第13讲滑轮(原卷版+解析)

第13讲滑轮[知识目录]模块一：定滑轮 1模块二：动滑轮 4模块三：滑轮组 7【巩固训练】 9[知识掌握]模块一：定滑轮1.定义：中间的轴固定不动的滑轮。2.实质：等臂杠杆。3.特点：（1）（使用提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝G）；（2）（使用定滑轮提升重物时，若重物被提升h，则绳子自由端移动的距离s＝h）；（3）（不管沿哪个方向拉绳子，在不计绳重及摩擦时，拉力F＝G）。（2021秋•温岭市期中）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（2022秋•上城区校级期中）如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以（选填“省力”、“省距离”或“改变动力方向”）；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小（选填：“变大”、“变小”或“不变”）。3．（2023•海曙区校级一模）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（2021秋•柯桥区期末）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．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3（2022•义乌市一模）如图为航母上简化的蒸气弹射装置。气缸内蒸气体积膨胀能推动活塞向右运动，使舰载机获得巨大的牵引力，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。（1）牵引索与蒸气活塞之间的两个滑轮为滑轮；（2）活塞向右运动时活塞与气缸之间的摩擦是。（选填“静摩擦、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”）模块二：动滑轮1.定义：和重物一起移动的滑轮（可上下移动，也可左右移动）。2.实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。3.特点：（1）（使用提升重物G时，若不计绳重及摩擦，则绳子自由端所用的拉力F＝1/2G）；（2）（使用动滑轮提升重物时，若重物被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s＝2h）；（3）。【（2022秋•衢江区校级期末）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。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计绳重和摩擦）（1）图中D为（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是。（2）拉力F的大小为N，拉力F的功率为W。（2022秋•婺城区校级期中）如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用下列三个装置匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重，则F1、F2和F3的大小关系是（）A．F1＜F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＜F3（2021秋•舟山期末）物体A在大小为2N的水平拉力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，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（）A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N（2022春•柯城区校级月考）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同，每次都匀速提起钩码，实验中不计绳重和摩擦。（1）由所学知识我们知道：使用动滑轮可以省一半的力，根据A、B两图求出他们所用动滑轮的重力为N。（2）比较B、C、D三图可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时的拉力大小可能会不同，其拉力大小不同的原因是。（3）根据如果家里安装日光灯，你认为更合理的是。模块三：滑轮组1.滑轮组的构成：实际应用时，常常将动滑轮和定滑轮组合而成滑轮组。2.滑轮组的特点：使用滑轮组，可以，有的可以改变力的方向，但费距离。3.使用时，动滑轮和物体的总重由n股绳子承担，那么拉起物体所用的力就是总重的。4.滑轮组的简单组装方法：（1）当承重绳子的股数n为奇数时，绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮。（2）当承重绳子的股数n为偶数时，绳子的起始端应固定在定滑轮的框架钩上，然后依次绕过滑轮。（2023春•定海区校级月考）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。（2022•杭州模拟）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F的大小是配重G大小的二分之一 C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍 D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等（2022秋•西湖区校级期中）工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕线方法补充完整。（2022秋•西湖区校级期中）已知每个滑轮重为100牛，物体重为1200牛、绳子能承受的最大拉力是300N，请在如图中画出滑轮组的绕线方法。（2021秋•慈溪市校级月考）如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s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10N。不计滑轮、绳子的重力，滑轮的转轴光滑。下列说法正确的是（）A．物体A受到水平面的摩擦力是20N B．滑轮移动的速度是0.6m/s C．水平拉力F的功率是6W D．在2s内绳子对物体A做的功为48J【巩固训练】一．选择题（共3小题）1．（2022秋•上城区校级期中）如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为（）A．