2026年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版第21页答案
5. 利用下列简单机械,可以用 100 N 的力提起一个重为 300 N 的物体的是(
A


A.一根杠杆
B.一个定滑轮
C.一个动滑轮
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

答案

5. A 解析:因为要用100 N的力提起重300 N的物体,使用的机械一定是能省力的机械,定滑轮不能达到省力的目的,B不符合题意;在不计机械自重和摩擦的情况下,一个动滑轮最多只能省一半的力,C不符合题意;一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组承担物重的绳子段数最多为3,滑轮组最多能提起的物体重力$G_物=nF=3×100\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$,但此情况成立的前提是不计动滑轮重、绳重和摩擦,D不符合题意;只有使用杠杆时,根据杠杆的平衡条件调整力臂,可以用100 N的力提起一个重为300 N的物体,A符合题意.

解析

【分析】
首先明确解题目标:需要找到能实现用100N的动力提起300N重物的简单机械,也就是该机械需要能实现至少3倍的省力效果。接下来逐个回忆每个选项对应的简单机械的省力特性,先排除完全不能省力的选项,再对剩余选项结合理想条件和实际使用的限制逐一验证,判断是否能满足动力为100N的要求,最终选出符合条件的答案。
【解析】
已知物重G=300N,动力F=100N,要求机械的省力比G/F=3,逐一分析选项:
1. 选项A:根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$,只要将杠杆的动力臂设置为阻力臂的3倍,即可得到动力$F_1=\frac{G· L_2}{L_1}=\frac{300\mathrm{N}×1}{3}=100\mathrm{N}$,完全可以实现用100N的力提起300N的物体,该选项符合要求。
2. 选项B:定滑轮实质是等臂杠杆,使用定滑轮不省力,只能改变力的方向,因此动力至少为300N,无法用100N的力提起重物,该选项不符合要求。
3. 选项C:动滑轮理想状态下(不计自重、绳重和摩擦)最多省一半力,最小动力为$F=\frac{G}{2}=\frac{300\mathrm{N}}{2}=150\mathrm{N}$,大于100N,无法满足要求,该选项不符合题意。
4. 选项D:一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最多有3段绳子承担物重,仅在完全不计动滑轮自重、绳重和摩擦的理想状态下,动力才为$F=\frac{G}{3}=100\mathrm{N}$,但实际使用中必然存在动滑轮自重、摩擦等额外阻力,实际需要的动力会大于100N,无法用100N的力提起300N的物体,该选项不符合要求。
综上只有A选项符合题意。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、定滑轮特点、滑轮组省力规律
【点评】
本题的易错点是容易误选D选项,很多同学会忽略滑轮组省力计算的理想前提,没有考虑实际使用中动滑轮自重、摩擦的影响,误以为3段绳的滑轮组刚好可以用100N提起300N的物体,解题时要注意区分简单机械的理想省力情况和实际使用的差异。
【难度系数】
0.5
6. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦,分别用图甲、乙中的滑轮组匀速向上提升重物A、B时,两个滑轮组绳端的拉力F恰好相等.已知A的重力$G_{1}=60\ \mathrm{N}$,B的重力$G_{2}=36\ \mathrm{N}$,则每个滑轮的重力为 (
A


A.12 N
B.3 N
C.11 N
D.22 N

答案

6. A 解析:题图甲、乙中滑轮组承担物重的绳子段数分别为$n_1=3$、$n_2=2$,已知每个滑轮的重力相等,设滑轮的重力为$G_动$,不计绳重和摩擦,则拉力$F=\dfrac{1}{3}(G_1+G_动)=\dfrac{1}{2}(G_2+G_动)$,即$\dfrac{1}{3}×(60\ \mathrm{N}+G_动)=\dfrac{1}{2}×(36\ \mathrm{N}+G_动)$,解得$G_动=12\ \mathrm{N}$.A正确.

