历年备战中考物理易错题汇编-滑轮组的省力问题练习题及答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物G匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是

A．甲滑轮组所用拉力较大

B．甲滑轮组拉力做的功较多

C．两滑轮组拉力做功的功率一定相等

D．两个滑轮组的机械效率一定相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3，n乙=2，

所以，绳子受的拉力：

F甲=（G物+G轮）/3，

F乙=（G物+G轮）/2，

即F甲﹤F乙，故A错误；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h

W乙=F乙s乙=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h∴，

W甲=W乙，

故B错误；

C．甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；

D．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=W有用/W总，∴滑轮组的机械效率相同，故D正确；

故答案为D。

2．如图所示，用滑轮组将重120N的物体匀速提升2m，拉力为50N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，动滑轮重为_____N，额外功为_____，滑轮组的机械效率为_____。

【答案】306080%

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图知，n＝3，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，拉力

F＝1

3

（G+G动）

则动滑轮的重力

G动＝3F﹣G＝3×50N﹣120N＝30N [2]拉力做的有用功

W有用＝Gh＝120N×2m＝240J

拉力端移动的距离

s＝3h＝3×2m＝6m

拉力做的总功

W总＝Fs＝50N×6m＝300J

额外功

W额＝W总- W有用＝300J-240J=60J [3]滑轮组的机械效率

η＝

240J

300J

W

W

有用

总

=80%

3．如图所示，在力F作用下使重200 N的物体在水平面上做匀速直线运动，当F=30N时，物体受到的摩擦力_______ N（不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦）；当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离_______m。

【答案】60 8

【解析】

【详解】

[1]由图知道，使用动滑轮时，n=2，由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：

1

2

F f =

， 即物体受到的摩擦力是：

f =2F =2×30N=60N ；

[2]由于n=2，所以，当物体移动4m 时，绳子自由端移动的距离是：

s =2s 物=2×4m=8m 。

4．如图所示，在水平拉力F 的作用下，重为300 N 的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s 的速度做匀速直线运动，此时物体与桌面的摩擦力大小为60N （不计绳重、动滑轮重及摩擦），则拉力F =_________N 及其功率P =_______W 。

【答案】20 6 【解析】 【详解】

[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉力：

F =

13f =1

3

×60N=20N ； [2]绳子自由端移动的速度为：

v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ；

则拉力F 的功率为：

P =Fv 绳=20N ×0.3m/s=6W 。

5．在水平桌面上放一个重300N 的物体，物体与桌面间的摩擦力为60N ，如图所示，若不考虑绳子重力和轮与轴之间的摩擦，使物体以0.1m/s 的速度匀速移动时，水平拉力的大小为_____________N ，拉力做功的功率为______________W ．

【答案】20 6 【解析】 【详解】

因为物体在水平桌面上匀速运动，所以物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即

60N F f ==拉

从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，绳子自由端的水平拉力为

11

60N=20N 33

F F ==?拉

水平拉力的功率

320N 30.1m/s=6W W Fs

P Fv F v t t

=

===??=??物

6．如图所示，用力F 1和F 2分别匀速提起物体C 时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A"或“B”）.若物体C 重为50牛，滑轮重力不计，则力F 2的大小为___________牛.

【答案】A 25 【解析】 【详解】

[1]由图可知，A 滑轮是定滑轮，所以滑轮A 是等臂杠杆。 [2]滑轮B 是动滑轮,省一半力,所以F 2的大小为25N 。

7．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N 的拉力F 拉重50N 的物体时，物体恰好以v =2m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N ，拉力F 的功率为________W ；将拉力F 增大为20N 时，物体受到水平面的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。

【答案】20 40 不变 【解析】 【分析】

使用动滑轮可以省一半力； 物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度； 根据W Fs

P Fv t t

===算出拉力F 的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度。 【详解】

[1]因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为

2210N 20N F F '==?=

物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力一对平衡力，大小相等，则

='=

f F

20N

[2]由图知有2段绳子拉着物体，则有

==?=

v v

222m/s4m/s

绳物

则拉力F的功率为

p Fv

==?

10N4m/s=40W

绳

[3]将拉力F增大为20N时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。

【点睛】

本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。

8．工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N．

（1）求滑轮组的机械效率；_________

（2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应该怎样绕，请在图乙中画出绳子的绕法；______

（3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度，不计绳重和摩擦，机械效率的关系是η甲_____η乙（选填“＞”，“=”，“＜”）．

【答案】80%；=

【解析】

【详解】

（1）由图甲可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2，则拉力端移动距离

s=2h=2×2m=4m，

工人做的有用功：

W有用=Gh=400N×2m=800J，

工人做的总功： W 总=Fs=250N×4m=1000J ， 滑轮组的机械效率：800η100%100%80%1000W J

W J

=

?=

?=有用总

； （2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起，依次绕过上面的定滑轮和下面的动滑轮，如图所示：

