培優(yōu)滑輪組的省力問題輔導(dǎo)專題訓(xùn)練附詳細(xì)答案

1、、初中物理滑輪組的省力問題1 .如圖，工人要將一塊重 900N的建材運(yùn)到10m高處，裝置中每個(gè)滑輪重100N,建材上升的速度是0.8m/s。在施工過程中，下列說法正確的是（）B.工人拉繩的速度為 2.4m/sD.工人做功的機(jī)械效率小于90%A.工人的拉力為 500NC.工人做功的功率為 400W【答案】D【詳解】由兩根繩子承擔(dān)物重，動(dòng)滑輪和建材總重為1000N,由于有摩擦和繩子自身的重量，所以工人的拉力應(yīng)大于 500N,故A錯(cuò)；工人拉繩的速度應(yīng)是物體上升速度的2倍為1.6m/s,故B錯(cuò)；若部考慮繩重和摩擦，工人做功的功率為P=Fv繩=500NX1.6m/s=800W,由于有摩擦和繩子自身的重量

2、，所以工人做功的功率應(yīng)大于800W,故C錯(cuò)；對(duì)物體做的有用功為W a=Gh=900NX 10m=9000J,而拉力做的總功應(yīng)大于1000J,所以工人做功的機(jī)械效率小于 90%,故D正確；應(yīng)選 D.2 .如圖所示的滑輪組，不計(jì)繩重及摩擦。水平拉力F作用下將重為30N的物體A勻速拉動(dòng)，已知繩子自由端速度為0.3m/s,物體A受到的摩擦力f 0.1G ,水平拉力F為N ,在2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離為 m?！敬鸢浮? 0.2【解析】【詳解】1由圖可知，連接動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)fn=3,由題意知，物體 A受到的摩擦力0.1G 0.1 30N 3N不計(jì)繩重及摩擦，則水平拉力：1 ,1F -f - 3N 1Nn 3

3、2物體的速度:1 ,0.3m/s 0.1m/s3上 S - 由v ，得，在2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離s物 v物t 0.1m/s 2s 0.2m故2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離為 0.2m。3 .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)滑輪白重力為_N.【答案】10 4 4【解析】(1)由圖知，n=2,則拉力端移動(dòng)的距離WT用s=2h,滑輪組的機(jī)械效率:Gh _Gh_ _G_ FS F 2h 2F則拉力16N2 80%10N(2)拉力端移動(dòng)的速度v=2v 物=2X Q 2m/s=0.4m/s ,拉力做

4、功功率：P=Fv=10NXO4m/s=4W;(3)不計(jì)繩重及摩擦，拉力1F - G G動(dòng)2動(dòng)滑輪重力：G 動(dòng)=2F- G=2X10N- 16N=4N.4 .如圖所示，用滑輪組提重力為140N的物體，當(dāng)拉力為 50N時(shí)，物體對(duì)地面的壓力剛好為0N。若重物與地面的接觸面積 S=2X1-2m2,不計(jì)繩重和摩擦，每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，繩對(duì) 滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。若拉力F為40N,則定滑輪對(duì)天花板的拉力為N,重物對(duì)地面的壓強(qiáng)為 Pa?！敬鸢浮?0 1.5>310【解析】【分析】【詳解】12滑輪組的動(dòng)滑輪繞 3段繩，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)拉力為 50N時(shí)，物體對(duì)地面的壓力剛 好為0N,拉力的大小

5、Fi = - （G+G 動(dòng)）3動(dòng)滑輪的重力G 動(dòng)=3Fi-G=3X 50N-140N=10N每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，定滑輪的重力等于動(dòng)滑輪的重力為10N,對(duì)定滑輪受力分析，受到重力、下方兩段繩子的拉力，天花板的拉力，根據(jù)平衡條件得到F 天=G 定+2F=10N+2X 40N=90N由力的作用相互性可知，定滑輪對(duì)天花板的拉力是90N。拉力F為40N時(shí)，滑輪組的動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力F2=3F- G 動(dòng)=3X 40N-10N=110N地面對(duì)物體的支持力F 支=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互性可知物體對(duì)地面的壓力5壓=F 支=30N_ F壓 p="S物體對(duì)地面的壓強(qiáng)30N377=

6、1.5 x 3Pa2 10-2m25 .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?！敬鸢浮?0 1【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1Ff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)系得到物3體運(yùn)動(dòng)的距離?！驹斀狻?由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)是 力n=3,因不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，則繩端的拉1 .1F - f 60N 20N332物體運(yùn)動(dòng)的距離為3m d1m本題考查

7、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。6.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)滑輪重及摩擦），則拉力F=N及其功率P=Wo【答案】20 6【解析】【詳解】1由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為3,不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，則繩端的拉力：11F = -f=- X60N=20N ;3 32繩子自由端移動(dòng)的速度為：v 繩=3v 物=3 x 0.1m/s=0.3m/s ;則拉力F的功率為：P=Fv 繩=20N X 0.3m/s=6W。7.

