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)易錯難題篇含答案解析

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1 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 勻速提升1m，此時該滑輪組的機械效率為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了以下論斷：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(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達(dá)到90%關(guān)于小明的以上論斷（）A只有正確【答案】 CB只有正確C只有正確D都正確【解析】【分析】【詳解】由題意物體所受的重力G物m物 g80kg10N/kg=800N物體上升的高度h1m ，此時滑輪組做的有用功為W有

2、=G物h800N1m800J根據(jù)機械效率公式= W有100%=80% 有，總功為W總W有800JW總 =1000J而 W總 = W有W額 有W額 =W總W有 =1000J800J=200J又因為 W額 =G動 h 可得W額200JG動 =200Nh1m均正確。機械能是動能和勢能的總和，當(dāng)重物勻速上升過程中，動能不變，勢能增加，它的機械能增大，正確。若要滑輪組的機械效率達(dá)到90% ，由效率公式有=W有m物 ghW總100%90%1(m物 g m動g) 3h3化解可得當(dāng) m物 =9m動 時，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，機械效率能達(dá)到90%，錯誤。故

3、選 C。2 如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提起兩個相同的重物（不計滑輪重力及摩擦），其中甲裝罝為 _滑輪，它的優(yōu)點是可以_，若相同時間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，則拉力F1、 F2 做功時的功率P1_ P2，重物被豎直提升的高度h 甲 _h 乙 （最后兩空均選填“小于”、“等于”或“大于”）【答案】定可以改變用力的方向等于等于【解析】【分析】【詳解】1 由圖示可知，甲是定滑輪；2 甲裝置中物體向上運動，拉力的方向是向下，所以甲滑輪可以改變用力方向；3 相同時間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，根據(jù)P= W 可知，拉力F1 、F2 做功時的功率P1 等t于 P2 ；4 用滑輪甲、乙勻速

4、提升兩個相同的重物（不計滑輪重力及摩擦），它們都是克服物體的重力做功，即W=Gh，因為拉力F1 2h甲、 F 做的功相同，所以重物被豎直提升的高度相同，等于 h 乙 3 如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體A、 B 均重為 20 牛。當(dāng)用力F2 勻速提升物體B時，以滑輪的軸為參照物，物體B 是 _ 的 （選填 “靜上 ”或“運動 ”），此時力F2 大小為_牛。若 F1 和 F2 所做的功相等 ,物體 A、 B 移動的距離之比是_，當(dāng)繩子自由端上升 1 米時，力F2 所做的功為 _焦。【答案】靜止101:110【解析】【詳解】1 以滑輪的軸為參照物，物體B 相對與參照物的位置沒有改變，是靜止的；2B

5、 物體使用的是動滑輪，能省一半力，不計滑輪的重和摩擦，拉力：F2=1G=1 20N=10N223 因為使用任何機械都不能省功，當(dāng)F 1 和 F2所做的功相等，物體A. B 重力相同，移動的距離相同，故距離之比是 1:1。4 當(dāng)繩子自由端上升 1 米時，力 F 2 所做的功為：W=Fs =10N1m=10J。4 如圖所示，用滑輪組提重力為140N 的物體，當(dāng)拉力為 50N 時，物體對地面的壓力剛好為 0N。若重物與地面的接觸面積-2 2，不計繩重和摩擦，每個滑輪質(zhì)量相同，繩對S=210 m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_

6、Pa。3【答案】 901.510【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(dāng)拉力為50N 時，物體對地面的壓力剛好為 0N，拉力的大小1F1=(G+G 動 )3動滑輪的重力G 動 =3F1-G=3 50N-140N=10N每個滑輪質(zhì)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+2 40N=90N由力的作用相互性可知，定滑輪對天花板的拉力是90N。拉力 F 為 40N 時，滑輪組的動滑輪對物體的拉力F2=3F- G 動 =340N-10N=110N地面對物

7、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地面的壓力F 壓= F 支 =30N物體對地面的壓強F壓30N3p=S2 10 -2 m 2=1.5 10Pa5 在水平桌面上放一個重300N的物體，物體與桌面間的摩擦力為60N，如圖所示，若不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，水平拉力的大小為 _ N，拉力做功的功率為 _W【答案】 206【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，即F拉f60N從圖可知，此滑輪組有三股繩子承擔(dān)對物體的拉力，不考慮繩的重力和繩的摩擦，繩子自由端

8、的水平拉力為F1F拉160N=20N33水平拉力的功率WFsF3 v物 20N 3 0.1m/s=6WPFvtt6 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 ，彈簧測力計的示數(shù)為 _N。（不計滑輪重、繩重和摩擦）【答案】 60240【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 20N=60N物體受到的摩擦力為60N。2 物體移動的距離s物1 s繩 =3136m=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

9、，因此彈簧測力計的示數(shù)為F 彈 2F20N 2 40N彈簧測力計的示數(shù)為40N。7 如圖所示，用力F1 和 F2 分別勻速提起物體C 時，滑輪 _可以看作等臂杠桿（選填“ A或 “ B）”.若物體C 重為 50 牛，滑輪重力不計，則力F2 的大小為 _ 牛.【答案】 A25【解析】【詳解】1 由圖可知， A 滑輪是定滑輪，所以滑輪A 是等臂杠桿。2 滑輪 B 是動滑輪 ,省一半力 ,所以 F2 的大小為 25N。8 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

10、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。【答案】 (1)720J；(2)800J； (3)160W； (4)90%【解析】【分析】【詳解】(1)動滑輪對貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢能做的功，為W有G物 h720N1m720J(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800J160Wt5s(4)該裝置提升貨物時的機械效率為W有100%720JW總90%800J答： (1)動滑輪對貨物做的有

