2020-2021中考物理专题复习滑轮组的省力问题的综合题及答案

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物 相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是A甲滑轮组所用拉力较大B甲滑轮组拉力做的功较多C.两滑轮组拉力做功的功率一定相等D.两个滑轮组的机械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【详解】A.不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3,n乙=2, 所以，绳子受的拉力：F甲=（G物+G轮）/3,F乙=（G物+G轮）/2,即F甲F乙，故A错误；B.不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/3X3=（G物+G轮）hW乙=F乙s乙=（G物+G轮）/2X2i=（G物+G轮

2、）h,W甲=如乙,故B错误；C.甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；D.因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，Ww=G轮h,W有用=G物h，所以，禾U用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为r=W有用/W总，滑轮组的机械效率相同，故D正确；故答案为DoG匀速提升2.用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5N,则动滑轮的机械效率为 _%;用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时，所做的总功是 _J。（不计绳重和摩擦）【答案】80 20【解析】【分析】使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2,绳子末端移动的距离s=2h,有用功就是将物体提升

3、对物体做的功（W有Gh），拉力F做的功为总功（W总Fs），再利用机械效率的 公式求出动滑轮的机械效率；根据W总W有W额求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功G轮h，知道提升的高度，可以求出动滑轮1重；再利用F丄G轮G物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（总n功）大小，根据W Gh求出有用功，利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。【详解】1使用动滑轮时，承担物重的绳子股数sn=2,物体被提升的咼度h=1m，拉力移动距离nh 2 1m 2m有用功为W有Gh8N 1m 8J拉力做的总功为W总Fs5N 2m 10J滑轮组的机械效率W有100%8J100%

4、80%W总10J2根据W总W有W额可知，额外功为W额W总W有10J 8J 2JG动Wh2J1m2N不计绳重和摩擦，则有1FG动2G物2N18N10N不计绳重和摩擦，根据W额G轮h可知，动滑轮的重力拉力做的总功W总F s 10N 2m 20J3.如图所示，物体A重100N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=60N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，则绳端的拉力F是_N,当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动_m。【解析】【分析】由图中滑轮组可知，n=3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重，根据滑轮组的省力公式1F - f得到拉力大小；根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系

5、得到物3体运动的距离。【详解】1由图可知，与动滑轮相连的绳子段数是n=3,因不计绳重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉力1 1F f 60N20N332物体运动的距离为S立3m /s物1m33【点睛】本题考查滑轮组省力公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断。4.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60N（不计绳重、动滑轮重及摩【详解】1由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为力：3,不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉N及其功率【解析】卩=丄彳=丄X60N=20N;332绳子自

6、由端移动的速度为:v绳=3v物=3X0.1m/s=0.3m/s;则拉力F的功率为:P=Fv绳=20Nx0.3m/s=6W。5.小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G物=720N,在t=5s内货物被匀速竖直提升了h=1m，小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F=400 N且竖直向下。求在此过程中：(1)动滑轮对货物做的有用功；拉力F所做的总功；拉力F做功的功率；(4)使用该装置提升货物时的机械效率【解析】【分析】【详解】(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为有G物h(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为W总总、(4)该装置提升货物时的机械效率为W100%72

7、0J90% W总800J答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J；拉力F所做的总功为800J；(3)拉力F做功的功率为160W；(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。6.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：n。720N 1m 720J动滑轮与2股绳子接触，故n=2,拉力F所做的总功为W总FsnFh2 400N 1m 800J800J 160W5s(2)800J;(3)160W;(4)90%(1)人做的有用功SZ有用；动滑轮的重力G动；(3)人拉起货物时的机械效率【

8、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：有用=Gh=720NX2m=1440；G+G-(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=3,根据F=-，则动滑轮的重力为：nG-=nF-G=3X300N-720N=180N根据W有用Gh Gh G=W、_ Fs _ Fnh _ Fn，人拉起货物时的机械效率为：G 720N= =80%。Fn 300N 3答：人做的有用功为1440J；动滑轮的重力为180N;(3)人拉起货物时的机械效率为80%。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

