中考教育物理滑輪組省力問題綜合習題分析2

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1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，彈簧測力計一直保持水平，其示數(shù)為2N，不計滑輪和繩索的重和滑輪組內(nèi)部的摩擦，則（g取10N/kg）（）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【分析】【剖析】【詳解】A繩索上的力是相等的，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依據(jù)圖示可知，滑輪組動滑輪上有三股繩索。物體A在1s內(nèi)經(jīng)過的距離為s=vt=0.2m/s1s=0.2m繩索自由端挪動的距離為s=3

2、s=30.2m=0.6m在1s內(nèi)拉力F做功為W=Fs=2N0.6m=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，擔當摩擦力的繩索股數(shù)是3，物體做勻速直線運動，則Ff3所以f=6ND錯誤。應(yīng)選B。2小夏利用以下圖的滑輪組將重為280N的物體勻速提起。已知他自己所受的重力為500N，雙腳與地面的總接觸面積為400cm2，動滑輪所受的重力為摩擦，小夏對地面的壓強為_Pa。120N，若不計繩重和【答案】7500【分析】【剖析】【詳解】小夏對繩索的拉力為F1(GG動)1(280N120N)200N22小夏遇到繩索的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因為小夏

3、靜止，小夏遇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因為力的作用是互相的，則小夏對地面的壓力F壓F支300N受力面積S400cm20.04m2小夏對地面的壓強F壓300N7500Pap0.04m2S3用以下圖的滑輪組，將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提高，滑輪組的機械效率為80%，若不計繩重及摩擦，拉力F為_N，拉力的功率為_W，動滑輪的重力為_N【答案】1044【分析】【剖析】【詳解】（1）由圖知，n=2，則拉力端挪動的距離s=2h，滑輪組的機械效率：W實用GhGhGW總FSF2h2F則拉力G16N10NF280%2（2）拉力端挪動的速度v=2

4、v物=20.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N0.4m/s=4W；（3）不計繩重及摩擦，拉力1GG動2動滑輪重力：G動=2FG=210N16N=4N4以下圖為家用手搖晾衣架，它是我們生活中常常使用的簡單機械，此中A、B兩滑輪中屬于動滑輪的是_；若衣服和晾衣架的總重力為200N，晾衣架上漲的高度為1m，不計動滑輪重、繩重及摩擦，靜止時繩的拉力_m。F_N，繞進旋輪上的繩索長度是【答案】B504【分析】【剖析】【詳解】1使用時，軸隨物體一同挪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，所以繩索的拉力G200N50NF4n3承重

5、繩為4股，所以繞進旋輪上的繩索長度是S=4h=41m=4m【點睛】5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，以下圖，若不考慮繩索重力和輪與軸之間的摩擦，使物體以0.1m/s的速度勻速挪動時，水平拉力的大小_N，拉力做功的功率為_W【答案】206【分析】【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均衡力，大小相等，即F拉f60N從圖可知，此滑輪組有三股繩索擔當對物體的拉力，不考慮繩的重力和繩的摩擦，繩索自由端的水平拉力為11FF拉60N=20N33水平拉力的功率WFsPFvF3v物20N30.1m/s=6Wtt6以下圖的滑輪組，拉一重100N的物

6、體M在水平川面上做勻速直線運動，假如拉力F=20N，繩索拉出了6m，則物體遇到的摩擦力為_N，物體行進了_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【分析】【詳解】1由圖可知：滑輪組上繩索的有效股數(shù)n=3，所以物體M與地面間的摩擦力f=nF=320N=60N物體遇到的摩擦力為60N。物體挪動的距離s物1s繩=3136m=2m物體行進了2m。彈簧測力計與定滑輪相連，定滑輪上有兩股繩索，所以彈簧測力計的示數(shù)為F彈2F20N240N彈簧測力計的示數(shù)為40N。7為了開發(fā)和利用深海的資源，我國某科研觀察隊在遠海進行科學實驗時，使用母船上的起降設(shè)施，將我國最新自主研制的“潛龍

7、三號”無人潛水器，從母船甲板上吊起并降到海面上，如圖甲所示，該起降設(shè)施利用了液壓裝置、杠桿、滑輪組等，“潛龍三號”潛水器是我國最新研制的擁有高智能的自動巡航潛水器，長3.5米、高1.5米、重1.5噸，可到達3850米深海連續(xù)航行42小時48分鐘、航程15682公里。(1)起降設(shè)施中滑輪組的構(gòu)造表示圖如圖乙所示，請你用筆劃線代表鋼絲繩，畫出最省力的繞線方法_。(2)該起降設(shè)施若在1min內(nèi)將“潛龍三號”勻速提高了20m，該過程中鋼絲繩的拉力由電動機供給，電動機的輸出功率是10kW，則鋼絲繩的拉力是多少_？(3)該滑輪組的機械效率是多少_？【答案】7500N50%【分析】【剖析】在使用滑輪組提高重

