专题34复杂滑轮组的相关计算（选择、填空题）- 中考物理一轮复习专题练习（解析版）

答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页专题34复杂滑轮组的相关计算（选择、填空题）-2023届中考物理一轮复习专题练习一、单选题1．一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊篮和材料的总质量为6kg。当人对绳子的拉力为20N时，吊篮静止不动；当人对绳子的拉力为40N时，吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦。（g=10N/kg)下列说法中正确的是（）A．动滑轮的重力为40NB．当拉力为20N时，吊篮对地面的压力大小为20NC．当匀速拉动吊篮时，拉力的功率大小为12WD．匀速拉动吊篮时，滑轮组的机械效率为75%【答案】D。【解析】A．因为吊篮在拉力的作用下匀速上升，两股绳的拉力等于动滑轮加上物体的总重力解得动滑轮的重力为故A错误；B．当拉力为20N时，吊篮对地面的压力大小为故B错误；C．当匀速拉动吊篮时，拉力的功率大小为故C错误；D．匀速拉动吊篮时，滑轮组的机械效率为故D正确。2．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（）A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6NC．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3ND．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力【答案】B。【解析】物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以F拉=GB=3N对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以f=F拉=3N当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N不变，此时，A、B受力情况如图2所示:A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；B．物体A向左匀速运动时，有，f=3N由于A做匀速，故仍等于B的重力，有=3N所以有F=3N+3N=6N故B正确；C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。3．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦），下列说法正确的是（）A．物体A和地面之间摩擦力是0.6N B．弹簧测力计读数为9NC．F2的功率为0.6W D．如果增大F2，物体A可能向左运动【答案】BC。【解析】A．对于物体A，水平方向上受到物体B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N受到向右的拉力F1=4N，因为物体A静止，所以地面对物体A有向右的摩擦力f地=fB−F1=6N-4N=2N由于作用力和反作用力大小相等方向相反，所以物体A对地面有向左2N的摩擦力，故A错误；B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N故B正确；C．由图知，水平使用滑轮组，n=2，绳子自由端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s拉力做功的功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W故C正确；D．如果增大F2，物体B将做加速运动，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度不变，物体B与物体A之间的滑动摩擦力不变，物体A受力不变，还是处于静止状态，故D错误。4．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列关于滑轮组的机械效率表达式正确的是（）A． B． C． D．【答案】C。【解析】由图示知，滑轮组的承重绳子为2根，那么滑轮组的机械效率故ABD不符合题意，C符合题意。5．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮B．钢绳上的拉力为150NC．输电线P端受到的拉力大小为9×103ND．输电线P端向左移动了40cm【答案】C。【解析】A．图中A为定滑轮，滑轮B为动滑轮，故A错误；B．30个坠砣的总重力G＝30×150N＝4500N钢绳上的拉力F＝G＝4500N，故B错误；C．由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G＝FP则输电线P端受到的拉力大小FP＝2G＝2×4500N＝9×103N故C正确；D．图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，则坠砣串下降高度h＝2sP则输电线P端向左移动的距离sP＝h＝×20cm＝10cm故D错误。6．如图，水平地面ABOCD，以O点为界，AO段是一种材质，OD段是另一种材质。细线一端系在物体上，绕过滑轮，另一端系在墙上，拉滑轮的水平力F恒为8N，不计滑轮重、绳重及摩擦。物体经点开始计时，此后各段路程及用时见下表。下列说法中正确的是（）区间ABBOOCCD距离2m2m3m5m耗时1s1s1s1sA．AB区间物体受到的摩擦力为8NB．AD区间拉力F做的总功为48JC．OD区间物体所受摩擦力逐渐变小D．OD区间拉力F的功率为32W【答案】B。【解析】A．由表格可知，在区间物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到的滑动摩擦力和绳子对物体的拉力是一对平衡力，二者大小相等，根据动滑轮的工作特点，绳子对物体的拉力为拉滑轮的拉力的一半，即，故A错误；B．区间，拉力恒为，拉力通过的路程为物体通过的路程的一半，即拉力做的功故B正确；C．由表格可知，在区间物体做加速运动，物体受力不平衡，物体在水平方向上受到的绳子的拉力大于物体受到的滑动摩擦力，即此时摩擦力小于，而物体在区间受力平衡，摩擦力等于，因此物体在区间受到摩擦力小于在区间受到的摩擦力。但由于此区间的物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以OD区间内滑动摩擦力的大小不变，故C错误；D．区间，拉力恒为，拉力通过的路程为物体通过的路程的一半，即拉力做的功拉力的功率为故D错误。