8、如圖所示的滑輪組，拉一重 100N的物體M在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果拉力 F=20N,繩子拉出了 6m,則物體受到的摩擦力為 N,物體前進(jìn)了 m,彈簧測(cè)力 計(jì)的示數(shù)為 No （不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦）【答案】60 2 40【解析】【詳解】1由圖可知：滑輪組上繩子的有效股數(shù)n=3,所以物體 M與地面間的摩擦力f=nF=3 X 20N=60N物體受到的摩擦力為 60N。2物體移動(dòng)的距離11 , 一 s龜=6m=2m33物體前進(jìn)了 2m。3彈簧測(cè)力計(jì)與定滑輪相連，定滑輪上有兩股繩子，因此彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F彈= 2F=20NX 2=40N彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 40N。10N的拉力F拉重8 .如圖

9、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 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“保持不變”）?！敬鸢浮?0 40不變【解析】【分析】平衡力大小相等，判斷出摩擦力根Fv算出拉力F的功率；影響摩擦力20N使用動(dòng)滑輪可以省一半力；物體勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力,據(jù)繩子段數(shù)判斷出繩子的速度；根據(jù)P W Fst t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F 2F 2 10N物體做勻速直線運(yùn)

10、動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦力一對(duì)平衡力，大小相等，則f F 20N2由圖知有2段繩子拉著物體，則有v繩 2v物 2 2m/s 4m/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(duì)水平面的壓力和接觸面的粗糙程度都不變，所以受到水 平面的摩擦力不變。【點(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(shí)，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 無關(guān)。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

11、運(yùn)動(dòng)”），此時(shí)力F2大小為牛。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 1:1 10【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=1g = ° X 20N=10N223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 .如圖所示，水平拉力 F1 （6N）將

12、物體（G=9N）沿直線勻速拉動(dòng) S1的距離，做功 W1, 借助滑輪組，F(xiàn)2使物體在同一水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離S1, F2所拉繩端的上升距離為S2,做功為W2,則（）z/zz/zA. W2一定小于WiB. S2一定小于siC. F2一定大于G/3D. F2一定大于Fi/3【答案】D【解析】【分析】【詳解】水平拉力Fi將物體沿直線勻速拉動(dòng)做功：Wi Fj借助滑輪組，使物體在同一水平地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離，拉繩端的上升距離為S2,做功：W2 F2s2 ；A .做功W2 Wi W動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B.有3股繩子承擔(dān)S2 3sl，故B錯(cuò)誤；_1 一 _CD. F2 G輪 F1，故C錯(cuò)誤，D正確

13、。3故選D。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%,則在此過程中下列說法正確的是( )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】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 = 3X 0.2m/s x 10s6m故A錯(cuò)；B.因?yàn)?00%= 100%=80% 3FWfsfs物=100% = - 100%=W、F&龜F3s物所以物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f 3F

14、80% 3 20N 80% 48N故B正確；C.拉力做的功為拉力做功的功率故C錯(cuò)誤；D.有用功故D錯(cuò)。故選Bo亞總=5$繩=20NX 6m= 120JW 總 120Jt 10s12WW；t = fs 物="物t=48NX 0.2m/s X10s96J12 .物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力 F=60N,不計(jì)滑輪間的摩擦和動(dòng)滑輪的自重，則物體受到 的摩擦力是（）A. 60N【答案】D【解析】【分析】B. 120NC. 20ND. 180N1分析滑輪組的動(dòng)滑輪繞繩子的段數(shù)，不計(jì)滑輪間的摩擦和動(dòng)滑輪的自重，根據(jù)F n到物體受到的摩擦力?！驹斀狻坑蓤D可知，動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為3,不計(jì)滑輪間的摩擦和動(dòng)

15、滑輪的自重，則物體受到的摩擦力f 3F 3 60N 180N故選Do【點(diǎn)睛】本題考查滑輪組的特點(diǎn)，解決本題的關(guān)鍵要明確纏繞在動(dòng)滑輪上的繩子的段數(shù)。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)，醇都以相同的速度勻速上升相同高度，繩重及摩擦均忽略不計(jì)。這三次拉力依次為W3,有用功率為 Pi、P2、P3,機(jī)械效率為B. Wi+W2=W3C. 印+砰=邳印、Fi、F2、F3,拉力做的Y2、 Y3,貝 （）D. Pi + P2=P3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Fi,F2,F

16、3之間關(guān)系；再依_Wt _ GhW息G總h G+G動(dòng)O通過計(jì)算特殊值，判斷等式是否成立。A.由題意得i 一一、 i , _ _、Fi = （G+G 動(dòng)）=一（G+G動(dòng)）；n2i 一 一、 i 一 一、F2 = - （2G+G動(dòng)）=（2G+G動(dòng)）;n2i _、 i 一一、 i 一一、Fi + F2 = 2 （G+G 動(dòng)）+5 （2G+G 動(dòng)）=a（3G+2G 動(dòng)）i 一一、 i 一一、F 3= （3G+G動(dòng)產(chǎn)（3G+G動(dòng)）n2因?yàn)閕 _ i 一一、一（3G+2G動(dòng)）一（3G+G動(dòng)） 22所以（Fi + F2）F3故A不符合題意；B.由于物體升高均為h;Wi +W2=Fih+F2h= (Fl +F

