苏科版九年级物理上册第十一章探究滑轮组的机械效率专题练习.docx

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苏科版九年级物理上册第十一章探究滑轮组的机械效率专题练习

苏科版九年级物理上册第十一章探究滑轮组的机械效率专题练习

《探究滑轮组的机械效率》专题练习

1．如图甲所示，滑轮组在竖直向下的拉力F作用下，将重为1300N的物体匀速提起，在s时间内绳子自由端移动的距离为S=3．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．

（1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是　　，并列式计算出该物理量．

（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率．

（3）如图丙是该滑轮组的机械效率随物体的重力变化的图象（不计绳重与摩擦），求动滑轮重；

（4）一个体重为00N的同学能用此滑轮组提起丙图中最重的物体吗？

2．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：

次数钩码重/N动滑轮重/N钩码上升

的距离/弹簧测力计

的示数/N弹簧测力计

上升的距离/机械效率

120811667%

2408171\

3608\1833%

（1）在实验操作中应该使钩码　　（选填“快速”或“缓慢”）上升；

（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为　　（保留三位有效数字）；

（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　　N，滑轮组做的有用功是　　；

（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：

滑轮组的机械效率与　　有关；

（）分析表中数据可知，F≠，可能的原因是：

　　；

（6）某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G’，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦．则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是　　．

A．η=B．η=．η=D．η=1﹣．3．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图1所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得下表所示的数据：

斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/斜面长S/拉力F/N有用功有/总功总/机械效率η

12°02121　　2148%

30°01362　　69%

4°07143343　　

（1）请你替小芳在上表的空格中填上适当的数据．

（2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：

斜面倾斜角θ越　　，斜面越省力，斜面的机械效率越　　．

（3）实验过程中拉力的方向应与斜面　　．

（4）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持　　不变，斜面的光滑程不变，只改变　　，这种研究问题的方法我们称之为　　法．

（）在上述实验中，物重，斜面长度不变，若不考虑斜面摩擦，如图2所示，哪个图能正确表示F与斜面高度h的关系　　．4．在简单机械中，把有倾斜的坡面称为斜面，它便于把重物推上某一高处．小明同学在某次外活动上想研究斜面的使用特点．他先用弹簧测力计把重为G的物体缓慢提起h高度，此时测力计的示数情况如图（a）所示．再分别用弹簧测力计把该物体沿着倾角不同的光滑斜面拉到h高度，测力计的示数情况如图（b）、（）、（d）所示．请仔细观察图中的操作和测力计的示数变化，然后归纳得出初步结论．

（1）比较图（a）与（b）〔或（a）与（）或（a）与（d）〕两图可知：

　　．

（2）比较图（b）与（）与（d）三图可知：

　　．

（3）某实验小组的同学们利用上面的三个斜面探究“斜面的机械效率”实验，他们在实验过程中收集的数据如下表：

次数倾斜程度物块重力G/N斜面高h/拉力F/N斜面长s/机械效率η

1较缓02241417%

2较陡0321781%

3最陡07431814%

①实验过程中应拉动弹簧测力计沿斜面做　　运动．

②分析表中的数据可知：

在其它条一定时，斜面越陡，机械效率越　　（高/低）．

③该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0和1，读出此时弹簧测力计的示数为4N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为　　（小数点后保留一位小数）．把第4次实验数据与第　　次测量结果相比较，还能得出：

在其他条一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低．

④实验小组的同学发现在实验过程中弹簧测力计很难严格地沿斜面方向拉动（如图甲所示）．为了解决这个问题，实验小组的同学经过讨论后，决定利用一个滑轮改进实验．请你在乙图中画出使用此滑轮的方法。

．某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证．

（1）如果影响机械效率的因素有A、B、多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变　　因素，从而进行研究．

（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：

猜想一：

两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；

猜想二：

两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关．

为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．

验证猜想一的小组应按图　　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小　　（相等/不相等），则可初步判断猜想一是错误的；

