中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)含答案

1、一.初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示，甲滑轮组中滑轮的质量均为乙滑轮组中滑轮的质量均为0.5m,用甲、乙滑轮组分别使重力均为G的重物在相同时间内匀速上升相同高度h,绳子自由端的拉力A.拉力&小于F2拉力几的功率小于F2的功率拉力&做的功小于拉力尸2做的功甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率【答案】D【解析】【分析】【详解】A.由图知，图甲、图乙滑轮组,n=3,因为不计绳重和滑轮轴处摩擦,所以Fi=|(G+G屮)=|(G+mg),F2=|(G+GJ=|(G+0.5mg)故FaFy故A错误:BC.重物在相同时间内匀速上升相同高度入则拉力移动距离s相同，拉力做功%=FW2=F2s故昭1必，因

2、为做功时间相同，所以拉力Fi的功率人于F2的功率，故EC错误；D.甲滑轮组和乙滑轮组做的有用功相同，G心G乙,则甲滑轮组做的额外功多，故甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率，故D正确。故选62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）.(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是(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S当将魔罐在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说明(O丙【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】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人力的两根木棍

3、靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；2图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增人了斜面长度，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，弹性势能最人，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，罐子动能增人，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。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

4、械效率(选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】44变大【解析】【详解】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=2x0.2ni/s=0.4nVs绳重与摩擦不计，则拉力60N=*(100N+Gj)解得G幼=20N,用此动滑轮将重200N的物体时，拉力Fl=ix(200N+20N)=110N拉力功率为P=Fv=HONxo.4m/s=44W拉力功率为44W。较前一次提升物体，物体的质量増加，重力增人，有用功增人，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人，滑轮组的机械效率将增人。小黄同学用水平力F拉动如图所示装置，使重200N的A物体

5、5s内在水平地面上匀速运动了120cm,物体B重100N(物体B与A始终接触),此过程中A受到地面的摩擦力为24N,弹簧测力计的示数为16N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩Wo【分析】擦，则滑轮移动的速度为m/s,物体A受到B施加的摩擦力(选填“水平向左”、N,水平拉力F的功率为Wo【分析】滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；根据力的作用的相互性得出物体A受到B施加的摩擦力的人小及方向；物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力；而滑轮为动滑轮，滑水平拉力F为F左的2倍，据此计算水平拉力F的人小：然后利用P=Fv计算功率。【详解

6、】1物体移动的速度$物120 xl（Tm%=十=0.24ni/s则滑轮移动的速度=-x0.24in/s=0.12in/s22/2由力的作用是相互的，相互作用力人小相等，方向相反，而物体B受到A的摩擦力与弹簧测力计的拉力是平衡力，人小等于16N,则物体A受到B施加的摩擦力也为16N,方向水平向右。物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力加上物体A受到B施加的摩擦力，即尸左=应+人a=24N+16N=40N滑轮为动滑轮，则水平拉力F为F=2F.=2x40N=80N水平拉力F的功率p=F%=80Nx0.12m/s=9.6W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

7、8N时，它恰好能匀速下降。JN、MIB（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N。（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人小应为No【答案】M510【解析】【详解】由于M随物体移动而发生位置变化，所以M是动滑轮。A对B的拉力为F,动滑轮M和B受力分析町知中：2F=Gm+Gb尸2N+8N_KTF=3N2A受力平衡，所以摩擦力尸F=5N。A向左匀速运动时，受力平衡：FM_F=5N+5N=0N。一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升lma（g=10N/kg）求：他站

8、在地面上时对地面的压强多人？画出滑轮组的绕线方式。若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多人?:(3)40W:(3)40W【解析】【分析】【详解】站在地面上时，对地面的压力犬小等于自身重力，则对地面的压强为S=WxlON/kg=137,opaSS0.04nr因为重物运动方向向上，人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向，拉力方向向卞，2股绳子与动滑轮接触以省力，故滑轮组的绕线方式如图所示：有用功为克服重物重力势能做的功，为叫=G訥拉力做的总功为拉力的功率与所用时河的乘枳，为滑轮组的机械效率为厂糾100%则p=G=600Nxlm=40WtJ20sx075答：(1)他站在地面上时对地面的

9、压强是13750Pa；滑轮组的绕线方式见解析；拉力的功率是40Wo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：动滑轮的重力6亦人拉起货物时的机械效率“.【答案】(l)1440J；(2)180N；(3)80%a【解析】【详解】物体所受重力720N,被提升了2m,则人做的有用功为：W仃用=G/?=720Nx2m=1440J；G十Gh由图可知，滑轮组的有效绳子段数为23,根据F二，则动滑轮的重力为:nG动=nF-G=3x300N-720N=180N:根据牡用一Gb_G/7_G叫FsFnhF

