備戰(zhàn)中考物理二輪滑輪組的省力問(wèn)題專項(xiàng)培優(yōu)易錯(cuò)難題及詳細(xì)答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問(wèn)題1 如圖所示，用F1 的力將物體B 勻速提升h，若借助滑輪組用F2 的力把物體B 勻速提升相同高度。下列說(shuō)法確的是（）A使用滑輪組過(guò)程中，繩子移動(dòng)距離是物體的上升高度的兩倍B F1 一定大于 F2F1hC滑輪組的機(jī)械效率為3hF2D F2 做功的功率比F1 做功的功率大【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A動(dòng)滑輪與 3 股繩接觸，故 n=3，使用滑輪組過(guò)程中，繩子移動(dòng)距離是物體的上升高度的三倍，故 A 錯(cuò)誤；B由于F2 = GG動(dòng) = F1G動(dòng)33故如果動(dòng)滑輪很重，則F1不一定大于2，故 B 錯(cuò)誤；FC滑輪組的機(jī)械效率為W有用GhF1hW總100%3F2hnF2 h

2、故 C 錯(cuò)誤；1D F 做功的功率為P1 =F1vF2 做功的功率為P2nF2v ( F1G動(dòng) )v可知， F2 做功的功率比F1 做功的功率大，故 D 正確。故選 D。2 如圖所示，物體 A 重 100N，沿水平方向勻速拉動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，若物體 A 與地面間摩擦力 f=60N，不計(jì)滑輪重和繩與滑輪間摩擦，則繩端的拉力 F 是 _N，當(dāng)繩子自由端向左移動(dòng) 3 米時(shí)，物體 A 向左移動(dòng) _m 。【答案】 201【解析】【分析】由圖中滑輪組可知，n=3，由于不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，根據(jù)滑輪組的省力公式F 1 f 得到拉力大小；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體運(yùn)動(dòng)的距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到物3體運(yùn)動(dòng)的距離?！?/p>

3、詳解】1 由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)是n=3，因不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，則繩端的拉力F1f160N 20N332 物體運(yùn)動(dòng)的距離為s拉3ms物1m33【點(diǎn)睛】本題考查滑輪組省力公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)的判斷。3 工人用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定，滑輪組的機(jī)械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示，滑輪和繩的摩擦力及繩重忽略不計(jì)。則：（1）若某次運(yùn)送建材的質(zhì)量為40kg，滑輪組的機(jī)械效率是_。動(dòng)滑輪的重力是_N。（2）若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升12m ，作用在繩上的拉力為500N 時(shí)，拉力的功率是 _W，運(yùn)送建材的重力是

4、_N，此時(shí)的機(jī)械效率是_?！敬鸢浮?50%40020060060%.【解析】【分析】【詳解】(1)1 建材質(zhì)量為40kg，其重力為Gmg =40kg10N/kg=400N由圖乙得，當(dāng)建材重力為400N 時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為50%。2 此時(shí)機(jī)械效率=G400=50%GG動(dòng)400+G動(dòng)解得 G 動(dòng)=400N。(2)3 滑輪組由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，與動(dòng)滑輪相連的繩子有兩段，則該滑輪組可以省一半的力，建材向上提升了12m ，則繩子段移動(dòng)的距離為24m ，拉力功率WFs500N 24mP=200Wtt60s4 滑輪組省一半的力，所以G材 +G動(dòng) =2F解得 G材 =600N 。5 此時(shí)的機(jī)械效率

5、為G材=600=60%=G動(dòng)600+400G材4 如圖所示為家用手搖晾衣架，它是我們生活中經(jīng)常使用的簡(jiǎn)單機(jī)械，其中A、B兩滑輪中屬于動(dòng)滑輪的是 _；若衣服和晾衣架的總重力為200N ，晾衣架上升的高度為1m ，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦，靜止時(shí)繩的拉力_ m 。F_ N ，繞進(jìn)旋輪上的繩子長(zhǎng)度是【答案】 B504【解析】【分析】【詳解】1 使用時(shí)，軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫做動(dòng)滑輪，由圖可知B 為動(dòng)滑輪；2 由圖可知承重繩為4 股，衣服和晾衣架的總重力為200N ，所以繩子的拉力G200NF50Nn43 承重繩為 4 股，所以繞進(jìn)旋輪上的繩子長(zhǎng)度是S=4h=4 1m=4m【點(diǎn)睛】5 如圖所示的滑輪

