的情景如圖所示，有關力的分析正確的是（　　）
A．車對地面的壓力與車的重力是一對平衡力
B．車拉滑輪組的力與滑輪組對車的拉力是一對平衡力
C．脫困必需2400N的拉力時，繩索自由端的力F至少為1200N
D．脫困必需2400N的拉力時，繩索自由端的力F至少為800N
【答案】C
【解析】AB.平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一直線和同一物體上；
CD.根據圖片確定動滑輪上承擔拉力的繩子段數n，根據F=nF拉計算繩索的拉力。
【解答】A.車對地面的壓力與車的重力，二者的方向都是豎直向下的，二者不是平衡力，故A錯誤；
B.車拉滑輪組的力作用在滑輪組上，而滑輪組對車的拉力作用在車上，二者沒有作用在同一物體上，不是平衡力，故B錯誤；
CD.根據圖片可知，滑輪組上承擔拉力的繩子段數n=2，則繩子自由端的拉力為：，故C正確，D錯誤。
故選C。
例2：質量為6kg的物體A放在水平桌面上，利用如圖所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數為3N，不計繩子與滑輪組之間的摩擦，則（　　）
A．作用在繩端的拉力F為9N
B．水平桌面對物體A的摩擦力是3N
C．在2s內拉力F做功1.2J
D．在2s內拉力F的功率是1.8W
【答案】D
【詳解】A．因為彈簧測力計的示數是3N，且同一根繩子各處的拉力大小相同，所以，作用在繩端的拉力F為3N，故A錯誤；
B．由圖知道，n=3，因為不計繩重、測力計重和滑輪組內部的摩擦時
所以，水平桌面對物體A的摩擦力
故B錯誤；
C．由知道，物體A在2s內通過的距離
繩子自由端移動的距離
在2s內拉力F做功
故C錯誤；
D．在2s內拉力F的功率
故D正確。
故選D。
例3：（2024九上·紹興期末）如圖是一個定滑輪(質量為3kg)和一個動滑輪(質量為2kg)組成的滑輪組。用該滑輪組在4秒內將重物豎直向上勻速提升4m，所用拉力F=100N，不考慮繩重和摩擦的影響。
（1）在該滑輪組中滑輪A的作用是：　 　。
（2）拉力F做功的功率為　 　W。
（3）在提升該重物時滑輪組的機械效率為　 　。
【答案】（1）改變力的方向
（2）200
（3）90%
【解析】（1）定滑輪可以改變力的方向，動滑輪可以省力；
（2）根據s=nh計算出拉力移動的距離，根據W總=Fs計算拉力做的總功，根據計算拉力做功的功率；
（3）根據W額=G動h計算滑輪組做的額外功，根據W有=W總-W額計算滑輪組做的有用功，根據計算滑輪組的機械效率。
【解答】（1）根據圖片可知，滑輪A固定不動，為定滑輪，作用是改變力的方向；
（2）承擔重力的繩子段數n=2，則拉力移動的距離s=nh=2×4m=8m；
拉力做的總功W總=Fs=100N×8m=800J；
則拉力的功率：；
（3）滑輪組做的額外功W額=G動h=2kg×10N/kg×4m=80J；
則滑輪組最的有用功：W有=W總-W額=800J-80J=720J；
那么滑輪組的機械效率：。
變式4：（2023九上·永康月考）如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖。已知井深12m，物體重G=6×103N，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2.5×103N，汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：
（1）求此過程中滑輪組的機械效率。
（2）求汽車牽引力做的總功。
【答案】（1）解：由圖可知，n＝3，拉力端移動距離： ＝ ＝3×12 ＝36
汽車拉繩子的拉力對滑輪組做功：W總＝2.5×103 ×36 ＝9×104J
滑輪組對物體做的有用功： 有用＝ ＝6×103 ×12 ＝7.2×104
滑輪組的機械效率： = =80%
（2）解：汽車受到的阻力： ＝0.1 車＝0.1×3×104 ＝3×103 汽車做勻速直線運動，汽車的牽引力等于汽車受到的阻力加上對滑輪組的拉力： 牽＝ + ＝2.5×103 +3×103 ＝5.5×103
牽引力做的功： ＝ 牽s＝5.5×103 ×36m＝1.98×105J
