动滑轮拉力的计算
一、单选题
1.如图所示，工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上，箱子重为500N，动滑轮重为10N．在工人师傅竖直向上的拉力F作用下，箱子匀速上升了2m，不计绳重和摩擦，则在此过程中（ ）
A.F=250N
B.F=510N
C.绳自由端被收起的长度为4m
D.装置的机械效率η=100%
2.如下图所示，拉力F=80N，物体重力G=120N，不计摩擦和绳重。若将物体匀速提高1m，以下说法不正确的是（ ）
A. 拉力做的有用功为80J B. 动滑轮的重力为40N
C. 拉力做的总功为160J D. 该滑轮组的机械效率为75%
3.用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，手的拉力分别为F1和F2；机械效率分别为η甲和η乙（绳重和摩擦力不计）。则（ ）
A.F甲=F乙 η甲=η乙
B.F甲＜F乙 η甲＜η乙
C.F甲＞F乙 η甲＜η乙
D.F甲＞F乙 η甲＞η乙
4.如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计摩擦），图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是（ ）
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A.F1=F2 B.F3=F4 C. D.
5.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.
6.小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
7.如图所示，站在水平地面上的工人用200N的拉力将360N重的木箱匀速向上提升时，木箱在10s的时间内上升了2.5m，滑轮组的机械效率为η1；如果工人用同一个滑轮组以相同的速度一次提升两个相同的木箱时，拉力的大小为F，拉力的功率为P，滑轮组的机械效率为η2。不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A. 机械效率η1＝90% B. 动滑轮的重力G＝240N
C. 拉力的大小F＝400N D. 拉力的功率P＝100W
二、填空题
8.小刚用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小刚拉绳子的动力为________ N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
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9.如图所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物．使用动滑轮的好处是________．若物体重450N，工人所用拉力为250N，则动滑轮的机械效率为________；用该滑轮匀速提升重600N的物体，若不计绳重和摩擦，则工人所用的拉力为________N．
10.利用图甲中的撬棒撬石块时，撬林相当于________（选填“省力”或“费力”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为________N。
11.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为________W，该装置的机械效率是________%．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为________N。
12.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为________m/s，物体A受到B施加的摩擦力________（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为________N，水平拉力F的功率为________W。
13.小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率________（选填“变大”、“变小”
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或“不变”）。
14.学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个________滑轮．认真分析如图，物体的重力都是20N，（不考虑摩擦和动滑轮的重力）当物体处于平衡状态时，拉力F的大小分别是FA=________N，FB=________N．
15.如图所示，该滑轮为________（选填“动滑轮”或“定滑轮”）；在竖直向上F=10N力的作用下，重物沿竖直方向匀速上升，重物的重力为________N（不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦），重物上升速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为________m/s。
16.如图所示，两个物体的重力均为100N，（a）图中在力F1的作用下，杠杆处于平衡状态，不计杠杆的重及摩擦，则F1=________N；在b图中，不计绳和动滑轮的重及摩擦，则F2=________N。
17.如图所示，工人师傅用动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上，动滑轮实质上是________的变形，使用时拉力应沿________方向，工人至少要用________N的拉力才能拉起木箱．
18.如图甲所示,一辆搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力G=1200 N,推车时人手向上的力F应为________N;如图乙所示的动滑轮,支点为O,则动力臂LF是阻力臂LG的________倍。
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19.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。
20.如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为________滑轮（选填“动”或“定”），如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上的拉力F是________N．
21.如图所示为工人利用动滑轮将重物提到高处的情景。已知物体重为450N，工人用250N竖直向上的拉力拉绳子自由端，使重物匀速提高了2m。在此过程中，绳子自由端移动的距离为________m，拉力做功________J，该动滑轮的机械效率为________。
22.如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为________滑轮（选填“动”或“定”），如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上方向拉力F是________N。
23.利用如图所示的滑轮组提起一个重为2400N的物体，不计滑轮自重和摩擦，绳子的拉力F=________；如果用这个滑轮组达到更加省力的效果,就要改变绳子的绕线方法,则此时拉力F=________
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24.小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为________ N；水桶在升高的过程中重力势能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
25.如图所示，此滑轮可以看作________杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）；若物体受到的重力为20牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为________牛；物体上升时，它的重力势能________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
三、计算题
26.如图，建筑工人用400N的拉力，将1000N重的物体匀速提升3m，所用的时间是15s，不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮重；
（2）工人做有用功的功率；
（3）滑轮组的机械效率.
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27.如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.
