《2025年实验班提优训练九年级物理上册苏科版》

7. 如图甲所示,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏.该游戏装置与滑轮组类似,如图乙所示是其示意图.绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩拽住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负.忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是(A).

答案： A [解析]仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩更省力,可能使女孩获胜;同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,女孩更费力,很难使女孩获胜,故A正确,B错误;改变绳的总长,不能改变力的大小,故C、D错误.

8. 下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是(C).
①使用定滑轮一定既不省力也不费力；②使用动滑轮有时可能不省力；③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力；④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向；⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向；⑥安装滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等.
A.①④
B.②⑤⑥
C.②④
D.②④⑥

答案： C [解析]定滑轮实质是个等臂杠杆,定滑轮不省力也不省距离,但没有说不费力,因为使用过程中还有摩擦力的存在,故①错误;使用动滑轮时,拉力不但承担物体重力,还要承担动滑轮重和克服摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,故②正确;使用有效绳子段数n=2的滑轮组时,就可能比仅使用动滑轮还要费力,故③错误;滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,使用滑轮组时根据不同的绕绳方式,既可以改变力的方向,又可以不改变力的方向,故④正确,⑤错误;安装滑轮组时,滑轮组中定滑轮和动滑轮的个数不一定相等,根据需要安排滑轮的个数,故⑥错误.
归纳总结 关于定滑轮、动滑轮和滑轮组省力情况的分析,要结合现实生活去分析问题,不要总是停留在理想情况下.
(1)定滑轮可以改变力的方向,但不能省力地拉动物体.
(2)动滑轮不可以改变力的方向,理想情况下(忽略动滑轮重、绳重和摩擦力)能够省一半力,但是实际情况下也可能不省力.
(3)滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,这样有时既可以改变力的方向,又能省力地拉动物体.

9.(2023·南京鼓楼区期中)如图所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,画出最省力的绕线方式.

答案：
如图所示
　　　　　　　　　　
[解析]绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,最后再绕过最上方的定滑轮,最终承担物重的有效绳子段数n=3,如图所示.

10. 工人师傅用一个动滑轮将重为600 N的木箱吊到6 m高的阳台上,至少要用300N的力,若实际所用的拉力为320 N,不计摩擦和绳重,动滑轮的重为40N,工人至少应将绳子拉上12m.

答案： 300 40 12 [解析]若不计摩擦、绳重和滑轮重,此时需要的最小拉力F=½G物=½×600N=300N;不计摩擦和绳重,实际所用的拉力为320N,则动滑轮的重力G动=2F'-G物=2×320N-600N=40N;绳子自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m.
易错警示 本题中理想情况下,利用F=½G物求绳端的拉力;不计摩擦和绳重,利用F=½(G物+G动)求动滑轮的重力.

11. 用图甲所示的滑轮组提升重为200 N的物体,已知拉力F为80 N,不计绳重和摩擦.物体和绳子自由端运动的s-t图像如图乙所示,其中反映绳子自由端运动的图像是A(填“A”或“B”),动滑轮重为40N,若绳子能够承受的最大拉力为180 N,则该滑轮组能够吊起物体的最大重力为500N,若拉动时F变为斜向上,则拉力大小会变大(填“变小”“不变”或“变大”).

答案： A 40 500 变大
[解析]由题图甲可知n=3,则拉力端移动距离s=3h,所以题图乙中倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像,倾斜直线B是物体运动的s-t图像;不计绳重和摩擦,由F=⅓(G+G动)可知,该动滑轮重力G动=3F-G=3×80N-200N=40N;不计绳重和摩擦,由F=⅓(G+G动)可知,该滑轮组能够吊起物体的最大重力G大=3F最大-G动=3×180N-40N=500N;可以把动滑轮看成一个省力杠杆,拉动时F变为斜向上,则拉力F的力臂将变小,根据杠杆的平衡条件得F将变大.
关键提醒 将动滑轮看成杠杆,利用杠杆平衡条件分析拉力F的变化情况.

12. 如图所示的滑轮组,小李同学用了最省力的方式提升重为600 N的物体,当物体匀速上升时,他用力$F_{1}$的大小为250 N(不计绳重及机械的摩擦).
(1)请在图中画出滑轮组的绕线方式.
(2)动滑轮的重$G_{动}$是多少？
(3)当物体上升0.5 m时,绳子自由端移动的距离s是多少？
(4)若用该滑轮组匀速提起750 N重的物体,则需要的拉力$F_{2}$是多大？

答案：

(1)如图所示
(2)150 N
(3)1.5 m
(4)300 N
　　　　　　　　　　
[解析]
(1)从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法.
(2)由图可知,n=3,不计绳重及机械的摩擦,绳子的拉力F₁=⅓(G+G动),动滑轮的重G动=3F₁-G=3×250N-600N=150N.
(3)绳子自由端移动的距离s=3h=3×0.5m=1.5m.
(4)用该滑轮组匀速提起750N重的物体,需要的拉力F₂=⅓(G'+G动)=⅓×(750N+150N)=300N.
关键提醒 本题考查了不计机械摩擦和绳重时,使用滑轮组省力情况的计算,能确定拉动滑轮绳子股数(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是解题的突破口.