2020-2021中考物理滑轮组的省力问题的综合题试题及答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1．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A．80N，80J

B．80N，160J

C．40N，160J

D．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：；由得，提升重物所做的功：．故选B．2．(1)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”，当将”魔罐“在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说明_______．【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)[1]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大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)[2]图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，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)[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，弹性势能最大，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，罐子动能增大，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。3．如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦。水平拉力F作用下将重为的物体匀速拉动，已知绳子自由端速度为，物体受到的摩擦力，水平拉力为_____，在内物体移动的距离为_____。【答案】10.2【解析】【详解】[1]由图可知，连接动滑轮的绳子股数n=3，由题意知，物体A受到的摩擦力不计绳重及摩擦，则水平拉力：[2]物体的速度：由得，在2s内物体移动的距离故2s内物体移动的距离为0.2m。4．小夏利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提起。已知他自身所受的重力为500N，双脚与地面的总接触面积为400cm2，动滑轮所受的重力为120N，若不计绳重和摩擦，小夏对地面的压强为_____Pa。【答案】7500【解析】【分析】【详解】小夏对绳子的拉力为小夏受到绳子的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因为小夏静止，小夏受到的重力等于拉力加上支持力，则地面的支持力由于力的作用是相互的，则小夏对地面的压力受力面积小夏对地面的压强5．用如图所示的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升，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【解析】【分析】【详解】（1）由图知，n=2，则拉力端移动的距离s=2h，滑轮组的机械效率：则拉力（2）拉力端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力做功功率:P=Fv=10N×0.4m/s=4W；（3）不计绳重及摩擦，拉力动滑轮重力：G动=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．6．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F=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。【答案】608【解析】【详解】[1]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：，即物体受到的摩擦力是：f=2F=2×30N=60N；[2]由于n=2，所以，当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离是：s=2s物=2×4m=8m。7．如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力F的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为6N，则物体受到地面的摩擦力大小为_________N。一段时间内物体沿水平方向移动了5m，拉力F做功_____J。【答案】1260【解析】【分析】【详解】[1]由图可知，n=2，弹簧测力计的示数为6N，则拉力为6N，摩擦力f=2×6N=12N摩擦力为12N。[2]拉力移动的距离s′=2s=25m=10m拉力做的功W=Fs=6N×10m=60J拉力做的功为60J。8．一工人利用如图所示的滑轮组提起重物，当被提起重物的重力是150N时，滑轮组的机械效率为60%。若忽略绳重、滑轮摩擦，则动滑轮重________N。【答案】100【解析】【分析】【详解】因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率则动滑轮的重力为故动滑轮的重力为100N。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_____J。【答案】75375【解析】【分析】【详解】[1]看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3。根据滑轮组受力关系得解得。[2]绳子末端移动距离5s内人拉绳子做的功10．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）（）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【解析】【分析】【详解】A．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；B．根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A在1s内通过的距离为s′=vt=0.2m/s×1s=0.2m绳子自由端移动的距离为s=3s′=3×0.2m=0.6m在1s内拉力F做功为W=Fs=2N×0.6m=1.2J故B正确；C．在1s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，则所以f=6N故D错误。故选B。11．如图所示两个物体A和B，质量分别为M和m（已知M>m），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（）A．天花板对滑轮的拉力大小为（M+m）gB．绳子对物体A的拉力为（M-m）gC．地面对物体A的支持力为MgD．绳子对天花板的拉力为2mg【答案】D【解析】【详解】B．由图可知该滑轮为定滑轮，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mg，所以绳子对物体A的拉力为mg，故B错误；A．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大小为2mg，故A错误；D．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；C．物体A受三个力的共同作用，向下的重力、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N；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，即所以，地面对物体A的支持力的大小为故C错误。故选D。12．物体做匀速直线运动，拉力F=60N，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是（）A．60N B．120N C．20N D．180N【答案】D【解析】【分析】分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据得到物体受到的摩擦力。【详解】由图可知，动滑轮上的绳子段数为3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力故选D。【点睛】本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。13．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的大小和物体向上运动的速度为A．10牛，4米/秒 B．2.5牛，4米/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:2×2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为:F=2G=2×5N=10N故选A．14．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（）A．可以把A、B简化看成动滑轮B．人将绳拉过1m时，物体也上升1mC．物体匀速上升时，人对绳的拉力为20ND．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】A．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；B．由图知道，A、B组成的是滑轮组，且n=5，所以，拉力端移动距离s=5h当人将绳拉过1m时，物体上升的高度h=0.2m，故B错误；C．不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力故C正确；D．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C。15．利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是()A．甲图中绳自由端移动距离较小 B．乙图中绳自由端作用力较小C．两种方式所做的额外功相等 D．增大提升高度，机械效率都会变大【答案】C【解析】【详解】A．若物体升高高度为h，则拉力移动的距离为，，则。故A错误；B．甲中：，乙中：，所以。故B错误；C．甲中：，乙中：，所以。故C正确；D．机械效率公式：，所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D错误。16．关于图中的简单机械，说法正确的是（）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，可以改变力的方向；C．利用图丙中的滑轮组提升重物，省功但费距离；D．利用图丁中的滑轮组提升重物，省力又能改变力方向。【答案】D【解析】【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，可以改变力的方向，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升重物既省力又能改变力的方向，使用方便，故D正确。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0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（）A．300N0.1m/s B．150N0.1m/sC．60N0.2m/s D．30N0.2m/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度是物体移动速度的2倍，即v=0.1m/s×2=0.2m/s故选D。18．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（）A．400N B．450N C．500N D．600N【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知，绳子承担重物的段数n为3，提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为250N，根据求出动滑轮的重力为当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。故选B。19．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G1=100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（）A．b处绳子的拉力为50NB．G2=280NC．e处绳子的拉力为140ND．G2=200N【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由图知，a、b、c、d在同一根绳上，拉力相同；e、f在同一根绳上，拉力相同；G1由两根绳子承担则b处绳子的拉力为故A错误；C．e处绳子的拉力为故C正确；BD．G2由两根绳子加上f承担，则则故B、D错误。故选C。20．如图所示的滑轮组，拉一重