2025年中考物理一轮复习：滑轮、轮轴和斜面 强化练习

第二讲滑轮、轮轴和斜面强化练习

一、选择题

1.如图所示装置中，均匀木棒AB的A端固定在较链上，悬线一端绕过一固定定滑轮，另一端用线套套在木棒

上使棒保持水平。现使线套逐渐向右移动，但始终使木棒保持水平，则悬线上的拉力T（棒和悬线足够长）

（）

A.逐渐变小

B.逐渐变大一丁

C.先逐渐变大，后又逐渐变小.一1>B

D.先逐渐变小，后又逐渐变大

2.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m,高是2m,拉力F

为25N,则该装置的机械效率为（）

A.40%B.50%

C.80%D.100%

3.一个质量为70kg的工人，用如图所示的装置（包括滑轮组及装石板的托板）提升石板。已知托板胡

重200N,每块石板重100N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人在4s内匀速提升10块石板升I

高2m时，此装置的机械效率为80%。那么,该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，下列有关里

说法错误的是（取g=10N/kg）（）

A.该工人提升10块石板升高2m做的额外功一定是500J

B.该工人在4s内提升10块石板升高2m的有用功率一定是500W

C.此装置动滑轮的质量是5kg

D.此装置的机械效率最高可达到82.1%（结果保留1位小数）

4.如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态。当用竖

直向下2N的力Fi拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F

2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是

A.物体B受到的摩擦力为6N

B.拉力F2大小为10N

C.拉力F2的功率为1.2W

D.拉力Fi的功率为0.4W

5.如图所示，A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直

线运动。已知拉力.F=5N,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法不正确的是（）

A.拉力F的功率是1W|F

B.2s内绳子自由端移动的距离是1.2m卜售

C.5s内拉力F所做功的大小是15J圾

D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N

6.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随

时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（）

B.ls~2s内，拉力F做的功是187.5J

C.2s~3s内，拉力F的功率是100W

D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是62.5%

7.如图所示，滑轮组在拉力Fi的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑

轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N拉力F］的功率为Pi。若滑轮组在拉力F2的作用

下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2。滑轮自重和绳重忽略不计,则

下列说法正确的是（）

A.Ft=168N,Pi=225"

B.F2=210N,Pz=35W

C.F2=3F1,P1=P2

D.F±=3F2,P1=3P2

8.如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速

运动。物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列

A.地面受到的摩擦力为5N

B.滑轮移动的速度为0.4m/s

C.水平拉力F的功率为4.8W

D在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J

二、填空题

9.下图中的动滑轮组，两个连在一起的定滑轮同轴转动，绳在滑轮上不发生打滑。设拉力为F,物重为G,大

定滑轮半径为R，小定滑轮半径为r,则该装置的机械效率为。

10.如图A、B所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上

的人用100N的力拉绳子的自由端。如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m,同时乙船向左移动了4

m,则A、B图中人拉绳子的功率分别为W与W。

11.如图所示，一均匀薄板0A的质量不计，可绕0端在竖直平面内无摩擦转动，板正中间放一质量为m的

物体，一绳(质量不计)跨过定滑轮(绳与滑轮摩擦不计)，一端系于A点，另一端系在物体上，平衡时，板水平，绳

左端为竖直，右端与水平方向成30。角，则此时绳对物体m的拉力大小为0

12.重250N的小孩,站在40N的木板上，利用如图所示的三个滑轮把自己匀速拉起来，如果每个滑轮重10

N，他应用力的大小为o

13.如图所示是我国古代一种水力舂米机械。水流推动大轮逆时针转动，固定在大轮上的两个突起P一起随大

轮转动，而突起P每半周向下挤压杠杆一次，使石锤A抬起，然后石锤落下，实现舂米。已知石锤重力大小为G,

相关尺寸如图所示，不计一切摩擦阻力。石锤A受到的重力相对于O点的力矩为水流沿切线方向对大

轮的冲击力至少为才能维持这个机器正常运转。

三、计算题

14.如图所示,质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮

质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在

整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为山，当石

材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为山o在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力

的最大值与最小值之比为29:21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度p石=2.5xl03kg/m3,］取g=10N/k

g求

(1)与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少；

(2)r|i与r|2的比值；

(3)当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。

15.在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮,D是轮轴，D的轮半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，

物重G=5。。牛顿,每个动滑轮重G动=5。牛顿。如果不计绳重和摩擦,各段绳的方向保持相平行,那么：

⑴为把重物提起，作用在轮上的动力F至少要大于多少牛顿?

