2020-2021備戰(zhàn)中考物理備考之滑輪組的省力問題壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)易錯難題篇含答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1 用如圖所示的滑輪組吊裝100 袋大米，每袋大米的質(zhì)量是50kg，繩子能承受的最大拉力為 1200N，不計滑輪以及繩重，不計輪、軸間摩擦，g 取 10N/kg，則至少需要吊運的次數(shù)是（）A9 次B 10 次【答案】 D【解析】【詳解】由題意及圖知吊起重物的繩子股數(shù)為為：C 11 次D 12 次n=4，最大拉力F1200N ，一次能吊起的大米重力G14F41200N4800N ，一次能吊起的大米質(zhì)量為：G4800Nm1480kg ，g10N/kg因為每袋大米的質(zhì)量是50kg，故一次能吊起的大米袋數(shù)為：n1480kg9.6袋 ，50kg / 袋由題意知一次能吊起9 袋

2、大米，即n19 ，則至少需要吊運的次數(shù)是：100袋n11.1次 ，9袋 / 次至少需要吊運12 次。故選D。2 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）若某次運送建材的質(zhì)量為40kg，滑輪組的機械效率是_。動滑輪的重力是_N。（2）若工人在1min 內(nèi)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_。【答案】 50%40020060060%.【解析】【分析】【詳解】(1)1 建材質(zhì)量為40kg，其重力為Gmg =40k

3、g10N/kg=400N由圖乙得，當(dāng)建材重力為400N 時，滑輪組機械效率為50%。2 此時機械效率=G400=50%GG動400+G動解得 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，建材向上提升了12m ，則繩子段移動的距離為24m ，拉力功率PWFs = 500N 24m =200Wtt60s4 滑輪組省一半的力，所以G材 +G動 =2F解得 G材 =600N 。5 此時的機械效率為G材=600=60%=G動600+400G材3 如圖所示為家用手搖晾衣架，它是我們生活中經(jīng)常使用的簡單機械，其中A、B兩滑輪中屬于動滑輪

4、的是 _；若衣服和晾衣架的總重力為200N ，晾衣架上升的高度為1m ，不計動滑輪重、繩重及摩擦，靜止時繩的拉力_ m 。F_ N ，繞進旋輪上的繩子長度是【答案】 B504【解析】【分析】【詳解】1 使用時，軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪，由圖可知B 為動滑輪；2由圖可知承重繩為4 股，衣服和晾衣架的總重力為200N ，所以繩子的拉力G200N50NF4n3承重繩為 4 股，所以繞進旋輪上的繩子長度是S=4h=4 1m=4m【點睛】4 小紅利用彈簧測力計、鉤碼來研究動滑輪的作用，每次都勻速提物體，做實驗情況如圖所示，請觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結(jié)論。（1）由（ a）（

5、b）兩圖 _ 。（2）由（ c）（ b）兩圖 _ ?！敬鸢浮渴褂脛踊唲蛩?豎直 )提物體，省力但是不能改變用力的方向。使用同一動滑輪勻速 (豎直 )提不同物體，物體越輕，拉力越小?！窘馕觥俊驹斀狻?1)1 由圖可知 ,比較 (a)、 (b)兩圖提起物體一樣重 ,(b) 中彈簧測力計示數(shù)小于 (a) 中彈簧測力計示數(shù)，所以：使用動滑輪可以省力，動滑輪相當(dāng)于一個動力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向；(2)2 比較圖 (b) 與 (c)可得：使用動滑輪勻速提升不重物時，物體重力越輕，所用的拉力越小，越省力。5 高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃的直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖

6、為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20 個相同的墜砣，每個墜砣質(zhì)量為25kg，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A 端受到的拉力大小為_N。若 5s 內(nèi)墜砣串下降了 40cm，則輸電線A 端向左移動速度是_m/s 。（ g 取 10N/kg ，不考慮鋼繩的熱脹冷縮）【答案】 1 1040.04【解析】【分析】【詳解】120 個墜砣的總重力G=mg=25kg 20 10N/kg=5000N由圖知，使用的滑輪組承擔(dān)A 端拉力的繩子股數(shù)n 2，圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得G 1 FA2則輸電線 A 端受到的拉力大小FA=2G 2 5000N=1 410N2 圖中墜砣掛在

