15.滑輪及其應(yīng)用（講義）（原卷版）

浙教版中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)滑輪及其應(yīng)用滑輪受力分析、滑輪組、效率【知識(shí)點(diǎn)分析】一.滑輪二.滑輪組1.滑輪組的定義：由若干個(gè)定滑輪和若干個(gè)動(dòng)滑輪組合成滑輪組；同時(shí)具備定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。2.依據(jù)受力平衡可得：使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一；即F=1/n(G物+G動(dòng))。3.特點(diǎn)：既能改變力的大小，又能改變力的方向4.如有n股繩與下端滑輪連接則（nF=G物+G動(dòng)）繩端移動(dòng)速度為滑輪移動(dòng)速度的n倍5.橫向的滑輪依據(jù)受力平衡進(jìn)行分析，運(yùn)動(dòng)的速度大小可依據(jù)滑輪組分析三.斜面1.斜面定義：與水平面成傾斜的光滑平面，稱為斜面2.斜面本質(zhì)：增大了做功的距離，從而起到了省力的作用3.假設(shè)光滑無(wú)摩擦的斜面：（W總=FS=Gh）（1）斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，推力就是物重的幾分之幾。（2）要使物體升高相同的高度，斜面越長(zhǎng)越省力。4.有摩擦力的斜面（機(jī)械能守恒）：（W總=FS=Gh+fL）5.常見的斜面：盤山公路，螺絲的螺紋，傾斜的軌道【例題分析】1.為探究動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如圖所示的兩種方式拉升重物，在相同時(shí)間內(nèi)將同一物體勻速提升相同高度，拉力分別為F1和F2（不計(jì)繩重和摩擦），下列說(shuō)法正確的是（）A．若用定滑輪拉重物，當(dāng)拉力豎直向下時(shí)最省力B．使用動(dòng)滑輪拉力更小，且做功更少C．用動(dòng)滑輪提升重物上升h高度，測(cè)力計(jì)也上升h高度D．使用動(dòng)滑輪拉力做功的功率大于使用定滑輪拉力做功的功率2．利用如圖所示的滑輪組，使重80N的物體A沿水平地面勻速向左移動(dòng)了1m，物體A與地面間摩擦力為30N，不計(jì)繩重、滑輪重以及滑輪與軸間摩擦，則下列說(shuō)法正確（）A．拉力F為30NB．滑輪組掛鉤拉物體A的力為30NC．該滑輪組既能省力又可以省距離D．繩子自由端移動(dòng)的距離為3m3．如圖所示，小剛用滑輪組勻速提升一個(gè)重為400N的物體，提升0.2m所用時(shí)間為1s，人拉繩的力F為150N，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法中正確的是（）①繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m/s②人拉繩做功的功率為120W③滑輪組的機(jī)械效率為83.3%④勻速上升過(guò)程中物體的機(jī)械能變大A．只有②和③ B．只有①和④ C．只有①和② D．只有②和④4．某同學(xué)用如圖所示滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為450g，所用動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為50g，g取10N/kg，繩子自由端的拉力F為1.3N，在0～2s的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的速度為5.0cm/sB．有用功為45JC．拉力F的功率為0.26WD．滑輪組的機(jī)械效率為90%5．如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖，它由4個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成，繩子的尾端繞在一個(gè)固定在墻壁的旋輪上，旋轉(zhuǎn)搖柄可以使晾衣架升降。假設(shè)在升降過(guò)程中衣架橫梁保持水平，若衣服和晾衣架等總重30N，每個(gè)滑輪重10N（各種摩擦力及繩重忽略不計(jì)），則靜止時(shí)繩子拉力為（）A．25N B．12.5N C．22.5N D．20N6．某同學(xué)研學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕松地搬運(yùn)到高處。他借助該裝置提升1500N的重物，如圖所示為模擬示意圖（不計(jì)摩擦和裝置的自重）（）A．可以把滾軸B簡(jiǎn)化看作定滑輪B.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向C．若人將繩向下拉過(guò)6m，物體將上升1mD.物體勻速上升時(shí)，人對(duì)繩的拉力為300N7．如圖甲所示的裝置是用來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物的關(guān)系圖像，如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）①此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為3N；②當(dāng)時(shí)，滑輪組機(jī)械效率；③當(dāng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N；④此滑輪組機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，最終將達(dá)到100%。A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②8．如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲，圖乙是該游戲裝置的示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩抓住繩的另一輛向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，女孩可以輕松把大人和男孩拉到一起（忽略繩與木棍之間的摩擦）。以下關(guān)于三人的拉力大小和運(yùn)動(dòng)距離的說(shuō)法正確的是（）A．大人的拉力最大，女孩的運(yùn)動(dòng)距離最長(zhǎng)B．女孩的拉力最大，運(yùn)動(dòng)距離也最長(zhǎng)C．大人和男孩的拉力一樣大，女孩的運(yùn)動(dòng)距離最長(zhǎng)D．三人的拉力一樣大，運(yùn)動(dòng)距離一樣長(zhǎng)9．如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N，滑輪組下端掛有重為G的物體A，用力F通過(guò)滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A，重物A向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖象如圖乙所示。滑輪與軸的摩擦、繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10N/kg。