(2)若把重物提起0.1米，动力F的作用点要移动几米？

(3)该装置的机械效率是多少？

16.如图所示。R=2r,拉力F为100N,求物重G。

1.D【解析】解如图所示,G表示杆AB的自重,LoA表示杆的重心到A端的距离，T表示悬线拉力的大小,L

表示作用于杆AB上的悬线拉力对A点的力臂。

把AB视为一根可绕A端转动的杠杆，则由杠杆的平衡条件应有：：GxLoA=TxL,

由此得：当线套在杆上逐渐向右移动时，拉力T的动力臂L(Li、L2、L3、L,)经历了先逐渐变大后又逐渐变

小的过程，故悬线的拉力T则是逐渐变小后逐渐变大。

故选:D。

2.A【解析】解:有用功勿===Gh=ICONx2m=200力总功=50Nx2x5m=500/;

有用后

w

机械效率T]=-^―==40%。

忘

故选:A。

3.D【解析】解：A、工人提升10块石板升高2m做的有用功：W有二G石总h=100Nxl0x2m=2000J;

w

由机械效率公式可得，所做的总功：=3=鬻=2500/。

/E?T]80%

则额外功：W%=勿占一W占用=2500/-2000/=500/,故A正确；

汤启有用

W

B、工人的有用功率：P=1=等=500W,故B正确；

有用t4s

C、在不计摩擦与绳重时，额外功来自克服托板和动滑轮的总重做的功，

故唳=(G期+G》，

则动滑轮的重力：G一产3=

动h2m

G

此装置动滑轮的质量：m_,=-=芸%=5kg,故C正确；

动910N/kgu

D、人的质量为70kg,则绳端的最大拉力：F=G/=mg=70kgxl0N/kg=700N,

由图知n=2,在不计摩擦与绳重时，提起的最大总重力:G总=2F=2x700N=1400N,

可装石板的重为：(G.J=G^-G-G=1400N-200N-50N=l150N.则最多可装石板的数量n=黑罂=

I子总排动100N

11.5«11块，则最多可装石板的重：=11X100N=1100N。

不计摩擦与绳重，滑轮组可达到的最大机械效率：

T]'=-_-——=——™——=81.5%.故D错误。

G+G腕威°动1100N+200N+50N人日

故选:D。

4.C【解析】A、当B水平匀速向右运动时，/=3(%+GQ=3X(2N+IN)=9N,故A错误；

B、水平向左拉物体B时，由平衡条件得：&=3GA+/=3GA+/=3XIN+9N=12N,,故B错误；

C、水平向左拉物体时，B的移动速度为4=£=答皿=O.IM/S,拉力F2功率为P2=F2VB=12Nx0.1m/s=l.

2W,故C正确；

D、用力Fi竖直向下拉物体A时，拉力Fi的功率Pi=Fiv=2Nx3xO.6m/s=3.6W,故D错误。

故选:C。

5.A【解析】A、拉力的功率

Fns

WFS_曜==3x5NX0.2m/s=3W,故A错误：

P=t=tt=7^n]Fv

B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：

n=3,则2s内绳子自由端移动的距离：

s=3vx2s=3x0.2m/sx2s=1.2m,故B正确；

C、由「=?可得亚=Pt=3Wx5s=15J,I故C正确；

w

D、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3,克服摩擦力做的功为有用功，效率：D=要=4=%

W忘4FnsnF

则anr)F=3x80%x5N=12N,故D正确。

6.由图乙可知，在0~ls内，拉力F=30N,取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动向上的支持力F支,

及三根绳子向上的拉力F作用，处于静止状态；

地面对重物的支持力F=G-F'+G_=G-3F..+G=WON-3x30N+G_=G_.+IONA错误；由

差动放动动动

图可知在2~3s内，重物做匀速运动，%=2.50m/s,拉力.F3=40N,

因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)"3,

所以拉力F的作用点下降的速度必,=3%=3x2.50m/s=7.5m/s,

拉力做功功率(总功率)：

P忘=尸3%'=40Nx7.5m/s=300忆故C错误；滑轮组的机械效率:

T]=*x100%=x100%=x100%/3.33%,故D错误；

息3713

在1~2s内，拉力F2=5ON,重物上升高度h2=1.25m

拉力F的作用点下降的距离S2=3%2=3x1.25m=3.75m,

拉力做的功：

W=F2S2=50Nx3.75m=187.57,故B正确。

故选:B。

WF…3’肉

7.V滑轮组的机械效率：产鲁=产

喂尸成。s成

3•尸E

3X56N1

・•・拉力—=210N,又w1.,=-V

80%放3梯1°o

W%・s

・•.P.=—=——=&•u”=&♦"=210Nx工x1.5m/s=105W;

