2020年中考物理專題《17-第2節(jié)滑輪、滑輪組、斜面的特點及相關(guān)計算》

1、第一部分中招考點研究第17講簡單機械第2節(jié) 滑輪、滑輪組、斜面的特點及相關(guān)計算10年真題、備用卷分點練（20102019）-3 -命題點 1 J滑輪、滑輪組的特點（10年7考）1. （2015河南4題2分）如圖所示是小聰為拉船靠岸而設(shè)計的甲、乙兩種方案，若拉船的力需要很大，則應(yīng)選用方案 （選填“甲”或“乙”），因為采用這種方案可以 .（不計機械的自重及摩擦）第1題圖3. （2014河南13題2分）把質(zhì)量相等的滑輪的重力和摩擦，放手后 （）2. （2018河南4題2分）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.如圖所示為輸電線的牽引裝置.鋼繩通過滑輪組懸掛 20

2、個相同的墜泥，每個墜泥質(zhì)量為25 kg,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.若某段時間內(nèi)墜泥串下降了30 cm,則輸電線A端向左移動了 cm.（g取10 N/kg ,不考慮鋼繩的熱脹冷縮）n 鋼地3齊飛檢電城第2題圖A、B兩物體掛在如圖所示的滑輪組下面，不計繩子、A. A上升B. A下降C. A、B均靜止D.無法判斷4. （2017河南9題2分）如圖所示，水平桌面上有一鐵塊，由繞過定滑輪的細(xì)繩與重6 N的沙桶相連且保持靜止.不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，以下分析正確的是（）第4題圖A.使用定滑輪是為了省力B.鐵塊受到繩子的拉力為6 NC.鐵塊對桌面的壓力和重力是一對平衡力D.

3、若剪斷繩子，鐵塊由于慣性將向左運動命題點 Tj與簡單機械有關(guān)的功、功率、機械效率的相關(guān)判斷與計算（10年5考）5. （2010河南14題2分）如圖所示，用F = 50 N的水平拉力，通過一個動滑輪， 使重為200 N的物體A水平向右勻速移動了3 m,在這個過程中（）第5題圖A.拉力F做了 150 J的功B.拉力F做了 300 J的功C.重力做了 600 J的功D.重力彳了 1 200 J的功6. （2013河南13題2分）一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它將同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比（）A.有用功減少，總功減少B.有用功增加，總功增加C.有用功不變，總功不變D.有用功不

4、變，總功減少7. （2019河南13題2分）（雙選）工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內(nèi)，將重為G的貨物勻速提升了 h,人對繩子豎直向下的拉力恒為F.以下說法正確的是（）第7題圖A.拉力F的功率為竿8. 額外功為(2F G)hC.滑輪組的機械效率為：G3 FD.滑輪組的機械效率隨h的增大而增大8. (2011河南23題9分)在新農(nóng)村建設(shè)中，為將一批建材運到10 m高的施工處，工人利用如圖所示的滑輪組提升建材.裝置中動滑輪重100 N ,工人每次勻速提升一箱重 400 N的建材,不計繩重和摩擦.試問:(1)每次提升建材時的有用功、額外功各是多少？(2)該滑輪組的機械效率是多少？(3)為加快施工進度

5、，張師傅建議用電動機做動力替代人提升建材.為了安全，改裝后每次可吊起四箱建材，建材勻速上升日的速度為0.4 m/s.倉庫中現(xiàn)有兩臺電動機，型號分別為“ 220 V0.8 kW"、“ 220 V 3 kW”，請你通過計算說明應(yīng)選哪臺電動機才能使配置更為合理.第8題圖9. (2017河南20題9分)如圖所示，工人用沿斜面向上、大小為 500 N的推力，將重800 N 的貨物從A點勻速推至B點；再用100 N的水平推力使其沿水平臺面勻速運動5 s,到達C點.已知 AB長3 m, BC長1.2 m,距地面高1.5 m.試問：(1)利用斜面搬運貨物主要是為了 ;(2)貨物在水平臺面上運動的速度

6、為多少？(3)水平推力做功的功率為多少？(4)斜面的機械效率為多少？全國真題分層練與基礎(chǔ)訓(xùn)練一、填空題1. （2019德陽）如圖所示，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400 N的物體勻速向上提起;已知每個滑輪重 20 N,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為N,圖乙中人對繩子的拉力為 N.甲乙第1題圖2. （2018曲靖）如圖所示，體重為500 N的小強站在水平地面上，豎直向下拉動繩子， 使600 N的物體勻速上升 2 m,繩端向下移動的距離為 m；若不計繩重，滑輪重及摩擦，小 強對地面的壓力是 N.第2題圖3. （2019洛陽一模）如圖所示的滑輪組，不計繩重及摩擦.水

