中考教育物理滑轮组省力问题综合习题分析2

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，弹簧测力计一直保持水平，其示数为2N，不计滑轮和绳索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【分析】【剖析】【详解】A绳索上的力是相等的，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依据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳索。物体A在1s内经过的距离为s=vt=0.2m/s1s=0.2m绳索自由端挪动的距离为s=3

2、s=30.2m=0.6m在1s内拉力F做功为W=Fs=2N0.6m=1.2J故B正确；C在1s内拉力F的功率为W1.2JP1.2Wt1s故C错误；D由图可知，担当摩擦力的绳索股数是3，物体做匀速直线运动，则Ff3所以f=6ND错误。应选B。2小夏利用以下图的滑轮组将重为280N的物体匀速提起。已知他自己所受的重力为500N，双脚与地面的总接触面积为400cm2，动滑轮所受的重力为摩擦，小夏对地面的压强为_Pa。120N，若不计绳重和【答案】7500【分析】【剖析】【详解】小夏对绳索的拉力为F1(GG动)1(280N120N)200N22小夏遇到绳索的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因为小夏

3、静止，小夏遇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500N200N300N因为力的作用是互相的，则小夏对地面的压力F压F支300N受力面积S400cm20.04m2小夏对地面的压强F压300N7500Pap0.04m2S3用以下图的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提高，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，动滑轮的重力为_N【答案】1044【分析】【剖析】【详解】（1）由图知，n=2，则拉力端挪动的距离s=2h，滑轮组的机械效率：W实用GhGhGW总FSF2h2F则拉力G16N10NF280%2（2）拉力端挪动的速度v=2

4、v物=20.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N0.4m/s=4W；（3）不计绳重及摩擦，拉力1GG动2动滑轮重力：G动=2FG=210N16N=4N4以下图为家用手摇晾衣架，它是我们生活中常常使用的简单机械，此中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，晾衣架上涨的高度为1m，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力_m。F_N，绕进旋轮上的绳索长度是【答案】B504【分析】【剖析】【详解】1使用时，轴随物体一同挪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，所以绳索的拉力G200N50NF4n3承重

5、绳为4股，所以绕进旋轮上的绳索长度是S=4h=41m=4m【点睛】5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，以下图，若不考虑绳索重力和轮与轴之间的摩擦，使物体以0.1m/s的速度匀速挪动时，水平拉力的大小_N，拉力做功的功率为_W【答案】206【分析】【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均衡力，大小相等，即F拉f60N从图可知，此滑轮组有三股绳索担当对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，绳索自由端的水平拉力为11FF拉60N=20N33水平拉力的功率WFsPFvF3v物20N30.1m/s=6Wtt6以下图的滑轮组，拉一重100N的物

6、体M在水平川面上做匀速直线运动，假如拉力F=20N，绳索拉出了6m，则物体遇到的摩擦力为_N，物体行进了_m，弹簧测力计的示数为_N。（不计滑轮重、绳重和摩擦）【答案】60240【分析】【详解】1由图可知：滑轮组上绳索的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力f=nF=320N=60N物体遇到的摩擦力为60N。物体挪动的距离s物1s绳=3136m=2m物体行进了2m。弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳索，所以弹簧测力计的示数为F弹2F20N240N弹簧测力计的示数为40N。7为了开发和利用深海的资源，我国某科研观察队在远海进行科学实验时，使用母船上的起降设施，将我国最新自主研制的“潜龙

7、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，该起降设施利用了液压装置、杠杆、滑轮组等，“潜龙三号”潜水器是我国最新研制的拥有高智能的自动巡航潜水器，长3.5米、高1.5米、重1.5吨，可到达3850米深海连续航行42小时48分钟、航程15682公里。(1)起降设施中滑轮组的构造表示图如图乙所示，请你用笔划线代表钢丝绳，画出最省力的绕线方法_。(2)该起降设施若在1min内将“潜龙三号”匀速提高了20m，该过程中钢丝绳的拉力由电动机供给，电动机的输出功率是10kW，则钢丝绳的拉力是多少_？(3)该滑轮组的机械效率是多少_？【答案】7500N50%【分析】【剖析】在使用滑轮组提高重

