2020-2021中考物理二輪滑輪組的省力問題專項培優(yōu)及答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1小明在實驗室內嘗試用四種簡單機械勻速提升同一物體（不計機械自重和摩擦），如圖D si方向豎直向上）所示，其中所用動力最小的是（）【答案】D【解析】【分析】A.0.5 口Fi x 4rn= G x 2m【詳解】 設物體重力為G,不計翠由重和摩擦；A圖中為斜面，由功的原理可得n= 3,所以 F2= 1G;3F3= 2G ;a,則有F4 x 4cos=aG x 1 x cos a解得 Fi = 0.5G;B圖中為滑輪組，通過動滑輪繩子段數(shù)C圖中為動滑輪，動力作用在動滑輪的軸上，則D圖中是杠桿，設桿與水平面的夾角為1 解得F 4 =G04由此可知動力最小的是D0故選Do2

2、?用一個動滑輪將重為 8N的物體勻速提高1m,所用豎直向上的拉力為 5N,則動滑輪的 機械效率為 %;用此動滑輪將重為 18N物體也提高1m時，所做的總功是 Jo（不計繩重和摩擦）【答案】80 20【解析】【分析】使用動滑輪，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，繩子末端移動的距離 s=2h ,有用功就是將物體提升對物體做的功（W有Gh ），拉力F做的功為總功（W總Fs ）,再利用機械效率的 公式求出動滑輪的機械效率；根據(jù)W總W有W額求出額外功，不計繩重和摩擦，使用動滑輪做的額外功就是提升動滑輪做的功W額G輪h,知道提升的高度，可以求出動滑輪1重；再利用F G輪G物求拉力大小，知道 s=2h ,利用功的公

3、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滑輪組的機械效率?！驹斀狻?使用動滑輪時，承擔物重的繩子股數(shù)n=2,物體被提升的高度h=1m ,拉力移動距離s nh 21m 2m有用功為W 有 Gh 8N 1m 8J拉力做的總功為W 總 Fs 5N 2m 10J滑輪組的機械效率W有8J100%100% 80%W 總10J總、2根據(jù)口 WwW額可知，額外功為W 額 W 總 W 有 10J 8J 2J不計繩重和摩擦，根據(jù) W額G輪h可知，動滑輪的重力貓2J 2Nh1不計繩重和摩擦，則有m1 G 動 G 物 2N 18N拉力做的總功3.對地面的壓力剛好為0N。若重物與地

4、面的接觸面積W 總 F s 10N 2m 20J 總、如圖所示，用滑輪組提重力為140N的物體，當拉力為 50N時，物體S=2X 16m2,不計繩重和摩擦，每個滑輪質量相同，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向若拉力F為40N,則定滑輪對天花板的拉力為N,重物對地面的壓強為Pa?！敬鸢浮?0【解析】【分析】 【詳解】12滑輪組的動滑輪繞 3段繩，不計繩重和摩擦，當拉力為50N時，物體對地面的壓力剛 好為ON,拉力的大小Fi= (G+G 動)3動滑輪的重力G 動=3Fi-G=3 X 50N-140N=10N每個滑輪質量相同，定滑輪的重力等于動滑輪的重力為10N,對定滑輪受力分析，受到重力、下方兩

5、段繩子的15,為10板的拉力，根據(jù)平衡條件得到F 天=6 定+2F=10N+2 X 40N=90N由力的作用相互性可知，定滑輪對天花板的拉力是90N o拉力F為40N時，滑輪組的動滑輪對物體的拉力F2=3F- G 動=3X 40N-10N=110N 地面對物體的支持力F i=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互性可知物體對地面的壓力F壓二尸支=30N物體對地面的壓強F 壓 30N3p=2 =1.5 X 1PaS 2 10-2m24. 工人用圖甲所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪組的機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。則：(1) 若某

6、次運送建材的質量為 40kg ,滑輪組的機械效率是o動滑輪的重力是N 0(2) 若工人在1min內將建材勻速豎直向上提升12m，作用在繩上的拉力為500N時，拉力的功率是 W,運送建材的重力是 N,此時的機械效率是 。G1V甲 乙【答案】50%400200600 60%.G mg =40kg 10N/kg=400N由圖乙得，當建材重力為400N時，滑輪組機械效率為 50% o2此時機械效率400=50%400+G 動【解析】【分析】【詳解】(1)1建材質量為40kg,其重力為解得G動=400N。(2)3滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，與動滑輪相連的繩子有兩段，則該滑輪組可以省一半的力，建材

