中考物理知识点全突破系列专题滑轮组及其工作的特点含解析.docx

1、滑轮组及其工作的特点、单选题1 .用如图所示的滑轮组提升300n重物，在绳子自由端施加的拉力为125n , 4s内重物匀速上 升2m,不计纯重和轮、轴间摩擦.则（）a.绳子自由端移动的距离为4mb.动滑轮重50nc.拉力做功的功率为150wd.此过程滑轮组的机械效率为80%2 .下列说法正确的是（）a.弹簧测力计只能测量重力大小b.使用滑轮组既可以省力，也可以省功c.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引d.内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能3.如图所示，滑轮组将重50n的物体a以的速度沿水平地面匀速向前拉动了 lm,拉力f大小为10n,滑轮组的机械效率为so%,下列说法中正确的是（）a.拉力f

2、做功的功率为2wb.2s内绳子自由端移动的距离为c.滑轮组做的有用功为50jd.物体a受到水平地面的摩擦力为16n4 .如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所 需动力最小的是（）5 .如图所示，用滑轮组提升重物时，重800n的物体在10s内匀速上升了 1m,已知拉力f为 500n ,则提升重物的过程中（） -陷a.滑轮组的机械效率是80%b.绳子自由端被拉下3mc.做的有用功是500jd.拉力f的功率为50w6.使用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来提升重物，则（）a.最多可以省？3的力b.最多可以省导的力c.最多可以省一年的力d.条件不足，无法确定7

3、 .小明用一个滑轮组把重物提起了 0.5 m ,绳子的自由端移动了 1.5m,则小明所用的滑轮组 可能是图中的哪一个？（）甲乙两a.甲8 .乙c.丙d.三个都可以8.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）.使用时:瘦子固定不动，胖子用力fa拉绳使货物g匀速上升。胖子固定不动，瘦子用力fb拉绳使货物g匀速上升。下列说法中正确的是（）a.fag8 .fb鼠302皿飞乂2$=0411,自由端移动的距离：5f=2*qw4m = 0m, b 不符合题意；c、由公式 片 球一得,折盲用=总叮=23乂80%=161 c不符合题意； /.鬲“fs ffd、根据？=百1 =声薪=病得

4、，80%=为缶，7=1职，d符合题意。故答案为：do【分析】根据 w=fs求出拉力做的功，由速度的变形公式t=v求出时间，然后根据p斗 求 出拉力的功率；根据sf=nsa ,求出2s内绳子自由端移动的距离；根据7=簪二方一二/求出滑轮组做的 件 a r x 耀有用功及摩擦力f.【解析】【解答】设物体重力为 g,不计机械自重和摩擦：a、图中为动滑轮组，承重纯n=3,根据滑轮组特点可知f仁1g；b、图中为动滑轮组，承重纯n=3,根据滑轮组特点可知f2=c、图中对该装置由俩个定滑轮构成，对纯端进行受力分析可知，纯端拉力f等于物体重力，则 f=g ;d、图中为省力杠杆，根据杠杆平衡原理可知fx(2.5

5、l+l)=g l/则f=与g;比较可知，d选项中所需动力最小。故答案为：d【分析】滑轮组：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几 分之一.根据杠杆平衡原理可计算力的大小.5 .【答案】a【解析】【解答】由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=2;绳子自由端移动的距离：s=nh = 2x1m=2m, b不符合题意；有用功：w有用= gh=800nx 1m = 800j , c不符合题意；、印有国拉力f做的功：w总=5$ = 500砧 2m = 1000j 滑轮组的机械效：“=rr _ x100% =勰jm00%=80%, a符合题意；拉力的功率：p= 一占二嘿?

