2020-2021长沙中考物理复习滑轮组的力问题专项综合练习

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1.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No【答案】M510【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。2F=Gm+Gb2A对B的拉力为F,动滑轮M和B受力分析可知中：FA受力平衡，所以摩擦力f=F=5N。3A向左匀速运动时，受力平衡：F左=f+F=5N+5N=10N。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

2、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F1、F2做相同的功，则拉力F1、F2做功时白功率P1P2,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【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F1、F2做功时的功率Pi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

3、提升的高度相同，h甲等于h乙.3 .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W。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=20.2m/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）2解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时，拉力L=1(200N+20N)=110N2拉力功率为P=F'v=110N0.4m

4、/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。4 .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F1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

5、摩擦，拉力：F2=1G=-X20N=10N223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 .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Jo（不计绳重和摩擦）【答案】8020【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

6、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W额G轮h,知道提升的高度，可以求出动滑轮重；再利用F1G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【详解】WGh求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。1使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2,物体被提升的高度h=1m,拉力移动距离nh21m2m有用功为Gh8N1m8J拉力做的总功为Fs5N2m10J滑轮组的机械效率W-100%以100%10J80%2根据W总W有W额可知，额外功为W额W总W有10J8J2J不计绳重和摩擦，根据G轮h可知，动滑轮

7、的重力2J2N1m不计绳重和摩擦，则有2N18N10N拉力做的总功Fs10N2m20J心、6 .用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度，若不计绳子与滑轮的摩榛，装置更省力（选填“甲”或“乙”）。甲装置的机械效率乙装置的机械效率（选填“高于”、“低于”或“等于"）。甲图中若钩码总重100N,动滑轮重为20N,不计摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升的高度为m,滑轮组的机械效率为。【解析】【详解】1不计摩擦，拉力F=-（G物+G轮），n甲=3,n乙=2,绳子受的拉力:nF甲=（G物+G轮）,3F乙

8、=一（G物+G轮），2F甲F乙,甲更省力；2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=G物h,故利用滑轮组做的一E一、一一一，一gW有用功相同、额外功相同，总功相同，据f可知，滑轮组的机械效率相同，即：”甲W心、二刀乙；3如甲图，泥桶由3股绳子承担，则n=3,s=3h,s=6m,泥桶上升的高度为:h=-s=-6m=2m；334不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为:100%83.3%。叫用_助用_Gh_G_100NW总=Wr用W=GhG动h=GG动=100N20N7 .如图所示，用滑轮组将重120N的物体匀速提升2m,拉力为50N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，动滑轮重为N,额

9、外功为,滑轮组的机械效率为。【答案】306080%【解析】【分析】【详解】1由图知，n=3,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，拉力1,F=（G+G动）3则动滑轮的重力G动=3FG=3X50NF120N=30N2拉力做的有用功W有用=Gh=120NX2m=240J拉力端移动的距离s=3h=3X2m=6m拉力做的总功亚总=5»50NX6m=300J额外功W额=W总-W有用=300J-240J=60J3滑轮组的机械效率Wr用240Jri=80%"W总300J8 .工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重

10、忽略不计。则：(1)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是。动滑轮的重力是No(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m,作用在绳上的拉力为500N时，拉力的功率是W,运送建材的重力是N,此时的机械效率是。甲乙【答案】50%40020060060%.【解析】【分析】【详解】(1)1建材质量为40kg,其重力为由图乙得，当建材重力为2此时机械效率Gmg=40kg10N/kg=400N400N时，滑轮组机械效率为50%。400400+G动=50%解得G动=400N。(2)3滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了1

11、2m,则绳子段移动的距离为24m,拉力功率WFs500N24m=200Wtt60s4滑轮组省一半的力，所以G才+G动=2F解得G材=600N。5此时的机械效率为G材600an。/=60%G材G动600+4009 .某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J。【答案】753751看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3o根据滑轮组受力关系FG物+G动n得125N300N+G动3解得&75N。2绳子末端移动距离Snhnv物t30.2m/s5s3m5s内人拉绳子做的功WFs125N3m375

12、J10 .如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N,绳子拉出了6m,则物体受到的摩擦力为N,物体前进了m,弹簧测力计的示数为No（不计滑轮重、绳重和摩擦）【答案】602401由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3,所以物体M与地面间的摩擦力f=nF=3X20N=60N物体受到的摩擦力为60N。2物体移动的距离11胡一酶=6m=2m33物体前进了2m。3弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为F弹=2F=20NX2=40N弹簧测力计的示数为40N。11 .用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重

13、和摩擦力不计.则A.手的拉力：F甲二F乙；机械效率：刀甲二刀乙B.手的拉力：F甲F乙；机械效率：刀甲刀乙C.手的拉力：5甲5乙；机械效率：刀甲V”D.手的拉力：F甲F乙;机械效率：乙【答案】D【解析】【分析】【详解】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，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，则手的拉力：甲F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑r-W轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式可知，有用功相W息同时，总功越大的，机械效率越小；所以选D.12 .如图所示，物重为G的

14、物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（）A.由图像可知11=以由杠杆平衡条件F|iF2I2可得Fi=G,故正确，不符合题意;B.由图像可知滑轮组n=3,则F21G,故正确，不符合题意;3C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上，则F32G,故错误，符合题意;D.不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足-1八-FL=Gh即F4-G,故正确，不符合题息。故选C。13.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;一，,L1-B.图中滑轮是动滑轮，拉力FaG;，-，1一

15、C.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FG;3所以最省力的是D中滑轮组。故选D。0.2m/s的速度做匀14.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速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为的摩擦，则（g取10N/kg）（）2N,不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部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【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

16、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1.2J1.2W故C错误；D.由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3,1s物体做匀速直线运动，则f3所以f=6N故D错误。故选Bo15.小明用如图的滑轮组提升重为100N的物体，使其在5s内匀速上升2m,动滑轮的重为10N,不计绳重及摩擦，下列计算正确的是（）A.拉力F为50NB.绳子自由端移动的距离为6mC.此时滑轮组的机械效率为90.9%D.拉力的功率为40W【答

17、案】C【解析】【详解】A.由图知，通过动滑轮的绳子段数n=2,不计绳重及摩擦，则拉力：1 ,、,、F工(Q3)(100N10N)=55N,选项不符合题意；B.绳端移动的距离：s2h22m4m,选项不符合题意；C.所做的有用功：WGh100N2m=200J,拉力做的总功：WFs55N4m=220J,滑轮组的机械效率：Wk100%=200J100%90.9%W220J'心、选项符合题意；D.由C可知，拉力做的功:W总=220J,拉力的功率:220J5s=44W,选项不符合题意。16.物体做匀速直线运动，拉力的摩擦力是()故选CoF=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到B. 1

18、20NC. 20ND.180NA.60N【答案】D【解析】【分析】1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Fn到物体受到的摩擦力。【详解】由图可知，动滑轮上的绳子段数为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f3F360N180N故选Do【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。17.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。在此过程中卜列说法不正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了4mB.物体受到的

19、拉力为750NC.拉力F的功率为375WD.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；W根据WFs求出拉力F做的功，根据Pt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;B.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，则物体受到的拉力Faf0.4G0.41500N600N故B错误，符合题意;WFs375N4m1500J心、C.拉力F做的功则拉力F的功率W巧1500J375Wt4s故C正确，不符合题意;100%,故D正确，不符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合题意。故选Bo18.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;1-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FG;2B.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，