6、組（不計(jì)滑輪重、繩與滑輪的摩擦），在拉力F 的作用下，物體水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N， 則物體受到地面的摩擦力大小為_(kāi)N。一段時(shí)間內(nèi)物體沿水平方向移動(dòng)了5m，拉力F 做功 _J?！敬鸢浮?1260【解析】【分析】【詳解】1 由圖可知， n=2，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 6N，則拉力為 6N ，摩擦力f=2 6N=12N摩擦力為12N。2 拉力移動(dòng)的距離s =2s=25m=10m拉力做的功W=Fs=6N 10m=60J拉力做的功為60J。6 一工人利用如圖所示的滑輪組提起重物，當(dāng)被提起重物的重力是械效率為 60%。若忽略繩重、滑輪摩擦，則動(dòng)滑輪重_N。150N時(shí)，滑輪組的機(jī)【答案】

7、 100【解析】【分析】【詳解】因不計(jì)繩重和摩擦，由題意可知，效率G物=60%G物G動(dòng)則動(dòng)滑輪的重力為G物150NG動(dòng) =-G物 =-150N=100N故動(dòng)滑輪的重力為100N。7 小紅利用彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼來(lái)研究動(dòng)滑輪的作用，每次都勻速提物體，做實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，請(qǐng)觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結(jié)論。（1）由（a）（ b）兩圖 _ 。（2）由（c）（ b）兩圖 _ ?！敬鸢浮渴褂脛?dòng)滑輪勻速(豎直 )提物體，省力但是不能改變用力的方向。使用同一動(dòng)滑輪勻速(豎直 )提不同物體，物體越輕，拉力越小?！窘馕觥俊驹斀狻?1)1 由圖可知 ,比較 (a)、 (b)兩圖提起物體一樣重,(b)

8、 中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)小于(a) 中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，所以：使用動(dòng)滑輪可以省力，動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向；(2)2 比較圖 (b) 與 (c)可得：使用動(dòng)滑輪勻速提升不重物時(shí)，物體重力越輕，所用的拉力越小，越省力。8 如圖所示，物體A 在水平桌面上，繩重及摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪重力為2N。當(dāng)B 物體重力為 8N 時(shí)，它恰好能勻速下降。（ 1）以上裝置中屬于動(dòng)滑輪的是 _（填字母）。（ 2）物體 A 所受的摩擦力為 _N。（ 3）若用一個(gè)水平向左的力 F 拉物體 A，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力F 大小應(yīng)為_(kāi)N?！敬鸢浮?M510【解析】【詳解】1 由于 M 隨物體移動(dòng)而

9、發(fā)生位置變化，所以M 是動(dòng)滑輪。2A 對(duì) B 的拉力為F，動(dòng)滑輪M 和 B 受力分析可知中：2F=GM +GB2N8NF5N2A 受力平衡，所以摩擦力f=F=5N 。3A 向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡：F 左 =f+F=5N+5N=10N 。9 如圖所示，不計(jì)滑輪重及摩擦，物體A、 B 均重為 20 牛。當(dāng)用力F2 勻速提升物體B時(shí)，以滑輪的軸為參照物，物體B 是 _ 的 （選填 “靜上 ”或“運(yùn)動(dòng) ”），此時(shí)力F2 大小為_(kāi)牛。若 F1 和 F2 所做的功相等 ,物體 A、 B 移動(dòng)的距離之比是_，當(dāng)繩子自由端上升 1 米時(shí)，力F2 所做的功為 _焦。【答案】靜止101:110【解析】【詳解】1

