南京精选中考物理易错题专题复习滑轮组的省力问题

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米，每袋大米的质量是 50kg,绳子能承受的最大拉力为1200N,不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦， g取10N/kg,则至少需要吊运的次数是（）A. 9 次B. 10 次C. 11 次D. 12 次【答案】D【解析】【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4,最大拉力F 1200N , 一次能吊起的大米重力为：G1 4F 4 1200N4800N ,一次能吊起的大米质量为:480kg ,G 4800N mig 10N/kg因为每袋大米的质量是 50kg,故一次能吊起的大米袋数为:a由题意知一次能吊起 9袋大米，即则至少需要

2、吊运的次数是：n至少需要吊运12次。故选Do480kg50kg / 袋100袋9袋/次11.1 次，2.如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦。水平拉力F作用下将重为30N的物体A匀速拉动，已知绳子自由端速度为0.3m/s,物体A受到的摩擦力f 0.1G ,水平拉力F为N ,在2s内物体移动的距离为 m。【答案】1 0.2【解析】【详解】1由图可知，连接动滑轮的绳子股数f不计绳重及摩擦，则水平拉力：Fn=3,由题意知，物体 A受到的摩擦力0.1G 0.1 30N 3N1 ,1f 3N 1Nn 32物体的速度：1 v物 v绳ns由v ；得，在2s内物体移动的距离s物1 , 0.3m/s 0.1m/s3

3、v物t 0.1m/s 2s 0.2m故2s内物体移动的距离为0.2m。3.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N的物体匀速提起。已知他自身所受的重力为500 N,双脚与地面的总接触面积为400 cm2,动滑轮所受的重力为 120 N,若不计绳重和摩擦，小夏对地面的压强为 Pa。【答案】7500【解析】【分析】【详解】小夏对绳子的拉力为1- 1、F G G动)-(280N 120N) 200N小夏受到绳子的拉力 F拉、重力G、地面的支持力 F支，因为小夏静止，小夏受到的重力等 于拉力加上支持力，则地面的支持力F 支 G 人 F拉 500N 200N300N由于力的作用是相互的，则小夏对地面的压

4、力% F支 300N受力面积S 400cm2 0.04m2小夏对地面的压强300N0.04m27500Pa4 .用如图所示的滑轮组，将重为16 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为80%,若不计绳重及摩擦，拉力 F为_N,拉力的功率为_W,动滑轮白重力为_N.【答案】10 4 4【解析】【分析】(1)由图知，n=2,则拉力端移动的距离Wr用W息s=2h,滑轮组的机械效率:Gh _Gh_ _GFS F 2h 2F则拉力16N2 80%10N(2)拉力端移动的速度v=2v 物=2X Q 2m/s=0.4m/s ,拉力做功功率：P=Fv=10NXQ4m/s=4W;(3)不计绳重

5、及摩擦，拉力动滑轮重力:G 动=2F G=2X10NP 16N=4N.5 .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。【答案】20 1【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1 一，一一，Ff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 力n=3,因不计绳重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉1 .1F f 60N 20

6、N332物体运动的距离为3m1m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。6 .在水平桌面上放一个重 300N的物体，物体与桌面间的摩擦力为 60N,如图所示，若不 考虑绳子重力和轮与轴之间的摩擦，使物体以0.1m/s的速度匀速移动时，水平拉力的大小为 N,拉力做功的功率为 W【答案】20 6【解析】【详解】因为物体在水平桌面上匀速运动，所以物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等， 即F 拉 f 60N从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，绳子自 由端的水平拉力为11F F 60N=20N33水平拉力的功

7、率P W Fs Fv F 3 v物 20N 3 0.1m/s=6Wt t7 .小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都匀速提物体，做实验情况如图 所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论。(1)由(a) (b)两图。(2)由(c) (b)两图。【答案】使用动滑轮匀速(竖直)提物体，省力但是不能改变用力的方向。使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小。【解析】【详解】1由图可知，比较(a)、(b)两图提起物体一样重，(b)中弹簧测力计示数小于(a)中弹簧测力计 示数，所以：使用动滑轮可以省力，动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方

