2020-2021中考物理專題復(fù)習(xí)滑輪組的省力問(wèn)題的綜合題及答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問(wèn)題1.如圖所示的甲、乙兩滑輪組，所用滑輪的規(guī)格相同，用它們將相同的重物 相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，以下說(shuō)法正確的是A甲滑輪組所用拉力較大B甲滑輪組拉力做的功較多C.兩滑輪組拉力做功的功率一定相等D.兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔=（G物+G輪）/n，且n甲=3,n乙=2, 所以，繩子受的拉力：F甲=（G物+G輪）/3,F乙=（G物+G輪）/2,即F甲F乙，故A錯(cuò)誤；B.不計(jì)繩重及摩擦，拉力做的功：W甲=F甲s甲=（G物+G輪）/3X3=（G物+G輪）hW乙=F乙s乙=（G物+G輪）/2X2i=（G物+G輪

2、）h,W甲=如乙,故B錯(cuò)誤；C.甲、乙兩滑輪組提升重物的時(shí)間不知道，故無(wú)法比較功率，故C錯(cuò)誤；D.因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，Ww=G輪h,W有用=G物h，所以，禾U用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因?yàn)閞=W有用/W總，滑輪組的機(jī)械效率相同，故D正確；故答案為DoG勻速提升2.用一個(gè)動(dòng)滑輪將重為8N的物體勻速提高1m，所用豎直向上的拉力為5N,則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 _%;用此動(dòng)滑輪將重為18N物體也提高1m時(shí)，所做的總功是 _J。（不計(jì)繩重和摩擦）【答案】80 20【解析】【分析】使用動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,繩子末端移動(dòng)的距離s=2h,有用功就是將物體提升

3、對(duì)物體做的功（W有Gh），拉力F做的功為總功（W總Fs），再利用機(jī)械效率的 公式求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；根據(jù)W總W有W額求出額外功，不計(jì)繩重和摩擦，使用動(dòng)滑輪做的額外功就是提升動(dòng)滑輪做的功G輪h，知道提升的高度，可以求出動(dòng)滑輪1重；再利用F丄G輪G物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（總n功）大小，根據(jù)W Gh求出有用功，利用效率公式求出此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率?！驹斀狻?使用動(dòng)滑輪時(shí)，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)sn=2,物體被提升的咼度h=1m，拉力移動(dòng)距離nh 2 1m 2m有用功為W有Gh8N 1m 8J拉力做的總功為W總Fs5N 2m 10J滑輪組的機(jī)械效率W有100%8J100%

4、80%W總10J2根據(jù)W總W有W額可知，額外功為W額W總W有10J 8J 2JG動(dòng)Wh2J1m2N不計(jì)繩重和摩擦，則有1FG動(dòng)2G物2N18N10N不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)W額G輪h可知，動(dòng)滑輪的重力拉力做的總功W總F s 10N 2m 20J3.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。【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1F - f得到拉力大??；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

5、得到物3體運(yùn)動(dòng)的距離。【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1 1F f 60N20N332物體運(yùn)動(dòng)的距離為S立3m /s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。4.如圖所示，在水平拉力F的作用下， 重為300 N的物體恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體與桌面的摩擦力大小為60N（不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩【詳解】1由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為力：3,不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，則繩端的拉N及其功率【解析】卩=丄彳=丄X60N=20N;332繩子自

6、由端移動(dòng)的速度為:v繩=3v物=3X0.1m/s=0.3m/s;則拉力F的功率為:P=Fv繩=20Nx0.3m/s=6W。5.小李用如圖所示的裝置提升貨物。已知貨物重G物=720N,在t=5s內(nèi)貨物被勻速豎直提升了h=1m，小李始終靜止在地面上，并且對(duì)繩子自由端的拉力F=400 N且豎直向下。求在此過(guò)程中：(1)動(dòng)滑輪對(duì)貨物做的有用功；拉力F所做的總功；拉力F做功的功率；(4)使用該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率【解析】【分析】【詳解】(1)動(dòng)滑輪對(duì)貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢(shì)能做的功，為有G物h(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為W總總、(4)該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率為W100%72