7、平拉力 F作用下將重為30 N的物體A勻速拉動，已知繩子自由端速度為 0.3 m/s,物體A受到的摩擦力f=0.1 G,水平拉力F為 N，在2 s內(nèi)物體移動的距離為 m.第3題圖-7 -4. （2019蘭州改編）如圖所示，斜面長 2 m、高1 m,把一個質(zhì)量為24 kg的物體沿斜面從斜面底端勻速拉到頂端，需要克服重力做功 J.若斜面是光滑的，則沿斜面向上的拉力F=N.二、選擇題5. （2019自貢）如圖所示，物體 A、B的重分別為20 N、10 N,滑輪重和滑輪與繩子間的摩擦 忽略不計，此時物體 A在水平面上向右做勻速直線運動.若用力 F向左拉物體A,使物體A向左做勻速直線運動，則 （）第5題

8、圖A. F = 20 NB. F= 10 NC. F = 5 ND. F=30 NI, c_ 甲第A. F甲=F乙B.甲、乙繩子自由端移動的速度相同C.甲、乙兩個拉力的功率相同D.乙滑輪組的額外功多7. （2019陜西）工人用如圖所示的裝置運送砂石.“小XG乙6題圖卜列說法正確的是（）6. （2019百色）如圖所示，用相同滑輪裝成的甲、乙兩個滑輪組分別將同一個物體在相同時間 內(nèi)勻速提高相同高度，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是 （）第7題圖A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小B.圖中動滑輪相當(dāng)于一個省力杠桿C.繩子自由端下拉1 m,桶上升2 mD.質(zhì)量為65 kg的工人利用該滑輪組能提起150

9、 kg的砂石8. （2019常州）如圖所示，斜面高 2 m、長4 m ,小明用平行于斜面的拉力F,將重400 N的物體從斜面底端拉到頂端，已知拉力 F = 250 N.對此過程，下列結(jié)果中正確的是（）A.有用功為1 000 JB.總功為1 600 JC.額外功為200 JD.機械效率為60%三、作圖題9. （2019淮安）在下圖中，畫出使用滑輪組提升物體時最省力的繩子繞法.第9題圖四、實驗探究題10. （2019淄博改編）在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高機械效率有著重要的意義.提高機械 效率，要從研究影響機械效率的因素出發(fā)，尋求辦法.V乙為了探究影響機械效率的因素， 小明選取了大小相同的滑輪，

10、利用圖甲和圖乙裝置進行實驗, 并把數(shù)據(jù)記錄在下表中.實驗次數(shù)滑輪材質(zhì)鉤碼重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效 率T1鋁10.10.10.60.30.1856%2鋁20.10.21.00.30.367%3鋁20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%(1)比較1和2兩次實驗發(fā)現(xiàn)：在所用滑輪組一定時，提升的鉤碼 ,機械效率越高.(2)比較3和4兩次實驗發(fā)現(xiàn)：滑輪組的機械效率還與 有關(guān).(3)比較 兩次實驗發(fā)現(xiàn)：在所用滑輪組一定時，機械效率與提升鉤碼的高度無關(guān).(

11、4)第5次實驗是利用圖 的裝置完成的，判斷依據(jù)是 .(5)利用圖甲的裝置，把重 6 N的物體用 2.5 N的拉力勻速拉起，滑輪組的機械效率為.可見如果沒有刻度尺，只有測力計，也可以測量出滑輪組的機械效率.五、綜合應(yīng)用題11. (2019蘭州)如圖所示，動滑輪重4 N,所吊重物B重20 N,物體A重240 N,此時物體B 恰好以0.1 m/s的速度勻速下降.不計繩重、繩子的伸長和滑輪組內(nèi)部的摩擦.求：(1)水平面對物體A的摩擦力是多大？(2)要使物體B恰好以0.2 m/s的速度勻速上升，則要對物體A施加水平向右拉力 F的功率為多大？第11題圖12. （2019梧州）如圖所示，斜面長 s=2 m,

