2020-2021中考物理滑輪組的省力問題的綜合題試題及答案

一、初中物理滑輪組的省力問題1．用一動滑輪將重物勻速提升2m，人對繩子的自由端所用力是40N，不計滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是A．80N，80J

B．80N，160J

C．40N，160J

D．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：；由得，提升重物所做的功：．故選B．2．(1)如圖甲所示，圖中的裝置相當(dāng)于一個_______(填一種簡單機械的名稱)．(2)如圖乙所示，使用此簡單機械的主要目的是_______．(3)如圖丙所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個鉤碼，就做成了能自動回頭的“魔罐”，當(dāng)將”魔罐“在水平地面上滾出后，還能自動滾回來，這說明_______．【答案】滑輪組省力機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化【解析】【詳解】(1)[1]由圖甲可知，繩子和木棍組合在一起，起到滑輪組的作用，用較小的力就可以使作用有較大力的兩根木棍靠攏，說明使用該滑輪組可以省力；(2)[2]圖乙是過盤山公路，盤山公路相當(dāng)于斜面，山高一定，盤山公路相當(dāng)于增大了斜面長度，因為在斜面高一定時，斜面越長越省力，所以人們修建盤山公路的目的是為了省力；(3)[3]魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，當(dāng)動能為零時，彈性勢能最大，魔罐開始向回滾動，在魔罐滾回來的過程中橡皮筋彈性勢能減小，罐子動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。魔罐來回滾動，說明了機械能是可以相互轉(zhuǎn)化的。3．如圖所示的滑輪組，不計繩重及摩擦。水平拉力F作用下將重為的物體勻速拉動，已知繩子自由端速度為，物體受到的摩擦力，水平拉力為_____，在內(nèi)物體移動的距離為_____?！敬鸢浮?0.2【解析】【詳解】[1]由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù)n=3，由題意知，物體A受到的摩擦力不計繩重及摩擦，則水平拉力：[2]物體的速度：由得，在2s內(nèi)物體移動的距離故2s內(nèi)物體移動的距離為0.2m。4．小夏利用如圖所示的滑輪組將重為280N的物體勻速提起。已知他自身所受的重力為500N，雙腳與地面的總接觸面積為400cm2，動滑輪所受的重力為120N，若不計繩重和摩擦，小夏對地面的壓強為_____Pa?！敬鸢浮?500【解析】【分析】【詳解】小夏對繩子的拉力為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，則地面的支持力由于力的作用是相互的，則小夏對地面的壓力受力面積小夏對地面的壓強5．用如圖所示的滑輪組，將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升，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【解析】【分析】【詳解】（1）由圖知，n=2，則拉力端移動的距離s=2h，滑輪組的機械效率：則拉力（2）拉力端移動的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N×0.4m/s=4W；（3）不計繩重及摩擦，拉力動滑輪重力：G動=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．6．如圖所示，在力F作用下使重200N的物體在水平面上做勻速直線運動，當(dāng)F=30N時，物體受到的摩擦力_______N（不計滑輪重力和繩與滑輪間的摩擦）；當(dāng)物體移動4m時，繩子自由端移動的距離_______m?！敬鸢浮?08【解析】【詳解】[1]由圖知道，使用動滑輪時，n=2，由于不計滑輪重力和摩擦，所以，繩子自由端的拉力是：，即物體受到的摩擦力是：f=2F=2×30N=60N；[2]由于n=2，所以，當(dāng)物體移動4m時，繩子自由端移動的距離是：s=2s物=2×4m=8m。7．如圖所示的滑輪組（不計滑輪重、繩與滑輪的摩擦），在拉力F的作用下，物體水平向左做勻速直線運動，彈簧測力計的示數(shù)為6N，則物體受到地面的摩擦力大小為_________N。一段時間內(nèi)物體沿水平方向移動了5m，拉力F做功_____J?！敬鸢浮?260【解析】【分析】【詳解】[1]由圖可知，n=2，彈簧測力計的示數(shù)為6N，則拉力為6N，摩擦力f=2×6N=12N摩擦力為12N。[2]拉力移動的距離s′=2s=25m=10m拉力做的功W=Fs=6N×10m=60J拉力做的功為60J。8．一工人利用如圖所示的滑輪組提起重物，當(dāng)被提起重物的重力是150N時，滑輪組的機械效率為60%。若忽略繩重、滑輪摩擦，則動滑輪重________N?！敬鸢浮?00【解析】【分析】【詳解】因不計繩重和摩擦，由題意可知，效率則動滑輪的重力為故動滑輪的重力為100N。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?！敬鸢浮?5375【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)系得解得。[2]繩子末端移動距離5s內(nèi)人拉繩子做的功10．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2N，不計滑輪和繩子的重和滑輪組內(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【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×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，則所以f=6N故D錯誤。故選B。