11、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%。9 某同學(xué)用如圖所示滑輪組將重為300N 的物體以0.2m/s 的速度勻速向上拉動，拉力為125N（不計繩重及摩擦），則動滑輪重_N， 5s 內(nèi)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。根據(jù)滑輪組受力關(guān)系G物 +G動Fn得300N+G動125N3解得 G動75N。2 繩子末端移動距離Snhnv物 t30.2m/s5s3m5s 內(nèi)人拉繩子做的功WFs125N3m375J10 工人利用圖甲所示的

12、滑輪組將重為400N 的物體向上勻速提起2m ，所用拉力為250N（ 1）求滑輪組的機械效率； _（ 2）如果要用這個滑輪組達(dá)到更省力的效果，繩子應(yīng)該怎樣繞，請在圖乙中畫出繩子的繞法； _（ 3）用甲乙兩個滑輪組把同一物體提升同樣高度，不計繩重和摩擦，機械效率的關(guān)系是 甲 _ 乙（選填“”，“ =”， “”）【答案】 80%；=【解析】【詳解】（1）由圖甲可知，滑輪組承擔(dān)重物和動滑輪重的繩子的股數(shù)n=2，則拉力端移動距離s=2h=2 2m=4m，工人做的有用功：W 有用 =Gh=400N2m=800J ，工人做的總功：W 總=Fs=250N4m=1000J，滑輪組的機械效率： W有用100%8

13、00J100%80% ；W總1000J（ 2）如果要用這個滑輪組達(dá)到更省力的效果，繩子應(yīng)從動滑輪上面的掛鉤開始繞起，依次繞過上面的定滑輪和下面的動滑輪，如圖所示：（ 3）用甲乙兩個滑輪組把同一物體提升同樣高度，做的有用功相同；不計繩重和摩擦，做的額外功是提升動滑輪做的功，由題意可知，動滑輪的重力相同，提升動滑輪的高度也相同，由 W=Gh 可知做的額外功相同；因為W 總=W 有用 +W 額 ，所以做的總功相同，由W 有用 100%可知兩個滑輪組的機械效率相同，即甲 =乙 W總11 使用一個動滑輪勻速提升一個物體時，若分別沿如圖所示的方向用力F1、 F2 和F3 ，則這三個力的大小關(guān)系是:A F1

14、=F2=F3BF1F2F3C F3F2F1【答案】 C【解析】【分析】D F2F3F1【詳解】固定繩子的一端與動滑輪接觸的地方為支點，各力臂如下：可知 F1的力臂為直徑23的力臂最小 ,由杠桿平衡條件知,當(dāng)阻力與阻,力臂最大 ,F的力臂較大 ,F力的力臂的積固定時,力臂越大 ,力越小故三個力的關(guān)系為： F1 2 3故 選 CF F12 如圖所示，甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度.若 G1 G2 ，所用豎直向上的拉力分別為F1 和 F2 ，拉力做功的功率分別為P1 和 P2 ，兩裝置的機械效率分別為1 和 2 （忽略繩重和摩擦），則下列選

15、項中正確的是（） .A F1F212 P1P2B F1F21 = 2 P1P2C F1F212 P1P2D F1F212 P1P2【答案】 B【解析】【詳解】CD不計繩重及摩擦，因為拉力:1F（ GG動）nn12 ， n23 ，所以繩子受到的拉力分別為：F11G動）（ G12F21G動）（ G23因為 G1G2 ，故：F1F2故 CD項錯誤；AB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；由W有100% 可知，機械效率相W總同，即：12又因為所用時間相同，由PWt 可知，拉力做功的功率：P1P2故 A 項錯

16、誤， B 項正確。13 用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h(yuǎn)，最省力的是（滑輪重不計）（）ABCD【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A 圖中滑輪是定滑輪，拉力F=G；B 圖中滑輪是動滑輪，拉力1FG ；2C 圖中滑輪組的動滑輪繞2 段繩，拉力 F1 G ；2D31；段繩，拉力FG圖中滑輪組的動滑輪繞3所以最省力的是D 中滑輪組。故選 D。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

17、大于乙種方式D手的拉力F 甲 做功的功率比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，

18、乙裝置手的拉t力做功功率較大，故D 錯誤。故選 C。15 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40 N，不計滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是A80N，80JB 80N， 160JC 40N， 160JD 40N， 80J【答案】 B【解析】【分析】【詳解】動滑輪省一半力，多費一倍的距離，所以物體的重為：G2F2 40N80N ；由h 2m 得 s 2h 2 2m4m ，提升重物所做的功：WFs40N4m 160J 故選 B16 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10

19、0N 的重物（不計摩擦和裝置的自重）。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

20、，又能改變力的方向，故D 錯誤。故選C。17 如圖，小華用滑輪組勻速提升一個重為900N的物體，人拉繩的力F 為350N，不計繩重和摩擦，若用這個滑輪組勻速提升2100N 的物體，繩未斷裂，人的拉力為（）A650NB 700NC 750ND 800N【答案】 C【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過動滑輪繩子的段數(shù)：n=3，不計繩重和摩擦，繩子自由端拉力：F1= 1 （ G+G 動），3由此可得動滑輪重：G 動 =3F1-G=3 350N-900N=150N，當(dāng)提起 2100N 物體時，人的拉力：F2= 1 （ G1+G 動 ）= 1 （ 2100N+150N） =750N33故選 C18 用

21、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（）ABCD【答案】 C【解析】【分析】【詳解】不計繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體G；A此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即F1 G ；2B此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F G ；C此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有3 股，則 F1 G ；3D此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有2 股，則 F1 G 。2由以上可知：在不計繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是C。故選 C。19 如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個重為600N的物體，人拉繩的力F 為250N（不計繩重和摩擦）。若用這個滑輪組豎直勻速提升1200N 的