10、 以滑輪的軸為參照物，物體B 相對(duì)與參照物的位置沒(méi)有改變，是靜止的；2B 物體使用的是動(dòng)滑輪，能省一半力，不計(jì)滑輪的重和摩擦，拉力：F2= 1 G= 1 20N=10N223 因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，當(dāng)F 1 和 F2 所做的功相等，物體A. B 重力相同，移動(dòng)的距離相同，故距離之比是1:1。4 當(dāng)繩子自由端上升 1 米時(shí)，力 F 2 所做的功為：W=Fs =10N1m=10J。10 工人利用圖甲所示的滑輪組將重為400N 的物體向上勻速提起2m ，所用拉力為250N（ 1）求滑輪組的機(jī)械效率； _（ 2）如果要用這個(gè)滑輪組達(dá)到更省力的效果，繩子應(yīng)該怎樣繞，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出繩子的繞法； _（

11、 3）用甲乙兩個(gè)滑輪組把同一物體提升同樣高度，不計(jì)繩重和摩擦，機(jī)械效率的關(guān)系是 甲 _ 乙（選填“”，“ =”， “”）【答案】 80%；=【解析】【詳解】（1）由圖甲可知，滑輪組承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪重的繩子的股數(shù)n=2，則拉力端移動(dòng)距離s=2h=2 2m=4m，工人做的有用功：W 有用 =Gh=400N2m=800J ，工人做的總功：W 總=Fs=250N4m=1000J，滑輪組的機(jī)械效率： W有用100%800J100%80% ；W總1000J（ 2）如果要用這個(gè)滑輪組達(dá)到更省力的效果，繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪上面的掛鉤開(kāi)始繞起，依次繞過(guò)上面的定滑輪和下面的動(dòng)滑輪，如圖所示：（ 3）用甲乙兩個(gè)滑輪組把同

12、一物體提升同樣高度，做的有用功相同；不計(jì)繩重和摩擦，做的額外功是提升動(dòng)滑輪做的功，由題意可知，動(dòng)滑輪的重力相同，提升動(dòng)滑輪的高度也相同，由 W=Gh 可知做的額外功相同；因?yàn)閃 總=W 有用 +W 額 ，所以做的總功相同，由W 有用 100%可知兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相同，即甲 =乙 W總11 如圖所示，重 300N 的物體在 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勻速直線運(yùn)動(dòng)了 10s，滑輪組的機(jī)械效率為 80%，則在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）A繩子自由端移動(dòng)的距離為2mB物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48NC拉力 F 的功率為 4WD有用功為120J【答案】

13、B【解析】【分析】【詳解】A由圖知n 3，則繩子自由端移動(dòng)的距離s 繩 3s 物 3v 物 t 30.2m/s 10s6m故 A 錯(cuò)；B 因?yàn)? W有100% = fs物100%=fs物100%= f100%=80%W總Fs繩F 3s物3F所以物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f3F80%320N80%48N故 B 正確；C拉力做的功為W 總 Fs 繩 20N6m120J拉力做功的功率W總120Jp12Wt10s故 C 錯(cuò)誤；D有用功W 有 fs 物 fv 物 t 48N0.2m/s 10s 96J故 D 錯(cuò)。故選 B。12 用如圖甲所示的裝置來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率G 物的關(guān)系，改變G 物，豎直向與物重

14、上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出與 G 物 的關(guān)系如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）A同一滑輪組的機(jī)械效率隨 G 物 的增大而增大，最后等于100%B此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為5NC當(dāng) G 物 =15N 時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為=75%D G 物 不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組的機(jī)械效率仍不改變【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A使用滑輪組時(shí)，克服物重的同時(shí)，不可避免地要克服動(dòng)滑輪重、摩擦和繩子重做額外功，所以總功一定大于有用功，機(jī)械效率一定小于1，即同一滑輪組的機(jī)械效率隨 G 物 的增大而增大，但最終不能等于100%，故 A 錯(cuò)誤；B由圖可知，G 物=12N，此時(shí) =80%，

