滑輪組經(jīng)典習(xí)題

一、選擇題〔共18小題〕1、〔2009?包頭〕如下圖的滑輪組將重10N的物體勻速提升，所用時(shí)間為2s，作用在繩子末端的拉力F為6N〔不計(jì)繩重和繩與滑輪間的磨擦〕，以下計(jì)算結(jié)果正確的選項(xiàng)是〔〕 A、所做的有用功為1J B、動滑輪自重 C、拉力F做功的功率為 D、該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%3、如下圖，小明用兩個(gè)滑輪組成甲、乙兩種不同的省力滑輪組．他分別用這兩種滑輪組把質(zhì)量相同的重物吊到等高的平臺上，兩次吊重物時(shí)他拉繩的速度相同．不計(jì)摩擦和繩重，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕 A、兩次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲裝置的效率高 B、兩次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同 C、兩次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲裝置做的功多 D、兩次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙裝置時(shí)功率大4、〔2010?泉州〕建筑工人用如下圖的滑輪組，將重800N的重物勻速提高5m，拉力所做的功為4800J，則該滑輪組的機(jī)械效率是〔〕 A、67% B、73%C、83% D、100%5、利用如下圖的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在相同的時(shí)間內(nèi)用大小相同的力F1和F2分別把質(zhì)量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，則〔〕 A、甲滑輪組的機(jī)械效率高 B、乙滑輪組的機(jī)械效率高 C、F2做功的功率大 D、F1、F2做功的功率一樣大6、用完全相同的A、B兩個(gè)滑輪組〔繩重及摩擦忽略不計(jì)〕，分別提升重為G1和G2的兩物體，假設(shè)G1＞G2，它們的機(jī)械效率分別為ηA和ηB，則〔〕 A、ηA＞ηB B、ηA＜ηBC、ηA=ηB D、無法判斷7、兩滑輪組裝置如下圖，已知每個(gè)滑輪重力都為G0，摩擦和繩重均不計(jì)，用它們分別勻速提起重為G=5G0的物體時(shí)，甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率之比是〔〕 A、6：7 B、7：6 C、5：6 D、5：710、〔2006?大連〕如下圖，工人用動滑輪把重物勻速提升到一定高度，重物的重力為G物，動滑輪的重力為G動，此裝置的機(jī)械效率為η，不計(jì)繩重和摩擦．則工人所用的拉力為〔〕 A、G物+G動2 B、G物2η11、〔2011?包頭〕如下圖，斜面長6m，高3m，用沿斜面向上、大小為100N的拉力F使物體在5s內(nèi)沿斜面移動了2m，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕 A、滑輪組的機(jī)械效率是40% B、物體重300N C、拉力F做的功是600J D、拉力F的功率是40W12、有一人用同一滑輪組分別將重1000N和2000N的物體勻速提升5m，動滑輪重200N，不計(jì)繩重和摩擦，，則上述兩種情況中不正確的選項(xiàng)是〔〕 A、滑輪組的機(jī)械效率不相等 B、人做的額外功相等 C、人做的總功相等 D、繩子自由端移動的距離相等14、以下關(guān)于機(jī)械效率的說法中，正確的選項(xiàng)是〔〕A、做功多的機(jī)械，機(jī)械效率一定高 B、越省力的機(jī)械，機(jī)械效率越高C、使用機(jī)械的目的是為了提高機(jī)械效率 D、使用任何機(jī)械，它的機(jī)械效率都小于115、〔2007?無錫〕如下圖，小明分別用甲、乙兩個(gè)滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2．假設(shè)不計(jì)繩重與摩擦，則〔〕 A、W1=W2，η1=η2 B、W1=W2，η1＜η2 C、W1＜W2，η1＞η2 D、W1＞W(wǎng)2，η1＜η216、〔2011?煙臺〕在不計(jì)摩擦和繩子質(zhì)量的情況下，分別使用定滑輪、動滑輪、滑輪組〔兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動滑輪〕勻速提升同一物體到同一高度處，其機(jī)械效率分別為η定、η動、η組，則以下選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是〔〕 A、η組＜η動＜η定 B、η定＜η動＜η組 C、η動＜η定＜η組 D、η定＜η組＜η動17、〔2010?