成都中考物理綜合題專練∶滑輪組的省力問題

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1 如圖 ,水平桌面上的物體 a 重 100n，物體 b 重 40n，此時(shí)物體 b 恰能勻速下降；當(dāng)用一水平向左的力 f 拉動(dòng)物體 a 在 2s 內(nèi)勻速向左移動(dòng) 1m 的過程中，若不計(jì)動(dòng)滑輪和繩的重力，不計(jì)繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦，則下列說法正確的是（）a b 上升了 2mc物體 a 與桌面間的滑動(dòng)摩擦力為40nb拉力d吊著f 的功率為20wb 物體的繩子所做的功為40j【答案】b【解析】【分析】【詳解】a滑輪組的動(dòng)滑輪繞2 段繩，當(dāng)用一水平向左的力f 拉動(dòng)物體a 在 2s 內(nèi)勻速向左移動(dòng)1m 的過程中， a 移動(dòng)的距離為b 升高高度的2 倍， b 上升了1mhb=

2、0.5m ，2故 a 錯(cuò)誤；bc當(dāng) a 向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平衡力，故a 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力為一對11f=gb= 40n=20n，22當(dāng) a 向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、b 對 a 的拉力，由于滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，因壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變，所以向右的摩擦力為：f=20na 向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到平衡力的作用，a 受到的水平向左的拉力為：1f=f+gb=20n+20n=40n，2拉力 f 的功率為：wfs40n1mp=20w，tt2s故 b 正確， c 錯(cuò)誤；d繩子拉力對物體b 所做

3、的功為：w=gbhb=40n 0.5m=20j，d 錯(cuò)誤2 小夏利用如圖所示的滑輪組將重為280 n 的物體勻速提起。已知他自身所受的重力為500 n，雙腳與地面的總接觸面積為400 cm 2 ，動(dòng)滑輪所受的重力為120 n，若不計(jì)繩重和摩擦，小夏對地面的壓強(qiáng)為_pa?！敬鸢浮?7500【解析】【分析】【詳解】小夏對繩子的拉力為f1( g g動(dòng) )1( 280n 120n) 200n22小夏受到繩子的拉力 f 拉、重力 g、地面的支持力 f 支 ，因?yàn)樾∠撵o止，小夏受到的重力等于拉力加上支持力，則地面的支持力f支g人f拉500n200n300n由于力的作用是相互的，則小夏對地面的壓力f壓f支3

4、00n受力面積s400cm 20.04m 2小夏對地面的壓強(qiáng)f壓300n7500pap0.04m2s3 用如圖所示的滑輪組，將重為 16 n 的物體以 0.2 m/s 的速度勻速提升，滑輪組的機(jī)械效率為 80%，若不計(jì)繩重及摩擦，拉力 f 為 _n，拉力的功率為 _w，動(dòng)滑輪的重力為 _n【答案】 1044【解析】【分析】【詳解】（1）由圖知， n=2，則拉力端移動(dòng)的距離s=2h，滑輪組的機(jī)械效率：w有用ghghgw總fsf 2h2f則拉力g16n10nf280%2（2）拉力端移動(dòng)的速度v=2v 物=20.2m/s=0 . 4m/s ，拉力做功功率 :p=fv=10n0.4m/s=4w ；（3

5、）不計(jì)繩重及摩擦，拉力f 1 g g動(dòng)2動(dòng)滑輪重力：g 動(dòng)=2f g=210n16n=4n 4 小黃同學(xué)用水平力運(yùn)動(dòng)了 120cm，物體f 拉動(dòng)如圖所示裝置，使重200n 的 a 物體b 重 100n （物體 b 與 a 始終接觸），此過程中5s 內(nèi)在水平地面上勻速a 受到地面的摩擦力為 24n，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 16n。若不計(jì)滑輪重、彈簧測力計(jì)重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動(dòng)的速度為 _m/s ，物體 a 受到 b 施加的摩擦力 _（選填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力f 大小為 _n，水平拉力f 的功率為 _w?！敬鸢浮?0.12水平向右809.6【解析】【分析】滑輪

6、為動(dòng)滑輪，滑輪移動(dòng)的速度等于物體移動(dòng)速度的二分之一；根據(jù)力的作用的相互性得出物體 a 受到 b 施加的摩擦力的大小及方向；物體a 受到向左的拉力等于地面對a 的摩擦力 f 地加上物體a 受到 b 施加的摩擦力fa；而滑輪為動(dòng)滑輪，滑水平拉力f 為 f 左 的 2 倍，據(jù)此計(jì)算水平拉力f 的大?。蝗缓罄胮fv 計(jì)算功率。【詳解】1 物體移動(dòng)的速度s物120 10 2 mv物0.24m/st5s則滑輪移動(dòng)的速度v輪1 v物 1 0.24m/s 0.12m/s222 由力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物體b 受到 a 的摩擦力與彈簧測力計(jì)的拉力是平衡力，大小等于16n，則物體a

7、受到 b 施加的摩擦力也為16n，方向水平向右。3 物體 a 受到向左的拉力等于地面對a 的摩擦力加上物體a 受到 b 施加的摩擦力，即f左f地fba24n16n40n滑輪為動(dòng)滑輪，則水平拉力f 為f2f左240n80 n4 水平拉力 f 的功率pfv 輪80n0.12m/s9.6w5 如圖所示，不計(jì)繩子、滑輪的重力及它們之間的摩擦，當(dāng)用大小為10n 的拉力 f 拉重50n 的物體時(shí)，物體恰好以 v=2m/s 的速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體受到水平面的摩擦力為 _n，拉力 f 的功率為 _w ；將拉力 f 增大為 20n 時(shí)，物體受到水平面的摩擦力將_（選填“增大”、“減小”或“保持不