【解析】（1）根據圖片確定承擔拉力的繩子段數n，根據s=ns物計算拉力移動的距離，接下來根據W總=Fs計算汽車對滑輪組做的功，根據W有用=Gh計算滑輪組對物體做的有用功，最后根據 計算滑輪組的機械效率。
（2）首先根據f=0.1G車計算汽車受到的阻力，再根據平衡力的知識F牽引=f+F計算汽車的牽引力，接下來根據W=F牽s計算牽引力做的功。
1、（2023九上·玉環月考）如圖，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時物體B保持靜止狀態，當用豎直向下4牛的力F1拉重為2牛的物體A時，使物體B以0.2米/秒的速度勻速向右運動。若只用水平向左的力F2拉物體B時，使物體A以0.3米/秒速度勻速上升，不計滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。下列判斷正確的是（　　）
A．物體B受到的摩擦力為8牛 B．拉力F2大小為10牛
C．拉力F2的功率為2.4瓦 D．拉力F1的功率為1.2瓦
【答案】C
【解析】動滑輪，能省力但是不能改變力的方向，動滑輪繩子端移動的距離是重物的股數倍，拉力等于重物的重力大小的股數分之一；
定滑輪不能省力，但是改變力的方向；
【解答】A. 當用豎直向下4牛的力F拉重為2牛的物體A時， A上面繩子的力是6N，所以B上受到的拉力為18N，物體B受到的摩擦力為18N，A錯誤；
B. 若只用水平向左的力F2拉物體B時，使物體A以0.3米/秒速度勻速上升 ，則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；
故答案為：C
2、（2023九上·寧海期末）如圖所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物體以1m/s的速度做勻速直線運動，已知物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.3倍。下列說法正確的是（　　）
A．繩子自由端移動的速度是3m/s
B．物體受到的拉力為360N
C．在2秒內拉力做的功為360J
D．滑輪組的機械效率為83.3%
【答案】D
【解析】（1）由圖知，通過動滑輪繩子的段數n=2，由v=nv物可求繩端速度；
（2）物體做勻速直線運動，且f=0.3G，由二力平衡知識可得到物體受到拉力的大小；
（3）由s=vt和W=Fs計算拉力做的總功；
（4）由W有=F拉s物計算有用功，根據計算滑輪組的機械效率。【解答】A.由圖知，通過動滑輪繩子的段數n=2，那么繩子自由端速度：v=nv物=2×1m/s=2m/s，故A錯誤；
B.物體受到水平地面的摩擦力f=0.3G=0.3×1000N=300N，
物體以1m/s的速度做勻速直線運動，所以物體受到的拉力F拉=f=300N，故B錯誤；
C.由s=vt和W=Fs可得，拉力做的功（總功）：W總=Fvt=180N×2m/s×2s=720J，故C錯誤；
D.對物體做的有用功：W有=F拉s物=F拉v物t=300N×1m/s×2s=600J，
滑輪組的機械效率：，故D正確。
3、（2024·寧波市階段性練習）如圖所示，，，此時物體A相對于地面靜止，物體B以的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪轉軸處的摩擦）。下列說法錯誤的是（ ）
A．F2的功率為
B．彈簧測力計讀數為
C．物體A和地面之間有摩擦力
D．如果增大F2，物體A可能向左運動
【答案】D
【解析】A．由圖知道，水平使用滑輪組，n=2，所以，拉力端移動速度是：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正確，不符合題意；
B．不計彈簧測力計、滑輪和繩子自重及滑輪和繩子之間摩擦，彈簧測力計的示數是：F=3 F2 =3×3N=9N，
故B正確，不符合題意；
C．對于物體A，受到的力是B向左的摩擦力和向右的拉力，且摩擦力和拉力分別是：fB =2F2 =2×3N=6N，
F1 =4N，由于A靜止，所以，地面向右的摩擦力是：f地 =fB -F1 =6N-4N=2N，
即物體A與地面之間有摩擦力，故C正確，不符合題意；