8、物時，既要考慮到它的省力狀況，還應(yīng)注意動力的施力方向。(2)已知作用在動滑輪上的繩索段數(shù)和“潛龍三號”上漲的高度，能夠獲得鋼絲繩拉下的長度；已知電動機的輸出功率，能夠獲得拉力做的功；已知拉力做的功和做功時間，利用公式PW獲得拉力。t(3)依據(jù)Gmg和W有Gh求出實用功，再依據(jù)=W有100%求出該滑輪組的機械效W總率。【詳解】(1)1對由兩個動滑輪和兩個定滑輪構(gòu)成的滑輪組，可繞線方法有4股和5股兩種，兩種方法都達到了省力的目的，但拉力的方向不一樣，有5股繞線的方法拉力方向向上；有4股繞線的方法拉力方向向下，依據(jù)題意可知拉力方向向下，所以從定滑輪上固定，以下圖：(2)2鋼絲繩端挪動的距離snh42

9、0m80m把“潛龍三號”提高20m拉力做的功WPt10103W60s6105J鋼絲繩的拉力W6105JF7500Ns80m(3)3“潛龍三號”的重力Gmg1.5103kg10N/kg1.5104N實用功W有Gh1.5104N20m3105J滑輪組的機械效率W有3105J100%50%100%W6105J8工人利用圖甲所示的滑輪組將重為400N的物體向上勻速提起2m，所用拉力為250N1）求滑輪組的機械效率；_2）假如要用這個滑輪組達到更省力的成效，繩索應(yīng)當如何繞，請在圖乙中畫出繩索的繞法；_3）用甲乙兩個滑輪組把同一物體提高相同高度，不計繩重和摩擦，機械效率的關(guān)系是甲_乙（選填“”，“=”，“

10、”）【答案】80%；=【分析】【詳解】（1）由圖甲可知，滑輪組擔當重物和動滑輪重的繩索的股數(shù)n=2，則拉力端挪動距離s=2h=22m=4m，工人做的實用功：W實用=Gh=400N2m=800J，工人做的總功：W總=Fs=250N4m=1000J，滑輪組的機械效率：W實用100%800J100%80%；W總1000J2）假如要用這個滑輪組達到更省力的成效，繩索應(yīng)從動滑輪上邊的掛鉤開始繞起，挨次繞過上邊的定滑輪和下邊的動滑輪，以下圖：3）用甲乙兩個滑輪組把同一物體提高相同高度，做的實用功相同；不計繩重和摩擦，做的額外功是提高動滑輪做的功，由題意可知，動滑輪的重力相同，提高動滑輪的高度也相同，由W=

11、Gh可知做的額外功相同；因為W總=W實用+W額，所以做的總功相同，由W實用100%可知兩個滑輪組的機械效率相同，即甲=乙W總9以下圖，不計滑輪重及摩擦，物體A、B均重為20牛。當使勁F2勻速提高物體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挪動的距離之比是_，當繩索自由端上漲1米時，力F2所做的功為_焦?！敬鸢浮快o止101:110【分析】【詳解】以滑輪的軸為參照物，物體B相對與參照物的地點沒有改變，是靜止的；2B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=120N=10N223因為使用任

12、何機械都不可以省功，當F1和F2所做的功相等，物體A.B重力相同，挪動的距離相同，故距離之比是1:1。當繩索自由端上漲1米時，力F2所做的功為：W=Fs=10N1m=10J。10用以下圖的滑輪組吊裝100袋大米，每袋大米的質(zhì)量是力為1200N，不計滑輪以及繩重，不計輪、軸間摩擦，g取50kg，繩索能承受的最大拉10N/kg，則起碼需要吊運的次數(shù)是（）A9次B10次C11次D12次【答案】D【分析】【詳解】由題意及圖知吊起重物的繩索股數(shù)為n=4，最大拉力F1200N，一次能吊起的大米重力為：G14F41200N4800N，一次能吊起的大米質(zhì)量為：G4800Nm1480kg，g10N/kg因為每袋

