中考物理复习之滑轮计算题

中考物理复习之滑轮计算题第1页中考复习之滑轮解答题（共7小题）1．一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升20kg的货物，所用拉力为60N，绳子自由端在10s内被拉下400cm．（g=10N/kg）求：（1）货物所受的重力是多少N？（2）拉力F的功率是多少？（3）此滑轮组的机械效率多大？（计算结果保留两位小数）（4）若不计绳重和摩擦，则每个动滑轮重多少？如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知货物的重力为6000N，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，在此过程中，人的拉力是250N，把物体拉动了400米，求：（1）人做的有用功为多大？（2）滑轮组的机械效率是多少？中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第1页。中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第1页。某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的质量是多少千克？（2）动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因．4．用如图甲所示的滑轮组提起重为900N的物体A，使物体在1min内上升了4m，所用的拉力为400N（不计绳重以及绳和轮之间摩擦），求：（1）拉力F克服物体的重力所做的功；（2）拉力F做功的功率；（3）该滑轮组的机械效率；（4）在图乙中画出滑轮组的另一种绕法．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第2页。中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第2页。5．2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第3页。中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第3页。为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨找来一只圆柱形木桶，当空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa．通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中，已知木桶的底面积为0.2m2，动滑轮重30N．（不计绳重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的压力多大？（2）在桶入水前，滑轮组的机械效率多大？（3）叶子姐姐爬进水桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m．小雨用力将木桶拉出水面，使木桶在空中匀速上升到达井口，将叶子姐姐救上来．已知小雨的体重为500N，两脚与地的接触面积为0.04m2，求木桶离水后在上升过程中，小雨对地面的压强．（画出小雨受力的示意图）中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第4页。中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第4页。如图所示，是利用电动机通过滑轮组提升水中物体A的示意图，当浸没在水中的物体A匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%；当物体A离开水面后，以0.1m/s的速度匀速上升时，电动机的功率为P，已知物体A的体积V=0.2m3，质量m=0.5t，不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）动滑轮重G动；（2）电动机的功率P．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第5页。

中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第5页。2017年01月19日好好学习的初中物理组卷参考答案与试题解析二．解答题（共7小题）1．（2016春•鄂托克旗期末）一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升20kg的货物，所用拉力为60N，绳子自由端在10s内被拉下400cm．（g=10N/kg）求：（1）货物所受的重力是多少N？（2）拉力F的功率是多少？（3）此滑轮组的机械效率多大？（计算结果保留两位小数）（4）若不计绳重和摩擦，则每个动滑轮重多少？【解答】解：（1）货物受到的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N；（2）拉力移动速度v===40cm/s=0.4m/s，拉力的功率：P===Fv=60N×0.4m/s=24W；（3）由图知．n=4，拉力端移动距离s=4h，滑轮组的机械效率：η=====×100%≈83.3%；中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第6页。（4）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G轮）中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第6页。动滑轮总重力：G轮=4F﹣G=4×60N﹣200N=40N，共两个动滑轮，每个动滑轮重为20N．答：（1）货物所受的重力是200N；（2）拉力F的功率为24W；（3）滑轮组的机械效率为83.3%；（4）每个动滑轮重为20N．2．（2016春•深圳校级期末）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知货物的重力为6000N，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，在此过程中，人的拉力是250N，把物体拉动了400米，求：（1）人做的有用功为多大？（2）滑轮组的机械效率是多少？【解答】解：（1）由图可知，n=3；根据题意可得，物体所受摩擦力：f=0.1G=0.1×6000N=600N，人做的有用功：W有=fs=600N×400m=2.4×105J；（2）绳端移动的距离：s绳=ns=3×400m=1200m，总功：W总=Fs绳=250N×1200N=3×105J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．答：（1）人做的有用功为2.4×105J；（2）滑轮组的机械效率是80%．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第7页。3．（2017•江津区模拟）某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第7页。（1）工件的质量是多少千克？（2）动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因．