D．如果增大F2，B將做加速運動，B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變，B與A之間的摩擦力不變，A受力不變，還是處于靜止狀態，故D錯誤，符合題意；故選D。
4、（2023·慈溪模擬）如圖所示，物體A的重力為180N，物體B的重力為15N。物體A受到一個水平向右的拉力F，拉力F的功率為3W，在拉力F的作用下，物體B在2s內勻速上升0.3m。不計滑輪、繩子的自重及它們之間的摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F做的功等于物體B克服重力做的功
B．2s內，物體B克服重力做功5.4J
C．拉力F大小為40N
D．物體A向右做勻速直線運動的速度為0.3m/s
【答案】C
【解析】A.拉力做的功用來克服摩擦力的功和滑輪組拉力做的功；
B.重力做功等于重力大小x在重力方向上運動的距離；
C.拉力大小可以用滑輪組的特點求得；
D.動滑輪省力但卻費距離。
【解答】A. 拉力F做的功大于物體B克服重力做的功；
B. 物體B克服重力做功等于（15x0.3）=4.5J；
C.
D. 物體A向右做勻速直線運動的速度為0.075m/s；
5、如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時物體B保持靜止狀態。當用豎直向下2N的力F1拉重為1N的物體A時，能使物體B以0.6m/s的速度勻速向右運動，若只用水平向左的力F2拉物體B時，能使物體A以0.3m/s速度勻速上升，不計滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦。下列判斷正確的是（　　）
A.物體B受到的摩擦力為6N B.拉力F2大小為10N
C.拉力F2的功率為1.2W D.拉力F1的功率為0.4W
【答案】C
【解析】A、當B水平勻速向右運動時，f=3（F1+GA）=3×（2N+1N）=9N；故A錯誤；
B、水平向左拉物體B時，由平衡條件得：F2=3GA+f=3GA+f=3×1N+9N=12N；故B錯誤；
C、水平向左拉物體時，B的移動速度為，拉力F2功率為P2=F2×vB=12N×0.1m/s=1.2W；故C正確；
D、用力F1豎直向下拉物體A時，拉力F1的功率P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W，故D錯誤。
6、（2023·定海模擬）如圖所示，物體A重為200N，C、D滑輪重均為30N。物體B重為120N，它恰好能拉著A向右勻速運動，不計滑輪與繩子間摩擦。
（1）圖中D為 　 　（填“定”或“動”）滑輪。
（2）現用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B勻速上升，則拉力F的大小為 　 　N。
【答案】（1）動 （2）150
【解析】本題主要考查定滑輪和動滑輪的相關知識，以及平衡力的條件。
【解答】（1）科學稱物體在拉動時軸的位置和物體位置一起移動的滑輪為動滑輪，故D為動滑輪。
（2）由于B重力為120N，動滑輪D重30N，所以D兩側繩子的拉力=，故當A向右做勻速直線運動時，f滑=F拉=75N；當其向左勻速運動時，F=F拉+f滑=75N+75N=150N
7、（2024·寧波階段練習）如圖所示，物體A在物體B的重力作用下做勻速直線運動。若在A上再施加一個水平向左、大小為100N的拉力F（圖中未畫出），則物體A向左做勻速直線運動，此時物體A與桌面之間的摩擦力_______N。物體B的重力是_______N。（不計繩重，輪重和摩擦）
【答案】50 25
【解析】[1][2]物體A在物體B的重力作用下向右做勻速直線運動時，A受到的摩擦力等于動滑輪對A的拉力，即f=F動
當物體A向左做勻速直線運動時，受到向左的拉力F、向右的摩擦力f和F動，即F=f+F動
因f=F動所以F=2f，即100N=2f，解得f=F動=50N
動滑輪上有2段繩子承擔拉力，滑輪與繩間摩擦、繩重和滑輪重均不計，
那么動滑輪上受到的拉力和物體B的重力的關系為F動=2GB，則
