登录
6. 如图所示,工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上.
(1)画出滑轮组的绕线方式.
(2)绳子自由端向下移动的距离是多少?
(3)若实际拉力为110N,不计绳重及摩擦,则动滑轮的重力是多少?
(1)画出滑轮组的绕线方式.
(2)绳子自由端向下移动的距离是多少?
(3)若实际拉力为110N,不计绳重及摩擦,则动滑轮的重力是多少?
答案
6.解:(1)由题图可以看出,人站在地面拉动绳子,因此绳子的拉动方向应向下,因此确定自由端的绳子方向,然后依次向内绕.如答图所示
.(2)由答图可知,$n=2$,则绳子自由端向下移动的距离$s=nh=2×2\mathrm{m}=4\mathrm{m}$.
(3)不计绳重及摩擦,根据$F=\frac{1}{2}(G_{物}+G_{动})$得$G_{动}=2F-G_{物}=2×110\mathrm{N}-200\mathrm{N}=20\mathrm{N}$.
解析
【分析】
这道题是滑轮组的基础应用题，我们可以分三步梳理思路：
1. 第一问画绕线：首先明确实际操作要求，工人站在地面向下拉绳子，所以绳子最终的自由端必须从上方的定滑轮引出、方向向下。结合“奇动偶定”的绕线规则，这里承担物重的绳子段数n为2（偶数），所以绳子的固定端要系在定滑轮的下挂钩上，之后依次绕过动滑轮、再绕回定滑轮，就能得到符合要求的绕线方式。
2. 第二问求绳子自由端移动距离：确定绕线后n=2，滑轮组中绳子自由端移动距离s和物体上升高度h满足s=nh的关系，代入已知的h=2m即可算出结果。
3. 第三问求动滑轮重力：题目明确不计绳重及摩擦，此时拉力的推导公式为F=1/n(G物+G动)，把已知的拉力、物重、n代入公式变形，就可以解出动滑轮的重力。
【解析】
(1) 绕线操作：将绳子的一端固定在定滑轮的下挂钩处，向下绕过下方的动滑轮，再向上绕回上方的定滑轮，最终绳子自由端方向向下，匹配工人站在地面向下拉的操作要求。
(2) 由绕线结果可知，承担物重的绳子段数n=2，代入距离公式计算：
$s = n h = 2 × 2\mathrm{m} = 4\mathrm{m}$
(3) 不计绳重及摩擦时，拉力满足$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，将n=2、F=110N、G物=200N代入公式变形得：
$G_{动}=2F-G_{物}=2×110\mathrm{N}-200\mathrm{N}=20\mathrm{N}$
【答案】
(1) 绕线如答图所示：
(2) 绳子自由端向下移动的距离为4m
(3) 动滑轮的重力为20N
【知识点】
滑轮组绕线规则，滑轮组距离计算，滑轮组拉力推导
【点评】
本题是滑轮组的基础综合题型，从实际操作场景出发考察绕线绘制，再延伸到距离、动滑轮重力的计算，属于初中物理机械部分的必掌握基础题。解题时要注意绕线必须匹配拉力方向的实际要求，牢记不计绳重摩擦条件下拉力和物重、动滑轮重的关系，就可以顺利完成全部问题。
【难度系数】
0.7
这道题是滑轮组的基础应用题，我们可以分三步梳理思路：
1. 第一问画绕线：首先明确实际操作要求，工人站在地面向下拉绳子，所以绳子最终的自由端必须从上方的定滑轮引出、方向向下。结合“奇动偶定”的绕线规则，这里承担物重的绳子段数n为2（偶数），所以绳子的固定端要系在定滑轮的下挂钩上，之后依次绕过动滑轮、再绕回定滑轮，就能得到符合要求的绕线方式。
2. 第二问求绳子自由端移动距离：确定绕线后n=2，滑轮组中绳子自由端移动距离s和物体上升高度h满足s=nh的关系，代入已知的h=2m即可算出结果。
3. 第三问求动滑轮重力：题目明确不计绳重及摩擦，此时拉力的推导公式为F=1/n(G物+G动)，把已知的拉力、物重、n代入公式变形，就可以解出动滑轮的重力。