廣西〕用如下圖的滑輪組提起重1000N的貨物，所用拉力是400N，繩的自由端被拉下2m．關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的以下說法中，正確的選項(xiàng)是〔〕A、總功是800J B、額外功是100JC、有用功是400J D、機(jī)械效率是62.5%二、填空題〔共12小題〕20、〔2008?黃岡〕建筑工地上，施工人員用起重機(jī)吊臂上的滑輪組吊起建筑材料〔如圖〕．繞在滑輪組上的鋼絲繩最大拉力為6×103N，不計(jì)滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦，一次最多能起吊_________N的建筑材料，實(shí)際使用該滑輪組最多只能吊起5.4×103N的建筑材料，且將建筑材料1s內(nèi)勻速吊起了1m，起重機(jī)的功率是_________W，機(jī)械效率為_________．假設(shè)吊起的建筑材料重力減小，機(jī)械效率將_________．〔“增大”、“減小”或“不變”〕22、〔2010?黃岡〕如圖是某商場的自動扶梯．扶梯的部分幾何尺寸如下圖，質(zhì)量為50kg的小華站在該扶梯上從商場一樓到二樓．已知扶梯以1m/s的速皮勻速上行．則扶梯對他做的功是_________J，對他做功的功率是_________W．如果站在扶梯上的人數(shù)增多，扶梯的效率將_________〔填“變大”、“變小”或“不變”〕．假設(shè)小華為較快上樓，在扶梯以上述速度上行的同時(shí)，他又相對扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行，則他從一樓到達(dá)二樓所需的時(shí)間為________s．23、用如下圖的滑輪組提升重1500N的物體，拉力F的大小為400N，假設(shè)將物體提升，則拉力做的功為_________J，該裝置的機(jī)械效率為_________．24、〔2004?河北〕如下圖，某同學(xué)用一個(gè)動滑輪勻速提起一袋質(zhì)量為18kg的面粉，所用的拉力為100N，則動滑輪的機(jī)械效率為_________．假設(shè)用此動滑輪勻速提起一袋質(zhì)量為25Kg的大米，當(dāng)拉繩子的速度為_________m/s時(shí)，拉力的功率為54W．〔取g=10N/kg，繩重與摩擦不計(jì)〕25、一個(gè)質(zhì)量為70kg的工人，用如下圖的裝置〔包括滑輪組及裝磚的托板〕提升一堆磚．已知裝磚的托板重200N，每塊磚重100N．滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計(jì)，當(dāng)工人勻速提升10塊磚時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為80%．那么，該人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，此裝置的機(jī)械效率最高可到達(dá)_________．〔取g=10N/kg，結(jié)果保留1位小數(shù)〕一、選擇題〔共18小題〕1、解答：解：A、∵用滑輪組提升物體，對物體做的功是有用功．∴所做的有用功W用=Gh=10N×0.1m=1J．∴該選項(xiàng)中，所做的有用功為1J，計(jì)算結(jié)果正確．B、∵不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦?xí)r，該滑輪組中的動滑輪由兩段繩子承擔(dān)，繩子上的拉力是物體和動滑輪總重的二分之一，則：動滑輪的重力G動=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N．∴動滑輪自重，計(jì)算結(jié)果不正確．C、∵用滑輪組提升物體，拉力F做的功是總功，則拉力F做功的功率P總∴拉力F做功的功率為，計(jì)算結(jié)果不正確．D、∵該滑輪組的機(jī)械效率η=G物∴該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%，計(jì)算結(jié)果正確．此題計(jì)算結(jié)果正確的有兩個(gè)：A和D．3、解答：解：〔1〕小明的拉力是用來克服物體與動滑輪的重力做功，因?yàn)槲矬w重力相等，滑輪相同，上升的高度相同，所以兩次做功相等；〔2〕由W=Gh知，兩次所做的有用功相等，所以機(jī)械效率相等；〔3〕因?yàn)榧讏D中有3段繩子拉著動滑輪所以F甲=13〔G物+G輪〕；乙圖中有2段繩子拉著動滑輪，所以F乙=12〔G物+G輪F甲＞F乙，V甲=V乙，根據(jù)P=Fv得P甲＞P乙．故選D．