2020-2021中考物理滑轮组的省力问题综合题汇编及答案解析

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1.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】A.绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N,所以，作用在绳端的拉力F为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 A在1s内通过的距离为 s=vt=0.2m/s x 1s=0.

2、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 0.6m=1.2J故B正确;C.在1s内拉力F的功率为1.2J1s1.2W故C错误;D.由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3,物体做匀速直线运动，则所以f=6N故D错误。故选B。2.如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦）， 其中甲装置为 滑轮，它的优点是可以 ,若相同时间内，拉力Fi、F2做相同的功，则拉力 Fi、F2做功时白功率 Pi P2,重物被竖直提升的高度h甲 h乙（最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”）.【答案】定 可以改变用力的方向等于 等于【

3、解析】【分析】【详解】1由图示可知，甲是定滑轮；2甲装置中物体向上运动，拉力的方向是向下，所以甲滑轮可以改变用力方向；3相同时间内，拉力 Fi、F2做相同的功，根据 P=W可知，拉力Fi、F2做功时的功率 P1等于P2；4用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），它们都是克服物体的重力做功，即 W=Gh,因为拉力Fi、F2做的功相同，所以重物被竖直提升的高度相同，h甲等于h乙.3.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

4、的距离之比是 ,当绳子自由端 上升i米时，力F2所做的功为 焦。【答案】静止 i0 i：i i0【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；2B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：F2=-G=- X 20N=10N223因为使用任何机械都不能省功，当Fi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。4 .如图所示为家用手摇晾衣架，它是我们生活中经常使用的简单机械，其中A、B两滑轮中属于动滑轮的是 ;若衣服和晾衣架的总重力为 2

5、00N ,晾衣架上升的高度为1m, 不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力 F N,绕进旋轮上的绳子长度是m 。【答案】B 50 41使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，由图可知B为动滑轮；2由图可知承重绳为 4股，衣服和晾衣架的总重力为 200N ,所以绳子的拉力G 200Nn 450N3承重绳为4股，所以绕进旋轮上的绳子长度是S=4h=4X1m=4m【点睛】5 .如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力F的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为6N,则物体受到地面的摩擦力大小为No 一段时间内物体沿水平方向移动了 5m,拉力F做功 Jo【答案】12 6

6、0【解析】【分析】【详解】1由图可知，n=2,弹簧测力计的示数为6N,则拉力为6N,摩擦力f=2x 6N=12N摩擦力为12N。2拉力移动的距离s =2s=2 5m=10m拉力做的功W=Fs=6N x 10m=60J拉力做的功为60J。6 .如图所示，用力 Fi和F2分别匀速提起物体 C时，滑轮 可以看作等臂杠杆（选填 “做“B” .若物体C重为50牛，滑轮重力不计，则力F2的大小为 牛.4力,- J 跖【答案】A 25【解析】 【详解】1由图可知，A滑轮是定滑轮，所以滑轮 A是等臂杠杆。2滑轮B是动滑轮，省一半力，所以F2的大小为25N。7 .高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障

7、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个相同的坠泥，每个坠泥质量为 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内坠泥串下 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个坠泥的总重力G=mg=25kg x 20X 10N/kg=5000N由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数 n=2,图中坠泥挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G 2FA则输电线A端受到的拉力大小Fa=2G=2X 5000N=1 X4N0

8、2图中坠泥挂在钢绳的自由端，则坠泥串下降高度h=2sA,则输电线 A端向左移动的距离Sa1h 12240cm=20cm=0.2mA端向左移动速度vSa0.2m /0.04m/s5s8 . 一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升 1m。( g=10N/kg)求：(1)他站在地面上时对地面的压强多大？(2)画出滑轮组的绕线方式。(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多大?【答案】；(3)40W13750Pa； (2)【解析】【分析】【详解】G 人mg 55kg 10N/kgS S0.04m21375

9、0Pa(1)站在地面上时，对地面的压力大小等于自身重力，则对地面的压强为(2)因为重物运动方向向上，人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向，拉力方向向下, 股绳子与动滑轮接触以省力，故滑轮组的绕线方式如图所示：(3)有用功为克服重物重力势能做的功，为W有G物h拉力做的总功为拉力的功率与所用时间的乘积，为W总 Pt滑轮组的机械效率为=% 100%W心、可知W有 G物hW总Pt600N 1m20s 0.7540W答：(1)他站在地面上时对地面的压强是13750Pa；(2)滑轮组的绕线方式见解析；(3)拉力的功率是40W。9 . (1)如图甲所示，图中的装置相当于一个 (填一种简单机械的名称).甲(2

10、)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是 乙(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能 自动回头的 魔罐“，当将魔罐 在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说 明丙【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)1由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用 有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)2图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长 度，因为在斜面高一定时，斜面越长越省力，所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；(3)3魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动

11、的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势 能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹 性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。魔罐来回滚动，说明了机械能是可以相互转化的。10.如图所示，用Fi的力将物体B匀速提升h,若借助滑轮组用 F2的力把物体B匀速提升 相同高度。下列说法确的是（）A.使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的两倍B. Fi 一定大于F2FihC.滑轮组的机械效率为 -3hF 2D. F2做功的功率比Fi做功的功率大【答案】D【解析】【分析】【详解】A.动滑轮与3股绳接触，故n=3,使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度

12、的 三倍，故A错误；B.由于L G G动Fi G动F 2=33故如果动滑轮很重，则 Fi不一定大于F2,故B错误；C.滑轮组的机械效率为% i00%再皿WnF2h 3F2h故C错误；D. Fi做功的功率为R = F1vF2做功的功率为P2 nF2v （Fi G 动）v可知，F2做功的功率比Fi做功的功率大，故 D正确。故选D。ii.如图甲所示，重为i60N的物体在大小为20N,水平向左的拉力 Fi作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力Fi不变，用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了im,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）门W八甲乙A.物体向左运动时