【解析】
(1) 绕线操作：将绳子的一端固定在定滑轮的下挂钩处，向下绕过下方的动滑轮，再向上绕回上方的定滑轮，最终绳子自由端方向向下，匹配工人站在地面向下拉的操作要求。
(2) 由绕线结果可知，承担物重的绳子段数n=2，代入距离公式计算：
$s = n h = 2 × 2\mathrm{m} = 4\mathrm{m}$
(3) 不计绳重及摩擦时，拉力满足$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$，将n=2、F=110N、G物=200N代入公式变形得：
$G_{动}=2F-G_{物}=2×110\mathrm{N}-200\mathrm{N}=20\mathrm{N}$
【答案】
(1) 绕线如答图所示：
(2) 绳子自由端向下移动的距离为4m
(3) 动滑轮的重力为20N
【知识点】
滑轮组绕线规则，滑轮组距离计算，滑轮组拉力推导
【点评】
本题是滑轮组的基础综合题型，从实际操作场景出发考察绕线绘制，再延伸到距离、动滑轮重力的计算，属于初中物理机械部分的必掌握基础题。解题时要注意绕线必须匹配拉力方向的实际要求，牢记不计绳重摩擦条件下拉力和物重、动滑轮重的关系，就可以顺利完成全部问题。
【难度系数】
0.7
7. 用如图甲所示的滑轮组提升重250N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为
50
N. 如果物体上升1m，那么绳子自由端移动3
m. 物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是A
(填“A”或“B”).答案
7. 50 3 A
解析
【分析】
首先观察图甲的滑轮组，先数出承担动滑轮和物重的绳子段数n=3。第一空，不计绳重和摩擦时，滑轮组的拉力满足F=(G物+G动)/n，把已知的物重、拉力代入公式变形就能求出动滑轮重力。第二空，根据滑轮组距离关系s=nh，代入物体上升的高度h=1m，就能算出绳子自由端移动的距离。第三空，绳子自由端的移动速度是物体上升速度的n倍，也就是3倍，对比图乙中两条s-t图线的速度，速度更大的就是绳子自由端对应的图线，这样就能完成全部求解。
【解析】
1. 求动滑轮重力：
由图甲可知，承担物重的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，代入已知F=100N，G=250N，变形得：
$G_{动}=nF - G = 3×100N - 250N = 50N$。
2. 求绳子自由端移动距离：
已知物体上升高度h=1m，根据滑轮组距离关系$s=nh$，得$s=3×1m=3m$。
3. 判断绳子自由端的运动图线：
绳子自由端的速度$v_{绳}=\frac{s}{t}=\frac{3h}{t}=3v_{物}$，即绳子自由端速度是物体速度的3倍。观察图乙：A图线2s运动3m，速度$v_A=\frac{3m}{2s}=1.5m/s$；B图线4s运动2m，速度$v_B=\frac{2m}{4s}=0.5m/s$，满足$v_A=3v_B$，因此反映绳子自由端运动的图线是A。
【答案】
50；3；A
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组距离关系；s-t图像分析
【点评】
本题是滑轮组基础规律和运动图像的简单综合题，核心是准确数出承担物重的绳子段数n，利用不计绳重摩擦的拉力公式、距离倍数关系即可求解，最后通过速度倍数关系匹配对应图线，整体难度不高，易错点是数错绳子段数导致后续计算出错。
【难度系数】
0.7