4、解答：解：由圖可知，n=2，s=2h=2×5m=10m，當(dāng)提升G=800N的重物時(shí)，W有用=Gh=800N×5m=4000J，W總=4800J，滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用W總×100%=4000J4800J×100%=83%．點(diǎn)評：此題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，因條件已給出，難度不大．5、解答：解：甲滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以S1=3h1則η1=G1h1F1s1=則η2=G又因?yàn)镚1=G2，F(xiàn)1=F2，所以乙滑輪組的效率高．兩物體上升速度相同，所以甲繩端移動速度大于乙繩端移動速度．根據(jù)P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大．故選B．6、解答：解：設(shè)將兩個(gè)物體提升高度均為h，∵使用滑輪組時(shí)，繩重及摩擦忽略不計(jì)，∴W額=G輪h，當(dāng)提升的物重變化時(shí)，額外功大小不變；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①∵η=W有用W總∴1η=W有用+W∵G1＞G2，W有用=Gh，∴做的有用功：W1＞W(wǎng)2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③綜合分析：ηA＞ηB．故選A．7、解答：解：設(shè)物體被提升的高度為h，W有用=Gh=5G0h；∵摩擦和繩重均不計(jì)，∴使用滑輪組時(shí)做的額外功就是將動滑輪提升h做的功，∵甲圖有1個(gè)動滑輪，∴使用甲滑輪組時(shí)的額外功：W額=G輪h=G0h，使用甲滑輪組時(shí)的總功：W總=W有用+W額=5G0h+G0h=6G0h，使用甲滑輪組時(shí)的機(jī)械效率：η=W有W總=5G∵乙圖有2個(gè)動滑輪，∴使用乙滑輪組時(shí)的額外功：W額′=2G輪h=2G0h，使用乙滑輪組時(shí)的總功：W總′=W有用+W額′=5G0h+2G0h=7G0h，使用乙滑輪組時(shí)的機(jī)械效率：η′=W'有W'總=5G0h7G0h=57，∴η10、解答：解：①不計(jì)摩擦和繩重，由兩股繩子承擔(dān)物體和動滑輪的總重，F(xiàn)=12〔G物+G動〕，故A②設(shè)物體升高的高度h，可求繩子自由端通過的距離s=2h，提升重物做的功為有用功：W有=G物h，∵η=W有W總，拉力做的功為總功：W總=W有η=G物hη，又∵W總=Fs，∴拉力的大?。篎=③使用動滑輪做的額外功：W額=G動h，W有=W總﹣W額=Fs﹣G動h，∵η=W有W總∴拉力的大?。篎=G動2（1﹣η），故D正確；根據(jù)C中結(jié)果反推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)η=G物hFh﹣11、解答：解：因條件不足，無法計(jì)算物體重和機(jī)械效率，故A、B錯(cuò)．拉力F移動的距離：s=3s′=3×2m=6m；拉力F所做的總功：W總=Fs=100N×6m=600J，故C正確；拉力F做功的功率：P=Wt=600J5s=120W，故D錯(cuò)；故選12、解答：解：A、不考慮繩重和摩擦，克服動滑輪的重力做的功就是額外功，提起1000N和2000N的重物，有用功是不同的，所以滑輪組的機(jī)械效率是不相同；B、用同一滑輪組，動滑輪的重是一樣的，克服動滑輪的重做的額外功就是一樣的；C、額外功相等，有用功是不同，所以總功也是不同的；D、用的是同一個(gè)滑輪組，繩子股數(shù)是相同的，物體上升的高度都是5m，所以繩子末端移動的距離都等于物體上升高度的n倍．故選C．14、解答：解：機(jī)械效率是有用功跟總功的比值，這個(gè)比值越大，說明機(jī)械效率越高．所以機(jī)械效率的高低是由有用功和總功這兩個(gè)因素共同決定的，而與機(jī)械做功多少或是否省力無關(guān)，故選項(xiàng)A和B都是錯(cuò)誤的．我們使用機(jī)械的目的是為了省力或?yàn)榱耸【嚯x，而不是為了提高機(jī)械效率，故選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的．因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不可防止的要做額外功，所以有用功總是小于總功，機(jī)械效率總是小于1，故選項(xiàng)D是正確的．故選D．15、解答：解：因?yàn)樾∶鞣謩e用甲、乙兩個(gè)滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，所以兩種情況的有用功相同；當(dāng)有用功一定時(shí)，利用機(jī)械時(shí)做的額外功越少，則總功越少，機(jī)械效率越高．