8、向；(2)2比较图(b)与(c)可得：使用动滑轮匀速提升不重物时，物体重力越轻，所用的拉力越小，越省力。8 .如图所示，物体 A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。（1）以上装置中属于动滑轮的是 （填字母）。（2）物体A所受的摩擦力为 No（3）若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左匀速运动，则这个力F大小应为N。【答案】M 5 10【解析】 【详解】1由于M随物体移动而发生位置变化，所以 M是动滑轮。2A对B的拉力为F,动滑轮M和B受力分析可知中：2F=Gm+Gb2N 8NF 2N 8N 5N2A受力平衡，所以摩擦力 f=F=5N。3A向

9、左匀速运动时，受力平衡：F 左=f+F=5N+5N=10N 。9 .用一个动滑轮提起重 100N的物体（绳重与摩擦不计），所用拉力60N。若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时，拉力功率为 Wo较前一次提升物体，该 滑轮的机械效率 （选填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】44变大【解析】【详解】1根据题意可知，物体以 0.2m/s速度匀速上升，对于动滑轮，绳子移动的速度v=2 0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计，则拉力1F = - （G 物+G 动）2即60N= 1（100N+ G 动）解得G动=20N,用此动滑轮将重 200N的物体时，拉力F'=；（20

10、0N+20N）=110N拉力功率为P=F' v=110N 0.4m/s=44W拉力功率为44W。2较前一次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重 不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。10 .为了开发和利用深海的资源，我国某科研考察队在远海进行科学实验时，使用母船上 的起降设备，将我国最新自主研制的“潜龙三号”无人潜水器，从母船甲板上吊起并降到 海面上，如图甲所示，该起降设备利用了液压装置、杠杆、滑轮组等，“潜龙三号”潜水 器是我国最新研制的具有高智能的自动巡航潜水器，长3.5米、高1.5米、重1.5吨，可抵达3850

11、米深海连续航行 42小时48分钟、航程15682公里。(1)起降设备中滑轮组的结构示意图如图乙所示，请你用笔画线代表钢丝绳，画出最省力的 绕线方法。(2)该起降设备若在1min内将 动机提供，电动机的输出功率是(3)该滑轮组的机械效率是多少“潜龙三号”10kW,匀速提升了20m,该过程中钢丝绳的拉力由电则钢丝绳的拉力是多少【分析】7500N50%(1)在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向。(2)已知作用在动滑轮上的绳子段数和“潜龙三号”上升的高度，可以得到钢丝绳拉下的长 度；已知电动机的输出功率，可以得到拉力做的功；已知拉力做的功和做功时间，利用公八_ W式P

12、1得到拉力。(3)根据G mg和W有 Gh求出有用功，再根据匹 100%求出该滑轮组的机械效W,百、 率。【详解】(1)1对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有4股和5股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有5股绕线的方法拉力方向向上；有 4股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知拉力方向向下，因此从定滑轮上固定，如图所示：(2)2钢丝绳端移动的距离s nh 4 20m 80m把“潜龙三号”提升 20m拉力做的功W Pt 10 103W 60s 6 105 J钢丝绳的拉力6 105J80m7500N(3)3 “潜龙三号”的重力G mg 1.5 103kg 10N/k

13、g 1.5 104N有用功_4_ _5W Gh 1.5 10 N 20m 3 10 J滑轮组的机械效率W有-100%_ 53 10 J7_ 56 10 J100%50%11 .如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中下列说法正确的是)A.绳子自由端移动的距离为2mB.物体与地面间的滑动摩擦力为48NC.拉力F的功率为4WD.有用功为120J【答案】B【解析】【分析】【详解】A.由图知n=3,则绳子自由端移动的距离s 绳=3s 物=3v 物t = 3X 0.2m/s x 10s6m故A

14、错；B.因为= 100% =曳 100%= Js 100%= _L 100%=80%W怠F随F3s3F所以物体与地面间的滑动摩擦力f 3F 80% 3 20N 80% 48N故B正确；C.拉力做的功为W 总=Fs= 20NX 6m= 120J拉力做功的功率W 总 120J p 丝12W t 10s故C错误；D.有用功Wx = fs 物="物t=48NX 0.2m/s X10s96J故D错。故选BoA. W2一定小于WiB. S2一定小于siC. F2一定大于G/3D. F2一定大于Fi/3【答案】D【解析】【分析】Si12.如图所示，水平拉力 F1 （6N）将物体（G=9N）沿直线匀