F1＞F2P1＜P2 B．F1＞F2P1＞P2 C．F1＞F2P1＝P2 D．F1＜F2P1＜P22．（2022秋•滨江区校级期中）如图是滑轮组来提升矿石的装置示意图，矿石重G为5×104牛，滑轮组机械效率为80%，拉力F的功率P为2千瓦，要把矿石匀速提升1米。则下列哪组量均可求出（）A．W有用、F、G动 B．W有用、G动、矿石上升的速度v C．W有用、G动、绳子与滑轮间的摩擦力 D．W总、提升1米所用的时间t、矿石上升的速度v3．（2021秋•鄞州区校级期中）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0.2m/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二．填空题（共2小题）4．（2022秋•滨江区校级期中）如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为N。5．（2021秋•鄞州区校级期中）如图所示，滑轮规格相同、重均为60N。工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端，在20s内矿井里的物体提升8m。不计绳重及轮轴间摩擦，物体重为N，物体增加的势能为J，工人拉动绳子做功的功率为W。三．实验探究题（共1小题）6．（2022秋•慈溪市校级期中）（1）在“探究杠杆平衡条件”实验中：小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图所示的位置，此时杠杆处于（填“平衡”或“不平衡”）状态。（2）小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中，装置图如图所示。实验次数物重G/N测力计的示数F/N11.000.6521.500.9032.001.15①在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会（“变大”、“变小”或“不变”）。②在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是。四．计算题（共2小题）7．（2022秋•西湖区校级期中）小明同学采用最省力的方法用如图所示滑轮组提升货物。把重为120N的货物从井中匀速提升5m，所用拉力50N。求：（1）在图中画出滑轮组的绕线方法；（2）用滑轮组提升货物时做的有用功；（3）滑轮组的机械效率。8．（2021秋•温岭市期中）小强用如图所示装置在10s内将重为500N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为150W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求：（1）小强拉绳子的速度；（2）拉力F的大小；（3）动滑轮的重力。五．解答题（共1小题）9．（2020秋•拱墅区期中）利用如图所示的滑轮组，用F＝800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：（1）货物A在10s内移动的距离。（2）该过程中拉力F的功率。（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。第13讲滑轮【衔接导入】手拉葫芦它适用于小型设备和货物的短距离吊运，起重量一般不超过10T，最大的可达20T，起重高度一般不超过6m。手拉葫芦的外壳材质是优质合金钢，坚固耐磨，安全性能高。手拉葫芦向上提升重物时，顺时针拽动手动链条、手链轮转动，下降时逆时针拽动手拉链条，制动座跟刹车片分离，棘轮在棘爪的作用下静止，五齿长轴带动起重链轮反方向运行，从而平稳下降重物。手拉葫芦一般采用棘轮摩擦片式单向制动器，在载荷下能自行制动，棘爪在弹簧的作用下与棘轮啮合，使制动器安全工作。它具有安全可靠、维护简便、机械效率高、手链拉力小、自重较轻便于携带、外形美观尺寸较小、经久耐用的特点，适用于工厂、矿山、建筑工地、码头、船坞、仓库等用作安装机器、起吊货物，尤其对于露天和无电源作业，更显示出其优越性。手拉葫芦主要机件选用合金钢材料制造，链条采用800Mpa高强度起重链条，材质一般为20M2，中频淬火热处理、低磨损、防腐蚀的链条；高强度吊钩，材质一般为合金钢，煅打式的吊钩设计确保了缓慢起升以防过载；符合欧洲CE安全标准。【知识新授】一、滑轮（1）探究定滑轮的工作特点①定义：轴不动的滑轮叫做定滑轮。②实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。③特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。问：定滑轮能省功吗？定滑轮中的力的关系：(不计轮轴间摩擦）F=G定滑轮中的路程关系：绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG)即SF（vF）=SG（vG）（2）探究动滑轮的工作特点①定义：随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。②实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆。③特点：使用动滑轮能省省力，但不能改变动力的方向，且多费一倍距离。动滑轮中力的关系：（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=eq\f(1,2)G(只忽略轮轴间的摩擦则拉力)F=eq\f(1,2)(G物+G动)动滑轮中的路程关系：绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)二、滑轮组①定义：由几个动滑轮和几个定滑轮组成的装置，叫做滑轮组。②特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的_1/n__。即F＝1/nG，此时s＝nS物。（n为承担物体的绳子的段数）理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/n。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=(G物+G动)/n绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)即SF（vF）=nSG（vG）【例题分析】例1．如图所示，国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，该滑轮的作用是（）A．动滑轮，省力 B．定滑轮，省力 C．动滑轮，改变力的方向 D．