28.考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为2m3 ． 如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=1.6×104N．在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（ρ水=1.0×103kg/m，g=10N/kg）求：
（1）石像受到的浮力。
（2）石像的重力。
（3）石像的密度。
（4）若将石像提升了3m，石像受到水的压强减少了多少？
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】由图知道，使用的滑轮组承担物重的绳子股数是：n=2，所以，不计绳重和摩擦时，人对绳子的拉力是：F=（G物+G轮）/2=（500N+10N）/2=255N，AB不符合题意；由于箱子匀速上升了2m，所以，绳自由端被收起的长度是：L=2h=2×2m=4m，C符合题意；由η=W有用/W总×100%知道，滑轮组需要克服动滑轮重力做功，所以机械效率不可能是100%，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】s=nh；省一半力F=（G+G轮）求人对绳子的拉力；利用W有用=Gh求克服箱子重力所做的功，利用W总=Fs求拉力所做的功；利用η=×100%求动滑轮的机械效率.
2.【答案】A
【解析】【解答】A、拉力做的有用功：W有=Gh=120N×1m=120J，该说法不正确，故A符合题意；
B、不计摩擦和绳重，由F=（G+G动）得，动滑轮的重力：G动=2F-G=2×80N-120N=40N，该说法正确，故B不符合题意；
C、拉力做的总功：W总=Fs=F×2h=80N×2×1m=160J，该说法正确，故C不符合题意；
D、该滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=×100%=75%，该说法正确，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）拉力做的有用功利用W有=Gh计算；（2）利用F=（G+G动）计算动滑轮的重力；（3）由动滑轮的使用特点和上升高度，利用s=nh可求出绳子所移动的距离；拉力做的总功利用W总=Fs计算；（4）利用机械效率公式求滑轮组的机械效率。
3.【答案】D
【解析】【解答】（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，则：F甲=G=100N；
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，即拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，则：
所以，F甲＞F乙；（2）不计绳重和摩擦，甲图使用定滑轮时，不做额外功，机械效率等于1；乙图使用动滑轮时，要克服动滑轮重力做额外功，所以其机械效率一定小于1；则η甲＞η乙，D符合题意，ABC符合题意。
故答案为：D。
【分析】使用定滑轮时，没有对滑轮做额外功，机械效率大，动滑轮可以省力，但有额外功，机械效率较小.
4.【答案】B
【解析】【解答】甲图是一个动滑轮，不计摩擦能够省一半的力，所以 ；当拉力方向与竖直方向有夹角时，阻力和阻力臂不变,动力臂变小，由杠杆平衡条件知动力变大，即F2＞F1 ， A不符合题意；乙图是定滑轮，只能改变施力的方向，不省力也不费力，所以 ，C、D不符合题意，B符合题意，
故答案为：B。
【分析】动滑轮上不同的方向上拉力大小不同，定滑轮可以改变力的方向，但力的大小不变。
5.【答案】D
【解析】【解答】不计滑轮的重力，
A、图中滑轮是定滑轮，拉力F=G；
B、图中滑轮是动滑轮，拉力 ；
C、图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力 ；
D、图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力 ；
所以最省力的是D中滑轮组。
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故答案为：D。
【分析】定滑轮只改变力的方向，不省力，动滑轮上绳子的股数越多越省力。
6.【答案】C
【解析】【解答】由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，A不符合题意；使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，B不符合题意；不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，C符合题意；使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】使用动滑轮时，拉力是总重力的一半.
7.【答案】A
【解析】【解答】由图分析可知. 90%,A符合题意；不计绳重和摩擦,则F＝ ,故动滑轮重力 ＝2F ＝2 200N . 360N＝40N,B不符合题意；如果工人用同一个滑轮组以相同的速度一次提升两个相同的木箱时，拉力F＝ ＝380N,C不符合题意；v物＝ . 0.25m/s,拉力的功率P＝Fv绳＝ F 2 v物＝380N 2 0.25m/s ＝190W.D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据物体重力和高度变化计算有用功，利用功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比计算机械效率.
二、填空题
8.【答案】80；变大
【解析】【解答】因为不计绳重和摩擦，所以使用动滑轮时动力为：
；
使用同一动滑轮，提升相同高度时，客服动滑轮重力做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功和总功，则额外功与总功的比值减小，有用功与总功的比值增大，即机械效率变大。
故答案为：80；变大。
【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据即可求出拉力；
（2）根据增加物重，可以增大有用功，从而提高滑轮组的机械效率，进行分析即可。
9.【答案】省力；90%；325
【解析】【解答】解：使用动滑轮的好处是省力；η= =90%；由F= （G+G动）得：G动=2F-G=2×250N-450N=50N, F’= = =325N.
故答案为：省力；90%；325。
【分析】动滑轮的特点：省力但不能改变力的方向；根据η= 求解；先根据F= （G+G动）求出动滑轮的重力，再根据F= （G+G动）求解。
10.【答案】省力；300
【解析】【解答】解：（1）用撬棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；（2）由乙图可知绳子的有效股数n=3，
拉力F= G物= ×900N=300N。
故答案为：省力；300.
【分析】三种杠杆：(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1
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