7、鋼繩的自由端，則墜砣串下降高度h 2sA，則輸電線A 端向左移動的距離sA1 h140cm=20cm=0.2m22A 端向左移動速度sA0.2mv0.04m/st5s6 如圖所示，物體A 在水平桌面上，繩重及摩擦不計，動滑輪重力為2N。當(dāng) B 物體重力為 8N 時，它恰好能勻速下降。（1）以上裝置中屬于動滑輪的是_（填字母）。（ 2）物體 A 所受的摩擦力為 _N。（ 3）若用一個水平向左的力 F 拉物體 A，使其向左勻速運動，則這個力F 大小應(yīng)為_N?！敬鸢浮?M510【解析】【詳解】1 由于 M 隨物體移動而發(fā)生位置變化，所以M 是動滑輪。2A 對 B 的拉力為F，動滑輪M 和 B 受力分

8、析可知中：2F=GM +GB2N8NF5N2A 受力平衡，所以摩擦力f=F=5N 。3A 向左勻速運動時，受力平衡：F 左 =f+F=5N+5N=10N 。7 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，并且對繩子自由端的拉力F=400 N 且豎直向下。求在此過程中：(1)動滑輪對貨物做的有用功；(2)拉力 F 所做的總功；(3)拉力 F 做功的功率；(4)使用該裝置提升貨物時的機械效率?！敬鸢浮?(1)720J；(2)800J； (3)160W； (4)90%【解析】【分析】【詳解】(1)動滑輪對貨物做的

9、有用功就是貨物上升克服重力勢能做的功，為W有G物 h720N 1m720J(2)動滑輪與 2 股繩子接觸，故n=2，拉力F 所做的總功為W總FsnFh2 400N1m 800J(3)由功率公式，可知拉力F 做功的功率為PW總800Jt160W5s(4)該裝置提升貨物時的機械效率為W有100%720J 90%W總800J答： (1)動滑輪對貨物做的有用功為720J；(2)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的機械效率為90%。8 一名質(zhì)量為 55kg、雙腳與地面接觸面積為 0.04m 2 的學(xué)生站在水平地面上，要用滑輪組在 20s 內(nèi)

10、將 600N 的重物勻速提升 1m 。（ g=10N/kg ）求：(1)他站在地面上時對地面的壓強多大？(2)畫出滑輪組的繞線方式。(3)若勻速提升過程中滑輪組的機械效率是75%，拉力的功率多大？【答案】 (1)13750Pa； (2)；(3)40W【解析】【分析】【詳解】(1)站在地面上時，對地面的壓力大小等于自身重力，則對地面的壓強為G人mg55kg 10N/kg13750PapS0.04m2S(2)因為重物運動方向向上，人在地面上通過上方定滑輪改變力的方向，拉力方向向下，2股繩子與動滑輪接觸以省力，故滑輪組的繞線方式如圖所示：。(3)有用功為克服重物重力勢能做的功，為W有G物 h拉力做的

11、總功為拉力的功率與所用時間的乘積，為W總Pt滑輪組的機械效率為= W有100%W總可知W總W有G物 hPt則G物 h600N 1mP20s40Wt0.75答： (1)他站在地面上時對地面的壓強是13750Pa；(2)滑輪組的繞線方式見解析；(3)拉力的功率是 40W。9 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 ，動滑輪所受的重力為120 N，若不計繩重和摩擦，小夏對地面的壓強為_Pa?！敬鸢浮?7500【解析】【分析】【詳解】小夏對繩子的拉力為F1( G G動 )1( 280N 120N) 200N2

12、2小夏受到繩子的拉力F 拉、重力 G、地面的支持力F 支 ，因為小夏靜止，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300N受力面積S400cm 20.04m 2小夏對地面的壓強F壓300N7500Pap0.04m2S10 如圖所示，用 F1的力將物體 B 勻速提升 h，若借助滑輪組用2的力把物體 B 勻速提升F相同高度。下列說法確的是（）A使用滑輪組過程中，繩子移動距離是物體的上升高度的兩倍B F1 一定大于F2C滑輪組的機械效率為F1h 3hF2D F2 做功的功率比F1 做功的功率大【答案】 D