定滑轮，改变力的方向【解答】解：因为滑轮的轮轴固定在旗杆上，所以该滑轮是个定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。故选：D。例2．用如图所示的滑轮匀速提升重物，那么（）A．a方向的拉力最小 B．b方向的拉力最小 C．c方向的拉力最小 D．三个方向的拉力都一样大【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，都等于物体的重力。故A、B、C错误。故选：D。例3．如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为100N的物体。则该同学实际操作过程中所用拉力F的值可能是（）A．45N B．50N C．55N D．60N【解答】解：重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，不计摩擦和绳重时，则有2F＝G物+G轮，F=12（G物+G动）故选：D。例4．如图所示，小颜用滑轮组提升重物，试画出此滑轮组最省力时的绕线情况。【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，并且人站在地面上，绳子自由端向下，所以要从动滑轮上面的挂钩绕起。如下图所示：。例5．在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。【解答】解：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。故答案为：例6．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。实验次数物重G/N测力计的示数F/N11.000.6521.500.9032.001.15（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会变小（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是测力计的重力。（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是动滑轮本身有重力。【解答】解：（1）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。故答案为：（1）变小；测力计的重力；（2）动滑轮本身有重力。例7．肥胖可能会引发许多慢行疾病，某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计，g取10N/Kg）（1）拉力器上的滑轮均属于定（选填“定”或“动”）滑轮。（2）若该人的质量为85kg，他一次最多能拉起8块金属块。（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量）【解答】解：（1）由图示可知，滑轮均静止不动，所有的滑轮都是定滑轮。（2）人的质量为85kg，人的体重：G＝mg＝85kg×10N/kg＝850N，每个金属块的重力为：G金属块＝10kg×10N/kg＝100N，GG（3）由平衡条件可知，拉力：F＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，人的拉力做功：W＝Fs＝600N×0.5m×100＝3×104J，消耗脂肪的质量：m脂肪=3×1故答案为：（1）定；（2）8；（3）拉力共做功3×104J，相当于消耗8克脂肪。例8．同学们共同研究滑轮的特点：（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮能改变动力方向，但不能省力。（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行的实验如丙图所示。请根据丙图信息。写出分析数据的具体过程，并回答他们的问题。使用滑轮组不能省功。【解答】解：（1）从甲图中可看出，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。（2）在图乙中，拉力F＝0.6N＜G＝1N，故使用动滑轮时省力。（3）提升物体所做的有用功W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J，使用滑轮组时所用拉力F＝0.8N，弹簧测力计移动距离S＝30cm＝0.3m，所做的总功W总＝FS＝0.8N×0.3m＝0.24J。经比较W有用＜W总，所以使用滑轮组不能省功。故答案为：（1）能改变动力方向，但不能省力；（2）能省力，但不能改变力的方向；（3）使用滑轮组不能省功。【巩固提高】一．选择题（共10小题）1．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．F2＞F1＝F3 D．F1＜F2＜F3【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，不计摩擦，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。故A正确，BCD错误。故选：A。2．如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（）A．14克 B．12克 C．10克 D．8克【解答】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，当B下降时，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距离LA大于A竖直上升的高度hA，根据功的原理可知，重力对B做的功等于绳子的拉力对A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA＝mBghB，因为hA＜hB，所以mA＞mB，因此B的质量肯定小于10g。故选：D。3．如图所示，在拉力F的作用下，物体G匀速上升0.2m．已知G＝18N，F＝10N．这一过程中，不能得到的结论是（）A．绳子自由端上升0.4米 B．拉力F做功2焦 C．若不计摩擦，则动滑轮重为2牛 D．重力G做功3.6焦【解答】解：由图示可知，滑轮承重绳子的有效股数n＝2，A、绳子自由端上升的高度s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，故A正确；B、拉力的功W＝Fs＝10N×0.4m＝4J，故B错误；C、如果不考虑摩擦力，则F=G+G滑轮n，则G滑轮＝nF﹣G＝2×10N﹣18N＝D、有用功W有＝Gh＝18N×0.2m＝3.6J，故D正确；故选：B。4．小李的质量为50千克；小胖的质量为70千克。