2、（2024·天臺模擬）圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計繩重和摩擦。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，反映繩子自由端運動的圖線是___________（選填“A”或“B”），動滑輪重為___________N，3s 內對物體做的有用功為___________J。
【答案】A 40 300
【解析】[1]由甲圖可知，動滑輪被3段繩子拉著，繩子移動的距離為物體移動距離的三倍，故反映繩子自由端運動的圖線是A。
[2]動滑輪的重力為
[3]由圖可知，3s內物體移動的距離為1.5m，則有用功為
8、（2024·紹興模擬）如圖所示，一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體從井底勻速拉至井口，所用時間為15s，已知井深15m，物體重G= 7000N，汽車重G車= 30000N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2500N。若不計繩與滑輪及滑輪與軸間的摩擦，求：
（1）汽車勻速前進的距離；
（2）動滑輪重力；
（3）將物體從井底拉至井口的過程中，滑輪組對重物所做的功；
（4）汽車拉繩子時的拉力F的功率。
【答案】（1）45m；（2）500N；（3）1.05×105J；（4）7500W
【解析】解：（1）由圖知n=3，汽車勻速前進距離s=3h=3×15m=45m
（2）根據可知
（3）滑輪組對重物所做的功W=Gh= 7000N×15m=1.05×105J
（4）汽車拉繩子時的拉力F的功率
易錯點五、機械效率
例1：（2022九上·上虞期末）用如上圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列分析正確的是( )
A.動滑輪的重力為5N B.該滑輪組的機械效率可以達到100%
C.滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少 D.每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5J
【答案】D
【解析】A.由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率η=50%，
不計繩重和摩擦，根據滑輪組的機械效率得到：；
解得：G動=10N，故A錯誤；
B.使用滑輪組時，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機械效率總小于100%，故B錯誤；
C.滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯誤；
D.利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時，滑輪組做的額外功都為：W額=G動h=10N×0.5m=5J，故D正確。
例2：在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同的鉤碼，分別做了三次實驗，實驗數據記錄在下表中。
實驗次數 鉤碼所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 繩端移動的距離s/m 機械效率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）在實驗過程中，應沿豎直方向___________拉動彈簧測力計。
（2）在第3次測量中，機械效率為___________。
（3）分析表中數據可得出：同一滑輪組，提升鉤碼越重，機械效率越___________（填“高”或“低”）。
【答案】勻速（或緩慢） 83.3% 高
【解析】（1）[1]在實驗過程中，要正確測量拉力，需豎直向上勻速拉動測力計且在拉動過程中讀數，此時系統處于平衡狀態。
（2）[2]由第3次數據知道，有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J
總功W總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
則滑輪組的機械效率
（3）[3]比較表格中3次實驗數據知道，同一滑輪組，被提升的鉤碼越重，機械效率越高。