首先观察图甲的滑轮组，先数出承担动滑轮和物重的绳子段数n=3。第一空，不计绳重和摩擦时，滑轮组的拉力满足F=(G物+G动)/n，把已知的物重、拉力代入公式变形就能求出动滑轮重力。第二空，根据滑轮组距离关系s=nh，代入物体上升的高度h=1m，就能算出绳子自由端移动的距离。第三空，绳子自由端的移动速度是物体上升速度的n倍，也就是3倍，对比图乙中两条s-t图线的速度，速度更大的就是绳子自由端对应的图线，这样就能完成全部求解。
【解析】
1. 求动滑轮重力：
由图甲可知，承担物重的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，代入已知F=100N，G=250N，变形得：
$G_{动}=nF - G = 3×100N - 250N = 50N$。
2. 求绳子自由端移动距离：
已知物体上升高度h=1m，根据滑轮组距离关系$s=nh$，得$s=3×1m=3m$。
3. 判断绳子自由端的运动图线：
绳子自由端的速度$v_{绳}=\frac{s}{t}=\frac{3h}{t}=3v_{物}$，即绳子自由端速度是物体速度的3倍。观察图乙：A图线2s运动3m，速度$v_A=\frac{3m}{2s}=1.5m/s$；B图线4s运动2m，速度$v_B=\frac{2m}{4s}=0.5m/s$，满足$v_A=3v_B$，因此反映绳子自由端运动的图线是A。
【答案】
50；3；A
【知识点】
滑轮组拉力计算；滑轮组距离关系；s-t图像分析
【点评】
本题是滑轮组基础规律和运动图像的简单综合题，核心是准确数出承担物重的绳子段数n，利用不计绳重摩擦的拉力公式、距离倍数关系即可求解，最后通过速度倍数关系匹配对应图线，整体难度不高，易错点是数错绳子段数导致后续计算出错。
【难度系数】
0.7
8. 如图所示,不计摩擦、滑轮重及绳重,重为$G_1$、$G_2$的两个物体现在处于静止状态,则$G_1:G_2=$
;若在$G_1$和$G_2$下方分别挂一同样重的砝码,则将出(填“仍保持平衡”“$G_1$上升”或“$G_1$下降”);若$G_1 = 10\mathrm{N}$,动滑轮重$2\mathrm{N}$,忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦,要让整个系统处于静止状态,则$G_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}.$
;若在$G_1$和$G_2$下方分别挂一同样重的砝码,则将出(填“仍保持平衡”“$G_1$上升”或“$G_1$下降”);若$G_1 = 10\mathrm{N}$,动滑轮重$2\mathrm{N}$,忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦,要让整个系统处于静止状态,则$G_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}.$
答案
8. 2:1 $G_1$上升 6
解析
【分析】
我们先识别图中的滑轮类型，右侧是定滑轮，左侧是动滑轮，首先利用同一根绳子拉力处处相等的特点推导第一问：不计滑轮重时，绳子拉力等于G₂，而动滑轮受到两段向上的绳子拉力、向下的总拉力等于G₁，平衡时2倍绳拉力等于G₁，就能得到G₁和G₂的比值。第二问添加相同砝码后，分别计算两侧平衡需要的拉力和实际能提供的拉力，对比大小就能判断运动趋势。第三问考虑动滑轮自重时，把动滑轮的重力也计入向下的总受力，再根据动滑轮受力平衡列方程求解即可。
【解析】
1. 求$G_1:G_2$：
图中右侧滑轮为定滑轮，不计摩擦、绳重时，定滑轮不省力，因此绳子的拉力大小等于$G_2$；左侧滑轮为动滑轮，不计滑轮重时，动滑轮受到两段向上的绳子拉力，向下的拉力等于$G_1$，静止受力平衡可得：$2F = G_1$，代入$F=G_2$，得$G_1=2G_2$，因此$G_1:G_2=2:1$。
2. 判断添加相同砝码后的运动状态：