6、=100w, d不符合题意。故答案为：a.，【分析】根据力和在力的方向上移动的距离的乘积计算功，功和时间的比值计算功率，有用 功和总功的比值计算机械效率.6 .【答案】b【解析】【解答】由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，有两种绕绳方式，承重的绳子段数为2或3,即：f=或f=;所以最多可以省 反的力，b符合题意，acd不符合题意。故答案为：b.【分析】使用滑轮组时，总重有几股纯承担，所用的拉力是总重的几分之一.7 .【答案】a【解析】【解答】把重物提起了 0.5 m,绳子的自由端移动了 1.5m,所以承重的绳子段数为:1.5m.“三正通3。a、甲图的滑轮组由三段绳子承重, b、乙图的滑轮组由

7、两段绳子承重, c、内图的滑轮组由四段绳子承重, 故答案为：aoa符合题意；b不符合题意；c不符合题意，d不符合题意;【分析】使用滑轮组时，物体由几股绳子承担，拉力就是总重的几分之一.8 .【答案】c【解析】【解答】读图分析可知，最上和最下两只都是定滑轮，只是改变了力的方向，而中 间一只滑轮相对于瘦子来讲，只是改变了力的方向，为定滑轮；相对于胖子来讲，则是一只费力的动滑轮；因此，可知当装置匀速运动时，各力的关系为 fr = g, fa = 2goc符合题意，abd不符合题意。故答案为：c.【分析】根据动滑轮和定滑轮的特点分析判断.9.【答案】c【解析】【解答】a、m处滑轮的轴的位置不变，是定滑

8、轮，其作用是改变力的方向，a不符合题意；b、提升货物过程中的有用功 w有i=gh=5000nx 6m=3x 104j, b不符合题意；c、由图知n=3,则拉力端移动距离s=3h=3x6m=18m ,拉力做的总功 w总=fs=2200nx 18m=3.96 x104j,拉力做功功率：p= = 怨内=1980w, c符合题意； d、只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占和总功的比值变大，滑轮 组的机械效率也会随之增大，d不符合题意；故答案为：co【分析】定滑轮不能省力，只能改变力的方向；理解滑轮组的特点，有用功、总功、功率、 机械效率等公式的计算，理解各物理量的含义是解题的关键。1

9、0 .【答案】d【解析】【解答】若不计滑轮自重及摩擦，是动滑轮，省一半力，是定滑轮，单独使用都不能既省力、f2=g；一滑轮组有三段绳子承担物重故 八=；滑轮组有二段绳子承担物重故则省力情况相同的是 。一故答案为：do【分析】本题考查了学生对滑轮和滑轮组的理解和掌握，理解动滑轮、定滑轮的特点和力的 关系是解题的关键。11 .【答案】a【解析】【解答】（1）由图甲可知：n = 2,二不计纯重及滑轮轴间的摩擦，f甲=：（g 物+ g 轮）=4 （400n +20n） =210n, w 甲=f 甲 s 甲=f 甲 x2h 甲= 210nx 2x10m = 4200j, p甲=d =器i=42w. （2

10、）由图乙可知：n = 3,二.不计纯重及滑轮轴间的摩擦，f乙 =3 （g 物-g 轮）=1 （400n +20n） = 140n , w 乙=f 乙s 乙=f 乙刈八乙=140nx 3x10m =4200j, p乙=一3 =专喘 = 42w .由以上可得： w甲=亚乙，p甲 = p乙.故答案为：a.【分析】在不计纯重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功（ w=gh）,对动滑轮 所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和（w,*w有+w额），机械效率是有用功与而石国总功的比值（mf-kioo%）.12 .【答案】c【解析】【解答】a、利用斜面可以省力，a不符合题意；b、利用滑轮组既可以省

11、力又可以改变力的方向，b不符合题意；c、使用定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，c符合题意；d、由图知动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件：动力 呦力臂=阻力 加力臂知使用此杠杆 可以省力，d不符合题意。故答案为：co【分析】a、斜面是省力的机械；b、使用滑轮组时，通过动滑轮省力，通过 定滑轮改变力的方向；c、定滑轮的实质是等臂杠杆；d、先判断杠杆的种类，再根据杠杆的 平衡条件分析判断。二、填空题【解析】【解答】（1）见胃20x25kg = 5qq*e, gmsg= s00frgxiav/ = 500y , 根据图得出n=2,不计滑轮疝钢绳自重和摩擦，可以得丸 a端受到的拉f = 5000