例3：如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時間內繩子自由端移動的距離為s=3m。圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關系圖。
（1）計算物體上升的速度。
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是 ，并列式計算出該物理量。
（3）計算滑輪組提升該重物時的機械效率。
【答案】（1）物體上升的速度0.2m/s。
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功，功的大小為150J。
（3）滑輪組提升該重物時的機械效率為70%。
【解析】（1）滑輪組由三段繩子承擔總重，s=3h，，
物體上升的速度
（2）縱坐標表示力的大小為50N，大小不變，橫坐標表示距離，大小為3m，
所以陰影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑輪組的機械效率
1：（2024 杭州模擬）小明用圖滑輪組將重為15N的物體勻速提升2m，手的拉力是6N．則（　　）
A．小明做的總功是30J
B．該滑輪組的機械效率是83.3%
C．若減小物重，可以增大機械效率
D．若加快提升速度，可以增大機械效率
【答案】B
【解析】A、由圖可知n=3，拉力端移動的距離s=3h=3×2m=6m；
小明所做的總功：W總=Fs=6N×6m=36J；故A錯；
B、所做的有用功：W有用=Gh=15N×2m=30J；
滑輪組的機械效率：
C、若減小提升的物重，有用功減小、而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值減小，機械效率減小，故C錯；
D、若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功與總功的比值不變，不會增大機械效率，故D錯。
2、（2024九上·江北期末）如圖甲是工人使用升降平臺進行高空玻璃幕墻清洗的場景，該平臺結構簡圖如圖乙所示。其中吊籃和動滑輪總質量為30kg，吊籃由電動機控制升降。在某次吊升過程中，兩名工人及所帶工具總質量200kg，20s內吊籃勻速上升4m，電動機對鋼絲繩的拉力為750N。下列說法錯誤的是（　　）
A．本次吊升過程中的有用功是8×103J
B．本次吊升過程中的機械效率約為87.0%
C．可以通過減少吊籃和動滑輪的重力來提高該平臺使用時的機械效率
D．可以通過增加工人和工具重力來提高該平臺使用時的機械效率
【答案】B
【解析】A.首先根據G=mg計算工人和工具的總重力，再根據W有=Gh計算有用功；
B.根據圖片確定承擔重力的繩子段數n，根據s=nh計算鋼絲繩拉動的距離，根據W總=Fs計算總功，最后根據計算機械效率。
CD..減小額外功，增大有用功，都可以提高機械效率。
【解答】A.工人和工具的總重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N，則吊升過程中的有用功是W有=Gh=2000N×4m=8×103J，故A正確不合題意；
B.根據圖片可知，承擔重力的繩子段數n=4，則鋼絲繩拉動的距離s=nh=4×4m=16m，本次吊升過程中總功為：W總=Fs=750N×16m=12000J，則機械效率約為，故B錯誤符合題意；
C.可以通過減少吊籃和動滑輪的重力來減小額外功，從而提高該平臺使用時的機械效率，故C正確不合題意；
D.可以通過增加工人和工具重力來增大有用功，從而提高該平臺使用時機械效率，故D正確不合題意。
故選B。
3、（2024九上·嘉興模擬）如圖所示，當重為10牛的物體G靜止時，彈答測力計a的讀數是6N。試回答下列問題：（不計繩重及摩擦）
（1）彈簧測力計b的讀數是　 　。
（2）2秒內將重物勻速拉升10厘米，拉力的功率為　 　瓦。
（3）若重物G增大為12牛，仍將其勻速拉升10厘米，則裝置的機械效率會　 　（選填“變小”、“不變” 或“變大”）。
【答案】（1）6N （2）0.6 （3）變大
【解析】（1）同一根繩子上拉力是相等的；
（2）首先根據s=nh計算拉力移動的距離，再根據W=Fs計算拉力做的功，最后根據計算拉力的功率；