7、0J90% W總800J答：(1)動(dòng)滑輪對(duì)貨物做的有用功為720J；拉力F所做的總功為800J；(3)拉力F做功的功率為160W；(4)使用該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率為90%。6.如圖所示， 某人通過(guò)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(duì)繩子水平向右的拉力300N.(不計(jì)繩重及摩擦)求：n。720N 1m 720J動(dòng)滑輪與2股繩子接觸，故n=2,拉力F所做的總功為W總FsnFh2 400N 1m 800J800J 160W5s(2)800J;(3)160W;(4)90%(1)人做的有用功SZ有用；動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)；(3)人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率【

8、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：有用=Gh=720NX2m=1440；G+G-(2)由圖可知，滑輪組的有效繩子段數(shù)為n=3,根據(jù)F=-，則動(dòng)滑輪的重力為：nG-=nF-G=3X300N-720N=180N根據(jù)W有用Gh Gh G=W、_ Fs _ Fnh _ Fn，人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為：G 720N= =80%。Fn 300N 3答：人做的有用功為1440J；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.體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質(zhì)量為80kg的重物A勻速

9、提升1m，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重與摩擦，g取10N/kg)，小明對(duì)此工作過(guò)程及裝置作出 了以下論斷：1動(dòng)滑輪重為200N2此過(guò)程中，工人對(duì)繩的拉力做功1000J3重物勻速上升過(guò)程中，它的機(jī)械能增大4若增大重物A的質(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率不可能達(dá)到90%關(guān)于小明的以上論斷（）A.只有正確B.只有正確C.只有正確D.都正確【答案】C【解析】【分析】【詳解】由題意物體所受的重力G物m物g 80kg 10N/kg=800N物體上升的高度h 1m，此時(shí)滑輪組做的有用功為W有=G物h 800N 1m 800JW總=W1=800J=1000J總80%而W總二W有W額有

10、W額=WW有=1000J 800J=200J又因?yàn)?Gh可得=叫200J 200N動(dòng)h 1m均正確。機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能的總和, 增大，正確。若要滑輪組的機(jī)械效率達(dá)到根據(jù)機(jī)械效率公式100%=80%有，總功為當(dāng)重物勻速上升過(guò)程中，動(dòng)能不變，勢(shì)能增加，它的機(jī)械能90%，由效率公式有W有m物gh有100%=物90%13（m物g m動(dòng)g） 3h3化解可得當(dāng)m物=9m動(dòng)時(shí)，滑輪組的效率能到達(dá)90%，則若增大重物A的質(zhì)量，用此滑輪 組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率能達(dá)到90%，錯(cuò)誤。故選Co&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(guò)程中，甲、乙兩圖的拉力及機(jī)械效率的

11、關(guān)系正確的是（）A.FinB.FIF2,nF2,n=n【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Fi_ G物nG動(dòng)3 G物6Fi G物nG動(dòng)G物2G動(dòng)所以FiF2故CD錯(cuò)誤；繩子末端移動(dòng)距離與物體上升高度關(guān)系s=nh滑輪相同，提升重物相同，由W有100%W總丿總、G物h100%FsG物h1G物G動(dòng)|nh n*100%色100%G物G動(dòng)可知n=n故A錯(cuò)誤，B正確。故選Bo9.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

12、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Fi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?！敬鸢浮快o止10 1:110【解析】【詳解】1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；2 B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：1 1F2= G=X20N=10N2 23因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，當(dāng)F1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F2所做的功為：W=Fs=10N 1m=10J。10

13、.質(zhì)量是6kg的物體A放在水平桌面上，利用圖所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)始終保持水平，其示數(shù)為2N,不計(jì)滑輪和繩子的重和滑輪組內(nèi)部的摩擦，則（g取10N/kg）（）A.作用在繩端的拉力F為6NB.在1s內(nèi)拉力F做功1.2JC.在1s內(nèi)拉力F的功率是0.4WD.水平桌面對(duì)物體A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【詳解】C.物體A與桌面的滑動(dòng)摩擦力為30ND.若對(duì)物體A施加一個(gè)水平向左的力F,使物體B可以勻速上升，則力F的大小為40N【答案】D【解析】【分析】【詳解】A由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，則拉力移動(dòng)的距離為物體上升高度的 下降了40cm，則AA.

