2020-2021中考物理综合题专练∶滑轮组的省力问题附详细答案

1、一、初中物理滑轮组的省力问题如图，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（）可以把A、B简化看成动滑轮人将绳拉过lm时，物体也上升lm物体匀速上升时，人对绳的拉力为20N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】由图知道，提升物体时，A的轴固定不动，即属于定滑轮；而B和物体一起移动，属于动滑轮，故A错误；由图知道，A、B组成的是滑轮组，且25,所以，拉力端移动距离s=5h当人将绳拉过lm时，物体上升的高度h=0.2m,故B错

2、误；不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力F=1g=1x100N=20N155故C正确；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Co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f60N,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mo【答案】201【解析】【分析】由图中滑轮组可知，门=3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重，根据滑轮组的省力公式F=-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得到物3体运动的距离。【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数是23,因不计绳

3、重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉力F4/=r60N=20N2物体运动的距离为5=1111物33【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。如图所示，在力F作用下使重200N的物体在水平面上做匀速直线运动，当&30N时，物体受到的摩擦力N（不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦）；当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离m。Z/Z/Z/Z/Z/【答案】608【解析】【详解】由图知道，使用动滑轮时，n=2,由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：2即物体受到的摩擦力是：2F=2x30N=60N；2由于“2,所以，当物体移动4m时，绳子自由端移动的

4、距离是：s=2sw=2x4m=8mo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200N，晾衣架上升的高度为lm,不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力尸=N,绕进旋轮上的绳子长度是m。【答案】B504【解析】【分析】【详解】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200N4=50N承重绳为4股，所以绕进旋轮上的绳子长度是5=4/7=4xlm=4m【点睛】如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井II己知物体在10s内被提升了

5、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：人做的有用功闪存用；动滑轮的重力G动；人拉起货物时的机械效率.【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:W仃用二Gb=720Nx2m=1440J；厂+厂(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为冲3,根据&，则动滑轮的重力为:nG动=nF-G=3x300N-720N=180N:(3)根据Wf,Gh=Gh=GFsFnhFn人拉起货物时的机械效率为:诗720N=80%o300NX3答:(1)人做的有用功为1440J；(2)动滑轮的重

6、力为180N：人拉起货物时的机械效率为80%。如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若G严G-所用竖直向上的拉力分别为代和尸一拉力做功的功率分别为片和人，两装置的机械效率分别为几和弘(忽略绳重和摩擦)，则下列选项中正确的是()甲.A.FF、弘/；2P,P2B坊笃产仏PTC.FtF2PiP2DR4【答案】B【解析】【详解】CD.不计绳重及摩擦，因为拉力：F=-(G+G3=2,h2=3,所以绳子受到的拉力分别为:片=*(q+G动)&=?q+G动）因为G=G、,故：FPg故CD项错误；AB.因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，】=G

7、，叫用=G，所以利%用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；由=X100%可知，机械效率相“总同，即：U7又因为所用时间相同，由尸=可知，拉力做功的功率：tPT故A项错误，B项正确。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）（）作用在绳端的拉力F为6N在Is内拉力F做功1.2J在Is内拉力F的功率是0.4W水平桌面对物体A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【详解】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

8、为2N.故A错误；根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A在Is内通过的距离为s=vt=0.2m/sxls=0.2m绳子自由端移动的距离为s=3s=3x0.2m=0.6m在Is内拉力F做功为W=FS=2NxO.6m=1.2J故B正确;C.在Is内拉力F的功率为=1.2W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3所以/=6N故D错误。故选B。8.如图所示，工人师傅用250N的力尸将重为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：()动滑轮重力为100N工人做功的功率为50W滑轮组的机械效率为53.3%若提升物重变为500N,则拉力

9、F为300N【答案】C【解析】【详解】由图知n=2,不计绳重和摩擦，拉力：f=*(g+g动);则动滑轮的重力：G.f=2F-G=2x250N-400N=100N；故A正确，不符合题意；绳自由端移动的距离：j=2/?=2x2nWm:拉力做的功：=Fs=250Nx4m=1000J工人做功的功率即为拉力F的功率:=50W:故E正确，不符合题意;W=G/?=400Nx2ni=800J:拉力做的有用功：滑轮组的机械效率：yQQQT一冇X1OO%=X100%=80%1000J故C错误，符合题意；D.若提升物重变为G=500N,则拉力为:(500N+100N)=300N；故D正确，不符合题意。9.如图所示，

10、用滑轮组提重力为140N的物体，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N。若重物与地面的接触面积S=2xl02m2,不计绳重和摩擦，每个滑轮质量相同，绳对Pa。滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。若拉力F为40N,则定滑轮对天花板的拉力为重物对地面的压强为【答案】901.5xl03【解析】【分析】【详解】2滑轮组的动滑轮绕3段绳，不计绳重和摩擦，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N,拉力的人小1F1=3（G+G功）动滑轮的重力G=3Fi-G=3x50N-140N=10N每个滑轮质量相同，定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N,对定滑轮受力分析，受到重力、下方两段绳子的拉力，天花板的拉力