（3）根據機械效率分析解答。
【解答】（1）根據圖片可知，彈簧測力計a和b都連接在同一根繩子上，則當繩子靜止時，兩個測力計的示數應是相等的，即b的讀數為6N。
（2）拉力移動的距離s=nh=0.1m×2=0.2m；
則拉力做的功：W=Fs=6N×0.2m=1.2J；
則拉力的功率：；
（3）若重物G增大為12牛，而動滑輪的重力不變，根據公式可知，則該裝置的機械效率會變大。
4：（2023九上·杭州月考）如圖所示，小Q同學重G人=600牛，物體重G物=1000N，動滑輪重G動=200N，他站在地面上拉繩子的一端，使物體以1m/s的速度勻速上升2m（繩重和摩擦不計）。
（1）小Q在繩子上所施加的拉力；
（2）小Q拉力所做的總功；
（3）求小Q 同學使用該機械提升重物時的最大機械效率。
【答案】（1）由圖可知，承擔重力的繩子段數n=3，繩重和摩擦不計，則小Q在繩子上所施加的拉力：F=（G物+G動）=×（1000N+200N）=400N；
（2）繩重和摩擦不計，克服動滑輪重力做的功為額外功，
拉力做的總功：W總=（G物+G動）h=（1000N+200N）×2m=2400J；
（3）小Q同學的重力為600N，為了避免繩子將人拉上去，則該同學對繩子的最大拉力為：F'=G人=600N，
根據F'=（G'+G動）可得，提升物體的最大重力為：G'=nF'-G動=3×600N-200N=1600N；
該滑輪組的最大機械效率：。
【解析】 （1）根據圖片確定承擔重力的繩子段數n，再根據F=（G物+G動）求出人施加的拉力；
（2）繩重和摩擦不計，克服動滑輪重力做的功為額外功，根據W總=（G物+G動）h求出拉力做的總功；
（3）小Q同學的重力為600N，則該同學對繩子的最大拉力為：F'=G人=600N，根據F'=（G'+G動）求出提升物體的最大重力，最后根據機械效率公式求出該滑輪組的最大機械效率。
易錯點六、斜面的機械效率
1、（2024·舟山模擬）如圖用一個長為1.2m的斜面將重為45N的物體沿斜面勻速拉到0.4m的高臺上，斜面的機械效率為60%，則拉力F是　 　N，物體與斜面間的摩擦力是　 　N。
【答案】25；10
【解析】知道物體的重力和上升的高度，根據W=Gh求出有用功，根據斜面的機械效率求出總功，利用W=Fs求出拉力的大小，總功減去有用功等于額外功，利用W=fs求出摩擦力的大小。【解答】把重物拉上高臺時做的有用功：W有=Gh=45N×0.4m=18J，
由可得，總功：，
由W=Fs可得，拉力的大小：；
克服摩擦力所做的額外功：W額外=W總-W有用=30J-18J=12J，
由W額外=fs可得，摩擦力：。
2、（2024·浙江杭州階段練習）小金用如圖所示裝置和相關的實驗儀器探究斜面機械效率的影響因素，斜面長為L，高為h，他用沿斜面向上的拉力F把重為G的物體從斜面底端勻速拉到頂端。下列說法錯誤的是（　　）
A．改變h即可研究斜面傾斜程度對斜面機械效率的影響
B．該過程中克服斜面摩擦力做的功屬于額外功
C．該斜面的機械效率為
D．若物體沒有被拉到斜面頂端，則無法測出斜面的機械效率
【答案】D
【解析】A．當改變斜面的高度h時，斜面的傾斜角度會發生改變，故A正確不合題意。
B．在整個過程中，克服重力做有用功，克服斜面摩擦做額外功，故B正確不合題意。
C．斜面的機械效率故C正確不合題意。
D．斜面的機械效率只與克服摩擦做的額外功大小有關，與物體在斜面上移動的距離無關，故D錯誤符合題意。
3、（2024·浙江仙居模擬）工人要把貨物搬到汽車上，如圖所示，用400牛的拉力，將重為500牛的物體，在5秒內勻速拉上1米高的車內，木板長為2米。則下列說法正確的是（　　）
A．拉力做的有用功為400焦 B．拉力做的總功為1000焦
C．拉力做的額外功為200焦 D．斜面對物體的摩擦力為150牛
【答案】D
【解析】A．拉力做的有用功W有=Gh=500N×1m=500J故A錯誤；
B．拉力做的總功W總=Fs=400N×2m=800J故B錯誤；
C．拉力做的額外功為W額= W總- W有=800J-500J=300J故C錯誤；
D．斜面對物體的摩擦力為 故D正確。
4、工人用平行于斜面向上的500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m的車廂，所用的斜面長是3m。斜面的機械效率為________，斜面對物體的摩擦力是________。