7、向上提升了12m ,則繩子段移動的距離為24m ,拉力功率W Fs = 5Q0NA4m= 200W t t 60s4滑輪組省一半的力，所以G才+G動=2F解得G材=600N。5此時的機械效率為=GAG ；=總 0=60%5. 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動，此時物體與桌面的摩擦力大小為60N (不計繩重、動滑輪重及摩擦)，則拉力 F=N及其功率 P= Wo【答案】20 6【解析】【詳解】1由圖可知，與動滑輪相連的繩子段數(shù)為3,不計繩重、動滑輪重及摩擦，則繩端的拉力:1 1F= -f= X 60N=20N ;2繩子自由端移動

8、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 。6.間的摩擦力為在水平桌面上放一個重 60N,如圖所示，若不300N的物體，物體與桌面考慮繩子重力和輪與軸之間的摩擦，使物體以0.1m/s的速度勻速移動時，水平拉力的大小N,拉力做功的功率為FJ兮加加加加加奶日勺掙處護伽【答案】20 6【解析】【詳解】因為物體在水平桌面上勻速運動，所以物體受的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等F 拉 f 60N從圖可知，此滑輪組有三股繩子承擔對物體的拉力，不考慮繩的重力和繩的摩擦，繩子自由端的水平拉力為水平拉力的功率1 60N=2

9、0N3P W F Fv F t st3 v 物 20N 3 0.1m/s=6W7. 一工人利用如圖所示的滑輪組提起重物，當被提起重物的重力是150N時，滑輪組的機械效率為60%。若忽略繩重、滑輪摩擦，則動滑輪重NO【答案】100【解析】【分析】【詳解】=60%因不計繩重和摩擦，由題意可知，效率G動二150N-150N=100N 60%則動滑輪的重力為故動滑輪的重力為100N&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動，如果拉力F=20N，繩子拉出了 6m,則物體受到的摩擦力為 N,物體前進了 m ,彈簧測力f計的示數(shù)為 No （不計滑輪重、繩重和摩擦）【解析】【詳解】

10、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。【答案】602 402 物體移動的距離6m=2m物體前進了 2m。3 彈簧測力計與定滑輪相連，定滑輪上有兩股繩子，因此彈簧測力計的示數(shù)為彈簧測力計的示數(shù)為 40N9.速向上拉動，拉力為F 彈=2F= 20N X 2 = 40N某同學用如圖所示滑輪組將重為300N的物體以0.2m/s的速度勻125N （不計繩重及摩擦），則動滑輪重 N, 5s內人拉繩子做的功是 J【答案】75375【解析】【分析】【詳解】1看圖可知動滑輪上繞過的繩子股數(shù)n=3 o根據(jù)滑輪組受力關系G物

11、+G動得300N+G 動125N 3解得0動 75N。2繩子末端移動距離S nh nv 物 t 3 0.2m/s 5s 3m5s內人拉繩子做的功n10.W Fs 125N 3m 375J體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質量為80kg 的重物 A 勻速提升1m, 此時該滑了以下論斷：輪組的機械效率為 80% （不計繩重與摩擦， g 取 10N/kg ），小明對此工作過程及裝置作出動滑輪重為200N 此過程中，工人對繩的拉力做功1000J 重物勻速上升過程中，它的機械能增大 若增大重物A的質量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%關于小明的以上論斷（）A.只有正確B.只有

12、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,此時滑輪組做的有用功為根據(jù)機械效率公式100%=80%有，總功為W F2AB.因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；由故CD項錯誤；又因為所用時間相同，由F W可知，拉力做功的功率同，即：R F2故A項錯誤，B項正確。13 .如圖所示，水平拉力G輪h, W有用G物h,所以利W有100%可知，機械效率相Fi （6N）將物體（G=9N ）沿直線勻速借助滑輪組，F(xiàn)2使物體在同一水平面上勻速直線

13、運動同樣的距離拉動Si的距離，做功 Wi, Si, F2所拉繩端的上升距i 一廠一ir ii+SiIA. 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做功：W Fisi ；借助滑輪組，使物體在同一水平地面上勻速直線運動同樣的距離，拉繩端的上升距離為S2,做功：W2 F2s2 ；A.做功W2 W, W動，故A錯誤;B. 有3股繩子承擔S2 3$ ,故B錯誤；1CD. F2 G輪F,故C錯誤，D正確3故選Do14.用一動滑輪將重物勻速提升2 m ,人對繩子的自由端所用力是擦，則物重