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【解答】解：由G＝mg，小胖质量大，重力也大。他们对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，图中的滑轮是一个定滑轮，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。故选：B。5．如图，绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计。若已知用F＝30N的拉力可使物体沿水平地面匀速运动，那么，下列所求物理量正确的是（）A．可求物体重为60N B．可求物体重为90N C．可求物体受的摩擦力为60N D．可求物体受的摩擦力为90N【解答】解：由题知，没有提供物体的质量或物体受到的支持力的条件，无法求物体的重，故AB错；由图知，承担物重的绳子股数n＝2，∵绳及滑轮重不计，绳与滑轮的摩擦不计，∴F=12∴滑轮组对物体的拉力：F′＝2F＝2×30N＝60N，∵物体做匀速运动，∴物体受到摩擦力：f＝F′＝60N，故C正确、D错。故选：C。6．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【解答】解：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v=st可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故故选：B。7．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。则以下物理量正确的是（）A．拉力F=12G B．拉力F=C．绳自由端移动距离为2H D．绳自由端移动距离为3H【解答】解：CD、由图可知，物体的重由三段绳子承担，钩码升高H，则绳子自由端移动的距离为：s＝3H，故C错误，D正确；AB、若不计摩擦和绳重，则绳端的拉力F=13（G+G轮），故故选：D。8．如图所示，利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置，将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m，已知滑轮重1N，不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（）A．使用甲滑轮省力 B．手的拉力F乙为5N C．使用乙滑轮省力 D．手移动的距离甲比乙多【解答】解：A、甲为定滑轮，因此使用甲滑轮不能省力，故A错误；BC、乙滑轮随物体一起运动，是动滑轮，能省力。不计绳重和摩擦，拉力等于物重与动滑轮重之和的一半，因此，F乙=10N+1N2=5.5N，故BD、在甲图中，手移动的距离s甲＝hA＝1m，在乙图中，手移动的距离s乙＝2hB＝2×1m＝2m，可见，手移动的距离甲比乙少，故D错误。故选：C。9．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮 B．钢绳上的拉力为150N C．输电线P端受到的拉力大小为9×103N D．输电线P端向左移动了40cm【解答】解：A、图中A为定滑轮，滑轮B为动滑轮，故A错误；B、30个坠砣的总重力：G＝30×150N＝4500N，钢绳上的拉力F＝G＝4500N，故B错误；C、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=12F则输电线P端受到的拉力大小：FP＝2G＝2×4500N＝9×103N；故C正确；D、图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，则坠砣串下降高度h＝2sP，则输电线P端向左移动的距离：sP=12h=12×20cm故选：C。10．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G．在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（）A．F1＜F2 B．F2=12C．F1的力臂为OA D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍【解答】解：A、由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即F1＞F2；故A错误；B、在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则F2=12（G+G动），故C、由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C错误；D、根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D正确。故选：D。二．填空题（共2小题）11．如图所示，F1＝6N，F2＝3N。物体A静止于光滑水平面上，物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2米（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。（1）滑轮1和滑轮2中，属于动滑轮的是滑轮2。（2）弹簧测力计读数为9牛。（3）若F2增大，则物体A相对地面的运动状态如何？静止。（填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）【解答】解：（1）滑轮1固定在弹簧测力计的挂钩上，滑轮2在力F1的作用下随物体一起移动，所以滑轮2是动滑轮；（2）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，此时有三段绳子拉着弹簧测力计，则弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N；（3）地面光滑，故物体A只受力F1和物体B对它的摩擦力，物体之间的滑动摩擦力和拉力都不变，所以物体A依然处于静止状态。故答案为：（1）滑轮2；（2）9；（3）静止。12．如图所示，绳子通过光滑环（定滑轮）悬挂一个重50牛的物体，一个小孩拉着绳端从环正下方出发，沿水平地面向右走过3米，已知开始时，绳端与圆环的距离为4米。在这一过程中，小孩的拉力不变（填“变大”“变小”“不变”），拉力所做的功为50焦。【解答】解：（1）使用定滑轮不能省力，因此在拉动的过程中拉力保持F＝G＝50N不变；（2）物体上升的距离：h=42+32m小孩的拉力所做的功：W＝Gh＝50N×1m＝50J。故答案为：不变；50。三．实验探究题（共1小题）13．在研究动滑轮使用特点的实验中，各小组