17、2 )h因?yàn)椋‵1 + F2） F3所以故B不合符題意；_W有 _ Ghc 依 - WT -o7h心、心、(W1+W2)>W3,說明滑輪組一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越大，即G+G動(dòng)1< 2< 3 ,故C不合符題意;Gh 一，D,由WGh, P= V可知tP+P2Gh 2Gh+ 一t t3GhT ；P33GhtW3=F3h；所以Pl+P2=P3,故D符合題意。故選D?！军c(diǎn)睛】一個(gè)不加條件成立等式，可以用某種情況時(shí)不成立來判斷它不成立。14 .小明用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，分別在相同時(shí)間內(nèi)將同一重物勻速提升相同高度，每個(gè)滑輪的重均相等，不計(jì)繩重及摩擦，針對(duì)這一現(xiàn)象，小明得出了

18、4個(gè)結(jié)論：Fi做的功等于F2做的功；甲滑輪組的機(jī)械效率等于乙滑輪組的機(jī)械效率；使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力；Fi做功的功率等于 F2做功的功率；其中正確的為（）甲 乙A.、B.、 C.、D.、【答案】D【解析】【分析】【詳解】在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，拉力做的功等于提升物體和動(dòng)滑輪做的功，因?yàn)槲镏叵嗤?，提?的高度相同，所以兩次拉力做的功都等于W總 Fs= G G動(dòng) h故日做的功等于F2做的功，正確；在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，甲滑輪組和乙滑輪組的機(jī)械效率都為W 有用GhGW G G動(dòng)h G G動(dòng)即機(jī)械效率相等，故正確；甲滑輪組由兩段繩子承重，拉力為Fi G G動(dòng)2乙滑輪組由三段繩子承重，拉力為1F2 G

19、 G 動(dòng)3所以使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力，正確；兩次拉力做的功，用時(shí)也相等，根據(jù)P正確；W 丁知，F(xiàn)i做功的功率等于F2做功的功率，故選Do15.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（）A. 650NB. 700N【答案】C【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù):C. 750ND. 800N不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端拉力:n=3,1Fi= （G+G 動(dòng)），3由此可得動(dòng)滑輪重:G 動(dòng)=3Fi-G=3X 350N-900N=150N當(dāng)提起2100N物體時(shí)，人的拉力

20、：F2=- （Gi+G動(dòng)）=-X （2100N+150N） =750N.33故選C.其中最省力的是16 .用下列方法勻速提升同一重物，若不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦, ( )A.C.D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】G;不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體A.此圖是動(dòng)滑輪,由動(dòng)滑輪及其工作特點(diǎn)可知，省一半的力，即B.此圖是定滑輪,由定滑輪及其工作特點(diǎn)可知，不省力,C.此圖是滑輪組,繞在動(dòng)滑輪上的繩子有 3股，則-G 3D.此圖是滑輪組,繞在動(dòng)滑輪上的繩子有 2股，則2由以上可知：在不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是 故選C。CoA重50N,物體B重30N,動(dòng)滑輪重10N,1

21、7 .如圖所示，置于水平桌面上的物體在勻速下降了 40cm的過程中，拉動(dòng)物體 及滑輪軸上的摩擦，則下列說法正確的是(A在水平桌面上勻速移動(dòng)了一段距離，忽略繩重 )A.物體A移動(dòng)了 20cmB.繩子拉力對(duì)物體 A做的功是8JC.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2倍，物體下降了 40cm,則A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

22、摩擦，則拉動(dòng)A的力的大小為1_1F -(Gb G動(dòng))-(30N 10N) 20N繩子拉力對(duì)物體A做的功為W F S 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 F 20N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、向右白物體B的拉力和向右的摩擦力，物體B勻速上升，物體 A也勻速移動(dòng)，這時(shí)物體A受到平衡力，則拉力為F f F 20N 20N=40N故D正確。故選DoFi、F2 和 F3,A. F1 = F2=F318.使

23、用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升一個(gè)物體時(shí)，若分別沿如圖所示的方向用力B. F1>F2>F3D. F2>F3>FiC. F3>F2>Fi 【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Fi的力臂為直徑，力臂最大，F(xiàn)2的力臂較大，F(xiàn)3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：Fi<F2<F3.故選C.19.如圖甲所示，重為 i60N的物體在大小為 20N,水平向左的拉力 Fi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Fi不變，用水平向右的拉力F2,拉物體勻速向右運(yùn)動(dòng)了im,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 Fi的功率Pi=60WB.物體與地面之間的摩擦力f=20NC.物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F2=40ND.物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力