14、和提升重物所做的功分別是A. 80N, 80J【答案】BB. 80N, 160JC. 40N ,160J140 N ,不計滑輪重和摩D. 40N, 80J【解析】【分析】【詳解】動滑輪省 半力，多費？倍的距離，所以物體的重為:G 2F2 40N80N ;由離為S2,做功為如2,則（）h 2m得S 2h 2 2m 4m，提升重物所做的功：W Fs 40N 4m 160J .故選B.15.如圖所示，工人師傅用250N的力F將重為400N的物體在20s內勻速提升2m ,若不計繩重和摩擦，以下說法錯誤的是：（）A.動滑輪重力為100NB.工人做功的功率為 50WC.滑輪組的機械效率為 53.3%D.若

15、提升物重變?yōu)?500N ,則拉力F為300N【答案】C【解析】【詳解】A .由圖知n=2,不計繩重和摩擦，拉力：1F = G G 動；2 刀則動滑輪的重力：G 動=2FG=2 250N-400N=100N故A正確，不符合題意；B ?繩自由端移動的距離：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=八=50W ；t 20s故B正確，不符合題意；C. 拉力做的有用功：W=Gh=400N2m=800J ；滑輪組的機械效率：W有800J有 100%=100%=80%W 總1000J總、故 C 錯誤，符合題意；D . 若提升

16、物重變?yōu)?G =500N ，則拉力為：11F 二一 G +G 動二一 500N+100N =300N2216.如圖所示的滑輪裝置，重為5牛的物體掛在繩端，力F作同在滑輪的軸上，滑輪在力F的作用下以2米/秒的速度勻速向上運動.若不計滑輪重及摩擦，則拉力F的大小和物體向上運動的速度為故D正確，不符合題意B. 2.5牛，4米/秒C. 10牛，2米/秒由圖可知，該滑輪是動滑輪，當滑輪在力F的作用下以2米/秒的速度勻速向上運動，重物A. 10牛，4米/秒D. 2.5牛，2米/秒【答案】A【解析】【分析】【詳解】17.的速度為：2 x 2m/s=4m/s此時拉力應該是物重的 2倍，因此拉力為：F=2G=2

17、 x 5N=10N故選A.如圖，水平桌面上的物體 A重100N,物體B重40N,此時物體B恰能勻速下降；當用 一水平向左的力 F拉動物體A在2s內勻速向左移動1m的過程中，若不計動滑輪和繩的重力，不計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 2mB.拉力F的功率為20WC. 物體A與桌面間的滑動摩擦力為 40N D .吊著B物體的繩子所做的功為 40J【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.滑輪組的動滑輪繞 2段繩，當用一水平向左的力 F拉動物體A在2s內勻速向左移動1m的過程中，A移動的距離為B升高高度的2倍，B上升了1mhe=0.5m,2故A錯誤；BC.當A向右做勻速直線

18、運動，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平衡力，故1 1仁 Gb= X 40N=20N2 2當A向左做勻速直線運動，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，由于滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，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=20N . A向左做勻速直線運動，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：W Fs 40N 1mP=20W,t t 2s故B正確，C錯誤；D.繩子拉力對物體 B所做的功為：W=GBhe=40NX 0.5m=20JD錯誤

19、.18.小明用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別在相同時間內將同一重物勻速提升相同高度，每個滑輪的重均相等，不計繩重及摩擦，針對這一現(xiàn)象，小明得出了 4個結論：F1做的功等于F2做的功;使用乙滑輪甲滑輪組的機械效率等于乙滑輪組的機械效率;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A.、【答案】DB.D.C.、【解析】【分析】【詳解】 在不計繩重及摩擦時，拉力做的功等于提升物體和動滑輪做的功，因為物重相同，提升的高度相同，所以兩次拉力做的功都等于W 總 Fs= G G 動 h故Fi做的功等于F2做的功，正確； 在不計繩重及摩擦時，甲滑輪組和乙滑輪組的機械效率都為W有用 GhG乙滑輪組由三段繩子承重，拉力為F2G動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，用時也相等，根據(jù)p知，F(xiàn)i做功的功率等于F2做功的功率，即機械效率相等，故正確； 甲滑輪組由兩段繩子承重，拉力為Fi正確;故選D19. 用下列方法勻速提升同一重物，若不計繩子、滑輪的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）A.B,D.【解析】【分析】【詳解】不計繩子、滑輪的