解析

【分析】
解题时首先要先判断两个滑轮组承担物重的绳子段数:数直接连接在动滑轮上的绳子数量,甲图中动滑轮上有3段绳子,乙图中动滑轮上有2段绳子。接下来回忆不计绳重和摩擦时,滑轮组的拉力公式:拉力F等于物重加上动滑轮总重力,再除以承担物重的绳子段数n。题目明确两个滑轮组的绳端拉力F相等,我们可以设单个动滑轮的重力为G动,分别代入两个滑轮组的拉力表达式,令二者相等得到一元一次方程,代入已知的A、B的重力,解方程就能求出动滑轮的重力。
【解析】
1. 确定绳子段数:观察甲滑轮组,承担物重的绳子段数$n_1=3$;观察乙滑轮组,承担物重的绳子段数$n_2=2$。
2. 不计绳重和摩擦,滑轮组绳端拉力满足公式:$F=\frac{1}{n}(G_{物}+G_{动})$,其中$G_{动}$为动滑轮的重力,两个滑轮组的动滑轮重力相等。
3. 分别写出两个滑轮组的拉力表达式:
甲滑轮组:$F=\frac{1}{n_1}(G_1+G_{动})=\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{动})$
乙滑轮组:$F=\frac{1}{n_2}(G_2+G_{动})=\frac{1}{2}(36\ \mathrm{N}+G_{动})$
4. 题目已知两个拉力F相等,因此联立等式:
$\frac{1}{3}(60\ \mathrm{N}+G_{动})=\frac{1}{2}(36\ \mathrm{N}+G_{动})$
两边同乘6消去分母得:$2×(60\ \mathrm{N}+G_{动})=3×(36\ \mathrm{N}+G_{动})$
展开计算:$120\ \mathrm{N}+2G_{动}=108\ \mathrm{N}+3G_{动}$
移项解得:$G_{动}=12\ \mathrm{N}$
所以每个滑轮的重力为12N,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
滑轮组拉力计算;绳子段数判断
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题,核心考点是不计绳重摩擦时拉力与物重、动滑轮重的关系,解题的关键是准确数出两个滑轮组的承担物重的绳子段数,避免数反n的数值导致计算错误,整体计算难度低,适合巩固滑轮组的受力规律。
【难度系数】
0.6
7. 如图所示的是家用手摇晾衣架,它相当于由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组.假设衣架横梁和衣挂的总重力为120 N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,下列说法正确的是 (
C


A.静止时,绳子自由端的拉力是60 N
B.绕在此晾衣架动滑轮上的绳子段数是5段
C.若衣挂上升2.1 m,则绳子自由端移动8.4 m
D.此滑轮组能够省力,但不能改变力的方向

答案

7. C 解析:由题图可知,承担物重的绳子段数$n=4$,若不计动滑轮重、绳重及摩擦,则静止时,绳子自由端的拉力$F=\dfrac{G}{n}=\dfrac{120\ \mathrm{N}}{4}=30\ \mathrm{N}$,A、B错误;若衣挂上升2.1 m,则绳子自由端移动的距离$s=nh=4×2.1\ \mathrm{m}=8.4\ \mathrm{m}$,C正确;绳子最后绕在定滑轮上,则使用此滑轮组时,既可以省力,也可以改变施力的方向,D错误.

解析

【分析】
这道题的解题思路很清晰,第一步先区分装置里的定滑轮和动滑轮:固定在天花板上、不会随衣架移动的是定滑轮,和衣架横梁相连、会随衣架一起上升的是动滑轮,数出所有承担衣架总重、绕在动滑轮上的绳子段数n,这是滑轮组计算的核心前提。第二步,结合不计动滑轮重、绳重及摩擦的条件,用F=G/n计算绳子自由端的拉力,判断A、B选项的对错。第三步,利用滑轮组绳子自由端移动距离和物体上升高度的关系s=nh,计算衣挂上升对应高度时绳子自由端移动的距离,验证C选项。第四步,根据定滑轮可以改变力的方向的特点,判断该装置是否能改变施力方向,验证D选项,最终选出正确答案。
【解析】
1. 确定绳子段数:由图可知,该晾衣架的2个动滑轮上,承担物重的绳子总段数n=4,因此B选项描述“绕在动滑轮上的绳子段数是5段”错误。
2. 计算自由端拉力:不计动滑轮重、绳重及摩擦,根据滑轮组拉力公式$F=\frac{G}{n}$,代入G=120N、n=4,可得$F=\frac{120\ \mathrm{N}}{4}=30\ \mathrm{N}$,并非60N,因此A选项错误。
3. 计算绳子自由端移动距离:已知衣挂上升高度h=2.1m,根据滑轮组距离关系s=nh,代入数值得$s=4×2.1\ \mathrm{m}=8.4\ \mathrm{m}$,因此C选项正确。
4. 判断力的方向特点:该装置绳子最终从定滑轮引出,定滑轮可以改变施力的方向,因此这个滑轮组既可以省力,也可以改变力的方向,D选项错误。
综上,正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组拉力计算,滑轮组距离关系,定滑轮的作用
【点评】
本题结合生活中常见的手摇晾衣架创设情境,将物理知识和生活应用结合起来,核心易错点是数错承担物重的绳子段数,解题时要注意只有随动滑轮一起运动的绳子才属于承担物重的段数,不要误将固定端的绳子计入总段数,同时要准确区分定滑轮、动滑轮的功能特点,避免混淆滑轮组的作用。
【难度系数】
0.7
8. 根据省力要求,画出图中的滑轮组绳子的绕法(忽略动滑轮的重力和一切摩擦).