13、【解析】【分析】【詳解】A動滑輪與 3 股繩接觸，故 n=3，使用滑輪組過程中，繩子移動距離是物體的上升高度的三倍，故 A 錯誤；B由于F2= G G動 = F1G動33故如果動滑輪很重，則F1 不一定大于F2，故 B 錯誤；C滑輪組的機械效率為W有用GhF1hW總100%3F2hnF2 h故 C 錯誤；D F1 做功的功率為P1 =F1vF2 做功的功率為P2nF2v( F1G動 )v可知， F2做功的功率比1D 正確。F 做功的功率大，故故選 D。11 用圖 3 甲、乙兩種方式勻速提升重為 100N 的物體，已知滑輪重 20N、繩重和摩擦力不計則A手的拉力： F 甲=F 乙；機械效率：甲

14、=乙B手的拉力：F 甲 F 乙 ；機械效率： 甲 乙C手的拉力：F 甲 F 乙 ；機械效率：甲乙D手的拉力：F 甲 F 乙 ；機械效率： 甲 乙【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力；乙滑輪是動滑輪，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，則手的拉力： F 甲 F 乙；兩幅圖中的 W 有 是克服物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要克服動滑W有輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結(jié)合機械效率公式可知，有用功相W總同時，總功越大的，機械效率越??；所以選 D12 如圖所示，水平拉力F1（ 6N）將物體（ G

15、=9N）沿直線勻速拉動s1 的距離，做功W1，借助滑輪組， F2使物體在同一水平面上勻速直線運動同樣的距離12所拉繩端的上升距s，F(xiàn)離為 s2 ，做功為 W2，則（）A W2 一定小于W1B s2 一定小于s1C F2 一定大于 G/3D F2 一定大于F1/3【答案】 D【解析】【分析】【詳解】水平拉力F1 將物體沿直線勻速拉動做功：W1F1 s1 ；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 F2 s2 ；A做功 W2W1W動 ，故 A 錯誤；B有 3 股繩子承擔(dān) s23s1 ，故 B 錯誤；CD F21G輪F1，故 C 錯誤， D 正確。

16、3故選 D。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動，彈簧測力計始終保持水平，其示數(shù)為的摩擦，則（ g 取 10N/kg ）（ ）2N，不計滑輪和繩子的重和滑輪組內(nèi)部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水平桌面對物體A 的摩擦力是2N【答案】 B【解析】【分析】【詳解】A繩子上的力是相等的，因為彈簧測力計的示數(shù)是2N，所以，作用在繩端的拉力F 為2N故 A 錯誤；B根據(jù)圖示可知，滑輪組動滑輪上有三股繩子。物體A 在 1s 內(nèi)通過的距離為s=vt=0.2m/s

17、1s=0.2m繩子自由端移動的距離為s=3s =3 0.2m=0.6m在 1s 內(nèi)拉力 F 做功為W=Fs=2N 0.6m=1.2J故 B 正確；C在 1s 內(nèi)拉力 F 的功率為W1.2JP1.2Wt1s故 C 錯誤；D由圖可知，承擔(dān)摩擦力的繩子股數(shù)是3，物體做勻速直線運動，則Ff3所以f=6N故 D 錯誤。故選 B。14 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。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甲種方式的機械效率大于乙種方式D手的拉力F 甲 做功的功率

18、比F 乙做功的功率大【答案】 C【解析】【詳解】A 乙滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，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(xiàn) 乙=1( G+G 動 )=1 (10N+1N)=5.5N22故 A 錯誤；B 利用兩種滑輪都是將 G=10N 的物體提升相同的高度h，由公式 W 有用 =Gh 知，有用功相同，故 B 錯誤；C甲乙裝置所做的有用功相同，用乙裝置提重物時，得提起動滑輪所做額外功較多，也就是乙裝置的總功較大，由公式=W有用C 正確；知，甲方式的機械效率較高，故W總D 因為乙裝置總功較大，并且在相同時間內(nèi)提升物體，由公式P= W 知，乙裝置手的拉t力做功功率較大，故D 錯