15、則G物 hFs且有80%nFG物G動(dòng)snh代入可得G物12N80%G物G動(dòng)12NG動(dòng)故滑輪組動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)3N故 B 錯(cuò)誤；C當(dāng) G 物 =15N 時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為G物15N83%G物G動(dòng)15N3N故 C 錯(cuò)誤；D G 物 不變，改變圖甲中的繞繩方式，如圖所示因?yàn)榇藞D與題干中甲圖將同一物體勻速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略繩重及摩擦?xí)r，額外功相同，所以總功相同，滑輪組的機(jī)械效率仍不改變，故D 正確。故選 D。13 如圖所示，工人師傅用250N 的力 F 將重為 400N 的物體在 20s 內(nèi)勻速提升2m ，若不計(jì)繩重和摩擦，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A動(dòng)滑輪重力為100NB工人

16、做功的功率為50WC滑輪組的機(jī)械效率為53.3%D若提升物重變?yōu)?00N，則拉力F 為300N【答案】C【解析】【詳解】A 由圖知n=2，不計(jì)繩重和摩擦，拉力：F =12GG動(dòng)；則動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng) =2 FG =2250N-400N=100N ；故 A 正確，不符合題意；B繩自由端移動(dòng)的距離：s=2h=22m=4m ；拉力做的功：W總 =Fs=250N4m=1000J工人做功的功率即為拉力F 的功率：P= W總 = 1000J =50W ；t20s故 B 正確，不符合題意；C拉力做的有用功：W =Gh=400N2m=800J ；滑輪組的機(jī)械效率：W有100%= 800J100%=80%；W總

17、1000J故 C 錯(cuò)誤，符合題意；D若提升物重變?yōu)?G =500N ，則拉力為：F = 1G +G動(dòng)= 1500N+100N =300N ；22故 D 正確，不符合題意。14 工人用如圖所示的滑輪組，在4s 內(nèi)將重為1500N 的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2m 的過(guò)程中，所用的拉力大小為375N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4 倍。在此過(guò)程中下列說(shuō)法不正確的是（）A繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了4mB物體受到的拉力為750NC拉力 F 的功率為 375WD該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%【答案】 B【解析】【分析】(1)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)snsA 求出繩子自由端沿水平方向移動(dòng)

18、；(2)物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，二力的大小相等，根據(jù) FA f0.4G 求出物體受到的拉力；(3)根據(jù) WFs 求出拉力 F 做的功，根據(jù) PW總求出拉力F 的功率；t(4)任何機(jī)械效率一定小于100%?！驹斀狻緼由圖可知， n=2，則繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的距離s nsA2 2m 4m故 A 正確，不符合題意；B物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則物體受到的拉力FAf0.4G0.41500N600N故 B 錯(cuò)誤，符合題意；C拉力 F 做的功W總Fs375N4m1500J則拉力 F 的功率W總1500J 3

19、75WPt4s故 C 正確，不符合題意；D該滑輪組克服摩擦做額外功，故該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%，故 D 正確，不符合題意。故選 B。15 利用質(zhì)量相等的滑輪，組裝成如圖所示的兩種方式，將同一重物提升相等高度。若繩重和摩擦不計(jì)，下列分析中正確是()A甲圖中繩自由端移動(dòng)距離較小B乙圖中繩自由端作用力較小C兩種方式所做的額外功相等D增大提升高度，機(jī)械效率都會(huì)變大【答案】 C【解析】【詳解】A 若物體升高高度為 h，則拉力移動(dòng)的距離為s甲2h ， s乙2h ，則 s甲s乙 。故 A 錯(cuò)誤；B甲中： 2F甲 =G動(dòng) +G ，乙中： 2F乙 =G動(dòng)G ，所以 F甲 =F乙 。故 B 錯(cuò)誤；C甲中