9、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：1动滑轮重为200N2此过程中，工人对绳的拉力做功1000J3重物匀速上升过程中，它的机械能增大4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g 80kg 10N/kg=800N物体上升的高度h 1m，此时滑轮组做的有用功为W有=G物h 800N 1m 800JW总=W1=800J=1000J总80%而W总二W有W额有

10、W额=WW有=1000J 800J=200J又因为=Gh可得=叫200J 200N动h 1m均正确。机械能是动能和势能的总和, 增大，正确。若要滑轮组的机械效率达到根据机械效率公式100%=80%有，总功为当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能90%，由效率公式有W有m物gh有100%=物90%13（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Co&如图所示，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。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的

11、关系正确的是（）A.FinB.FIF2,nF2,n=n【答案】B【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Fi_ G物nG动3 G物6Fi G物nG动G物2G动所以FiF2故CD错误；绳子末端移动距离与物体上升高度关系s=nh滑轮相同，提升重物相同，由W有100%W总丿总、G物h100%FsG物h1G物G动|nh n*100%色100%G物G动可知n=n故A错误，B正确。故选Bo9.如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B

12、时，以滑轮的轴为参照物，物体B是_的（选填 静上”或运动”），此时力F2大小为_牛。若Fi和F2所做的功相等，物体A、B移动的距离之比是 _，当绳子自由端 上升1米时，力F2所做的功为 _焦。【答案】静止10 1:110【解析】【详解】1以滑轮的轴为参照物，物体B相对与参照物的位置没有改变，是静止的；2 B物体使用的是动滑轮，能省一半力，不计滑轮的重和摩擦，拉力：1 1F2= G=X20N=10N2 23因为使用任何机械都不能省功，当F1和F2所做的功相等，物体A. B重力相同，移动的距离相同，故距离之比是1：1。4当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为：W=Fs=10N 1m=10J。10

13、.质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N,不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（）A.作用在绳端的拉力F为6NB.在1s内拉力F做功1.2JC.在1s内拉力F的功率是0.4WD.水平桌面对物体A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【详解】C.物体A与桌面的滑动摩擦力为30ND.若对物体A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【答案】D【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 下降了40cm，则AA.

14、绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N.故A错误；B.根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体s=vt=0.2m/sx2N，所以，作用在绳端的拉力F为A在1s内通过的距离为1s=0.2m绳子自由端移动的距离为s=3s =3x0.2m=0.6m在1s内拉力F做功为W=Fs=2NX故B正确；C.在1s内拉力F的功率为回1.2W1s故C错误；D.由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3,物体做匀速直所以f=6N故D错误。故选B。11.如图所示，置于水平桌面上的物体 在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体 及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是(A重50N,物体B重30N,动滑轮重10N,物体BA

15、在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重)2倍，物体B移动的距离为S 2h 2 40cm 80cm=0.8m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1 1F-(GBG动)-(30N 10N) 20N绳子拉力对物体A做的功为W FS 20N 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f F20N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

16、体A也匀速移动，这时物体A受到平衡力，则拉力为F = / + F/ = 2!IX + 2(1 A = 1O.V F f F20N20N=40N故D正确。故选D。12.如图所示，工人师傅用250N的力F将重为400N的物体在20s内匀速提升2m,若不计绳重和摩擦，以下说法错误的是：(A.动滑轮重力为100NB.工人做功的功率为50WC.滑轮组的机械效率为53.3%D.若提升物重变为500N，则拉力F为300N【答案】C【解析】【详解】A.由图知n=2,不计绳重和摩擦，拉力：1F = G G动；2刀则动滑轮的重力:G动=2FG=2 250N-400N=100N；故A正确，不符合题意；B.绳自由端移

17、动的距离:s=2h=2 2m=4m；拉力做的功：W总=Fs=250N4m=1000J工人做功的功率即为拉力F的功率：p =W总=1000J=50W；t20s故B正确，不符合题意；C.拉力做的有用功：W=Gh=400N2m=800J；滑轮组的机械效率：W100%=800J100%=80%；W总1000J故C错误，符合题意；D若提升物重变为G =500N，则拉力为：11F二G+G动二500N+100N =300N;22故D正确，不符合题意。13.建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，砖都以相同的速度