验证猜想二的小组应按图　　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是　　（正确/错误）的．

（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：

　　．

6．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：

实验

次数钩码所受的

重力G/N提升高度

h/拉力

F/N绳端移动的

距离s/机械效率

η

12001001667%

24001701784%

3600①01②

（1）实验中要竖直向上　　拉动弹簧测力计，使钩码升高．

（2）表格中编号①处数据应为　　，编号②处数据应为　　．

（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：

同一滑轮组的机械效率主要与　　有关．

（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率　　（选填“变大”“变小”或“不变”）．

7．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如表：

次数钩码重/N钩码上升高度/弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/

12100840

2120

（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为　　，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率　　第一次实验测得滑轮组的机械效率．（选填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？

答：

　　；请简要说出其中一条理由：

　　．

8．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．

实验次数123

钩码重G/N446

钩码上升高度h/010101

绳端拉力F/N181618

绳端移动距离s/0304

机械效率η741%62%

（1）实验中应沿竖直方向　　拉动弹簧测力计．

（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用　　（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．

（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：

使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率　　（选填“越高”、“不变”或“越低”）．

（4）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍然计算出第3次的机械效率η=　　（保留3位有效数字）．9．如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置，请完成以下问题：

（忽略摩擦及绳重）

（1）实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么？

（2）下表记录了实验中的部分数据：

请算出第4次实验中的机械效率．（只写出计算结果）

次数钩码重G钩/N动滑轮重G动/N机械效率η

120800%

23087%

340889%

4410　　

（3）分析1、2、3次实验数据，你认为他们可以探究滑轮组机械效率与什么因素的具体关系？

并写出你这样认为的理由．10．

（1）图中测力计示数为　　N．

（2）小明猜测：

“图中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”．设计实验检验其猜测，并填写实验报告．

①实验目的：

　　．

②实验步骤（若需要可补充器材）：

　　．

③滑轮组的机械效率（用所测出的物理量表达）：

　　．11．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度．（不计绳重及摩擦）

（1）绳子受的拉力F1和F2大小关系是F1　　F2．

（2）滑轮组的机械效率η1和η2大小关系是η1　　η2．

（3）绳子自由端移动的距离s1和s2大小关系是s1　　s2．

（4）拉力对滑轮组所做的功1和2大小关系是1　　2．（均选填“＞”、“二”或“＜”）12．在测滑轮组机械效率的实验中，小明用相同的滑轮和细线，绕成如图所示的甲、乙两个滑轮组（忽略绳重和摩擦），并分别用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子，若两个弹簧测力计的示数相同，则　　滑轮组的机械效率较高，在把两个物体提升了相同的高度时，拉力F1、F2做的功1、2的大小关系是1　　2．13．某小组同学用如图所示的装置“测滑轮组机械效率”实验中，

（1）实验时应沿　　匀速拉动弹簧测力计．

（2）请算出第2次实验时的机械效率，并填入表格中．

实验次数钩码重

G/N钩码上升

高度h/弹簧测力计

示数F/N绳移动距离

s/机械效率

η

14011803741%

26012403_

38012903920%

（3）依据表中数据可知该组同学本实验的探究目的是　　．14．用如图所示的滑轮组在匀速竖直提升物体A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F，物体A的重力为720N，物体A上升的速度为01/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．求：

（1）竖直向下的拉力F；

（2）拉力F做功的功率P．1．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：

物理量

实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/测力计示数F/N测力计移动距离s/机械效率h

14011803

2601240383%

34011407%

440214107%

（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上　　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．

（2）第1次实验测得的机械效率为　　．（结果保留两位有效数字）

（3）分析表中数据可知：

第2次实验是用　　图做的；第4次实验是用　　图做的．（选填“a”、“b”或“”）

（4）分析第1、2次实验数据可知：

使用同一滑轮组，　　可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：

使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率　　．

（）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　　．16．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表．