14、繩子上的力是相等的，因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)的示數(shù)是2N.故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)圖示可知，滑輪組動(dòng)滑輪上有三股繩子。物體s=vt=0.2m/sx2N，所以，作用在繩端的拉力F為A在1s內(nèi)通過(guò)的距離為1s=0.2m繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3s =3x0.2m=0.6m在1s內(nèi)拉力F做功為W=Fs=2NX故B正確；C.在1s內(nèi)拉力F的功率為回1.2W1s故C錯(cuò)誤；D.由圖可知，承擔(dān)摩擦力的繩子股數(shù)是3,物體做勻速直所以f=6N故D錯(cuò)誤。故選B。11.如圖所示，置于水平桌面上的物體 在勻速下降了40cm的過(guò)程中，拉動(dòng)物體 及滑輪軸上的摩擦，則下列說(shuō)法正確的是(A重50N,物體B重30N,動(dòng)滑輪重10N,物體BA

15、在水平桌面上勻速移動(dòng)了一段距離，忽略繩重)2倍，物體B移動(dòng)的距離為S 2h 2 40cm 80cm=0.8m故A錯(cuò)誤；B.物體B重30N,動(dòng)滑輪重10N，忽略繩重及滑輪軸上的摩擦，則拉動(dòng)A的力的大小為1 1F-(GBG動(dòng))-(30N 10N) 20N繩子拉力對(duì)物體A做的功為W FS 20N 0.8m 16J故B錯(cuò)誤；C.物體A在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉 力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以摩擦力為f F20N故C錯(cuò)誤；D.用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A，則A在水平方向上受到三個(gè)力的作用：向左的拉力F、向右的物體B的拉力和向右的摩擦力，物體B勻速上升，物

16、體A也勻速移動(dòng)，這時(shí)物體A受到平衡力，則拉力為F = / + F/ = 2!IX + 2(1 A = 1O.V F f F20N20N=40N故D正確。故選D。12.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：1F = G G動(dòng)；2刀則動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=2FG=2 250N-400N=100N；故A正確，不符合題意；B.繩自由端移

17、動(dòng)的距離:s=2h=2 2m=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：W100%=800J100%=80%；W總1000J故C錯(cuò)誤，符合題意；D若提升物重變?yōu)镚 =500N，則拉力為：11F二G+G動(dòng)二500N+100N =300N;22故D正確，不符合題意。13.建筑工地上需要將6塊相同的磚從地面運(yùn)送到樓頂，工人師傅利用如圖所示的裝置分三次運(yùn)送，第一次運(yùn)1塊，第二次運(yùn)2塊，第三次運(yùn)3塊。每次運(yùn)送時(shí)，磚都以相同的速度

18、勻速上升相同高度，繩重及摩擦均忽略不計(jì)。這三次拉力依次為功為Wi、W2、W3,有用功率為PI、P2、P3,機(jī)械效率為 叩、n、邛，則（）A.Fi+F?=F3B.Wi+W2=W3C.n+n=nD.Pi+F2=P3【答案】D【解析】【分析】1由圖可知，作用在動(dòng)滑輪上繩子為2股；繩重，摩擦不計(jì)時(shí)，用F=（G+G動(dòng)）分析Fl、F2、F3，拉力做的nW有Gh GF1,F2,F3之間關(guān)系；再依 =匚廠=。通過(guò)計(jì)算特殊值，判斷等式是否成立。W總G總h G+G動(dòng)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)【詳解】A.由題意得1 1Fi=（G+G動(dòng)）=（G+G動(dòng)）；n2