13、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袋大米，即n19，則起碼需要吊運的次數(shù)是：n100袋11.1次，9袋/次起碼需要吊運12次。應(yīng)選D。11使用一個動滑輪勻速提高一個物體時，若分別沿以下圖的方向使勁F123，則、F和F這三個力的大小關(guān)系是:AF1=F2=F3BF1F2F3CF3F2F1DF2F3F1【答案】C【分析】【剖析】【詳解】固定繩索的一端與動滑輪接觸的地方為支點，各力臂以下：可知F1的力臂為直徑,力臂最大,F2的力臂較大,F3的力臂最小,由杠桿均衡條件知,當阻力與阻力的力臂的積固準時,力臂越大,力越小故三個力的關(guān)系為：

14、F1F2F3應(yīng)選C12用同一滑輪按以下圖甲、乙兩種方式勻速提高重均為10N的A、B兩物體，在相同時間內(nèi)提高相同的高度；已知滑輪重1N，繩重和滑輪摩擦力不計。則以下說法中正確的選項是（）A手的拉力F乙=10NB利用乙種方式做的實用功比許多C甲種方式的機械效率大于乙種方式D手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大【答案】C【分析】【詳解】乙滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，使用該滑輪能夠省一半的力，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的物體提高相同的高度h，由公式W實用=Gh知，實用功相同，故B錯誤；C甲乙裝置

15、所做的實用功相同，用乙裝置提重物時，得提起動滑輪所做額外功許多，也就是乙裝置的總功較大，由公式=W實用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，而且在相同時間內(nèi)提高物體，由公式P=W知，乙裝置手的拉t力做功功率較大，故D錯誤。應(yīng)選C。13以下圖的甲、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勻速提高相同的高度，不計繩重與摩擦，以下說法正確的選項是A甲滑輪組所用拉力較大B甲滑輪組拉力做的功許多C兩滑輪組拉力做功的功率必定相等D兩個滑輪組的機械效率必定相等【答案】D【分析】【剖析】【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

16、索受的拉力：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）/33h=（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、乙兩滑輪組提高重物的時間不知道，故沒法比較功率，故C錯誤；D因為動滑輪重相同，提高的物體重和高度相同，W額=G輪h，W實用=G物h，所以，利用滑輪組做的實用功相同、額外功相同，總功相同，因為=W實用/W總，滑輪組的機械效率相同，故D正確；故答案為D。14以下圖的滑輪裝置，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

17、/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A10牛，4米/秒B2.5牛，4米/秒C10牛，2米/秒D2.5牛，2米/秒【答案】A【分析】【剖析】【詳解】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，重物的速度為:22m/s=4m/s此時拉力應(yīng)當是物重的2倍，所以拉力為:F=2G=25N=10N應(yīng)選A15對于圖中的簡單機械，說法正確的選項是（）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，能夠改變力的方向；C利用圖丙中的滑輪組提高重物，省功但費距離；D利用圖丁中的滑輪組提高重物

18、，省力又能改變力方向。【答案】D【分析】【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，能夠改變力的方向，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高重物既省力又能改變力的方向，使用方便，故D正確。16如圖，小華用滑輪組勻速提高一個重為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高2100N的物體，繩未斷裂，人的拉力為（）A650NB700NC750ND800N【答案】C【分析】【剖析】【詳解】由圖可知，經(jīng)過動滑輪繩索的段數(shù)：n=3，不計繩重和摩擦，繩索自由端拉力：F1=

19、1（G+G動），3由此可得動滑輪重：G動=3F1-G=3350N-900N=150N，當提起2100N物體時，人的拉力：F2=1（G1+G動）=1（2100N+150N）=750N33應(yīng)選C17用以下方法勻速提高同一重物，若不計繩索、滑輪的重力及摩擦，此中最省力的是（）ABCD【答案】C【分析】【剖析】【詳解】不計繩索、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色可知，省一半的力，即F1G；2B此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特色可知，不省力，即FG；C此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩索有3股，則F1G；3D此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩索有2股，則F1G。2由以上可知：在不計繩索、滑輪的重力及摩擦的狀況下最省力的是C。應(yīng)選C。18在水平桌面上放一個重300N考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以的物體，物體與桌面的摩擦力為0.1m/s勻速挪動時，水平拉力60N，以下圖，若不F和其挪動速度的大小為（）A300N0.1m/sB150N0.1m/sC60N0.2m/s【答案】DD30N0.2m/s【分析】【剖析】【詳解】因為物體在水平面上做勻速直線運動，所以物體所受拉力等于物體遇到的摩擦力；滑輪組是由兩根繩索擔當動滑輪，所以繩索尾端拉力11Ff60N=30N22有兩