7．滑轮如图所示，体重为500N的人，用滑轮组拉重380N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为160N，动滑轮重20N，不计绳重、滑轮摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，则下列计算结果正确的是（）A．绳子自由端受到的拉力的大小是90NB．人对地面的压力为250NC．绳子自由端运动的速度是0.01m/sD．物体A移动时受到的拉力的功率是3.2W【答案】A【解析】A．由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，因为物体在水平方向运动，故拉物体的力与摩擦力相互平衡，拉力故A正确；B．人对地面的压力等于自己体重减去拉力，人对地面的压力故B错误；C．因为n=2，故绳子自由端运动速度是物体速度的二倍，绳子自由端的速度故C错误；D．物体A移动时受到的拉力的功率故D错误。8．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5NC．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J【答案】A。【解析】A．滑轮组的机械效率为故A正确；B．动滑轮重为故B错误；C．拉力的功率为故C错误；D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。9．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（）A．定滑轮质量一定是0.6kgB．甲所受拉力为22NC．乙所受拉力的功率为2.2WD．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等【答案】C。【解析】AB．由题意知，甲向下匀速直线运动，则乙向上匀速直线运动，甲的受力为：竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力，那么甲所受拉力即绳子端的拉力F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N乙的受力为：竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N那么在不计绳重及时，动滑轮的重力动滑轮的质量但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量，所以无法确定其质量，故AB错误；C．甲的速度为0.2m/s，则乙的速度那么乙所受拉力的功率P=F乙v乙=22N×0.1m/s=2.2W故C正确；D．3s内，甲、乙通过的路程分别为s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6ms乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m甲、乙克服摩擦力所做的功分别为W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4JW乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J所以W甲>W乙故D错误。10．如图所示，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，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（）A．20N2W B．30N6WC．60N2W D．20N6W【答案】D【解析】由图示可知，滑轮组的动滑轮上有三段绳子拉着物体匀速运动，所以拉力等于物体与地面摩擦力的三分之一，即拉力F为物体移动的速度为0.1m/s，所以绳子末端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s所以拉力F的功率为P＝Fv绳＝20N×0.3m/s＝6W故D符合题意，ABC不符合题意。二、多选题11．用相同质量的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升，乙滑轮组的效率为η乙，不计轮与轴间的摩擦、绳和木板的重力，下列说法正确的是（）A．F1一定大于F2B．A、B点绳子受到拉力FA、FB关系：FB＞2FAC．每个滑轮重为D．两个滑轮组的机械效率可能相等【答案】ABC。【解析】A．由图可知，n甲=2，n乙=4，不计摩擦、绳和木板的重，则两滑轮组绳子的拉力分别为因为（2G+2G动）>（G+2G动）所以，F1>F2，故A正确；B．A点绳子受到的力B点绳子受到的力FB=2F2+G动=2FA+G动所以FB>2FA故B正确；CD．由图可知，甲滑轮组只有1个动滑轮，乙滑轮组有2个动滑轮，且不计摩擦、绳和木板的重，因克服物体重力G做的功为有用功，克服物重和动滑轮重做的功为总功，所以，两滑轮组的机械效率分别为综上可得η甲>η乙由可得，动滑轮的重力故C正确，D错误。12．如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体A的重力GA=100N，物体B的重力GB=140N，对A施加水平向右的拉力F1=80N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（）A．甲图中，A受到的摩擦力为80NB．乙图中，F2的大小为30NC．乙图中，F2做功的功率为2WD．乙图中，天花板与滑轮连接P点处受到的拉力为120N【答案】BC。【解析】A．由题意和图甲可知，绳子的段数为3段，且物体和动滑轮的总重力为忽略绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素，则拉绳子的力为因为对A施加水平向右的拉力F1=80N，此时A物体做匀速直线运动，则物体A处于平衡状态，即即故A错误；B．由图乙可知，对B施加一个竖直向下的拉力F2，物体A做匀速直线运动，则代入数据可知故B正确；C．A物体以0.2m/s的速度匀速向左运动，则B物体的运动速度为F2做功的功率为故C正确；D．以图乙上方的定滑轮作为研究对象，则受到向上的拉力和两段绳子对它向下的拉力2F拉，即总拉力为4f，和定滑轮向下的重力G动，则根据物体间力的作用是相互的，可知P点处受到的拉力为120N，故D错误。13．图示装置中，每个滑轮重均为30N，如图甲所示，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为530N；如图乙所示，在物体B下加挂重为90N的物体C后，同时用水平向左的力F拉动物体A，使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（）A．