设添加的砝码重力为$G$，此时左侧总重力为$G_1+G$，若要保持平衡，需要绳子提供的拉力为$F'=\frac{G_1+G}{2}$，将$G_1=2G_2$代入得$F'=\frac{2G_2+G}{2}=G_2 + \frac{G}{2}$；而右侧添加砝码后，绳子实际能提供的拉力为$G_2+G$，显然$G_2+G ＞ G_2 + \frac{G}{2}$，因此右侧$G_2$会向下运动，拉动绳索，使$G_1$向上运动，即$G_1$上升。
3. 考虑动滑轮重求$G_2$：
已知$G_1=10\mathrm{N}$，动滑轮重$G_{\mathrm{轮}}=2\mathrm{N}$，静止时动滑轮受力平衡，两段绳子的拉力之和等于$G_1$与动滑轮重力之和，即$2G_2 = G_1 + G_{\mathrm{轮}}$，代入数值：$2G_2=10\mathrm{N}+2\mathrm{N}=12\mathrm{N}$，解得$G_2=6\mathrm{N}$。
【答案】
2:1；$G_1$上升；6
【知识点】
动滑轮省力规律，定滑轮特点，滑轮受力平衡
【点评】
本题属于非常规滑轮组合的受力分析题，核心是抓住同一根绳拉力相等的特点，结合动滑轮的受力平衡推导，第二问的动态趋势判断是易错点，不能直接凭直觉判断，需要通过两侧拉力的对比得到运动方向，能很好地考察学生对滑轮特点的灵活运用能力。
【难度系数】
0.4
我们先识别图中的滑轮类型，右侧是定滑轮，左侧是动滑轮，首先利用同一根绳子拉力处处相等的特点推导第一问：不计滑轮重时，绳子拉力等于G₂，而动滑轮受到两段向上的绳子拉力、向下的总拉力等于G₁，平衡时2倍绳拉力等于G₁，就能得到G₁和G₂的比值。第二问添加相同砝码后，分别计算两侧平衡需要的拉力和实际能提供的拉力，对比大小就能判断运动趋势。第三问考虑动滑轮自重时，把动滑轮的重力也计入向下的总受力，再根据动滑轮受力平衡列方程求解即可。
【解析】
1. 求$G_1:G_2$：
图中右侧滑轮为定滑轮，不计摩擦、绳重时，定滑轮不省力，因此绳子的拉力大小等于$G_2$；左侧滑轮为动滑轮，不计滑轮重时，动滑轮受到两段向上的绳子拉力，向下的拉力等于$G_1$，静止受力平衡可得：$2F = G_1$，代入$F=G_2$，得$G_1=2G_2$，因此$G_1:G_2=2:1$。
2. 判断添加相同砝码后的运动状态：
设添加的砝码重力为$G$，此时左侧总重力为$G_1+G$，若要保持平衡，需要绳子提供的拉力为$F'=\frac{G_1+G}{2}$，将$G_1=2G_2$代入得$F'=\frac{2G_2+G}{2}=G_2 + \frac{G}{2}$；而右侧添加砝码后，绳子实际能提供的拉力为$G_2+G$，显然$G_2+G ＞ G_2 + \frac{G}{2}$，因此右侧$G_2$会向下运动，拉动绳索，使$G_1$向上运动，即$G_1$上升。
3. 考虑动滑轮重求$G_2$：
已知$G_1=10\mathrm{N}$，动滑轮重$G_{\mathrm{轮}}=2\mathrm{N}$，静止时动滑轮受力平衡，两段绳子的拉力之和等于$G_1$与动滑轮重力之和，即$2G_2 = G_1 + G_{\mathrm{轮}}$，代入数值：$2G_2=10\mathrm{N}+2\mathrm{N}=12\mathrm{N}$，解得$G_2=6\mathrm{N}$。
【答案】
2:1；$G_1$上升；6
【知识点】
动滑轮省力规律，定滑轮特点，滑轮受力平衡
【点评】
本题属于非常规滑轮组合的受力分析题，核心是抓住同一根绳拉力相等的特点，结合动滑轮的受力平衡推导，第二问的动态趋势判断是易错点，不能直接凭直觉判断，需要通过两侧拉力的对比得到运动方向，能很好地考察学生对滑轮特点的灵活运用能力。
【难度系数】
0.4