8、變”）?！敬鸢浮?2040不變【解析】【分析】使用動(dòng)滑輪可以省一半力；物體勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力，平衡力大小相等，判斷出摩擦力根據(jù)繩子段數(shù)判斷出繩子的速度；wfs根據(jù) pfv 算出拉力 f 的功率；影響摩擦力tt的因素：壓力和接觸面的粗糙程度?！驹斀狻? 因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪可以省一半力，所以拉物體的力為f2f2 10n20n物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦力一對平衡力，大小相等，則ff20n2 由圖知有 2 段繩子拉著物體，則有v繩2v物22m/s4m/s則拉力 f 的功率為p fv繩 10n 4m/s=40w3 將拉力 f 增大為 20n 時(shí)，物體對水平面的壓力和接觸面的粗糙程度都不變，

9、所以受到水平面的摩擦力不變?！军c(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)滑輪的使用、平衡條件的應(yīng)用、功率的計(jì)算、影響摩擦力的因素等知識，要牢記影響滑動(dòng)摩擦力的兩個(gè)因素，當(dāng)兩個(gè)因素都不變時(shí)，摩擦力的大小不變，與其它因素?zé)o關(guān)。6 如圖所示，某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井口.己知物體在10s 內(nèi)被提升了2m，物體所受重力 720n，人對繩子水平向右的拉力300n.(不計(jì)繩重及摩擦) 求：(1)人做的有用功w有用 ;(2)動(dòng)滑輪的重力g動(dòng) ;(3)人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率.【答案】 (1) 1440j； (2) 180n； (3) 80%?！窘馕觥俊驹斀狻?1)物體所受重力720n，被提升了2m ，則人做的有用功為：w有用

10、 =gh=720n 2m=1440j；(2)由圖可知，滑輪組的有效繩子段數(shù)為n=3，根據(jù) f=g +g動(dòng)，則動(dòng)滑輪的重力為：ng動(dòng) =nf-g=3 300n-720n=180n；(3)根據(jù)= w有用 = gh = gh = g ，w總 fs fnh fn人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為：g720n=80%。fn300n3答： (1)人做的有用功為1440j；(2)動(dòng)滑輪的重力為180n；(3)人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為80%。7 如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力和繩重忽略不計(jì)。在物體勻速上升過程中，甲、乙兩圖的拉力及機(jī)械效率的關(guān)系正確的是（）a f12b f1f2， 1f2， 1=

11、2【答案】 b【解析】【分析】【詳解】由圖可知，圖甲中繩子承擔(dān)重物的段數(shù)為3，圖乙中繩子承擔(dān)重物的段數(shù)為2 ，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力和繩重忽略不計(jì)，則它們繩子末端的拉力各自為f11 g物g動(dòng)1 g物g動(dòng)n3f11 g物g動(dòng)1 g物g動(dòng)n2所以f1f2f3c f3f2f1d f2f3f1【答案】c【解析】【分析】【詳解】固定繩子的一端與動(dòng)滑輪接觸的地方為支點(diǎn)，各力臂如下：可知 f1 的力臂為直徑,力臂最大 ,f2 的力臂較大 ,f3 的力臂最小 ,由杠桿平衡條件知 ,當(dāng)阻力與阻力的力臂的積固定時(shí),力臂越大 ,力越小故三個(gè)力的關(guān)系為：f1f2m），用跨過定滑輪的輕繩相連， a

12、 靜止在水平地面上若滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)且滑輪質(zhì)量不計(jì)，則（）a天花板對滑輪的拉力大小為（m+m） gb繩子對物體a 的拉力為（ m-m） gc地面對物體a 的支持力為mgd繩子對天花板的拉力為2mg【答案】 d【解析】【詳解】b由圖可知該滑輪為定滑輪，因物體b 靜止，則滑輪兩側(cè)每股繩子上的拉力都等于物體b的重力 mg，所以繩子對物體a 的拉力為mg，故 b 錯(cuò)誤；a滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)且滑輪質(zhì)量不計(jì)，該滑輪受到天花板對它向上的拉力和兩股繩子向下的拉力，所以由力的平衡條件可知，天花板對滑輪的拉力大小為2mg，故 a 錯(cuò)誤；d根據(jù)相互作用力可知，滑輪對天花板的拉力大小也為2mg ，即繩子

13、對天花板的拉力為2mg，故 d 正確；c物體 a 受三個(gè)力的共同作用，向下的重力gmg 、繩子向上的拉力f=mg 和地面對物體 a 向上的支持力n；由于物體a 處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以物體a 所受的三個(gè)力的合力為0，即fng所以，地面對物體a 的支持力的大小為ngfmgmg （ mm） g故 c 錯(cuò)誤。故選 d。20 用同一滑輪按如圖所示甲、乙兩種方式勻速提升重均為10n 的 a、 b 兩物體，在相同時(shí)間內(nèi)提升相同的高度；已知滑輪重1n，繩重和滑輪摩擦力不計(jì)。則下列說法中正確的是（）a手的拉力f 乙=10nb利用乙種方式做的有用功比較多c甲種方式的機(jī)械效率大于乙種方式d手的拉力f 甲 做功的功率比f 乙做功的功率大【答案】 c【解析】【詳解】a 乙滑輪是動(dòng)滑輪，繩重和摩擦不計(jì)，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，f 乙=1( g+g 動(dòng) )=1 (10n+1n)