19、11F2=（2G+G動(dòng)）=一（2G+G動(dòng)）；n21 1 1Fi+F2=（G+G動(dòng)）+ （2G+G動(dòng)）=（3G+2G動(dòng)）11F3=（3G+G動(dòng)）=（3G+G動(dòng)）n2因?yàn)?1（3G +2 G動(dòng)）（3G+G動(dòng)）22所以（F1+ F2PF3故A不符合題意；E.由于物體升高均為h；W1+W2=Fih+F2h=（Fi+F2）hW3=F3h；因?yàn)椋‵i+F2） F3所以（W1+W2PW3故B不合符題意；W有Gh GC.依= =，說(shuō)明滑輪組一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越大，即W G總h G+G動(dòng)123，故C不合符題意;GhD由Wa=Gh,P=G可知tGh 2Gh + t t所以R+P2=P3,故D符合題意。故選

20、Do【點(diǎn)睛】 一個(gè)不加條件成立等式，可以用某種情況時(shí)不成立來(lái)判斷它不成立。R+P2F33Gh3Ght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F列說(shuō)法不正確的是()【答案】B【解析】【分析】(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)FAf 0.4G求出物體受到的拉力；W占根據(jù)W Fs求出拉力F做的功，根據(jù)P總求出拉力F的功率；t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)

21、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 物體受到的拉力故B錯(cuò)誤，符合題意；C.拉力F做的功則拉力F的功率PW理 375Wt 4s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。A.繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了4mC.拉力F的功率為375WB.物體受到的拉力為750ND.該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%(1)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s nsA求出繩子自由端沿水平方向移動(dòng);0.4 1500N600N0.4GW總Fs 375N 4m 1500J15.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

22、提升相等高度。若繩 重和摩擦不計(jì)，下列分析中正確是()A若物體升高高度為h,則拉力移動(dòng)的距離為s甲2h，$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=卩乙。故B錯(cuò)誤；C.甲中：W甲額二G動(dòng)h，乙中：W乙額二G動(dòng)h，所以W甲額二W乙額。故C正確；D.機(jī)械效率公式：=Wt=Gh _Gh _G=WH= Fs Fnh nF，總、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.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【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

23、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A.甲圖中繩自由端移動(dòng)距離較小C.兩種方式所做的額外功相等【答案】C【解析】【詳解】B.乙圖中繩自由端作用力較小D.增大提升高度，機(jī)械效率都會(huì)變大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C. 60N 0.2m/sB.150N 0.1m/sD.30N 0.2m/s考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以A.300N 0.1m/sF1f - 60N=30N2 2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 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。17.如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個(gè)重為

24、600N的物體，人拉繩的力F為250N（不計(jì)繩重和摩擦）。若用這個(gè)滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時(shí)，人的拉力F為（ ）A.400NB.450NC. 500ND.600N【答案】B【解析】【分析】【詳解】由圖可知，繩子承擔(dān)重物的段數(shù)n為3,提升一個(gè)重為600N的物體時(shí)，拉繩的力F為250N，根據(jù)F1G物G動(dòng)求出動(dòng)滑輪的重力為nG動(dòng)3FG物3 250N600N150N當(dāng)提升一個(gè)重為1200N的物體時(shí)，人的拉力為FG物nG動(dòng)11200N150N450N綜上所述，ACD項(xiàng)不符合題意，B項(xiàng)符合題意。故選B。18.如圖所示，在水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力為300N，用力F拉動(dòng)木箱使它勻速直線運(yùn)動(dòng)了2m（不計(jì)滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說(shuō)法正確的是B.拉力F的大小為200ND.繩自由端移動(dòng)了1m【答案】C2倍，故繩子自由端【解析】【詳解】AB.由圖知，n=2,不計(jì)滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力1 1F -f - 300N2 2150N故A、B錯(cuò)誤；CD.繩子的自由端移動(dòng)的距離故C正確、D錯(cuò)誤。故選C