19、誤。故選 C。15 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G 勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，以下說法正確的是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兩個滑輪組的機械效率一定相等【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A不計繩重及摩擦，因為拉力F=（ 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(xiàn) 乙=（ G 物 +G 輪 ） /2，即 F 甲 F 乙 ，故 A 錯誤；B不計繩重及摩擦，拉力做的功：W 甲 =F 甲 s 甲=（ G 物 +G 輪 ） /3

20、3h=（ G 物 +G 輪） hW 乙 =F 乙 s 乙=（G 物 +G 輪 ） /22h=（ G 物 +G 輪 ）h ，W 甲=W 乙 ，故 B 錯誤；C甲、乙兩滑輪組提升重物的時間不知道，故無法比較功率，故C 錯誤；D因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W 額=G 輪 h，W 有用 =G 物 h，所以，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因為=W 有用 /W 總， 滑輪組的機械效率相同，故 D 正確；故答案為 D。16 如圖，某同學(xué)旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100N 的重物（不計

21、摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A可以把A、 B 簡化看成動滑輪B人將繩拉過1m 時，物體也上升1mC物體勻速上升時，人對繩的拉力為20ND利用該裝置不能省力，但能改變力的方向【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A由圖知道，提升物體時，A 的軸固定不動，即屬于定滑輪；而B 和物體一起移動，屬于動滑輪，故A 錯誤；B由圖知道，A、 B 組成的是滑輪組，且n=5，所以，拉力端移動距離s=5h當(dāng)人將繩拉過1m時，物體上升的高度h=0.2m ，故B 錯誤；C不計摩擦和裝置的自重，人對繩的拉力F11 G51100N520N故 C 正確；D由以上分析及圖示知道，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向

22、，故故選 C。D 錯誤。,A重100N，物體B重40NB恰能勻速下降；當(dāng)用17 如圖 水平桌面上的物體，此時物體一水平向左的力F 拉動物體 A 在 2s 內(nèi)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 2mC物體 A 與桌面間的滑動摩擦力為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滑輪組的動滑輪繞2 段繩，當(dāng)用一水平向左的力F 拉動物體A 在 2s 內(nèi)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1mhB=0.5m ，2故 A 錯

23、誤；BC當(dāng) A 向右做勻速直線運動， 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11f=GB= 40N=20N，22當(dāng) 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(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：到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力為：f=20NA 向左做勻速直線運動，受1F=f+GB=20N+20N=40N，2拉力 F 的功率為：WFs40N1mP=20W，tt2s故 B 正確， C 錯誤；D繩子拉力對物體B 所做的功為：W=GBhB=4

24、0N 0.5m=20J，D 錯誤18 關(guān)于圖中的簡單機械，說法正確的是（）A圖甲中的剪鐵片剪刀的動力臂小于阻力臂，所以是省力杠桿；B圖乙中旗桿頂端裝有動滑輪，利用它來升國旗，可以改變力的方向；C利用圖丙中的滑輪組提升重物，省功但費距離；D利用圖丁中的滑輪組提升重物，省力又能改變力方向?！敬鸢浮?D【解析】【詳解】A剪鐵片剪刀使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A 錯誤；B圖乙中旗桿頂端裝有定滑輪，利用它來升國旗，可以改變力的方向，故B 錯誤；C使用任何機械都不省功，故C 錯誤；D利用圖丁中的滑輪組提升重物既省力又能改變力的方向，使用方便，故D 正確。19 如圖所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F 沿水平方向拉滑輪（不計滑輪重力）木板 B 靜止，木塊A 在粗糙木板B 上水平向左做勻速直線運動，5s 內(nèi)木塊A 移動了0.5m ，滑輪組的機械效率為80%?下列說法正確的是（）A木塊 A 受到的摩擦力為5NB地面對木板 B 的摩擦力為 4NC 5s 內(nèi)繩子拉力對木板B 做的功為 2JD拉力 F 的功率為 0.5W【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A滑輪組的機械效率為 80%，根據(jù)公式= W有 F繩 2s可算出繩子上的力為W總F拉 sF繩 = F拉 80%= 10N80%4N22木塊 A 在粗糙木板 B 上水平向左做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