又因乙滑輪是動滑輪，所以利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機(jī)械效率越低．即W1＜W2，η1＞η2，所以C選項(xiàng)正確．故選C．16、解答：解：∵勻速提升同一物體到同一高度處，∴三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用；∵不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，∴使用滑輪做的額外功：W額=G輪h，又∵使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的動滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2，∴使用定滑輪、動滑輪、滑輪組做的額外功：W額1＜W額2＜W額3，∵W總=W有用+W額，∴三種情況下做的總功：W定＜W動＜W組，∵η=W有用∴使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：η定＞動＞η組．故選A．17、解答：解：由圖知，n=4，則繩的自由端移動的距離s=nh，物體上升高度：h=sn=2m提起貨物所做的有用功：W有用=Gh=1000N×0.5m=500J，故C錯(cuò)；提起貨物所做的總功：W總=Fs=400N×2m=800J，故A正確；提起貨物所做的額外功：W額=W總﹣W有用=800J﹣500J=300J，故B錯(cuò)；滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用W總=500J800J=62.5%，故18、通過測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，可得出以下各措施中能提高機(jī)械效率的是〔〕 A、增加動滑輪，減小拉力 B、改用質(zhì)量小的動滑輪 C、減少提升高度，減少做功 D、增加提升重物重力，增大有用功考點(diǎn)：滑輪〔組〕機(jī)械效率的測量實(shí)驗(yàn)；功的計(jì)算；增大或減小機(jī)械效率的方法。分析：滑輪組的機(jī)械效率是有用功與總功之比，比值越大，機(jī)械效率越高．所以要提高滑輪組的機(jī)械效率可以盡量減少額外功．知道額外功是克服摩擦以及動滑輪重力做的功．解答：解：A、動滑輪越重，需要做的額外功越多，所以A說法錯(cuò)誤．B、改用質(zhì)量小的動滑輪，可以減少額外功，所以可以提高滑輪組的機(jī)械效率．所以B說法正確．C、由公式：η=GhFs=GhD、提高物體的質(zhì)量，可以提高有用功，這樣有用功在總功中所占的比值增大．所以增加提升重物重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率．所以D說法正確．故選B、D．點(diǎn)評：此題主要考查了提高滑輪組的方法．首先要知道滑輪組機(jī)械效率是有用功與總功之比，比值越大，效率越高．所以有用功越大、額外功越少，機(jī)械效率越高．因此可以通過減少額外功，提高有用功來提高滑輪組的效率．二、填空題〔共12小題〕20、解答：解：不計(jì)滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦，數(shù)出承重繩子的股數(shù)n=3，則物重G=nF=3×6×103N=1.8×104N；實(shí)際使用該滑輪組，滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦的存在，實(shí)際吊起的建筑材料G′=5.4×103N，那么起重機(jī)吊臂上的鋼絲繩移動的距離s=nh=3×1m=3m．起重機(jī)的功率P=Fst=6×103N×3m1s=1.8×104J．機(jī)械效率η=W有實(shí)際使用由于滑輪組裝置不變，滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦產(chǎn)生的額外功基本不變，則吊起的建筑材料重力減小，有用功減小，使滑輪組的機(jī)械效率將減?。蚀鸢笧椋?.8×104；1.8×104；30%；減?。?2、解答：解：由題知：G=mg=50kg×10N/kg=500N；扶梯運(yùn)動的速度v=1m/s；由圖知：扶梯的長度s=5m，高度h=3m；〔1〕扶梯對他做的功W=Gh=500N×3m=1500J；〔2〕從一樓到二樓的時(shí)間t=svP=Wt〔3〕扶梯的功率是一定的，它克服人的重力所做的功為有用功，當(dāng)人數(shù)增多時(shí)，有用功增大，機(jī)械效率會變大；〔4〕當(dāng)人在扶梯上行走時(shí)，相對于地面的速度v'=2m/s；根據(jù)v=st得：t=sv=5