9. 小明和小杰握住两根光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后按图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们手中的木棍。两根木棍和绳子组成的机械相当于
滑轮组
，小明受到的拉力小于
（填“大于”“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。如果小华将绳子在木棍上又多绕几圈，在小华拉绳的力与上次相同时，小明和小杰受到的拉力将变大
（填“变大”“变小”或“不变”）。答案
9. 滑轮组 小于 变大
解析
【分析】
首先我们先回忆常见简单机械的特征：这个装置里两根木棍被绳子依次缠绕，小华用很小的力就能拉动两个握紧木棍的人，符合滑轮组省力的核心特点，第一空就可以对应确定。接下来分析两个拉力的大小：我们可以把两根木棍分别等效为滑轮组的两个滑轮，每一段绳子上的拉力都等于小华在A处施加的拉力，数绕线段数可以发现，作用在小明握的木棍上的绳子段数，比作用在小杰握的木棍上的绳子段数更少，总拉力等于段数乘以小华的拉力，所以小明受到的拉力更小。最后分析多绕几圈的情况：多绕圈之后，分担拉力的绳子总段数变多，小华的拉力不变的情况下，两个人受到的总拉力自然会变大。
【解析】
1. 该装置中绳子依次绕过两根木棍，整体可以等效为滑轮组，具备滑轮组省力的特性，因此小华用很小的力就可以拉动两人。
2. 设小华在A处的拉力为F，观察绕线可知，连接小明侧木棍的绳子段数少于小杰侧木棍的绳子段数，小明受到的总拉力等于小明侧绳子段数乘以F，小杰受到的总拉力等于小杰侧绳子段数乘以F，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。
3. 绳子多绕几圈后，分担拉力的绳子总段数增加，在小华的拉力保持不变时，两根木棍受到的总拉力会随段数增加而增大，因此小明和小杰受到的拉力将变大。
【答案】
滑轮组 小于 变大
【知识点】
滑轮组，滑轮组省力规律
【点评】
本题跳出常规滑轮组的图示，用趣味生活装置考察滑轮组的本质特征，需要学生用等效替代的思路把木棍等效为滑轮，避免了死记硬背公式的考察方式，能检验学生对滑轮组省力原理的理解程度。
【难度系数】
0.7
首先我们先回忆常见简单机械的特征：这个装置里两根木棍被绳子依次缠绕，小华用很小的力就能拉动两个握紧木棍的人，符合滑轮组省力的核心特点，第一空就可以对应确定。接下来分析两个拉力的大小：我们可以把两根木棍分别等效为滑轮组的两个滑轮，每一段绳子上的拉力都等于小华在A处施加的拉力，数绕线段数可以发现，作用在小明握的木棍上的绳子段数，比作用在小杰握的木棍上的绳子段数更少，总拉力等于段数乘以小华的拉力，所以小明受到的拉力更小。最后分析多绕几圈的情况：多绕圈之后，分担拉力的绳子总段数变多，小华的拉力不变的情况下，两个人受到的总拉力自然会变大。
【解析】
1. 该装置中绳子依次绕过两根木棍，整体可以等效为滑轮组，具备滑轮组省力的特性，因此小华用很小的力就可以拉动两人。
2. 设小华在A处的拉力为F，观察绕线可知，连接小明侧木棍的绳子段数少于小杰侧木棍的绳子段数，小明受到的总拉力等于小明侧绳子段数乘以F，小杰受到的总拉力等于小杰侧绳子段数乘以F，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。
3. 绳子多绕几圈后，分担拉力的绳子总段数增加，在小华的拉力保持不变时，两根木棍受到的总拉力会随段数增加而增大，因此小明和小杰受到的拉力将变大。
【答案】
滑轮组 小于 变大
【知识点】
滑轮组，滑轮组省力规律
【点评】
本题跳出常规滑轮组的图示，用趣味生活装置考察滑轮组的本质特征，需要学生用等效替代的思路把木棍等效为滑轮，避免了死记硬背公式的考察方式，能检验学生对滑轮组省力原理的理解程度。
【难度系数】
0.7