10、n人拉起货物时的机械效率为:门G720N“=80%oFn300Nx3答：（1）人做的有用功为1440J：（2）动滑轮的重力为180N：（3）人拉起货物时的机械效率为80%o8小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦）,如图所示，其中所用动力最小的是（）F2BD.F2BD.【答案】D【解析】【分析】【详解】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦；A图中为斜面，由功的原理可得Fix4m=Gx2m解得Fi=0.5G：B图中为滑轮组，通过动滑轮绳子段数门=3,所以F2=|g：C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则Fm=2G；D图中是杠杆，设杆与水平面的夹角为a,则有F4x4

11、cosa=Gxlxcosa解得F4=-G.4由此可知动力最小的是Do故选D。9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Jo【答案】75375【解析】【分析】【详解】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尸_G物+G动i25n=300N解得嘉=75N。2绳子末端移动距离5s解得嘉=75N。2绳子末端移动距离5s内人拉绳子做的功S=nil=nvt=3x02m/sx5s=3mW=Fs=125Nx3m=375J10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0.2

12、m/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FA作用在绳端的拉力F为6N在Is内拉力F做功1.2J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】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；s=vf=0.2m/sxls=0.2m根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A在Iss=vf=0.2m/sxls=0.2ms=3s=3x0.2m=0.6m绳子自由端移动的距离为s=3s=3x0.2m=0.

13、6mW=FS=2NxO.6m=1.2J在Is内拉力W=FS=2NxO.6m=1.2J故B正确：在Is内拉力F的功率为故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33所以/=6N故D错误。故选B。如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m（已知Mm）,用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，则（）天花板对滑轮的拉力人小为（M+m）g绳子对物体A的拉力为（M-m）g地面对物体A的支持力为M名绳子对天花板的拉力为2mg【答案】D【解析】【详解】由图口I知该滑轮为定滑轮，因物体B静止，则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力m

14、g,所以绳子对物体A的拉力为mg,故B错误；滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力，所以由力的平衡条件可知，天花板对滑轮的拉力人小为2mg,故A错误：根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,故D正确；物体A受三个力的共同作用，向下的重力G=Mg.绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力/V；由于物体A处于静止状态，所以物体A所受的三个力的合力为0,即F+N=G所以，地面对物体A的支持力的大小为N=G-F=Mg加g=(M7)g故C错误。故选D。用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为1

15、0N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()甲乙手的拉力F乙=10N利用乙种方式做的有用功比较多甲种方式的机械效率人于乙种方式手的拉力故功的功率比I做功的功率人【答案】C【解析】【详解】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=*(G+G坊)=yX(1ON+1N)=5.5N故A错误；利用两种滑轮都是将G=10N的物体提升相同的高度力，由公式用餅=G/2知，有用功相同，故B错误；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，也就是乙装置的总功较大，由

16、公式=驚知，甲方式的机械效率较高，故c正确：总W因为乙装置总功较人，并且在相同时间内提升物体，由公式知，乙装置手的拉力做功功率较人，故D错误。故选C。用一动滑轮将重物匀速提升2m,人对绳子的自由端所用力是40N,不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是80N,80JB.80N,160JC.40N,160JD.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=2尸=2x40N=80N;由=2m得s=2/?=2x2m=4m,提升重物所做的功：W=Fs=40Nx4m=160J.故选B.如图，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每

17、个滑轮重100N,建材上升的速度是0.8m/So在施工过程中，下列说法正确的是（）A.工人的拉力为500NB.工人拉绳的速度为2.4m/sC.工人做功的功率为400WD.工人做功的机械效率小于90%【答案】D【解析】【分析】【详解】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.=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W（r=Gh=900N

18、X10m=9000J,而拉力做的总功应人于1000J,所以工人做功的机械效率小于90%,故D正确；应选D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

19、端移动距离s=5h当人将绳拉过Im时，物体上升的高度屁0.2m,故B错误；不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力F=iG=ixl00N=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，所用的拉力人小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确的是（）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】由图可知滑轮组绳子的有效股数，

20、根据5=/75a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，二力的人小相等，根据FA=f=OAG求出物体受到的拉力；根据w=Fs求出拉力F做的功，根据P=性求出拉力F的功率：t(4)任何机械效率一定小于100%o【详解】由图可知，门=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2x2m=4m故A正确，不符合题意；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fA=f=0.4G=0.4xl500N=600N故B错误，符合题意：拉力F做的功W仪=咼=375Nx4m=1500J则拉力F的功率

21、p=1500J=375Wt4s故C正确，不符合题意；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。故选匕A300NO.lm/sC.60N0.2m/s【答案】D【解析】17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A300NO.lm/sC.60N0.2m/s【答案】D【解析】150NO.lm/sD.30N0.2m/s【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

22、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度是物体移动速度的2倍，即尸0m/sx2=02m/s故选D。18.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GiTOON,每一个滑轮重力均为20N,则下列说法正确的是（）b处绳子的拉力为50NGz=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、6/在同一根绳上，拉力相同；e、f在同一根绳上，拉力相同；G】由两根绳子承担则b处绳子的拉力为ft=_=60N故A错误；C.e处绳子的拉力为Fc=2Fb+G动=2x60N+20N=140N故C正确；BD.