12、高h=0.5 m.建筑工人將質(zhì)量 m=40 kg,長度a=50 cm,寬度b= 20 cm,高度c= 10 cm的長方體模具，用繩子從斜面底端勻速拉到頂端時, 用時15 s,沿斜面向上的拉力F= 150 N.（忽略繩子重力，g = 10 N/kg）.求：（1）長方體模具的密度；（2）勻速拉動物體的過程中，拉力的功率；（3）斜面的機械效率.第12題圖-15 -與能力提升1. （2019南京）建筑工地上，起重機吊臂上的滑輪組如圖所示，在勻速起吊重4.2X103 N的物體時，物體5 s內(nèi)上升了 6 m,此過程中有用功為 J,鋼絲繩移動的速度為 m/s; 若滑輪組的機械效率為 70%,則額外功為 J,

13、拉力F為 N，其功率為 W.第1題圖2. （2019焦作二模）A、B兩種實心物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖甲所示，把體積相等的A、B物體掛在滑輪組下，若要使它們處于靜止?fàn)顟B(tài)，則在圖乙的虛線框內(nèi)懸掛 B物體的個數(shù)是（不計摩擦和滑輪的自重）（）甲第2題圖A. 1個 B. 2個C. 3個 D. 4個3. (2019河北)(雙選)如圖所示，重為 G的物體在拉力F的作用下，以v的速度勻速運動了s.已知物體在水平桌面上運動時受到的摩擦阻力為物重的n分之一，不計繩重、輪與軸間的摩擦.下列說法正確的是()第3題圖A.使用該滑輪組一定省力B.拉力的功率為2Fv1C.額外功為n(2nF-G)sD.滑輪組的機械效率為

14、2F4.如圖所示是某建筑工地上提升貨物的一升降機示意圖.升降機由電動機帶動， 升降機的貨廂內(nèi)所裝貨物的質(zhì)量是 1 t,貨廂的質(zhì)量是200 kg,在10 s內(nèi)從樓房的2層上升到5層，如果每層樓高是3 m,不計鋼絲繩和動滑輪的重力，不計摩擦，試求:(1)在勻速提升中，鋼絲繩上的拉力是多少？(2)鋼絲繩自由端拉力做的功是多少？(3)若電動機的輸出功率是 22.5 kW,則升降機的機械效率是多少?貨物第4題圖參考答案第17講簡單機械第2節(jié) 滑輪、滑輪組、斜面的特點及相關(guān)計算 河南10年真題、備用卷分點練1. 甲 省力 【解析】甲、乙兩方案都是動滑輪，忽略滑輪自重及摩擦，甲方案拉力作用在 繩子自由端，需

15、要的拉力是不用滑輪時拉力的一半，省力費距離；乙方案拉力作用在動滑輪 上，需要的拉力是不用滑輪時拉力的2倍，費力省距離，題目表明“拉船的力需要很大”，所以為了省力應(yīng)該選擇方案甲.2. 1X104 15【解析】由題圖可知，滑輪組中繩子的拉力等于墜泥的總重力，即 F = G蛇 =25 kgX10 N/kgX 20=5 000 N,動滑輪上有兩段繩子，即 n=2,則輸電線 A端受到的拉力1Fa= 2F=2X 5 000 N= 1X104 N;輸電線 A 端移動的距離 SA = 2X 30 cm= 15 cm.3. B 【解析】由于左端滑輪是定滑輪，使用定滑輪不省力，右端滑輪是動滑輪，使用動滑輪可以省力

16、，通過分析題圖后可知，連接動滑輪左邊的繩子，即定滑輪右端繩子的拉力Fb1 一, , 一=2mBg,連接te滑輪左漏繩子的拉力Fa= mAg,因為mA= mB,由此可知Fa>Fb,所以A下降，B正確.故選B.4. B 【解析】定滑輪可以改變力的方向但是不能省力，A錯誤；沙桶和鐵塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到平衡力的作用，因此繩子對鐵塊的拉力大小等于沙桶的重力大小6 N, B正確；鐵塊對桌面的壓力和鐵塊的重力大小相等、方向相同，作用在兩個物體上，因此這兩個力不是 一對平衡力，C錯誤；鐵塊開始是靜止的，若剪斷繩子，鐵塊由于慣性，將保持原來的狀態(tài) 不變，仍舊靜止，D錯誤.故選B.5. B 【解析】 有2

17、段繩子承擔(dān)物體與地面間的摩擦力，拉力作用的距離是物體移動距離的2倍，則拉力做功 W= Fs=50 NX2X3 m=300 J, A錯誤，B正確；做功的兩個必要因素： 一是作用在物體上的力；二是物體在該力的方向上移動的距離.本題中物體并沒有在重力的 方向上移動距離，所以重力不做功，C、D錯誤.故選B.6. D 【解析】由題可知，將同一物體勻速提升了同樣的高度，由 W= Gh可知，有用功不 變，滑輪組經(jīng)改進后機械效率提高了，由刀=當(dāng)可知總功減少，D正確.故選D.W7. AB 【解析】由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù) n= 2,繩端移動的距離s= nh=2h,拉力 F做的功 亞總=Fs=2Fh,則拉力

