长沙中考物理复习《滑轮组的省力问题》专项综合练习

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）（）abcd【答案】 d【解析】【分析】【详解】a 图中滑轮是定滑轮，拉力f=g；b 图中滑轮是动滑轮，拉力f1 g ；2c 图中滑轮组的动滑轮绕2 段绳，拉力 f1 g ；2d3段绳，拉力f1g；图中滑轮组的动滑轮绕3所以最省力的是d 中滑轮组。故选 d。2 如图所示，在力f 作用下使重200 n 的物体在水平面上做匀速直线运动，当物体受到的摩擦力_ n（不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦）；当物体移动绳子自由端移动的距离_m 。f=30n 时，4m 时，【答案】 608【解析】【详解】1 由

2、图知道，使用动滑轮时， n=2，由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：1f f ，2即物体受到的摩擦力是：f=2f=2 30n=60n；2 由于 n=2，所以，当物体移动 4m 时，绳子自由端移动的距离是： s=2s 物=24m=8m。3 如图所示，在水平拉力f 的作用下，重为300 n的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做匀速直线运动，此时物体与桌面的摩擦力大小为擦），则拉力f=_n 及其功率p=_w 。60n（不计绳重、动滑轮重及摩【答案】 206【解析】【详解】1 由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为 3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉力：f= 1 f= 1 60n

3、=20n ；332 绳子自由端移动的速度为：v 绳 =3v 物 =30.1m/s=0.3m/s ；则拉力 f 的功率为：p=fv 绳=20n 0.3m/s=6w 。4 如图所示的滑轮组，拉一重100n 的物体 m 在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力f=20n，绳子拉出了6m ，则物体受到的摩擦力为_n，物体前进了_m ，弹簧测力计的示数为_n。（不计滑轮重、绳重和摩擦）【答案】 60240【解析】【详解】1 由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体m 与地面间的摩擦力f=nf=3 20n=60n物体受到的摩擦力为60n。2 物体移动的距离s物1s绳 =16m=2m33物体前进了2m

4、。3 弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为f 弹 2f20n 2 40n弹簧测力计的示数为40n。5 高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20 个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线a 端受到的拉力大小为_n。若 5s 内坠砣串下降了 40cm，则输电线a 端向左移动速度是_m/s 。（ g 取 10n/kg ，不考虑钢绳的热胀冷缩）【答案】 1 1040.04【解析】【分析】【详解】120 个坠砣的总重力g=mg=25kg 20 10n/kg=5000

5、n由图知，使用的滑轮组承担a 端拉力的绳子股数n 2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得g 1 fa2则输电线 a 端受到的拉力大小fa=2g 2 5000n=1 410n2 图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h 2sa，则输电线a 端向左移动的距离sa1 h140cm=20cm=0.2m22a 端向左移动速度sa0.2mv0.04m/st5s6 如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口.己知物体在10s 内被提升了2m，物体所受重力 720n，人对绳子水平向右的拉力300n.(不计绳重及摩擦) 求：(1)人做的有用功w有用 ;(2)动滑轮的重力g动 ;(3

6、)人拉起货物时的机械效率.【答案】 (1) 1440j； (2) 180n； (3) 80%。【解析】【详解】(1)物体所受重力720n，被提升了2m ，则人做的有用功为：w有用 =gh=720n 2m=1440j；(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=3，根据 f=g +g动，则动滑轮的重力为：ng动 =nf-g=3 300n-720n=180n；(3)根据= w有用 = gh = gh = g ，w总 fs fnh fn人拉起货物时的机械效率为：g720n=80%。fn300n 3答： (1)人做的有用功为1440j；(2)动滑轮的重力为180n；(3)人拉起货物时的机械效率为80%。

7、7 体重为60kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg 的重物a 匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g 取10n/kg ），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：动滑轮重为200n此过程中，工人对绳的拉力做功1000j重物匀速上升过程中，它的机械能增大若增大重物a 的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断（）a只有正确b只有正确c只有正确d都正确【答案】c【解析】【分析】【详解】由题意物体所受的重力g物m物 g80kg10n/kg=800n物体上升的高度h1m ，此时滑轮组做的有用功为w有 =g物h800n1m800j根

8、据机械效率公式= w有100%=80% 有，总功为w总w有800jw总 =1000j而 w总 = w有w额 有w额 =w总w有 =1000j800j=200j又因为 w额 =g动 h 可得w额200j 200ng动 =h1m均正确。机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，正确。若要滑轮组的机械效率达到90% ，由效率公式有=w有m物 ghw总100%190%(m物 g m动g) 3h3化解可得当 m物 =9m动 时，滑轮组的效率能到达90% ，则若增大重物a 的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，错误。故选 c。8 如图所示，用相同

9、的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是（）a f12【答案】 bb f1f2， 1f2， 1=2【解析】【分析】【详解】由图可知，图甲中绳子承担重物的段数为3，图乙中绳子承担重物的段数为2 ，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计，则它们绳子末端的拉力各自为f11 g物g动1 g物g动n3f11 g物g动1 g物g动n2所以f1f2f3c f3f2f1【答案】 cd f2f3f1【解析】【分析】【详解】固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如下：可知 f1的力臂为直径23,当阻力与阻,力臂

10、最大 ,f的力臂较大 ,f 的力臂最小 ,由杠杆平衡条件知力的力臂的积固定时,力臂越大 ,力越小故三个力的关系为： f1 2 3故 选 cf 1 (3g +g动）2 2所以(f1 +f2 )f3故不符合题意；由于物体升高均为h；w w f h f h (f +f )hw3=f3h；因为 (f f )f所以(w1+w2 )w3故 b 不合符题意；c 依= w有= ghg，说明滑轮组一定时，物重越大，机械效率越大，即w总g总hg+g动1 2 3 ，故c 不合符题意；d由 w 有=gh， p= gh 可知tp +pgh+ 2gh3gh ；12tttp33ght所以 p1+p2=p3，故 d 符合题意

