2020-2021中考物理滑轮组的力问题大题培优易错难题

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/sx1s=0.2m绳子自由端

2、移动的距离为s=3s'=3X0.2m=0.6m在1s内拉力F做功为W=Fs=2NX0.6m=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 .(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)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

3、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。3 .如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20

4、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101:110【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；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：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=10N1m=10J。

5、4 .用如图所示的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/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】1044【解析】【分析】【详解】(1)由图知，n=2,则拉力端移动的距离s=2h,滑轮组的机械效率:Wr用GhGhGW息FSF2h2F则拉力16N280%10N(2)拉力端移动的速度拉力做功功率：(3)不计绳重及摩擦，拉力动滑轮重力：v=2v物=2XQ2m/s=0.4m/s,P=Fv=10NXO4m/s=4W;l1-F-GG动2G动=2F-G=2X10N-16N=4N.5 .小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都

6、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。6 .如图所示，不计绳子、滑轮的

7、重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为N,拉力F的功率为W;将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。【答案】2040不变【解析】【分析】使用动滑轮可以省一半力；物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度；根据pW_FsFv算出拉力F的功率；影响摩擦力tt的因素：压力和接触面的粗糙程度。【详解】1因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为F2F210N20N物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦

8、力一对平衡力，大小相等，则fF20N2由图知有2段绳子拉着物体，则有v绳2v物22m/s4m/s则拉力F的功率为pFv绳10N4m/s=40W3将拉力F增大为20N时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。【点睛】本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。7 .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=400N且竖直向下。求在此过程中：(1

9、)动滑轮对货物做的有用功；(2)拉力F所做的总功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用该装置提升货物时的机械效率小【答案】(1)720J;(2)800J;(3)160W;(4)90%【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W有G物h(2)动滑轮与2股绳子接触，故n=2,拉力W总FsnFh(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为PW总Pt(4)该装置提升货物时的机械效率为W100%W心、答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J;(2)拉力F所做的总功为800J；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%。720N1m72

10、0JF所做的总功为2400N1m800J800J160W5s制90%8 .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h1

11、m,此时滑轮组做的有用功为W有=6物h800N1m800JW根据机械效率公式=-Wk100%=80%有，总功为W有800JW己=1000J心80%惘=WW有=1000J800J=200J又因为W®二6动h可得W额200J6动=200Nh1m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-100%=-mgh90%1，-(miwgm&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，机械效率能达到故选Co90%,错误。9.某

12、同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动，拉力为125N（不计绳重及摩擦），则动滑轮重N,5s内人拉绳子做的功是Jo【答案】75375【解析】【分析】【详解】1看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3。根据滑轮组受力关系Gw+G得解得包75N。2绳子末端移动距离5s内人拉绳子做的功125NSnhnv物t300N+G330.2m/s5s3mWFs125N3m375J10.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）()【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮，拉力F=G;上，1-B.图中滑轮是动滑轮，拉力FG;2，-，1一C.

13、图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力FG;2，-，1一D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力F-G;3所以最省力的是D中滑轮组。故选D。11.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Fl、F2和F3,则这三个力的大小关系是：Af仁F2=F3B.fi>F2>F3C.F3>F2>FiD.F2>F3>Fi【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Fl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：Fl<F2

14、<F3.故选C.12.用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N的A、B两物体，在相同时间内提升相同的高度；已知滑轮重1N,绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是)A.手的拉力F乙二10NB.利用乙种方式做的有用功比较多C.甲种方式的机械效率大于乙种方式D.手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大【答案】C【解析】【详解】A.乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙=1(G+G动产1X(10N+1N)=5.5N22故A错误；B.利用两种滑轮都是将G=10N的物体提升相同的高度h,由公式W有用=Gh知，有用功相同，故B

15、错误；C.甲乙装置所做的有用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功较多，也、，口上e,，,，q,Wr用-旧、,人就是乙装置的总功较大，由公式中知，甲方式的机械效率较高，故C正确；WD.因为乙装置总功较大，并且在相同时间内提升物体，由公式P=W知，乙装置手的拉t力做功功率较大，故D错误。故选Co13 .如图，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N,建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中，下列说法正确的是()B.工人拉绳的速度为2.4m/sD.工人做功的机械效率小于90%A.工人的拉力为500NC.工人做功的功率为400W【答案】D【解析】【分析】【详解

16、】由两根绳子承担物重，动滑轮和建材总重为1000N,由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人的拉力应大于500N,故A错；工人拉绳的速度应是物体上升速度的2倍为1.6m/s,故B错；若部考虑绳重和摩擦，工人做功的功率为P=Fv绳=500Nx1.6m/s=800W,由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人做功的功率应大于800W,故C错；对物体做的有用功为Wa=Gh=900NX10m=9000J,而拉力做的总功应大于1000J,所以工人做功的机械效率小于90%,故D正确；应选D.14 .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的大小和物体F的作用下以2米/秒的速度匀速

17、向上运动.若不计滑轮重及摩擦，则拉力向上运动的速度为A. 10牛，4米/秒C.10牛，2米/秒【答案】A【解析】B. 2.5牛，4米/秒D.2.5牛，2米/秒由图可知，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：2x2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为：F=2G=2X5N=10N故选A.15.工人用如图所示的滑轮组，在程中，所用的拉力大小为375N,4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中卜列说法不正确的是（）A.绳子自由端沿水平方向移动了C.拉力F的功率为375W4mB.物

18、体受到的拉力为750ND.该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移动；(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Faf0.4G求出物体受到的拉力；根据WFs求出拉力F做的功，根据P：虫求出拉力F的功率；(4)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snsA22m4m故A正确，不符合题意；0.41500N600N0.4GB.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则

19、物体受到的拉力故B错误，符合题意；Fs375N4m1500JC.拉力F做的功则拉力F的功率W总1500J-上匕375W4s5000N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Bo16.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()JOAA.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

20、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=1xlm/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FA=3F+G定=3X300N+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=Fa'=1000N根据杠杆的平衡条件FaXOA=FbXOB,且OA:OB=1:2,所以Fb=FaXOA=1000NX-OA-=500NOB2OA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

21、体M对杠杆的拉力，即Fb'=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#=Gm-Fb'=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=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

22、等，所以工人对地面的压力Fffi=F支=400N故C正确；D.由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计，由F=1（G+G动）可得，建筑材料P重2G=2F-G动=2X300N-100N=500N故D错误。故选Co17.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2mB.拉力F的功率为20WC.物体A与桌面间的滑动摩擦力为40ND.吊着B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，

23、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，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1 1f=-Gb=-X40N=20N22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=20N.A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：F=f+1Gb=20N+20N=40N,2拉力F的功率为:WFs40N1mP=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=40NX0.5m=20JD错误.18 .利用质量相等的滑轮，组装