則下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F的大小為120NB．滑輪組對(duì)水平支架的拉力為140NC．拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對(duì)物體A做功12JD．若在物體A下再加掛30N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到86.7％10．如圖所示，豎直固定的測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)滑輪組，已知每個(gè)滑輪重均為50N，滑輪組下端掛有物體B，滑輪組繩的末端通過(guò)定滑輪沿水平方向與物體A相連，此時(shí)物體A在繩的水平拉力作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為550N；在物體B下加掛重為90N的物體C后，同時(shí)用水平向左的力F拉動(dòng)物體A使其沿水平桌面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體B上升的速度大小為5cm/s。若不計(jì)繩重及滑輪的摩擦，g取10N/kg，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．A所受摩擦力大小為275N B．F的大小為530NC．F做功的功率為42W D．B的重力為750N11．如圖，用相同的滑輪組裝而成的甲、乙兩個(gè)滑輪組，分別將同一物體在相同時(shí)間內(nèi)勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法不正確的是（）A．拉力F1和F2大小相等 B．甲、乙滑輪組對(duì)物體做的有用功相等C．拉力F1和F2做的總功相等 D．甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等12．如圖所示，旗桿頂端裝有滑輪，升旗時(shí)旗手向下拉繩子，國(guó)旗冉冉升起。下列說(shuō)法正確的是（）A．該滑輪是動(dòng)滑輪，可以省力B．旗手對(duì)繩的拉力一定等于國(guó)旗重力C．國(guó)旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動(dòng)距離D．國(guó)旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動(dòng)距離的一半13．如圖所示，物體A、B的重分別為40N、20N，動(dòng)滑輪重為10N，此時(shí)物體A在水平面上向右以2m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（繩子和滑輪間的摩擦不計(jì)）（）A．物體所受摩擦力方向水平向左大小為10NB．物體下落速度為4m/sC．若用F=30N向左拉物體A，可以使物體A向左做加速直線運(yùn)動(dòng)D．若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所需力的大小為30N14.小明用圖所示的滑輪組水平勻速拉動(dòng)物體A，使重200N的物體A在10s內(nèi)向右移動(dòng)了2m，若物體A所受水平地面摩擦力大小為60N，小明所用水平拉力F=25N，則該過(guò)程中（）A．物體A的重力做功400JB．繩端移動(dòng)距離為4mC．繩端移動(dòng)速度為0.2m/sD．滑輪組的機(jī)械效率為80%15．如圖甲所示，一個(gè)滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個(gè)滑輪均重20N，滑輪組下端掛有重為G的物體A，用力F通過(guò)滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A，重物A向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。不計(jì)繩重與摩擦，g=10N/kg。則下列說(shuō)法正確的是（）A．拉力F的大小為120NB．滑輪組對(duì)A的拉力為140NC．拉力F的功率為1.2W時(shí)，10s內(nèi)滑輪組對(duì)物體A做功12JD．若在物體A下再加掛80N的重物，滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到90%16．小明利用如圖所示的裝置在8s內(nèi)把重為900N的物體勻速提升了4m，動(dòng)滑輪重100N（不計(jì)繩重及摩擦），下列判斷正確的是（）A．小明的體重約為333NB．提升重物過(guò)程中小明所做的功是3600JC．此裝置對(duì)重物做功的功率為500WD．小明提升此重物時(shí)該裝置的機(jī)械效率為90%17．如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為285N的水泥桶，動(dòng)滑輪重為15N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重。工人在將水泥桶勻速向上拉的過(guò)程中，水泥桶上升的高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示。由此可知（）A．水泥桶勻速上升的速度為3m/sB．內(nèi)建筑工人對(duì)繩的拉力做的功為800JC．內(nèi)建筑工人對(duì)水泥桶做的功為684JD．建筑工人對(duì)繩的拉力的功率為30W18．如圖所示，，，此時(shí)物體A相對(duì)于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．自由端F2的速度為0.2m/sB．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為9NC．物體A和地面之間有摩擦力D．如果增大F2，物體A可能向左運(yùn)動(dòng)二、填空題19．如圖所示，工人站在水平面上豎直向下拉繩，通過(guò)滑輪組將重物在5s內(nèi)勻速提升1m。動(dòng)滑輪重150N，不計(jì)繩重。若拉力的功率為200W，則提升過(guò)程中，工人的拉力為______N，若整個(gè)過(guò)程中克服摩擦力做功50J，則提升的重物重______N，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為______?，F(xiàn)通過(guò)在滑輪與軸之間涂抹潤(rùn)滑油，使摩擦減小至可以忽略，則當(dāng)用該滑輪組豎直勻速提升的物體最重時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變?yōu)?7.5%，由此可知工人的體重為______N。20．如圖所示，工人用豎直向下的拉力F=750N，在20s內(nèi)通過(guò)滑輪組將一個(gè)重為1200N的物體勻速提升4m，不計(jì)摩擦和繩重，則在拉動(dòng)物體的過(guò)程中，工人所做的有用功為___________，工人拉力F做功的功率為___________W，滑輪組的機(jī)械效率為___________?；喗M中動(dòng)滑輪的重為___________N。21．用如圖所示的滑輪組勻速提起1200N的重物G，若要將