11、。故选 d。【点睛】一个不加条件成立等式，可以用某种情况时不成立来判断它不成立。14 如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体是重为 o，已知长度 oa ob=1 2，滑轮下面挂有建筑材料700n，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用5000n 的配重，杠杆ab 的支点p，每个滑轮重100n，工人体重为300n 的力竖直向下以1m/s 的速度匀速拉动绳子时（）a建筑材料p 上升的速度为3m/sb物体m 对地面的压力为5000nc工人对地面的压力为400nd建筑材料p 的重力为600n【答案】c【解析】【分析】【详解】a物重由2 段绳子承担，建筑材料p 上升的速度v= 1 v 绳= 1 1

12、m/s=0.5m/s22故 a 错误；b定滑轮受向下的重力、 3 段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得f a =3f+g 定 =3 300n+100n=1000n杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即fa= f a=1000n根据杠杆的平衡条件faoa=fb ob，且 oa:ob=1:2，所以oaoa=500nfb=fa=1000nob2oa因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体m 的拉力等于物体m 对杠杆的拉力，即f b =fb=500n物体 m 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体m 受到的支持力为f=g -

13、f =5000n-500n=4500nm 支持mb因为物体间力的作用是相互的，所以物体m 对地面的压力fm 压 =fm 支持 =4500n故 b 错误；c当工人用300n 的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300n，此时人受竖直向下的重力g、竖直向上的拉力f、竖直向上的支持力f 支 ，由力的平衡条件可得f+f 支=g，则f 支 =g-f=700n-300n=400n因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力f 压=f 支 =400n故 c 正确；d由图可知 n=2，且滑轮组摩擦均不计，由1p 重f=

14、(g+g 动 )可得，建筑材料2g=2f- g 动=2300n-100n=500n故 d 错误。故选 c。15 如图 ,水平桌面上的物体a 重 100n，物体 b 重 40n，此时物体b 恰能匀速下降；当用一水平向左的力f 拉动物体a 在 2s 内匀速向左移动1m 的过程中，若不计动滑轮和绳的重力，不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦，则下列说法正确的是（）a b 上升了 2mc物体 a 与桌面间的滑动摩擦力为40nb拉力d吊着f 的功率为20wb 物体的绳子所做的功为40j【答案】b【解析】【分析】【详解】a滑轮组的动滑轮绕2 段绳，当用一水平向左的力f 拉动物体a 在 2s 内匀速向左移动1m 的

15、过程中， a 移动的距离为b 升高高度的2 倍， b 上升了1mhb=0.5m ，2故 a 错误；bc当 a 向右做匀速直线运动， a 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，故11f=gb= 40n=20n，22当 a 向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、b 对 a 的拉力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f=20na 向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，a 受到的水平向左的拉力为：1f=f+gb=20n+20n=40n，2拉力 f 的功率为：wfs40n1

16、mp=20w，tt2s故 b 正确， c 错误；d绳子拉力对物体b 所做的功为：w=gbhb=40n 0.5m=20j，d 错误16 用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（）abcd【答案】 c【解析】【分析】【详解】不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体g；a此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即f1 g ；2b此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即fg ；c此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3 股，则 f1 g ；3d21股，则 fg 。此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下

17、最省力的是c。故选 c。17 如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600n的物体，人拉绳的力f 为250n（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200n 的物体时，人的拉力f 为（）a400nb 450nc 500nd 600n【答案】b【解析】【分析】【详解】由图可知，绳子承担重物的段数n 为3，提升一个重为600n的物体时，拉绳的力f 为250n，根据 f1g动g物求出动滑轮的重力为ng动3fg物3 250n 600n 150n当提升一个重为1200n 的物体时，人的拉力为f1g物g动1 1200n 150n 450nn3综上所述， acd项不符合题意，b 项符合题意。故选

18、 b。18 如图所示，置于水平桌面上的物体 a 重 50n，物体 b 重 30n，动滑轮重 10n，物体 b 在匀速下降了 40cm 的过程中，拉动物体 a 在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是（）a物体 a 移动了 20cmb绳子拉力对物体a 做的功是8jc物体a 与桌面的滑动摩擦力为30nd若对物体【答案】 da 施加一个水平向左的力f，使物体b 可以匀速上升，则力f 的大小为40n【解析】【分析】【详解】a由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则拉力移动的距离为物体上升高度的2 倍，物体b下降了40cm，则a 移动的距离为s2h240cm80cm=0.8

19、m故 a 错误；b物体 b 重 30n，动滑轮重10n，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则拉动a 的力的大小为f 1(gbg动 )1(30n 10n) 20n22绳子拉力对物体a 做的功为wf s20n 0.8m 16j故 b 错误；c物体 a 在水平方向上做匀速直线运动，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力为ff 20n故 c 错误；d用一水平向左的力f 拉动物体a，则 a 在水平方向上受到三个力的作用：向左的拉力f、向右的物体b 的拉力和向右的摩擦力，物体b 匀速上升，物体a 也匀速移动，这时物体 a 受到平衡力，则拉力为fff 20n20n=40n故 d 正确。故选 d。19 如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物g1=100n，每一个滑轮重力均为20n，则下列说法正确的是（）a b 处绳子的拉力为50nb g2=280nc e 处绳子的拉力为140nd g2=200n【答案】c【解析】【分析】【详解】a由图知，a、b、c、d 在同一根绳上，拉力相同；e、f在同一根绳上，拉力相同；g1 由两根绳子承担g1g动2fb则 b 处绳子的拉力为fbg1 g动100n+20n60n22故 a 错误