答案


8. 如图所示
$F_1=\dfrac{G}{2}$ $F_2=\dfrac{G}{3}$ $F_3=\dfrac{G}{4}$ $F_4=\dfrac{G}{5}$
解析:绕制滑轮组时,要根据“奇动偶定”的原则来绕制,判断出绳子的段数是解决此题的关键.$F_1=\dfrac{G}{2}$,承担物重的绳子段数为偶数,所以绳子固定端在定滑轮上;$F_2=\dfrac{G}{3}$,承担物重的绳子段数为奇数,所以绳子固定端在动滑轮上;$F_3=\dfrac{G}{4}$,承担物重的绳子段数为偶数,绳子固定端在定滑轮上;$F_4=\dfrac{G}{5}$,承担物重的绳子段数为奇数,绳子固定端在动滑轮上.

解析

【分析】
我们的解题思路是先根据给出的拉力大小,利用不计动滑轮重和摩擦时滑轮组的省力公式F=G/n,先算出每个滑轮组承担物重的绳子段数n:F₁=G/2对应n=2,F₂=G/3对应n=3,F₃=G/4对应n=4,F₄=G/5对应n=5。之后按照滑轮组绕线的“奇动偶定”规则:n为偶数时绳子固定端接在定滑轮挂钩上,n为奇数时绳子固定端接在动滑轮挂钩上,再依次逐个绕过所有滑轮,保证绕线不交叉、不脱槽,就能得到符合要求的绕法。
【解析】
1. 对于第一个滑轮组,要求F₁=G/2,可得承重绳子段数n₁=2,n为偶数,将绳子起始端固定在上方定滑轮的下挂钩处,向下绕过下方的动滑轮,再向上绕回定滑轮,即可得到2段绳子承担物重,满足拉力要求。
2. 对于第二个滑轮组,要求F₂=G/3,可得承重绳子段数n₂=3,n为奇数,将绳子起始端固定在下方动滑轮的上挂钩处,向上绕过上方的定滑轮,再向下绕回动滑轮,即可得到3段绳子承担物重,满足拉力要求。
3. 对于第三个滑轮组,要求F₃=G/4,可得承重绳子段数n₃=4,n为偶数,将绳子起始端固定在最上方定滑轮的下挂钩处,依次向下绕过第一个动滑轮、向上绕过第二个定滑轮、再向下绕过最下方的动滑轮,即可得到4段绳子承担物重,满足拉力要求。
4. 对于第四个滑轮组,要求F₄=G/5,可得承重绳子段数n₄=5,n为奇数,将绳子起始端固定在下方动滑轮组的上挂钩处,依次向上绕过最上方的定滑轮、向下绕过第一个动滑轮、向上绕过第二个定滑轮、向下绕过最下方的动滑轮,即可得到5段绳子承担物重,满足拉力要求。
【答案】

【知识点】
滑轮组绕线,奇动偶定,滑轮组省力计算
【点评】
本题是滑轮组绕线的经典基础题型,核心考察对“奇动偶定”绕线规则的应用,解题的关键是先通过拉力和物重的比值确定承重绳子的段数,再确定绳子固定端的位置,按顺序逐个滑轮绕线即可,注意绕线过程不能交叉、脱离滑轮槽,多滑轮组合的绕线不要跳步,就能顺利完成符合要求的绕法。
【难度系数】
0.6
9. 一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组如图所示,某人站在地面上用力向下拉绳子,将重力为1 000 N的物体匀速提起.(不计绳重和摩擦)
(1)若不计滑轮重,则所用拉力$F$是多大?
(2)若实际所用拉力为550 N,则动滑轮重力是多少?
(3)当物体升高1 m时,绳子自由端移动的距离是多少?