（3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度，做的有用功相同；不计绳重和摩擦，做的额外功是提升动滑轮做的功，由题意可知，动滑轮的重力相同，提升动滑轮的高度也相同，由W=Gh 可知做的额外功相同；因为W 总=W 有用+W 额，所以做的总功相同，由

η100%W W 有用总

=?可知两个滑轮组的机械效率相同，即η甲=η乙．

9．如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），其中甲装罝为____________滑轮，它的优点是可以____________，若相同时间内，拉力F 1、F 2做相同的功，则拉力F 1、F 2做功时的功率P 1___________P 2，重物被竖直提升的高度h 甲___________h 乙（最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”）．

【答案】定 可以改变用力的方向 等于 等于 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由图示可知，甲是定滑轮；

[2]甲装置中物体向上运动，拉力的方向是向下，所以甲滑轮可以改变用力方向；

[3]相同时间内，拉力F1、F2做相同的功，根据P=W

t

可知，拉力F1、F2做功时的功率P1等

于P2；

[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），它们都是克服物体的重力做功，即W=Gh，因为拉力F1、F2做的功相同，所以重物被竖直提升的高度相同， h甲等于h乙．

10．如图，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中，下列说法正确的是（）

A．工人的拉力为500N B．工人拉绳的速度为2.4m/s

C．工人做功的功率为400W D．工人做功的机械效率小于90%

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

由两根绳子承担物重，动滑轮和建材总重为1000N，由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人的拉力应大于500N，故A错；工人拉绳的速度应是物体上升速度的2倍为1.6m/s，故B错；若部考虑绳重和摩擦，工人做功的功率为P=Fv绳=500N×1.6m/s=800W，由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人做功的功率应大于800W，故C错；对物体做的有用功为W有=Gh=900N×10m=9000J，而拉力做的总功应大于1000J，所以工人做功的机械效率小于90%，故D正确；应选D．

11．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中下列说法正确的是（）

A．绳子自由端移动的距离为2m

B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N

C．拉力F的功率为4W

D．有用功为120J

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图知n ＝3，则绳子自由端移动的距离

s 绳＝3s 物＝3v 物t ＝3×0.2m/s×10s ＝6m

故A 错； B ． 因为

=

100% =100%=100%=100%=80%33W fs fs f

W Fs F s F

η????有物物绳总物 所以物体与地面间的滑动摩擦力 380%320N 80%48N f F =?=??=

故B 正确； C ．拉力做的功为

W 总＝Fs 绳＝20N×6m ＝120J

拉力做功的功率

120J

12W 10s

W p t =

==总 故C 错误； D ．有用功

W 有＝fs 物＝fv 物t ＝48N×0.2m/s×10s ＝96J

故D 错。 故选B 。

12．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，砖都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F 1、F 2、F 3，拉力做的功为W 1、W 2、W 3，有用功率为P 1、P 2、P 3，机械效率为η1、η2、η3，则（ ）

A ．F 1+F 2=F 3

B ．W 1+W 2=W 3

C ．η1+η2=η3

D ．P 1+P 2=P 3

【答案】D 【解析】 【分析】

由图可知，作用在动滑轮上绳子为２股；绳重，摩擦不计时，用Ｆ＝1

(+)n

G G 动 分析F 1,F 2,F 3之间关系；再依==

+W Gh G

W G h G G η=有总

总动

。通过计算特殊值，判断等式是否成立。 【详解】 A ．由题意得

F １＝

11

(+)=+2G G G G n 动动（）； F ２＝11

(2+)=+2

G G G G n 动动（2）；

F １＋F ２＝

111

(+)++(3+2222

G G G G G G 动动动（2）=） Ｆ３＝11

(3+)=+2

G G G G n 动动（3）

因为

11

(3+2)>(3+22

G G G G 动动） 所以

123(+)>F F F

故Ａ不符合题意； Ｂ．由于物体升高均为h ；

W １＋W ２＝F １h ＋F ２h ＝(F １+F ２)h

W 3=F 3h ；

因为(F １＋F ２)>F ３ 所以

123(+)>W W W

故B 不合符题意； C ． 依=

=

+W Gh G

W G h G G η=有总

总动

，说明滑轮组一定时，物重越大，机械效率越大，即123<<ηηη ，故C 不合符题意；

D ．由W 有=Gh ，P =

Gh

t

可知 1223++Gh Gh Gh

P P t t t

=

= ； 33Gh P t

=

所以P 1+P 2=P 3，故D 符合题意。 故选D 。

【点睛】

一个不加条件成立等式，可以用某种情况时不成立来判断它不成立。

13．如图所示的滑轮装置，重为5牛的物体挂在绳端，力F作同在滑轮的轴上，滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动．若不计滑轮重及摩擦，则拉力F的大小和物体向上运动的速度为

A．10牛，4米/秒B．2.5牛，4米/秒

C．10牛，2米/秒D．2.5牛，2米/秒

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动，重物的速度为:

2×2m/s=4m/s

此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为:

F=2G=2×5N=10N

故选A．

14．如图,水平桌面上的物体A重100N，物体B重40N，此时物体B恰能匀速下降；当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中，若不计动滑轮和绳的重力，不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦，则下列说法正确的是（）

A．B上升了2m B．拉力F的功率为20W

C．物体A与桌面间的滑动摩擦力为40N D．吊着B物体的绳子所做的功为40J 【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中，A移动的距离为B升高高度的2倍，B上升了

h B=1m

2

=0.5m，

故A错误；

BC．当A向右做匀速直线运动，A水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，故

f=1

2

G B=

1

2

×40N=20N，

当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f=20N．A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：

F=f+1

2

G B=20N+20N=40N，

拉力F的功率为：

P=

40N1m

2s

W Fs

t t

?