18、匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为功为Wi、W2、W3,有用功率为PI、P2、P3,机械效率为 叩、n、邛，则（）A.Fi+F?=F3B.Wi+W2=W3C.n+n=nD.Pi+F2=P3【答案】D【解析】【分析】1由图可知，作用在动滑轮上绳子为2股；绳重，摩擦不计时，用F=（G+G动）分析Fl、F2、F3，拉力做的nW有Gh GF1,F2,F3之间关系；再依 =匚厂=。通过计算特殊值，判断等式是否成立。W总G总h G+G动14.工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过【详解】A.由题意得1 1Fi=（G+G动）=（G+G动）；n2

19、11F2=（2G+G动）=一（2G+G动）；n21 1 1Fi+F2=（G+G动）+ （2G+G动）=（3G+2G动）11F3=（3G+G动）=（3G+G动）n2因为11（3G +2 G动）（3G+G动）22所以（F1+ F2PF3故A不符合题意；E.由于物体升高均为h；W1+W2=Fih+F2h=（Fi+F2）hW3=F3h；因为（Fi+F2） F3所以（W1+W2PW3故B不合符题意；W有Gh GC.依= =，说明滑轮组一定时，物重越大，机械效率越大，即W G总h G+G动123，故C不合符题意;GhD由Wa=Gh,P=G可知tGh 2Gh + t t所以R+P2=P3,故D符合题意。故选

20、Do【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。R+P2F33Gh3Ght程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中F列说法不正确的是()【答案】B【解析】【分析】(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态， 受到的拉力和摩擦力是一对平衡力， 二力的 大小相等， 根据FAf 0.4G求出物体受到的拉力；W占根据W Fs求出拉力F做的功，根据P总求出拉力F的功率；t任何机械效率一定小于100%。【详解】A.由图可知，n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s nsA2 2m 4m故A正确，不符合题意；B.物体沿水平方向匀速移动时

21、处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则 物体受到的拉力故B错误，符合题意；C.拉力F做的功则拉力F的功率PW理 375Wt 4s故C正确，不符合题意；D.该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D正确，不符合题意。故选B。A.绳子自由端沿水平方向移动了4mC.拉力F的功率为375WB.物体受到的拉力为750ND.该滑轮组的机械效率一定小于100%(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s nsA求出绳子自由端沿水平方向移动;0.4 1500N600N0.4GW总Fs 375N 4m 1500J15.利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物

22、提升相等高度。若绳 重和摩擦不计，下列分析中正确是()A若物体升高高度为h,则拉力移动的距离为s甲2h，$乙2h，则s甲s乙。故A错 误；B.甲中：2F甲=G动+G，乙中：2F乙=G动G，所以F甲=卩乙。故B错误；C.甲中：W甲额二G动h，乙中：W乙额二G动h，所以W甲额二W乙额。故C正确；D.机械效率公式：=Wt=Gh _Gh _G=WH= Fs Fnh nF，总、所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D错误。16.在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不【答案】D【解析】【分析】【详解】由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦

23、力；滑轮组 是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力A.甲图中绳自由端移动距离较小C.两种方式所做的额外功相等【答案】C【解析】【详解】B.乙图中绳自由端作用力较小D.增大提升高度，机械效率都会变大0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小C. 60N 0.2m/sB.150N 0.1m/sD.30N 0.2m/s考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以A.300N 0.1m/sF1f - 60N=30N2 2有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的 移动速度是物体移动速度的2倍，即v=0.1m/s 2=0.2m/s故选D。17.如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为

24、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（ ）A.400NB.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物G动求出动滑轮的重力为nG动3FG物3 250N600N150N当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为FG物nG动11200N150N450N综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。故选B。18.如图所示，在水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力为300N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是B.拉力F的大小为200ND.绳自由端移动了1m【答案】C2倍，故绳子自由端【解析】【详解】AB.由图知，n=2,不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力1 1F -f - 300N2 2150N故A、B错误；CD.绳子的自由端移动的距离故C正确、D错误。故选C