【解答】解：（1）由ρ=可得，工件的质量：m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg；（2）工件浸没在水中时，受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N，工件受到滑轮组的拉力：F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=560kg×10N/kg﹣1600N=4000N，由图可知，n=3，由F=（F拉+G动）可得，动滑轮的重力：G动=nF﹣F拉=3×1800N﹣4000N=1400N，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%≈74.1%；（3）工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的体积减小，工件受到的浮力减小，滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎不变，由此可知动滑轮的机械效率变大．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第8页。答：（1）工件的质量是560kg；中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第8页。（2）动滑轮重为1400N，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是74.1%；（3）机械效率将变大；由机械效率的公式可知，在额外功不变的情况下，有用功变大，所以有用功占总功的比值就变大，即机械效率变大．4．（2017春•扬中市月考）用如图甲所示的滑轮组提起重为900N的物体A，使物体在1min内上升了4m，所用的拉力为400N（不计绳重以及绳和轮之间摩擦），求：（1）拉力F克服物体的重力所做的功；（2）拉力F做功的功率；（3）该滑轮组的机械效率；（4）在图乙中画出滑轮组的另一种绕法．【解答】解：（1）拉力F克服物体的重力所做的功（有用功）：W有用=Gh=900N×4m=3600J；（2）由图知，n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×4m=12m，拉力F做的功：W总=Fs=400N×12m=4800J；拉力F做功的功率：P===80W；（3）该滑轮组的机械效率：η==×100%=75%；中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第9页。（4）另一种绕法是从定滑轮开始绕起，依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，如图所示：中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第9页。答：（1）拉力F克服物体的重力所做的功为3600J；（2）拉力F做功的功率为80W；（3）该滑轮组的机械效率为75%；（4）如图所示．5．（2016•凉山州）2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第10页。（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第10页。【解答】解：（1）A完全浸没在水中时受到的浮力：F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N；（2）物体A的重力：G=mg=280kg×9.8N/kg=2744N，A完全浸没在水中时，总功为W总=（G+G动﹣F浮）h，有用功为W有=（G﹣F浮）h，所以，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=60%，解得：G动=1176N，由图可知，n=5，A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力：F=（G+G动）=×（2744N+1176N）=784N；（3）A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升时，绳端的速度：v绳=nv物=5×0.1m/s=0.5m/s，岸上钢绳拉力F的功率：P=Fv绳=784N×0.5m/s=392W．答：（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是980N；（2）A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为为784N；（3）岸上钢绳拉力F的功率为392W．中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第11页。中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第11页。6．（2016•黄岛区二模）为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨找来一只圆柱形木桶，当空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa．通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中，已知木桶的底面积为0.2m2，动滑轮重30N．（不计绳重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的压力多大？（2）在桶入水前，滑轮组的机械效率多大？（3）叶子姐姐爬进水桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m．小雨用力将木桶拉出水面，使木桶在空中匀速上升到达井口，将叶子姐姐救上来．已知小雨的体重为500N，两脚与地的接触面积为0.04m2，求木桶离水后在上升过程中，小雨对地面的压强．（画出小雨受力的示意图）【解答】解：（1）由p=可得，木桶底部受到的水的压力：F向上=pS=500Pa×0.2m2=100N；（2）由漂浮条件和称重测浮力，桶漂浮时：G桶=F浮=F向上﹣F向下=100﹣0=100N，不计绳重和摩擦，η=×100%=×100%=×100%=×100%≈76.9%；（3）木桶离水后在上升过程中，受到绳子拉力F、地面支持力FN和重力，中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第12页。小雨受力分析见右图：中考物理复习之滑轮计算题全文共14页，当前为第12页。由题知，叶子姐姐爬进水桶中，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，木桶浸入水中的深度为0.25m，此时桶受到的浮力：F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m2×0.25m=500N，由图知，通过动滑轮的绳子段数：n=2，由F=（G叶+G桶+G动﹣F浮′）可得叶子重力：G叶=2F′+F浮′﹣G桶﹣G动=2×75N+500N﹣100N﹣30N=520N，所以木桶离水后在上升过程中绳子自由端拉力，F=F′′===325N，F压=FN=G雨﹣F=500N﹣325N=175N，所以小雨对地面的压强：P===4375Pa．答：（1）木桶底部受到的水的压力100N；（2）在桶入水前，