1tti或113分3/

同理：滑轮组在拉力F2作用下时，

3'吸3X56N

F=-----=--------=210/V,

乙?7]80%

尸2二尸2•u,〃=F2=21UNx-x0.5m/s=35W,

J放3动23

由此分析可知：F1=/2、Pl=3P2。

故选:B。

8.DA、物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB,

尸孝=?尸=；*24%=12乂而於=5凡所以/梦=F孝—%=12N—5N=7N,故A不正确；

B、滑轮移动的速度v=^X0.2m/s=0.1m/s,故B错；

浓2梯2

C、拉力做功功率P=Fv=24NxO.lm/s=2.4W,故C错；

D、s=vt=0.2m/sx2s=0.4m,对A做功：W=F.s=12NxO.4m=4.8J,故D正确。

二、填空题

9.七口

12FR

解：根据轮轴受力分析，

可得：FR+F'r=F'R

贝hF=p

R-r

G『+G1

10.解：图A,甲船向右移动了10m,乙船向左移动了4m,以甲为参照物乙向左移动了10m+4m=14m,有两段绳子

拉乙船，故绳子自由端总共移动s=14mx2=28m;

故人拉绳子的功率P=y=v=*产=140W;

图B,如果乙船不动，滑轮为定滑轮，甲船向右移动了10m,则绳子自由端会移动10m；如果甲船不动，乙船动，

则滑轮为动滑轮，乙船向左移动了4m,则绳子自由端会移动8m；现在两船都动，故绳子自由端总共移动18m;

故人拉绳子的功率P=「「=90W。

故答案为：140;90°

IL解：以m为研究对象，如图示，O为支点，画出各个力和力臂：

G=mg

设OA长度为21,右端与水平方向成30。角，所以Li的长度为1,板正中间放一质量为m的物体，故L2的长度

也为1；

因定滑轮不省力，故绳对物体m的拉力大小F等于动力Fi的大小，阻力为重力与拉力的合力，即F2=G-F;

由此根据杠杆平衡的条件是FiLi=F2L2-.

把各个量带入即可得：F1=(G-F)1;

解得：F=|G=M。；

故答案为：|m5

12.解：把人、动滑轮、木板看成一个整体，设人与绳之间拉力为F,贝h

4F=10N+250N+40N

F=75N

故答案为：75N

13.解：以0为支点，石头重力的力臂为ri,

对于杠杆，根据力矩平衡条件，有

G「1=PNT2

对于轮轴，运用力矩平衡条件，有

F”3=F4

解得F=皿

丁2r4

故答案为：Gq;2G

r2r4

14.解：(1)人用120N的力拉绳端前后对人和动滑轮受力分析如图1、2、3所示：

图1图2图3

池底部对石材的支持力的变化等于滑轮组下端绳子拉石材的拉力变化：

T=3F-G,=3x120N-50N=310N;

s动

(2)石材浸没在水中时，对动滑轮受力分析如图4所示：

图4图5

GN行F浮

人拉绳端的力餐

3，

G

其中石材所受浮力Fifj=「水9丫和=詈「水

Y有

石材在空气中时，受力分析如图5所示：

,中动

人拉绳端的力

F浮2-3'

设石材浸没在水中被拉起时地面对人的最大支持力为Ni,石材在空气中时地面对人的最小支持力为N2,

图6图7

所以对于石材浸没在水中和在空气中分别有

放;,

Ga=M+FN1',GA=N2+F

因为F拉J与F拉i大小相等,F拉2与F拉2大小相等，且NI：N2=29:21,

代入数据解得：G7=1000/V,FiE=400/V,

石材浸没在水中时滑轮组的机械效率

石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率

■=G--F浮*G;E+G」=

所以72G石+G动-F浮G石

1000N-400N*1°°°N+5°N=63.

1000/V+50-400N1000N65'

(3)人拉绳的功率：P=F*xnv=(G四+G_j乙&=(1000N+50N)x0.2m/s=210W。

放2\悌动)梯

答：(1)与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了310N；

(2)①与三的比值为63:65;

(3)当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率为210W。

15.解：如图所示，作用在滑轮组上绳子的拉力为F,作用在轮轴轴上绳子的拉力也是F,作用在轮上的拉力是F。

(1)如图所示，重物被两个动滑轮吊着，