12、n=十人,；（2）某段时间内坠碇用下降了 30cm,所以输电线a端向左移动的距离为六三楼二普型=15031 ;故答案为：（1）.10 4（2）.15【分析】利用g=mg求坠碇总重力。不计滑轮和钢缆自重及摩擦，可得g=i fa ,坠碇用下降高度h=nsa.14 .【答案】400; 4500【解析】【解答】重为700n的工人用300n的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到300n的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为：fm = g f= 700n- 30qnf00n ；从a点看，通过滑轮组，有三段绳子向下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，a点受到的拉力为：根据杠杆平衡条件得：

13、f铲=代入得： &k3=1000nxoh因为力的作用相互，绳子对 m向上的拉力也为500n ,所以m对地面的压力为：心压=fe = 5000n - 500n=4500n。故甚为：400; 4500.【分析】根据重力和拉力计算压力，结合杠杆平衡条件计算杠杆对物体的拉力，利用合力的 计算求物体对地面的压力.15 .【答案】780n; 0.6m【解析】【解答】此滑轮组中有三段绳子承担物重，因此f= （g轮+g物）/3,所以g物=3 x260n 50n = 730n ,绳子自由端下降的高度为重物上升高度的三倍.故答案为：780n ； 0.6m 0【分析】根据力和在力的方向上移动距离的乘积计算功的大小，

14、纯子拉长的长度和滑轮组的 绳子的股数有关.16 .【答案】几分之一【解析】【解答】根据滑轮组的工作特点知：在使用滑轮组时，动滑轮和重物（阻力）由几段绳子来承担，那么所需要的拉力就为它们的 几分之一。即： 故答案为：几分之一.【分析】使用滑轮组时，绳子自由端的拉力和总重的关系是：重物（阻力）由几段绳子来承 担，那么所需要的拉力就为它们的几分之一。17 .【答案】0.6； 1.8； 75【解析】【解答】如图由三段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为：j = 0-2rnx3 = 0.&m-物体与地面的摩擦力为9 n,则他所做的有用功为：犷有用= /$.9nxo2550n =850n; (2)拉

15、力做的有用功： w 有用=m 材料 gh = 240kg x10n/kg x10m=24000j ,拉为移动的距离：s=3h = 3x10m=30m；实际拉力为j000n,则拉力做的总功：w总#不 印有用moooj1000nx 30m =30000j ,滑轮组的机械效率： 丁丁 x100% =至硒j x100% =80%.故答案为：850n ； 80%.【分析】滑轮组上物体有几股纯，拉力就是总重力的几分之一，利用有用功和总功的比计算机械效率.三、计算题24 .【答案】(1)解:h = vt= 5 x1500m/sx0.02s = 15m(3)解:不计纯重及摩擦，5拉=击(g物一 g轮一 f浮)

16、,3x500n =3000n , f 浮=p 水 gv 排,v 排=f浮=g物+ g轮一 nfjooon拉= 4000n500n(4)解:工件在水中匀速上升时,有 - 1力1泗k/m切口mkg=0.3m 3= v 工件严育仃城f淳h gyf淳 4000a700cn66.7(2)解:p= p水gh = 1.0 m03kg/m3x10n/kg x15m = 1.5 m05pa【解析】【分析】(1)利用s=vt求出超声波传播的距离，沉船在水下的深度等于超声波传播距离的一半；(2)利用液体压强计算公式p= pgh求出受到的压强；(3)根据滑轮组f= (g-f浮+g轮)和阿基米德原理f浮=水gv排可求工