===20W，

故B正确，C错误；

D．绳子拉力对物体B所做的功为：

W=G B h B=40N×0.5m=20J，

D错误．

15．利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是( )

A ．甲图中绳自由端移动距离较小

B ．乙图中绳自由端作用力较小

C ．两种方式所做的额外功相等

D ．增大提升高度，机械效率都会变大

【答案】C 【解析】 【详解】

A ．若物体升高高度为h ，则拉力移动的距离为2s h =甲，2s h =乙，则s s =甲乙。故A 错误；

B ．甲中：2=+F G G 甲动，乙中：2=F G G +乙动，所以=F F 甲乙。故B 错误；

C ．甲中：=W G h 甲额动，乙中：=W G h 乙额动，所以=W W 甲额乙额。故C 正确；

D ．机械效率公式：

==W Gh Gh G W Fs Fnh nF

η==有总， 所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D 错误。

16．在水平桌面上放一个重300N 的物体，物体与桌面的摩擦力为60N ，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s 匀速移动时，水平拉力F 和其移动速度的大小为（ ）

A ．300N 0.1m/s

B ．150N 0.1m/s

C ．60N 0.2m/s

D ．30N 0.2m/s

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力

11

60N=30N 22

F f =

=?

有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍，即

v =0.1m/s×2=0.2m/s

故选D 。

17．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 ．400N

B ．450N

C ．500N

D ．600N

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

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()1

F G G n

=

+物动求出动滑轮的重力为 33250N 600N 150N G F G =-=?-=动物

当提升一个重为1200N 的物体时，人的拉力为

()

()11

1200N 150N 450N 3

F G G n ''=

+=+=物动 综上所述，ACD 项不符合题意，B 项符合题意。 故选B 。

18．如图所示，在水平地面上，木箱重600N ，受到的摩擦力为300N ，用力F 拉动木箱使它匀速直线运动了2m （不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）

A ．拉力F 的大小为100N

B ．拉力F 的大小为200N

C ．绳自由端移动了4m

D ．绳自由端移动了1m

【答案】C 【解析】

AB ．由图知，n =2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力

11

300N 150N 22

F f =

=?= 故A 、B 错误；

CD ．绳子的自由端移动的距离

222m 4m s s ==?=物

故C 正确、D 错误。 故选C 。

19．如图所示，置于水平桌面上的物体A 重50N ，物体B 重30N ，动滑轮重10N ，物体B 在匀速下降了40cm 的过程中，拉动物体A 在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A ．物体A 移动了20cm

B ．绳子拉力对物体A 做的功是8J

C ．物体A 与桌面的滑动摩擦力为30N

D ．若对物体A 施加一个水平向左的力F ，使物体B 可以匀速上升，则力F 的大小为40N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则拉力移动的距离为物体上升高度的2倍，物体

B 下降了40cm ，则A 移动的距离为

2240cm 80cm=0.8m S h ==?=

故A 错误；

B ．物体B 重30N ，动滑轮重10N ，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则拉动A 的力的大小为

'B 11

()(30N 10N)20N 22

F G G =+=+=动

绳子拉力对物体A 做的功为

'20N 0.8m 16J W F S ==?=

故B 错误；

C ．物体A 在水平方向上做匀速直线运动，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力为

'20N f F ==

D．用一水平向左的力F拉动物体A，则A在水平方向上受到三个力的作用：向左的拉力F、向右的物体B的拉力和向右的摩擦力，物体B匀速上升，物体A也匀速移动，这时物体A受到平衡力，则拉力为

'20N20N=40N

F f F

=+=+

故D正确。

故选D。

20．用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N的A、B两物体，在相同时间内提升相同的高度；已知滑轮重1N，绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是（）

A．手的拉力F乙=10N

B．利用乙种方式做的有用功比较多

C．甲种方式的机械效率大于乙种方式

D．手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．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，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，

F乙=1

2

(G+G动)=

1

2

×(10N+1N)=5.5N

故A错误；

B．利用两种滑轮都是将G=10N的物体提升相同的高度h，由公式W有用=Gh知，有用功相同，故B错误；

C．甲乙装置所做的有用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功较多，也

就是乙装置的总功较大，由公式η=W

W

有用

总

知，甲方式的机械效率较高，故C正确；

D．因为乙装置总功较大，并且在相同时间内提升物体，由公式P=W

t

知，乙装置手的拉

力做功功率较大，故D错误。