20、： W甲額 =G動(dòng) h ，乙中： W乙額 =G動(dòng) h ，所以 W甲額 =W乙額 。故 C 正確；D機(jī)械效率公式：= W有 = GhGhG ，W總Fs Fnh nF所以機(jī)械效率跟物體升高的高度無(wú)關(guān)。故D 錯(cuò)誤。16 如圖，小華用滑輪組勻速提升一個(gè)重為900N的物體，人拉繩的力F 為350N，不計(jì)繩重和摩擦，若用這個(gè)滑輪組勻速提升2100N 的物體，繩未斷裂，人的拉力為（）A650NB 700NC 750ND 800N【答案】 C【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)：n=3，不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端拉力：F1= 1 （ G+G 動(dòng)），3由此可得動(dòng)滑輪重：G 動(dòng) =3F1-G=3

21、 350N-900N=150N，當(dāng)提起 2100N 物體時(shí)，人的拉力：F2= 1 （ G1+G 動(dòng) ）= 1 （ 2100N+150N） =750N33故選 C17 在水平桌面上放一個(gè)重300N的物體，物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以0.1m/s勻速移動(dòng)時(shí)，水平拉力F 和其移動(dòng)速度的大小為（）A300N 0.1m/sB150N 0.1m/sC 60N 0.2m/sD 30N 0.2m/s【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由于物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物體所受拉力等于物體受到的摩擦力；滑輪組是由兩根繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪，所以繩子末端拉力11Ff60N

22、=30N22有兩段繩子與動(dòng)滑輪接觸，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的2 倍，故繩子自由端移動(dòng)速度是物體移動(dòng)速度的2 倍，即v=0.1m/s 2=0.2m/s故選 D 。18 如圖所示，不計(jì)繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物 G1 =100N，每一個(gè)滑輪重力均為 20N，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A b 處繩子的拉力為50N2B G =280NC e 處繩子的拉力為140N2D G =200N【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A由圖知， a、b、c、d 在同一根繩上，拉力相同；e、f 在同一根繩上，拉力相同；G由1兩根繩子承擔(dān)G1G動(dòng)2Fb則 b 處繩子的拉力為FbG1

23、 G動(dòng)100N+20N260N2故 A 錯(cuò)誤；C e 處繩子的拉力為Fe2FbG動(dòng)260N20N140N故 C 正確；BD G2 由兩根繩子加上f 承擔(dān)，則G2G動(dòng)2FbFfF f2FbG動(dòng)則G24Fb460N240N故 B、 D 錯(cuò)誤。故選 C。19 如圖甲所示，重為160N 的物體在大小為20N，水平向左的拉力F1 作用下，沿水平地面以3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如圖乙所示，保持拉力F1 不變，用水平向右的拉力F2，拉物體勻速向右運(yùn)動(dòng)了1m ，若不計(jì)滑輪、繩的質(zhì)量和輪與軸間的摩擦，則（）A物體向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的功率 P =60W11B物體與地面之間的摩擦力f=20NC物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉

24、力F2=40ND物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F2 所做的功 W2=80J【答案】 CD【解析】【分析】【詳解】A由圖甲可知，繩子承擔(dān)物體受到的拉力的段數(shù)n 為 2，物體以 3m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在拉力作用下繩子末端的速度為v2v物23m/s6m/s則物體向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，由WFs1PFv 可得拉力 F 的功率ttP1F1v20N6m/s120W故 A 錯(cuò)誤；B圖甲中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體受到的拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，而繩子承擔(dān)力的段數(shù) n 為 2，所以物體與地面之間的摩擦力f2F1220N40N故 B 錯(cuò)誤；C物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體和地面沒(méi)有改變，則所受摩擦不變，方向向左，同時(shí)物體向左還受到兩股繩子施加的拉力，每股繩子的拉力為20N，物體右側(cè)的滑輪為動(dòng)滑輪，對(duì)物體的拉力為2F2，則有2F22F1f80N解得 F2 =40N，故 C 正確；D在不計(jì)滑輪、繩的質(zhì)量和輪與軸間的摩擦?xí)r，物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F2 所做的功W2F2 s240N2 1m80J故 D 正確。故選 CD。20 為了開(kāi)發(fā)和利用深海的資源，我國(guó)某科研考察隊(duì)在遠(yuǎn)海進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用