17、件的体积；(4)不计纯重和摩擦，克服货物在水中拉力做的功为有用功， 克服货物在水中拉力和动滑轮 重做的功为总功；则该滑轮组的机械效率，利用丁如 . 二x100%求出滑轮组的机械效率.25 .【答案】(1)解:根据题意知道，物体下降速度是：v=h/t=3m/3s=1m/s ;由图知道滑轮组的有效绳子段数是 n=4 ,所以工人放绳的速度是：v绳=4v物=4x1m/s=4m/s(2)解:因为n=4 ,所以绳子运动距离是：s=4h=4x3m=12m ；工人放绳子的有用功是： w有用=gh=160nx 3m=480j ;放绳子的总功是： w总=fs=50nx 12m=600j ;所以，滑轮组的效率是：

18、中=w有用/w总x100%=480j/600j义100%=80%（ 3 ）解 : 物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由f= （g动+g） /n知道，动滑轮重力是：g动=4f-g=4x50n-160n=40n ；又因为印：砰=4: 3,所以物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率是：砰=3印/4=3/4 80%=60% ;物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率是：平=wm/w%、=f拉物h/f拉物h+g动h=f拉物/f 拉物 +40n=60% ，解得 f 拉物 =60n

19、 ；当完全入水后，动滑轮受到重物向下的拉力、自身向下的重力、 4 段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可知：45绳=5拉物+g动，故人对绳子的拉力是：f* （f拉物+g动）/4= （60n+40n ）/4=25n ，此时人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，由于物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为 25n;而人的重力是：g人=m人g=50kgx10n/kg=500n ,人 受到竖直向上的支持力是：5支=g人+f绳=500n+25n=525n ,根据物体问力的作用是相互的 知道，则人对地面的压力是525n【解析】【分析】利用滑轮组绳子的股数可以计算拉力的速度，利用力和距离的

20、乘积计算功的大小，利用有用功和总功的比值计算机械效率，利用机械效率的不同计算压力 .26 . 【答案】（ 1 ）天平（2） 10.0（3） 83.3% ； 0.12【解析】【解答】（ 1 ）由于已知钩码的质量是200g ，所以实验中不需要测量质量，故多余的器材是天平；（2）由图知道，刻度尺的分度值为1cm ， b 的刻度为 10.0cm ，所以，钩码上升的距离是10.0cm； （3）根据题意知道，弹簧测力计从图中的 a位置匀速竖直上升到b 位置，绳端上升的高度是：s=20.0cm ,滑轮组做的总功是：w总= fs=1.2nx20x10-2 m=0.24j所以，拉力f做功的功率是：p= w总/t

21、=0.24j/2s=0.12w滑轮组做的有用功是：w 有i=gh=mgh =0.2g x10n/kg x0x10-2 m=0.2jkw 有用/w 总 x100%=0.2j/0.24j m00%=83.3%【分析】根据物体的重力和高度计算有用功，利用拉力和绳子拉长的长度计算总功，利用有用功和总功的比值计算机械效率，利用功和时间的比值计算功率。27. 【答案】（1 ）解：由图甲知道，承担物体ab 的有效段数是n=2 ，由图乙知道，从d 到e 的过程中，绳子自由端的拉力大小不变，由此可知， d 点应是物体a 的下表面刚好离开水面的时候， e 点应是 b 的上表面刚好到达水面的时候，即此过程物体运动的

22、距离就是a、 b间绳子的长度，所以，正方体a、b之间的绳子长度是：l绳=s的e/2=（0.45m-0.15m ）/2=0.15m ;（ 2 ）解：由图乙知道， cd 段对应的过程是物体a 出水面的过程，此过程绳端移动的距离是0.15 m,即物体a上升的距离是：h=0.15m/2=0.075m ；此过程中，a、b排开液体的体积变化量，即为物体 a的体积，ip av排=va =s容ah , 设物体a的边长为l,因为容器内部底面枳是正方体下表面积的 4倍，所以，l3 =4l2 x（ l-0.075m ），解得 l=0.1 m 。所以，物体a 的体积是：va =vb =l3 = （0.1m ） 3 =