【答案】80%；100N
【解析】（1）對物體做的總功W總=Fs=500N×3m=1500J；
對物體做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；那么斜面的機械效率為：。
（2）克服摩擦額外功W額=W總-W有=1500J-1200J=300J；斜面對物體的摩擦力：。
5、（2023·杭州模擬）有一斜面長s＝5m，高h＝3m，用彈簧測力計把一物塊沿斜面從底部勻速拉到頂部，彈簧測力計的示數如圖所示。忽略彈簧秤自重，若該斜面的機械效率為80％，則
（1）物體的重力為　 　N，物體受到斜面的摩擦力為　 　N。
（2）使用斜面可以　 　(選填“省力”或“省功”)，若其他條件不變，將斜面傾斜角度增加，則斜面的機械效率　 　80％(選填“大于”、“小于”、“不變”或“無法判斷”)。
【答案】（1）4.8；0.72 （2）省力；大于
【解析】（1）①由圖讀出彈簧測力計示數，由
計算物體的重力；
②由W有=Gh計算有用功，W總=Fs計算總功，根據W額=W總-W有計算額外功，由W額=fs計算物體受到斜面的摩擦力；
（3）①比較拉力與物體重力關系可知斜面能否省力，比較有用功和總功關系可知斜面能否省功。
②當斜面傾斜角度增大后，首先分析斜面受到壓力的變化，再根據影響滑動摩擦力的因素分析物體受到摩擦力的大小變化。根據W額=fs分析物體克服摩擦做額外功的大小變化，最終確定斜面機械效率的變化。
【解答】（1）①由圖知，彈簧測力計的分度值為0.2N，則示數為3.6N，
根據可得，物體的重力：；
②有用功W有=Gh=4.8N×3m=14.4J，
總功W總=Fs=3.6N×5m=18J，
克服物體與斜面間的摩擦做的額外功：W額=W總-W有=18J-14.4J=3.6J，
由W額=fs可得，物體受到斜面的摩擦力：。
（3）①因為F＜G，所以使用斜面能省力；因為W總＞W額，所以使用斜面不能省功。
②若其他條件不變，將斜面的傾斜角度增加，則斜面受到的壓力減小，那么物體受到的摩擦力減小。根據W=fs可知，物體克服摩擦做的額外功減小，那么斜面的機械效率大于80%。
易錯點七、綜合題型
例1：區分滑輪組中Ｆ和Ｇ的關系（以下滑輪組中不計滑輪重、不繩重及摩擦）
Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ Ｆ＝ Ｇ
【答案】 2 1
變式1.如右上圖所示，用滑輪裝置將A、B兩個物體懸掛，如果不計滑輪質量、繩重和摩擦，要使整個裝置達到平衡，則GA＝ GB。若每個滑輪重5N，則GA與GB滿足的關系式是 。
【答案】（1）5（2）GA=5GB+5N
【解析】（1）如圖，B靜止時，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，在這三個力的作用下，保持靜止，
不計滑輪重力與摩擦，
F″=2F，F″=F′
所以F′=4F=4GB，
所以GA=F′+F=4GB+GB=5GB．
（2）若不計摩擦，G輪=5N，
F″=2F+G輪=2F+5N，F″=
（F′+G輪）=（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．
故答案為：5；GA=5GB+5N．
變式2.如圖5，體重500N的人，要將G＝700N的吊籃勻速吊起，不計滑輪、繩重及摩擦。
（1）如圖5，人站在地面上，至少要用 N的力拉繩。
（2）如圖6，人站在吊籃中至少要用 N的力拉繩。
【答案】（1）350（2）400
【解析】（1）分析：取動滑輪和吊籃整體為研究對象，分析受力如圖丙（兩股繩子向上拉著動滑輪和吊籃整體）。由于勻速吊起有F=（G）=×700N=350N
（2）分析：此題可用整體法來進行分析．由于在勻速提升吊籃的過程中，整個系統處于平衡狀態，那么三段繩子所承受的拉力正好是人、動滑輪和吊籃的重力和．可據此求解．
解答：將人、吊籃、動滑輪看作一個整體，由于勻速提升吊籃，由二力平衡的條件知：
人的拉力F=（G+G人）=（500N+700N）=400N．
故答案為：400．
圖9-59

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