13、，拉力 Fi的功率Pi=60WB.物体与地面之间的摩擦力 f=20NC.物体向右运动时，拉力 F2=40ND.物体向右运动时，拉力 F2所做的功 W2=80J【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为v 2v物 2 3m/s 6m/s则物体向左运动时，由 P W Fs Fv可得拉力Fi的功率 t tR F1v 20N 6m/s 120W故A错误；B.图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的 段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力f 2F1 2 20N

14、40N故B错误；C.物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向 左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2,则有2F2 2F1 f 80N解得F2=40N,故C正确；D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2所做的功W2 F2s240N 2 1m 80J故D正确。故选CD。12.如图所示，甲滑轮组中滑轮的质量均为m,乙滑轮组中滑轮的质量均为0.5m,用甲、乙滑轮组分别使重力均为 G的重物在相同时间内匀速上升相同高度h,绳子自由端的拉力分别为Fi、F2。不计绳重和摩擦， 则下列判断正

15、确的是(甲 乙A.拉力Fi小于F2B.拉力Fi的功率小于F2的功率C.拉力F1做的功小于拉力 F2做的功D.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率【答案】D【解析】【分析】 【详解】A.由图知，图甲、图乙滑轮组，n=3,因为不计绳重和滑轮轴处摩擦，所以Fi = (G+G 甲尸一(G+mg), F2= (G+G 乙尸一(G+0.5mg)3333故Fi F2,故A错误；BC.重物在相同时间内匀速上升相同高度h,则拉力移动距离 s相同，拉力做功Wi= Fis, W2=F2s故Wi W2,因为做功时间相同，所以拉力F1的功率大于F2的功率，故BC错误；D,甲滑轮组和乙滑轮组做的有用功相同，G甲G乙，

16、则甲滑轮组做的额外功多，故甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。G匀速提升13.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）In,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* F乙，故A错误；B.不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲=5

17、甲$甲=（G物+G轮）/3Xh= （G物+G轮）hW 乙=F3 乙=（G物 +G轮）/2Xh= （G物 +G轮）h/.,W =W 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，W额=G轮h, W有用二G物h,所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为W有用/W总，滑轮组的机械效率相同，故D正确； 故答案为Do14 .如图所示的滑轮装置，重为 5牛的物体挂在绳端，力 F作同在滑轮的轴上，滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦，则拉力F的大小和物体向上运动的速度为A. 10

18、牛，4米/秒C. 10牛，2米/秒B. 2.5牛，4米/秒D. 2.5牛，2米/秒【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动，重物的速度为：2 x 2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的 2倍，因此拉力为：F=2G=2X5N=10N5000N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的速度故选A.15 .如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M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。当工人用匀速拉动绳子时（）

19、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vv 绳=工 x lm/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=3X 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 FaxOA=Fbx OB,且OA:OB=1:2,所以OAOAFb=Fa

20、X =1000NX =500N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Fm 支才e=GM- F b =5000N-500N=4500N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 a=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=

21、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FmF 支=400N故C正确；D.由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计，由F=-（G+G动）可得，建筑材料 P重2G=2F-G 动=2X300N-100N=500N故D错误。故选CoA.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】CB.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16 .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簿 2

22、h ,电 2h ,则s甲电。故A错误;B.甲中：2F甲=6动+6,乙中：2F乙=6动G ,所以F甲二5乙。故B错误;C.甲中：W?额=G动h ,乙中：W乙额二G动h ,所以W/甲额=Wt额。故C正确;D.机械效率公式：W Gh Gh G W Fs Fnh nF心、所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D错误。17 .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)【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；1A.此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即 F G;2B.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即

23、F G ;一L 1 八G此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则F G ；3， 一，1八D.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则F -Go2由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是a故选a18.如图所示，在粗糙水平地面上，用 10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木 板B静止，木块 A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了 0.5m,滑轮组的机械效率为 80%?下列说法正确的是（）A.木块A受到的摩擦力为5NB.地面对木板 B的摩擦力为4NC. 5s内绳子拉力对木板 B做的功为2JD.拉力F的功率为0.5W【答案】D【解析】【分析】【详解】W

24、F绳 2sA.滑轮组的机械效率为 80%,根据公式 =可算出绳子上的力为 W息F拉sF拉 80% 10N 80% .F 绳=4N22木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力等于绳子上的 力，为4N, A错误；B.木板B静止，受力平衡，对其受力分析，受到绳子的拉力为 5N,方向向右，还受到木 块A的摩擦力为4N,方向向左，因此地面给木板B的摩擦力大小为1N,方向向左，B错误；C. 5s内木板B静止，绳子拉力对木板 B做的功为0J, C错误；D. 5s内木块A移动了 0.5m,则拉力拉着滑轮移动了 0.25m,拉力F的功率为 W Fs 10N 0.25m 八，P0.5Wt t 5sD正确。 故选D。19.使用一个动滑轮匀速提升一个物体时，若分别沿如图所示的方向用力Fi、F2和F3,则这三个力的大小关系是：Fi1 1A. Fi=F2=F3B. FiF2F3C. F3F2F1D, F2F3Fi【答案】C【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Fi的力臂为直径，力臂最大，F2的力臂较大，F3的力臂最小，由杠杆平衡条件知，当阻力与阻力的力臂的积固定时，力臂越大，力越小.故三个力的关系为：FiF2F3.故选C.20.为了开发和利用深海的资源，我国某