18、F的功率P=W = 華，A正確；拉力做的有用功 亞有=6卜，額外功 W額=亞總一W有= 2Fh Gh=(2FG)h, B正確；滑輪組的機械效率 r =-x 100%W總=Gh =箕，C錯誤；根據(jù)刀=；G可知，滑輪組的機械效率與提升的高度 h無關(guān)，D錯誤故 2Fh 2F1 2F選AB.8. 解：(1)有用功 亞有=6卜=400 NX 10 m=4 000 J額外功 W額=6 動h= 100 NX 10 m= 1 000 J(2)總功 W總=亞有+亞額=4 000 J+ 1 000 J= 5 000 J機械效率 刀=萼X 100%= 4 000 JX100% = 80%W總5 000 J(3)提升

19、四箱建材時電動機做的總功W總'=W 有'+W 額=4X4 000 J+ 1 000 J= 17 000 J將重物勻速提升至10 m高處所需時間10 m0.4 m/s=25 s則提升四箱建材時電動機的總功率甯=680 W"68 kW故應(yīng)選擇型號為“ 220 V 0.8 kW”的電動機使配置更合理9. (1)省力解：(2)貨物在水平臺面上運動的速度S11.2 m5 s= 0.24 m/s(3)水平推力做的功 W= Fisi = 100 NX 1.2 m= 120 J則水平推力做功的功率P=¥=嗤=24 W(4)有用功 亞有=6卜=800 NX 1.5 m= 1

20、200 J總功亞總=Fs= 500 N X 3 m= 1 500 J則斜面的機械效率W有T1 =W總X 100% =1 200 J1 500 JX 100% = 80%全國真題分層練s基礎(chǔ)訓(xùn)練1. 400 210【解析】由圖可知，圖甲中的兩個滑輪均為定滑輪，則拉力5甲=6=400 N;圖乙中的滑輪組分擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=2,則拉力F乙=6+6骨輪=400 N廣20 N = 210 n.n22. 4 200【解析】由題圖可知，承擔(dān)動滑輪繩子的段數(shù)為n = 2,繩子自由端移動的距離為、一 一 11s= nh= 2X2 m = 4 m,不計繩重、滑輪重及摩擦，繩子的拉力F = -G=2><

21、;600 N = 300 N, 人拉繩的力和繩子拉人的力是一對相互作用力，大小相等，由題知人受到繩子豎直向上的拉力、地面的支持力和人的重力而平衡，所以F支+F=G人，F(xiàn)支=6人一F=500 N 300 N = 200N,因為地面對人的支持力與人對地面的壓力是一對相互作用的力，大小相等，所以小強對 地面的壓力為 F壓=5支= 200 N.3. 1 0.2【解析】由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n= 3,由題意知，物體 A所受的摩擦力f=0.lG=0.1 X 30 N =3 N ,所以，水平拉力 F = -f=X3 N =1 N ;物體的速度 v物=1v繩n 3nv= -X0.3 m/s=0.1 m

22、/s,由 v=s 得，在 2 s 內(nèi)物體移動的距離 s 物=y 物 t=0.1 m/sX2 s= 0.2 m. 3t4. 240120【解析】 由題意可得，物體克服重力做的功為W=Gh= mgh= 24 kgX10N/kgX1 m = 240 J,斜面光滑，拉力做的功等于物體克服重力做的功，即 Fs=Gh=W,所以- W 240 J拉力 F =-= 120 N.s 2 m5. B【解析】無外力時，如解圖甲， A勻速向右運動，受力平衡，拉力等于摩擦力，f1 =1 .F1=2GB=5 N;當(dāng)有外力時，如解圖乙，A勻速向左運動同樣受力平衡，拉力F2=F1' +f1=10 N.故選 B.i i

23、I回甲乙第5題解圖6. C【解析】不計繩重及摩擦，拉力 F = n（G物+G輪），由圖知，n甲=2, n乙=3,所以繩端 的拉力分別為 F甲=%G物+ G輪）,F乙=3（G物+G輪）,所以F甲F乙，A錯誤；因為甲繩子自 由端移動的速度為 v甲繩=2v物，乙繩子自由端移動的速度為v乙繩=3v物，所以v甲繩vv乙繩，B錯誤；因為不計繩重及摩擦，動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，由W額=6輪h、W有用=G物h可知，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，拉力做的總功相同，所用的時間 相同，由P = W可知，拉力F甲做功的功率等于拉力 F乙做功的功率，C正確，D錯誤.故選 C.7. B8. C 【解