乙图测力计示数为610N B．物体B的重力为720NC．乙图F的大小为270N D．F做功的功率为79.5W【答案】BD。【解析】B．在甲图中，设物体A与地面的摩擦力为f，由于物体A匀速，故绳子对A的拉力也为f，对定滑轮受力分析，定滑轮受到了向下的重力和绳子对定滑轮的拉力和弹簧测力计对定滑轮的拉力，拉力的大小为2f，则可以列等式则经计算可知，摩擦力的大小为250N，再对动滑轮进行受力分析，其受到了向下的重力，和绳子的拉力，重物对其的拉力，故可以列等式则重物B的重力为故B正确；ACD．再对乙进行分析，先对动滑轮进行受力分析，绳子的拉力为再对定滑轮进行受力分析，则弹簧测力计的示数为故A错误；再对乙图中，物体A受力分析，在水平方向上，其受到了向左的拉力F，向右摩擦力和向右的绳子的拉力，则拉力F等于故C错误；由于动滑轮上的绳子有三根，则物体A的速度为物体B的三倍，则物体A的速度为F做功的功率为故D正确。14．工地上，工人用滑轮组吊起一堆重500N的砖块（如图所示），若将砖块匀速拉升20m，拉力F的功率为250W，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则（）A．动滑轮重为125NB．砖块上升的速度为0.4m/sC．拉力所做的有用功5×103JD．若吊起重800N的物体，其机械效率将变小【答案】AB。【解析】A．不计绳重和摩擦，那么滑轮组所做的总功滑轮组所做的有用功滑轮组的机械效率为80%，则解得，动滑轮重为125N，故A符合题意；B．不计绳重和摩擦，动滑轮和砖块的总重力是从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，那么拉力F砖块匀速拉升，则拉力绳端也匀速运动，设这个速度是v，拉力是F，拉力F的功率为250W，根据可知拉力绳端的速度约是1.2m/s，三条绳子托着动滑轮，则砖块上升的速度砖块上升的速度是0.4m/s，故B符合题意；C．由题意可知，砖块重500N，砖块匀速拉升20m，则滑轮组所做的有用功拉力所做的有用功是，故C不符合题意；D．若吊起重800N的物体，根据机械效率的公式这个机械效率大于原有的滑轮组机械效率80%，则若吊起重800N的物体，其机械效率将变大，故D不符合题意。15．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为550N；在物体B下加挂重为90N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s，若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（）A．物体A所受滑动摩擦力大小为250NB．F的大小为530NC．B的重力为500ND．F做功的功率为42W【答案】AB。【解析】A．定滑轮受到重力、两侧绳子的拉力、弹簧测力计的拉力，处于平衡状态，根据力的平衡可得，弹簧测力计示数解得绳子自由端的拉力因为力的作用是相互的，所以绳子对物体A的拉力物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，它受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力的大小故A正确；C．因为不计绳重及滑轮的摩擦，所以有解得，B的重力故C错误；B．在物体B下加挂重为90N的物体C后，滑轮组绳子末端的拉力因为力的作用是相互的，所以绳子对物体A的拉力物体A沿水平桌面向左做匀速直线运动，受平衡力作用；由于接触面粗糙程度和压力均没有改变，所以它受的滑动摩擦力大小不变，方向向右；故拉力F大小为故B正确；D．物体A运动的速度F做功的功率故D错误。16．如图所示，某人以0.2m/s匀速向右运动，使物体A提升2m，弹簧测力计的示数为6N，滑轮组的机械效率为80，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．动滑轮的重力为2.4NB．物体A上升的速度为0.4m/sC．拉力F的所做的功为12JD．拉力F做功的功率为1.2W【答案】AD。【解析】由图知，滑轮组由1根绳子缠绕而成，则拉力等于弹簧测力计的示数，即，AC．由图可知，动滑轮上绳子的股数，则拉力端移动距离拉力做的总功由可得所做的有用功不计绳重及摩擦，则所做的额外功解得动滑轮的重力故A正确，C错误；B．由图知，，拉力端移动的速度等于物体上升速度的2倍，物体上升的速度故B错误；D．拉力做功的功率故D正确。17．如图所示的装置，每个滑轮的重力为10N，物体B的重力，铁块A的重力，铁块A被恒定水平吸引力吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上。对B物体施加的竖直向下拉力（图中未画出），铁块A以0.05m/s的速度匀速竖直向上运动了10s，撤去拉力，在A的下端对A施加一个竖直向下的拉力（图中未画出），使A匀速竖直向下动10s，同时B以0.3m/s的速度匀速竖直向上运动，绳子足够长，磁性平板除对铁块A有磁力外对其它物体均无磁力，绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，下列说法正确的是（）A．肯定比大 B．B在下降10s过程中B的重力做功22.5JC．A受到磁性平板的摩擦力为5N D．做功的功率为0.5W【答案】BD【解析】对B物体施加的竖直向下拉力时，以物体A和动滑轮为研究对象，它们受物体A的重力、动滑轮的重力、磁性平板对A的竖直向下的摩擦力和滑轮组对它们的拉力作用，而处于平衡状态，则有以B为研究对象，它受物体B的重力、绳的拉力和的作用而处于平衡状态，则有由图知，承担物重的绳子断数为3段，则有即则撤去拉力，在A的下端对A施加一个竖直向下的拉力时，以物体A和动滑轮为研究对象，受物体A的重力、动滑轮的重力、磁性平板对A的竖直向上的摩擦力和滑轮组对它们的拉力作用，而处于平衡状态，则有以B为研究对象，它受物体B的重力、绳的拉力的作用而处于平衡状态，则有则有即则A．因等于，故A错误；B．物体向上移动的距离为由题意知，物体B向下移动的距离为由可得，B在下降10s过程中B的重力做功故B正确；C．因A受到磁性平板的摩擦力为10N，故C错误；D．B以0.3m/s的速度匀速竖直向上运动，则物体A竖直向下运动的速度为由可得，做功的功率故D正确。三、填空题18．工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。从图象可知影响滑轮组机械效率的因素之一是______，动滑轮重______N。货物重270N时，工人向下拉绳子的拉力是______N。【答案】