8、物时，既要考虑到它的省力状况，还应注意动力的施力方向。(2)已知作用在动滑轮上的绳索段数和“潜龙三号”上涨的高度，能够获得钢丝绳拉下的长度；已知电动机的输出功率，能够获得拉力做的功；已知拉力做的功和做功时间，利用公式PW获得拉力。t(3)依据Gmg和W有Gh求出实用功，再依据=W有100%求出该滑轮组的机械效W总率。【详解】(1)1对由两个动滑轮和两个定滑轮构成的滑轮组，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，但拉力的方向不一样，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，依据题意可知拉力方向向下，所以从定滑轮上固定，以下图：(2)2钢丝绳端挪动的距离snh42

9、0m80m把“潜龙三号”提高20m拉力做的功WPt10103W60s6105J钢丝绳的拉力W6105JF7500Ns80m(3)3“潜龙三号”的重力Gmg1.5103kg10N/kg1.5104N实用功W有Gh1.5104N20m3105J滑轮组的机械效率W有3105J100%50%100%W6105J8工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N1）求滑轮组的机械效率；_2）假如要用这个滑轮组达到更省力的成效，绳索应当如何绕，请在图乙中画出绳索的绕法；_3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提高相同高度，不计绳重和摩擦，机械效率的关系是甲_乙（选填“”，“=”，“

10、”）【答案】80%；=【分析】【详解】（1）由图甲可知，滑轮组担当重物和动滑轮重的绳索的股数n=2，则拉力端挪动距离s=2h=22m=4m，工人做的实用功：W实用=Gh=400N2m=800J，工人做的总功：W总=Fs=250N4m=1000J，滑轮组的机械效率：W实用100%800J100%80%；W总1000J2）假如要用这个滑轮组达到更省力的成效，绳索应从动滑轮上边的挂钩开始绕起，挨次绕过上边的定滑轮和下边的动滑轮，以下图：3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提高相同高度，做的实用功相同；不计绳重和摩擦，做的额外功是提高动滑轮做的功，由题意可知，动滑轮的重力相同，提高动滑轮的高度也相同，由W=

11、Gh可知做的额外功相同；因为W总=W实用+W额，所以做的总功相同，由W实用100%可知两个滑轮组的机械效率相同，即甲=乙W总9以下图，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当使劲F2匀速提高物体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挪动的距离之比是_，当绳索自由端上涨1米时，力F2所做的功为_焦。【答案】静止101:110【分析】【详解】以滑轮的轴为参照物，物体B相对与参照物的地点没有改变，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=1G=120N=10N223因为使用任

12、何机械都不可以省功，当F1和F2所做的功相等，物体A.B重力相同，挪动的距离相同，故距离之比是1:1。当绳索自由端上涨1米时，力F2所做的功为：W=Fs=10N1m=10J。10用以下图的滑轮组吊装100袋大米，每袋大米的质量是力为1200N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取50kg，绳索能承受的最大拉10N/kg，则起码需要吊运的次数是（）A9次B10次C11次D12次【答案】D【分析】【详解】由题意及图知吊起重物的绳索股数为n=4，最大拉力F1200N，一次能吊起的大米重力为：G14F41200N4800N，一次能吊起的大米质量为：G4800Nm1480kg，g10N/kg因为每袋

13、大米的质量是50kg，故一次能吊起的大米袋数为：n1480kg9.6袋，50kg/袋由题意知一次能吊起9袋大米，即n19，则起码需要吊运的次数是：n100袋11.1次，9袋/次起码需要吊运12次。应选D。11使用一个动滑轮匀速提高一个物体时，若分别沿以下图的方向使劲F123，则、F和F这三个力的大小关系是:AF1=F2=F3BF1F2F3CF3F2F1DF2F3F1【答案】C【分析】【剖析】【详解】固定绳索的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂以下：可知F1的力臂为直径,力臂最大,F2的力臂较大,F3的力臂最小,由杠杆均衡条件知,当阻力与阻力的力臂的积固准时,力臂越大,力越小故三个力的关系为：