24、析】 小明對物體做的有用功 亞有=6卜=400 NX2 m = 800 J, A錯誤；對物體做的總功 亞總=5$=250 NX4 m= 1 000 J,B錯誤；此過程中做的額外功 W額=亞總一W有=1 000J 800 J=200 J, C正確；此斜面的機械效率誤.故選C.W800 J0“;薪*100%：?*100%：80%, D錯9.如答圖所示第9題答圖3段，拉力方【解析】 最省力的繩子繞法是繩子起點在動滑輪上，承擔(dān)動滑輪重力的繩子為 向豎直向上.10. （1）越重 （2）動滑輪的重量（3）2、3 （4）乙 s= h （5）80%【解析】（1）由表格數(shù)據(jù)可知，與第1次實驗相比，在第2次實驗時

25、，所掛鉤碼由1 N增至2 N, 機械效率由56%增至67%,由此可以歸納出：在所使用的滑輪組一定時，提升的鉤碼越重， 滑輪組的機械效率越高；（2）通過比較第3、4次實驗可知，在其他條件不變時，只改變動滑 輪的材質(zhì)（即動滑輪的重量），相同體積的塑料動滑輪比鋁動滑輪輕，使用塑料動滑輪時，機 械效率高，由此可總結(jié)出：滑輪組的機械效率還與動滑輪的重量有關(guān)；（3）通過比較實驗2和3可知，其他條彳不變，第 3次提升鉤碼的高度由第 2次實驗的0.1 m變?yōu)?.2 m,但機械效 率仍為67%,因此可以得出結(jié)論：在所用滑輪組一定時，機械效率與提升的高度無關(guān)；（4）由第5次實驗中的數(shù)據(jù)可知，提升的高度為判斷此次實

26、驗使用的是圖乙定滑輪裝置;0.2 m ,繩端移動的距離也為0.2 m, s=h,由此（5）滑輪組的機械效率為 y = W- X 100% =魯X 100%GhF nhx 100% =x 100% =6 N2.5 NX 3X 100% = 80%.11. 解：（1）由題意可知Gb= 20 N , G動=4 N ,對于滑輪組，不計繩重及摩擦?xí)r，對A的拉.11力 Fa = ：（Gb+G 動）=2X（20 N+4 N） = 12 N當(dāng)物體B以0.1 m/s的速度勻速下降時，物體A也勻速向左運動，則物體A受到向左的拉力Fa和向右的摩擦力f是一對平衡力，則 f=FA= 12 N（2）當(dāng)物體B以0.2 m/

27、s的速度勻速上升時，物體A勻速向右運動，此時物體A受到向左的拉力Fa、摩擦力和向右的拉力 F作用，由于物體A對水平面的壓力和接觸面的粗糙程度沒有改 變，則摩擦力大小不變，所以有 F=Fa+ f= 12 N+12 N = 24 N由Fn = 2,繩子末端移動的速度為va=2vb = 2X0.2 m/s = 0.4 m/s物體A受到水平向右的拉力F的功率為Pa= Fva= 24 NX 0.4 m/s =9.6 W12.解：（1）長方體模具的體積：V=abc=0.5 mX0.2 mx 0.1 m=0.01 m3長方體模具的密度：P =m = 0401km3= 4X 103 kg/m3 (2)勻速拉動

28、物體的過程中，拉力所做的功:亞總=Fs= 150 n X2 m=300 J拉力所做功的功率：P= = 3.0°J= 20 W t 15 s(3)拉力所做功的有用功：W 有=Gh = mgh = 40 kg x 10 N/kg x 0.5 m = 200 J斜面的機械效率：=吐乂 100%=200-JX 100% 66.7%1 W300 J1.2.52X 104 3.6 1.08X 104 2X 103 7.2X 103【解析】 由圖可知，n=3,有用功 亞有=6卜=4.2* 103 NX6 m = 2.52X 104 J;鋼絲繩移動的速度v=S丁 = 3.6 m/s；.=詈=；1，所以拉力為 F = -G5 sW總 Fs 3F3t4.2X103 N3X 70%=2X 103 N;拉力的功率為 P=Fv=2X103 N X 3.6 m/s=7.2X103 W;總