11．如圖所示兩個物體A和B，質(zhì)量分別為M和m（已知M>m），用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止在水平地面上．若滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計且滑輪質(zhì)量不計，則（）A．天花板對滑輪的拉力大小為（M+m）gB．繩子對物體A的拉力為（M-m）gC．地面對物體A的支持力為MgD．繩子對天花板的拉力為2mg【答案】D【解析】【詳解】B．由圖可知該滑輪為定滑輪，因物體B靜止，則滑輪兩側(cè)每股繩子上的拉力都等于物體B的重力mg，所以繩子對物體A的拉力為mg，故B錯誤；A．滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計且滑輪質(zhì)量不計，該滑輪受到天花板對它向上的拉力和兩股繩子向下的拉力，所以由力的平衡條件可知，天花板對滑輪的拉力大小為2mg，故A錯誤；D．根據(jù)相互作用力可知，滑輪對天花板的拉力大小也為2mg，即繩子對天花板的拉力為2mg，故D正確；C．物體A受三個力的共同作用，向下的重力、繩子向上的拉力F=mg和地面對物體A向上的支持力N；由于物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以物體A所受的三個力的合力為0，即所以，地面對物體A的支持力的大小為故C錯誤。故選D。12．物體做勻速直線運動，拉力F=60N，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力是（）A．60N B．120N C．20N D．180N【答案】D【解析】【分析】分析滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，根據(jù)得到物體受到的摩擦力?！驹斀狻坑蓤D可知，動滑輪上的繩子段數(shù)為3，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力故選D?！军c睛】本題考查滑輪組的特點，解決本題的關(guān)鍵要明確纏繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。13．如圖所示的滑輪裝置，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/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A．10牛，4米/秒 B．2.5牛，4米/秒C．10牛，2米/秒 D．2.5牛，2米/秒【答案】A【解析】【分析】【詳解】由圖可知，該滑輪是動滑輪，當(dāng)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:2×2m/s=4m/s此時拉力應(yīng)該是物重的2倍，因此拉力為:F=2G=2×5N=10N故選A．14．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，故D錯誤。故選C。15．利用質(zhì)量相等的滑輪，組裝成如圖所示的兩種方式，將同一重物提升相等高度。若繩重和摩擦不計，下列分析中正確是()A．甲圖中繩自由端移動距離較小 B．乙圖中繩自由端作用力較小C．兩種方式所做的額外功相等 D．增大提升高度，機械效率都會變大【答案】C【解析】【詳解】A．若物體升高高度為h，則拉力移動的距離為，，則。故A錯誤；B．甲中：，乙中：，所以。故B錯誤；C．甲中：，乙中：，所以。故C正確；D．機械效率公式：，所以機械效率跟物體升高的高度無關(guān)。故D錯誤。16．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?！敬鸢浮緿【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。17．在水平桌面上放一個重300N的物體，物體與桌面的摩擦力為60N，如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以0.1m/s勻速移動時，水平拉力F和其移動速度的大小為（）A．300N0.1m/s B．150N0.1m/sC．60N0.2m/s D．30N0.2m/s【答案】D【解析】【分析】【詳解】由于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受到的摩擦力；滑輪組是由兩根繩子承擔(dān)動滑輪，所以繩子末端拉力有兩段繩子與動滑輪接觸，繩子自由端移動的距離是物體移動距離的2倍，故繩子自由端移動速度是物體移動速度的2倍，即v=0.1m/s×2=0.2m/s故選D。18．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的物體時，人的拉力F為（）A．400N B．450N C．500N D．600N【答案】B【解析】【分析】【詳解】由圖可知，繩子承擔(dān)重物的段數(shù)n為3，提升一個重為600N的物體時，拉繩的力F為250N，根據(jù)求出動滑輪的重力為當(dāng)提升一個重為1200N的物體時，人的拉力為綜上所述，ACD項不符合題意，B項符合題意。故選B。19．如圖所示，不計繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用，整個系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物G1=100N，每一個滑輪重力均為20N，則下列說法正確的是（）A．b處繩子的拉力為50NB．G2=280NC．e處繩子的拉力為140ND．G2=200N【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．由圖知，a、b、c、d在同一根繩上，拉力相同；e、f在同一根繩上，拉力相同；G1由兩根繩子承擔(dān)則b處繩子的拉力為故A錯誤；C．e處繩子的拉力為故C正確；BD．G2由兩根繩子加上f承擔(dān)，則則故B、D錯誤。故選C。20．如圖所示的滑輪組，拉一重