23、10 -3 m3 ，物体a浸没时受到的浮力是：fa =水gv排=1.0 m03 kg/m3 x0n/kg x10-3 m3=10n ,因为 a、 b 两物体的体积相同，所以物体 b 浸没时受到的浮力是：fb=fa=10n ，根据题意和图乙知道，在c 点时，绳端的拉力是： f0 = （ga+gb+g 轮 - fa- fb） /2，在 d 点时，绳端的拉力是：4f0/3= （ga+gb+g 轮 - fb） /2，因为 ab 是体积相同的实心正方体，由图乙发现， e 、 j 间的距离小于c 、 d 间的距离，说明在 b 物体露出水面的运动过程中， a、 b 间的绳子断了， 且绳子断了之后绳端的拉力是

24、： f0 =（ga+g 轮 ） /2，联立上式解得：ga =25n ， gb =20n ， f0 =15n ，所以， a 的质量是：ma=ga/g=25n/10n/kg=2.5kg ， b 的质量是：mb=gb/g=20n/10n/kg=2kg ，a 的密度是：pa =ma/va=2.5kg/1 10-3m3=2.5 m03 kg/m3b 的密度是：pb =ma/va=2kg/1 m0-3m3=2x103 kg/m 3(3)解：根据题意知道，绳子断开瞬间与初始状态相比，页面的高度差最大，所以，水对容 器底部的压强变化也最大，又因为水平面上的圆柱形容器中，液体对容器底部的压力的变化 量是：旺=浮

25、，a、b问绳子在j点断开的瞬间，此时纯端的拉力是：3f2/2= (ga+gb+g轮-fb) /2,解得止匕 时b受到的浮力是：fb=5n,所以，af=af 浮=(fa +fb) -f b=10n+10n-5n=15n ,故对容器底部压强的最大变化量是： p=4 f/s=15n/4sa=15n/4x (0.1m) 2=375pa【解析】【分析】根据图像分析拉力的大小，推出浮力的大小，受到的浮力的大小不同，使用滑轮组时的拉力大小不同，根据浮力计算物体的体积，根据物体的质量和体积计算密度.28答案】(1)解：便物体上升h=2m ,滑轮组做的有用功：炉有用=0 600n* 2加=12007(2)解：由

26、 片“，电得拉力做的总功:犷三土笋二罢球三150017,由图知，n=3 ,拉力端移动距离5 = 3方=3工讥=6加，由 甲忌二尸5得纯端拉力：寸亚上 15007 ”小了11二 f 二250州；(3)解：印颜二炉息一对有电=1500-1200/= 30oz ,不计纯重和摩擦，印毓二g蚣，动滑轮重： g轮=弓乎三15gl【解析】【分析】利市物体市力和升高的高度计算有用功，利用滑轮组的机械效率计算总功，根据总功和绳子拉长的长度计算拉力的大小，总功是有用功和额外功的和。29.【答案】(1)解：根据图乙知，前30s时，拉力不变，且较小，所以物体浸没在水中， 30s到40s时，拉力减小，说明物体露出水面时

27、，40s后，拉力又不变，说明物体离开水面, 最大即重力与最小拉力的差即为浮力：f 浮10板-2 父 10为二1父 10%,根据阿基米德原理得，物体的体积为：用工凶四=加升痣 ixmag/mlon/k g(2)解：不计摩擦、水的阻力属绳重时，水面下时的效率为80%,即：，,= 否二/.二不可=不福=%1两+喙一眸解得： 离开水面后，机械效率为：x 10%=85.71?4w有由_ 犷有国地g%心_ 席e 一印有国+印我g/hg处8g轮 vlff4n+5000n(3)解：由图知，两段纯子承担物重，所以电动机的拉力为：f=t(g+g轮 j三，(3kltf*n+5oclon ；=1.75x lo4! ,