答案

9. (1)$F=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{n}=\dfrac{1\ 000\ \mathrm{N}}{2}=500\ \mathrm{N}$ (2)$G_{\mathrm{动}}=nF'-G_{\mathrm{物}}=2×550\ \mathrm{N}-1\ 000\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$ (3)$s_{\mathrm{拉}}=nh=2×1\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$ 解析:(1)因不计绳重、摩擦和滑轮自重,由题图可知,承担物重的绳子有2段,故拉力$F=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{n}=\dfrac{1\ 000\ \mathrm{N}}{2}=500\ \mathrm{N}$.(2)若实际所用拉力$F'=550\ \mathrm{N}$,则动滑轮重力$G_{\mathrm{动}}=nF'-G_{\mathrm{物}}=2×550\ \mathrm{N}-1\ 000\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$.(3)物体升高1 m时,绳子自由端移动的距离$s_{\mathrm{拉}}=nh=2×1\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$.

解析

【分析】
这是滑轮组的基础计算题,解题第一步要先确定承担物重的绳子段数n:观察题图可以发现,动滑轮上直接连接的绳子共有2段,即n=2。之后分三小问依次推导:第一问不计滑轮自重、绳重和摩擦,直接用拉力等于物重的1/n的关系计算即可;第二问已知实际拉力,此时需要将动滑轮重力纳入受力分析,利用公式F=(G物+G动)/n变形求出动滑轮重力;第三问直接套用滑轮组绳端移动距离和物体上升高度的关系s=nh,代入数值就能得到结果。
【解析】
首先由题图确定该滑轮组承担动滑轮和物重的有效绳子段数n=2:
(1) 不计绳重、摩擦和滑轮自重时,拉力为物重的1/n:
代入G物=1000N、n=2,可得:
$F=\dfrac{G_{\mathrm{物}}}{n}=\dfrac{1000\ \mathrm{N}}{2}=500\ \mathrm{N}$
(2) 不计绳重和摩擦时,拉力满足$F'=\dfrac{G_{\mathrm{物}}+G_{\mathrm{动}}}{n}$,对公式变形得到动滑轮重力的计算式:
$G_{\mathrm{动}}=nF'-G_{\mathrm{物}}$
代入F'=550N、G物=1000N、n=2,可得:
$G_{\mathrm{动}}=2×550\ \mathrm{N}-1000\ \mathrm{N}=100\ \mathrm{N}$
(3) 滑轮组中绳子自由端移动距离和物体上升高度满足s=nh,代入h=1m、n=2,可得:
$s_{\mathrm{拉}}=nh=2×1\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$
【答案】
(1) 500N;(2) 100N;(3) 2m
【知识点】
滑轮组拉力计算,滑轮组距离关系
【点评】
本题是滑轮组的常规基础计算题,核心要求是正确判断承担物重的绳子段数n,再对应选用不计动滑轮重、考虑动滑轮重的不同拉力公式,以及绳端移动距离和物体上升高度的对应关系。本题易错点是误将绳子段数判断为3,结合人站在地面向下拉绳的特征,可确认n=2,属于滑轮组部分必须掌握的入门题型。
【难度系数】
0.8
10. 下列关于滑轮组的说法正确的是(
C


A.既可以省力,又可以省距离
B.可以省力,但不能改变力的方向
C.既可以省力,又可以改变力的方向
D.费力但可以省距离

答案

10. C 解析:滑轮组可以省力,但费距离,A、D错误;滑轮组可以省力,也可以改变力的方向,B错误,C正确.

解析

【分析】
我们做这道题时,首先要明确滑轮组是定滑轮和动滑轮组合而成的机械,可以结合定滑轮、动滑轮的各自特点,再搭配功的原理来逐个甄别选项。首先根据功的原理,使用任何机械都不能省功,若同时省力又省距离就会违背功的原理,可先排除这类错误描述。再进一步分析滑轮组的功能:动滑轮负责实现省力效果,定滑轮负责实现改变力的方向的效果,组合后滑轮组可以同时兼顾两者的优势,逐一排除错误选项就能得到正确结论。
【解析】
解:
1. 由功的原理可知,使用任何机械都无法省功,省力的机械必然费距离,不可能出现既省力又省距离的情况,因此A选项“既可以省力,又可以省距离”、D选项“费力但可以省距离”的描述均错误;
2. 滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的特性:动滑轮可以省力,定滑轮可以改变力的方向,因此滑轮组既可以省力,也可以通过调整绕线方式实现改变力的方向,B选项“可以省力,但不能改变力的方向”描述错误,C选项描述正确。
【答案】C
【知识点】
滑轮组的特点,功的原理,定滑轮动滑轮特性
【点评】
本题属于简单机械板块的基础概念题,易错点是部分同学会误认为滑轮组一定不能改变力的方向,实际上滑轮组的功能可以通过绕线方式灵活调整,只要牢记“省力必然费距离、任何机械都不能省功”的核心规律,就能快速排除错误选项得到正确结果。
【难度系数】
0.8