次数钩码重力/N钩码上升距离/弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/机械效率

12100830833%

2410130

361030909%

（1）在第2次实验中滑轮组的机械效率为　　．（结果保留一位小数）

（2）第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图可知，弹簧测力计的示数为　　N．

（3）分析数据可得结论，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　　（选填“越高”或“越低”）．

（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10，此时滑轮组的机械效率可能为　　．

A．716%B．826%．924%17．在“测量动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：

实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/拉力F/N绳端移动的距离s/

①1020007400

②2020012400

③3020017400

（1）实验时，用手　　拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．

（2）第①次实验测得动滑轮的机械效率为　　．

（3）第③次实验时，钩码上升的速度为00/s，则拉力的功率为　　，静止时拉力F的大小　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）17N．

（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）．18．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示．

次数物体的重力G/N提升高度h/拉力F/N绳端移动的距离s/机械效率η

1201103667%

23011403714%

34011803741%

4201102

（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是　　（结果精确到01%）．这次数据是用图中　　（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的．

（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该　　．在第1次实验中，拉力F所做的额外功为　　．

（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？

请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：

　　．（选填“正确”或“错误”）19．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如表：

实验序号钩码重钩码上升高度h/拉力F/N绳端移动的距离s/

一1020007400

二2020012400

三3020017400

（1）实验时，用手　　拉动弹簧测力计，使持在动滑轮下的钩码缓缓上升．

（2）第一次实验时测得动滑轮的机械效率为　　．（百分号前保留一位小数）

（3）第三次实验时，钩码上升的速度为01/s，则拉力的功率为　　．

（4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）．20．小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图甲所示的实验装置，她们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置与示数．小雪竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，测出相关数据并计算记录填写在如表：

钩码

重（N）弹簧测力计示数（N）钩码提升的高度（）弹簧测力计提升的高度（）有用

功（）总功

（）机械

效率

20N01040202100%

（1）小雪测得滑轮组的机械效率为100%，她意识到出现了错误，她错误的原因是　　．

（2）小雪实验中滑轮组的机械效率实际为　　．

（3）小红想进一步探究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关”．根据探究目的，她先通过实验测算出如图乙所示的滑轮组的机械效率，请你在图丙中画出她下一步实验所需的组装图．21．某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中．

实验序号钩码重/N钩码上升的高度/绳端的拉力/N绳端移动的距离/机械效率

140101803

26010203

36012

（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上　　拉动弹簧测力计．

（2）第三次实验中，绳端移动的距离为　　，滑轮组的机械效率为　　．

（3）分析实验数据发现，同一滑轮组提升重物的重力变大时，滑轮组的机械效率将　　（选填“变大”“变小”或“不变”）．22．用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：

（1）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象．分析可知：

被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　　．

（2）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为　　N．（忽略绳重和摩擦）23．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置．

（1）实验时小红沿竖直方向　　拉动弹簧测力计，使钩码上升10，弹簧测力计的示数如图甲所示，其拉力为　　N，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　　．

（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图象．由图象可知：

被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　　．若不计绳重和摩擦，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为　　N．

24．用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升．实验数据如表：

序号动滑轮重

G动/N钩码重力G/N钩码上升高度h/绳的拉力F/N绳端移动距离s/机械效率η

1011020604833%

2012021104

3022021204833%

（1）第2次实验时，测得动滑轮的机械效率约为　　．

（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将　　；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将　　．（填“增大”“减小”或“不变”）

（3）分析表中数据可知，绳的拉力F≠，可能的原因是：

　　．2．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮没得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表：

实验

次数物重

G物/N动滑轮重

G动/N钩码上升的

高度h/动力

F/N动力作用点移动的距离s/滑轮组的机

械效率η/%

110010703476

220011103606

34001203

44101000

（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法．

（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量　　匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为　　　N，第3次实验时滑轮组的机械效率为　　．

（3）由表中第　　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关．

（4）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和　　有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功　　．26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示．