28、 根据?=ft得,电动机的输出功率为：?益出=八绳= f2v= u75xkrtjx2x 0.05tws = 175 ow, 电动机的输入功率为：p=(7z = 3s0vx5a=1900w,电动机的发热功率为：尸热三 f - f 瑜出=190ow - 175ow= 150w根据尸二fk得，线圈的电阻为：0【解析】【分析】利用对物体的拉力的差计算浮力的大小，利用浮力计算排开液体的体积， 根据滑轮组的机械效率和物体的重力计算动滑轮的重力的大小，利用绳子的股数计算滑轮组 上的拉力的大小，结合功率和电压、电流计算电阻.30.【答案】(1)解:箱子受到的重力g=mg=40kg 10n/kg=400n .答

29、；箱子受到的重力为400n(2)解:根据不计纯重和摩擦时动滑轮是由两股绳子承担可知：f= 5 (g+g 动)g 动=2f - g=2x 250n - 400n=100n ;答：动滑轮的重力为100n(3)解：二滑轮组是有两股绳子承担，且 h=2m ,s=2h=2 2m=4m , - v= 7=布=0.4m/s .答：拉力的速度为0.4m/s【解析】【分析】根据物体的质量可以计算重力，根据动滑轮有两股绳子计算动滑轮重力, 也可以计算拉力速度。31 .【答案】(1)解：w=gh=mgh =80kgx 10n/kg x5m=4000j(2)解：亚总=5$=500解 (5x2) m=5000jt= w

30、 有/ w 总=4000j/5000j=80%(3)解：p= w 总/t=5000j/60s=83.3w【解析】【分析】(1)利用w *gh计算有用功；开韦计算机械(2)利用s=nh计算出绳子自由端移动距离，利用 w,*fs计算总功，利用 下赤 效率；(3)利用p=/计算功率.s = 2h=2x2mw总=w有用+wx100%32 .【答案】(1)解:由图知，通过动滑轮的绳子段数 n = 2,纯端移动的距离：二 4m,拉力做的功： 亚总=5$ = 100砧 4m =400j答：拉力所做的功为400j(2)解:拉力的功率：p=牛箸=80w答：拉力的功率为80w(3)解:不计纯重和摩擦，所做的额外功

31、： w额=g动h = 50nx2m = 100j,由额可得，有用功：w有用=w总-w额=400j - 100j = 300j ,滑轮组的机械效率: 30cu=乖应7 x100% = 75%。答：滑轮组的机械效率为75%【解析】【分析1 ( 1)由s=nh计算纯端移动的距离，根据 w=fs求出拉力做的总功；(2)利用p=号求出拉力的功率；(3)根据w=gh求出额外功，再根据 w =w有用+w额求出有用功，由机械效率公式1不二上工口口先计算滑轮组的机械效率. ncr-33 .【答案】(1)解:不用力拉绳子时，浮体c总体积的3/5浸入水中，因此c所受浮力为f33浮=p水 gv 排=p 水 g 5.

32、v=1.0 工.103kg/m3 x 10n/kg 乂 5 乂 0.5m3= 3000n(2)解:由图可知，。物体b未出水时，手拉绳的功率p = 60w,绳子移动的速度为v = 3 * .0.1m/s =0.3m/s,则人用的拉力fi = *二悬匕=200n(3)解:物体b未出水时，c受到的浮力 f浮.=f浮+ fi = 3000n +. 200n = 3200n,的二 0.32m3,再将b放在c上，同时松开纯子，此时浮子c露出水面的体积相对于b未出水时减小0.1 m3,即此时v排.=0.32m30.1m3 = 0.22m3,此时c受到的浮力f淳二p水g *排=1.0 m. 103kg/m3x. 10n/kg0.22m =2200,人站在c上没有用力拉绳子时，c所受浮力为3000n,因止匕b的重力为gb= f淳-f浮= 3000n - 2200n =80(4)解:根据杠杆平衡条件，ga其0口 = 5总*0, f总=寺ga= |x mag= | x 315kg、10n/kg =2100n,分析可知，f 总-g 定= 3100n - 10on =3000n,止匕时拉力 f =知，b离开水面时,功率p2=120w,此时拉力=400n,故 g 动=f f 总= 7503f2 gb=3