15、速拉动 s1的距离，做功 W1, 借助滑轮组，F2使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s1，F2所拉绳端的上升距离为跳，做功为W2,则（）【详解】水平拉力Fi将物体沿直线匀速拉动做功:Wi 3借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，拉绳端的上升距离为S2,做功：W2 F2S2；A .做功W2 Wi W动,故A错误；B.有3股绳子承担S2 3s,故B错误；_1 一CD. F2 G轮 F1，故C错误，D正确。3故选D。13.工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为400N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离.Fi、F2始终沿竖直方向；图甲中 BO=2AO,图乙中动滑轮重为

16、50N,重物上升速 度为0.02m/s ,不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）Fi的方向也是竖直向下的，在提升2倍，由于不计摩擦及杠杆自重，所甲乙A.甲方式Fi由150N逐渐变大B.乙方式F2的功率为3WC.甲乙两种方式都省一半的力D.乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%【答案】D【解析】【详解】A.由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值是：Li OB 2L2 OA i所以，动力Fi的大小始终不变，故 A错误；BC.由于在甲图中，OB=2OA,即动力臂为阻力臂的 以，由杠杆平衡条件知道，动力为阻力的一半，即i iFi -G - 400N200

17、N22由图乙知道，承担物重是绳子的段数是n=3,不计绳重和摩擦，则1 1F2 G G动500N+50N150N ,2 2即乙中不是省力一半；所以，绳子的自由端的速度是：v 绳=0.02m/s x 3=0.06m/s故乙方式F2的功率是：P=F2 v 绳=150NX 0.06m/s=9W,故BC错误；D.不计绳重和摩擦，乙方式中滑轮组的机械效率是：Wt 用Gh400N 100%= 100%=100% 88.9%WGh G 轮 h400N 50N故D正确.14.用一动滑轮将重物匀速提升2 m,人对绳子的自由端所用力是40 N,不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是A. 80N, 80JB

18、. 80N, 160J C. 40N, 160J" D. 40N, 80J【答案】B【解析】【分析】【详解】动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为：G 2F 2 40N 80N ;由h 2m得s 2h 2 2m 4m,提升重物所做的功：W Fs 40N 4m 160J. 故选B.15.物体做匀速直线运动，拉力 F=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到 的摩擦力是（）A. 60N【答案】DB. 120NC. 20ND. 180N1 .分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据F - f得n到物体受到的摩擦力。【详解】由图可知，动滑轮上的绳

19、子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力f 3F 3 60N 180N故选D。【点睛】本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。16.如图，某同学旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面。他借助该装置提升100N的重物（不计摩擦和装置的自重）。下列说法正确的是（）A.可以把A、B简化看成动滑轮B.人将绳拉过1m时，物体也上升1mC.物体匀速上升时，人对绳的拉力为20ND.利用该装置不能省力，但能改变力的方向【答案】C【解析】【分析】【详解】A.由图知道，提升物体时，A的轴固定不动，即

20、属于定滑轮；而B和物体一起移动，属于动滑轮，故A错误；B.由图知道，A、B组成的是滑轮组，且 n=5,所以，拉力端移动距离s=5h当人将绳拉过1m时，物体上升的高度 h=0.2m,故B错误；C.不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力11F1 一 G - 100N20N55故C正确；D.由以上分析及图示知道，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故 D错误。故选Co17 .小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦，针对这一现象，小明得出了 4个结论：F1做的功等于F2做的功；甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；使用乙滑轮组

21、比甲滑轮组更加省力；F1做功的功率等于 F2做功的功率；其中正确的为（）甲 乙A.、B.、 C.、D.、【答案】D【解析】【分析】【详解】在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升 的高度相同，所以两次拉力做的功都等于W总 Fs= G G 动 h故Fi做的功等于F2做的功，正确；在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为W 有用GhG即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为Fi- GG动2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力两次拉力做的功，用时也相等，根据F2,正确；cW一P丁知，Fi做功的功率等于F2做功的

22、功率，正确；故选Do18 .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 ( )【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B.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即 F _，一一 1 八C.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故选CoFi、F2 和 F3,则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A. Fi=F2=F3B