次数物体的重力G/N提升高度h/拉力F/N绳端移动的距离s/机械效率η

1201103667%

23011403714%

34011803741%

4201102

（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是　　（结果精确到01%）．这次数据是用图中　　（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的．

（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该　　，在第1次实验中，拉力F所做的额外功为　　．

（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越高，他的想法正确吗？

请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：

　　，理由是　　．27．在“探究影响滑轮机械效率的因素”实验中，小亮同学用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：

次　数钩码重/N钩码上升

的距离/弹簧测力计

的示数/N弹簧测力计

上升的距离/机械效率

1211667%

24171\

36\1833%

（1）在实验操作中应该使钩码　　（选填“快速”或“缓慢”）上升；

（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为　　（保留三位有效数字）；

（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为　　N，滑轮组做的有用功是　　；

（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：

滑轮组的机械效率与　　有关．28．在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了4次测量，用较轻的滑轮组成的滑轮组测定前3组数据，换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第4组数据，测得数据如表：

实验次数动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/动力F/N绳端移动距离s/滑轮组的机械效率η/%

101010703476

202011103606

30401203①

41401②036

（1）实验中应　　拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升．

（2）表格中变化①处应为　　；根据图中弹簧测力计示数可知②处应为　　N．

（3）比较第1、3次实验数据可得出结论：

使用同一滑轮组，重物越重，机械效率　　（选填“越高”、“不变”或“越低”）．

（4）比较第　　次实验数据可得出结论：

使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．29．用一个定滑轮和一个动滑轮组滑轮组有两种绕线方法，小明采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组，小乐采用另一种绕线方法组装滑轮组．

（1）请帮助小乐在图乙中画出滑轮组的绕线．

（2）实验中他们得到的数据如表所示．

实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/绳的拉力F/N绳端移动距离s/机械效率η

小明14012302

26013402882%

小红3011903877%

47012603897%

小明第1次实验中，有用功为　　，此滑轮组的机械效率为　　．

（3）综合分析小明和小乐的实验，可得结论：

使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越　　（选填“高”或“低”）30．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；

一位同学设计了如图所示的三个滑轮组，并将所测实验数据填入如表：

实验次数动滑轮重/N钩码重/N动力/N机械效率

1121

214

3242

（1）在表中填上三次实验的机械效率．

（2）要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用　　（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升　　（填“相同”或“不同”）的高度去研究．　

参考答案与解析

1．如图甲所示，滑轮组在竖直向下的拉力F作用下，将重为1300N的物体匀速提起，在s时间内绳子自由端移动的距离为S=3．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．

（1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是　功　，并列式计算出该物理量．

（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率．

（3）如图丙是该滑轮组的机械效率随物体的重力变化的图象（不计绳重与摩擦），求动滑轮重；

（4）一个体重为00N的同学能用此滑轮组提起丙图中最重的物体吗？

【分析】

（1）根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量，并计算其大小；

（2）根据机械效率公式η==计算滑轮组的机械效率；

（3）由丙图可知，当G物=200N时，η=0%，利用滑轮组机械效率公式η==求动滑轮重；

（4）由丙图可知最重物体的重，不计绳重与摩擦，根据F大=（G物大+G动）计算绳端的最大拉力，将绳端拉力和人的重力进行比较，若绳端拉力大于人的重力，则人会被拉起，不能提升重物．

【解答】解：

（1）纵坐标表示力的大小为00N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3，

所以阴影部分的面积表示力所做的功：

=Fs=00N×3=100；

（2）由图甲可知，动滑轮上绳子的段数n=3，则s=3h，

滑轮组的机械效率：

η=====≈867%，

（3）由丙图可知，当G物=200N时，η=0%，

不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率η===，

代入数据有：

0%=，

解得：

G动=200N．

（4）由丙图可知，最重物体的重G物大=1600N，

不计绳重与摩擦，则绳端的最大拉力：

F大=（G物大+G动）=（1600N+200N）=600N＞00N；

即需要的最大拉力大于人的重，绳子会把人拉起，所以不能用此滑轮组提起丙图中最重