11、，根据平衡条件得到FbG宦+2F=10N+2x40N=90N由力的作用相互性可知，定滑轮对天花板的拉力是90N。拉力F为40N时，滑轮组的动滑轮对物体的拉力F2=3F-G=3x40N-10N=110N地面对物体的支持力Fx=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互性可知物体对地面的压力F沪F尸30N物体对地面的压强F”：30N.p=；一-=1.5xlO3PaS2x10-nr10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的人小和物体向上运动的速度为A.10牛，4米/秒B.2.5牛，4米/

12、秒C.10牛，2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：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.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、绳重和摩擦力机械效率:b.手的拉力:f甲vf乙;机械效率：n甲vn乙手的拉力：FqF乙；机械效率：rwVr）乙手的拉力:FqF乙；机械效率:n甲r）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，

13、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：F（pF乙；两幅图中的W勺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=1可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小;所以选D.12如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M是重5000N的配重，杠杆AB的支点为0,已知长度0A:08=1:2,滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用300N的力竖直向下以lm/s的速度匀速拉动绳子时（）B0A.建筑材料P上升的速度为3m/sB.物体M对地面

14、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】物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v=v=Xlm/s=0.5m/s22故A错误；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=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，人小相等，即Fa=FJ=1000N根据杠杆的平衡条件FfiiXOA=FBXOBt且0A0BJ2,所以OA0AFb=FaX=1000NX-=500NOB204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

15、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FmGm-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计Fm文持=4500N故B错误；当工人用300N的力竖直向卞拉绳子时，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，其人小也为300N,此时人受竖直向卞的重力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奸G,则F;i.=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，人小相等，所以工人对地面的压力Flt；

16、=Fi=400N故C正确；由图可知2,且滑轮组摩擦均不计，由Q*G+G幼）可得，建筑材料P重G=2F-G=2x300N-100N=500N故D错误。故选Co13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lm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20W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，当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动l

17、m的过程中，A移动的距离为B升高高度的2倍，B上升了lm=0.5m92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r11戶一Gb=x40N=20N,22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，由于滑动摩擦力的人小跟压力人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：戶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+-Gb=20N+20N=40N,2拉力F的功率为：WFs40NxlmP=20W,tt2s故B正确，C错误

18、；绳子拉力对物体B所做的功为：w二Gb加=40Nx05m=20J,D错误.14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，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以O.lm/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的人小A.300NO.lm/sB.15ONO.lm/sC.6ONO.2m/sD.3ONO.2m/s【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力：滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力尸=丄/=-x60N=30N22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2倍，故绳子自由端移动速

19、度是物体移动速度的2倍，即尸Om/sx2=02m/s故选615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()拉力F的人小为1OONB.拉力F的人小为2OONC.绳自由端移动了4mD.绳自由端移动了lm【答案】C【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F=l/=lx300N=150N22故A、B错误；CD.绳子的自由端移动的距离s=2%=2x2m=4m故C正确、D错误。故选Co16.如图所示，置于水平桌面上的物体A重50N,物体B重30N,动滑轮重10N

20、,物体B在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是()物体A移动了20cm绳子拉力对物体A做的功是8J物体A与桌面的滑动摩擦力为30N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的人小为40N【答案】D【解析】【分析】【详解】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2倍，物体B下降了40cm,则A移动的距离为S=2h=2x40cm=80cn=0.8m故A错误；物体B重30N,动滑轮重ION,忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则拉动A的力的犬小为F=+(Ge+G动)=|(30N+10N)=

21、20N绳子拉力对物体A做的功为W=FS=20Nx0.8m=16J故B错误：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=F=20N故C错误；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，物体A也匀速移动，这时物体A受到平衡力，则拉力为F=./+F/=2()N+20N=40NF=f+F=20N+20N=40N故D正确。故选D。17.如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物6TOON,每一个滑轮重力均为20N,

22、则下列说法正确的是（）b处绳子的拉力为50NG2=280Ne处绳子的拉力为140NG2=2OON【答案】C【解析】【分析】【详解】A.由图知，a、b、c、/在同一根绳上，拉力相同；e、f在同一根绳上，拉力相同；Gi由两根绳子承担则b处绳子的拉力为故A错误；C.e处绳子的拉力为F=2Fb+G动=2x60N+20N=140N故C正确；BD.G2由两根绳子加上f承担，则G,+G曲=2Fb+Ff巧=2坨+G动则q=4&=4x60N=240N故B、D错误。故选C。18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F2和/则这三个力的大小关系是：AFi=F2=F3c.f3f2f1【答案】c【解析】【分析】B.FiF2F3D.F2F?Fi【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F1的力臂为直径，力