物重G

30

100【解析】[1]机械中摩擦力及绳重忽略不计，由图像可知，物体重力增大时，滑轮组的机械效率增大，所以影响滑轮组机械效率的因素之一是物重G；[2]由图乙可知，当物重G=270N时，滑轮组的机械效率，因摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功。所以，滑轮组的机械效率解得：G动=30N。[3]由甲图可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=3，则货物重270N时，工人向下拉绳子的拉力是19．一人重600N，站在重300N的升降机平台上，不计绳子和滑轮的质量及摩擦，如使升降机保持静止，如图所示，则人对绳的拉力______N；升降机平台最重可达______N。【答案】

225

1800【解析】[1]把人和平台当作一个整体，人的重力G人=600N，平台的重力G台=300N，则G人+G台=600N+300N=900N读图可知，这900N都由最上面的滑轮承担，而且左右拉力相等，设上面滑轮右侧的拉力为F1，设下面滑轮右侧的拉力，即人对绳子的拉力为F2，如图：则F1=(G人+G台)=×900N=450N绳子和滑轮的质量都不计，忽略一切摩擦，下面滑轮右侧的拉力，即人对绳子的拉力为F2，则F1=2F2=450N所以，人对绳子的拉力F2=225N。[2]上面滑轮右侧的拉力F1=(G人+G台)人对绳子的拉力为F2=人对绳子的拉力最大为人的重力，此时升降机平台重力最大，所以G台最大=4G人-G人=3G人=3×600N=1800N20．如图所示，弹簧测力计A、B分别系在两个墙面上，中间滑轮组绳端的拉力为F，则弹簧测力计B的示数是_____．【答案】2F【解析】以右侧滑轮为研究对象分析受力，如下图所示根据力的平衡知识可知：FB=2F。21．如图所示，A物重100N，在力F的作用下，以5cm/s的速度在水平面上匀速向右运动，此时弹簧测力计的示数为10N，则A物体受到的摩擦力是______N；拉力F为______N；拉力在10s内所做的功为______J。【答案】

10

20

5【解析】[1]A受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数，为10N。[2]拉力等于摩擦