14、F1F2F3应选C12用同一滑轮按以下图甲、乙两种方式匀速提高重均为10N的A、B两物体，在相同时间内提高相同的高度；已知滑轮重1N，绳重和滑轮摩擦力不计。则以下说法中正确的选项是（）A手的拉力F乙=10NB利用乙种方式做的实用功比许多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【分析】【详解】乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮能够省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙=1(G+G动)=1(10N+1N)=5.5N22故A错误；B利用两种滑轮都是将G=10N的物体提高相同的高度h，由公式W实用=Gh知，实用功相同，故B错误；C甲乙装置

15、所做的实用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功许多，也就是乙装置的总功较大，由公式=W实用C正确；知，甲方式的机械效率较高，故W总D因为乙装置总功较大，而且在相同时间内提高物体，由公式P=W知，乙装置手的拉t力做功功率较大，故D错误。应选C。13以下图的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物G匀速提高相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的选项是A甲滑轮组所用拉力较大B甲滑轮组拉力做的功许多C两滑轮组拉力做功的功率必定相等D两个滑轮组的机械效率必定相等【答案】D【分析】【剖析】【详解】A不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3，n乙=2，所以，绳

16、索受的拉力：F甲=（G物+G轮）/3，F乙=（G物+G轮）/2，即F甲F乙，故A错误；B不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/33h=（G物+G轮）hW乙=F乙s乙=（G物+G轮）/22h=（G物+G轮）h，W甲=W乙，故B错误；C甲、乙两滑轮组提高重物的时间不知道，故没法比较功率，故C错误；D因为动滑轮重相同，提高的物体重和高度相同，W额=G轮h，W实用=G物h，所以，利用滑轮组做的实用功相同、额外功相同，总功相同，因为=W实用/W总，滑轮组的机械效率相同，故D正确；故答案为D。14以下图的滑轮装置，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

17、/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A10牛，4米/秒B2.5牛，4米/秒C10牛，2米/秒D2.5牛，2米/秒【答案】A【分析】【剖析】【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:22m/s=4m/s此时拉力应当是物重的2倍，所以拉力为:F=2G=25N=10N应选A15对于图中的简单机械，说法正确的选项是（）A图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是省力杠杆；B图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，能够改变力的方向；C利用图丙中的滑轮组提高重物，省功但费距离；D利用图丁中的滑轮组提高重物

18、，省力又能改变力方向。【答案】D【分析】【详解】A剪铁片剪刀使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；B图乙中旗杆顶端装有定滑轮，利用它来升国旗，能够改变力的方向，故B错误；C使用任何机械都不省功，故C错误；D利用图丁中的滑轮组提高重物既省力又能改变力的方向，使用方便，故D正确。16如图，小华用滑轮组匀速提高一个重为900N的物体，人拉绳的力F为350N，不计绳重和摩擦，若用这个滑轮组匀速提高2100N的物体，绳未断裂，人的拉力为（）A650NB700NC750ND800N【答案】C【分析】【剖析】【详解】由图可知，经过动滑轮绳索的段数：n=3，不计绳重和摩擦，绳索自由端拉力：F1=

19、1（G+G动），3由此可得动滑轮重：G动=3F1-G=3350N-900N=150N，当提起2100N物体时，人的拉力：F2=1（G1+G动）=1（2100N+150N）=750N33应选C17用以下方法匀速提高同一重物，若不计绳索、滑轮的重力及摩擦，此中最省力的是（）ABCD【答案】C【分析】【剖析】【详解】不计绳索、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色可知，省一半的力，即F1G；2B此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特色可知，不省力，即FG；C此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳索有3股，则F1G；3D此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳索有2股，则F1G。2由以上可知：在不计绳索、滑轮的重力及摩擦的状况下最省力的是C。应选C。18在水平桌面上放一个重300N考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以的物体，物体与桌面的摩擦力为0.1m/s匀速挪动时，水平拉力60N，以下图，若不F和其挪动速度的大小为（）A300N0.1m/sB150N0.1m/sC60N0.2m/s【答案】DD30N0.2m/s【分析】【剖析】【详解】因为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遇到的摩擦力；滑轮组是由两根绳索担当动滑轮，所以绳索尾端拉力11Ff60N=30N22有两