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文档简介
专题10滑轮斜面与机械效率一、单选题1.(2023·内蒙古包头中考真题)在小区改造工程中,工人师傅用滑轮组提升建筑材料,如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上,每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N,材料在30s内匀速上升了3m,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.绳子自由端的速度为0.1m/sB.拉力F的功率为50WC.滑轮组的机械效率为90%D.钢架受到的拉力为1500N2.(2023·湖南常德中考真题)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是()
A.F甲=200N,并向上移动4mB.F甲=100N,并向上移动2mC.F乙=200N,并向上移动1mD.F乙=400N,并向上移动lm3.(2023·湖北荆州中考真题)一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是(
)
A.绳子自由端移动的距离为3m B.拉力做的有用功为500JC.拉力做的额外功为150J D.拉力做功的功率为25W4.(2023·重庆·统考中考真题)在美丽乡村建设的工地上,如图所示,工人借助动滑轮用250N的拉力,将450N的重物匀速提升2m,用时10s。则()
A.重物上升的速度为0.4m/sB.动滑轮做的有用功为1000JC.工人的拉力的功率为90WD.动滑轮的机械效率为90%5.(2023·湖北鄂州中考真题)小刚用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮重2N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.拉力F为5NB.有用功为10JC.绳子自由端移动的距离为1.5mD.该滑轮组的机械效率为83.3%6.(2022·四川宜宾中考真题)2021.7.1是庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行,伴随着嘹亮的国歌声,五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,如图,该滑轮的作用是()A.增大绳子自由端移动的距离 B.减小拉力C.改变拉力的方向 D.减少拉力做功7.(2023·四川自贡中考真题)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()A.较大B.较大C.较大 D.、、的大小相等8.(2022·辽宁中考真题)使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是()A.滑轮组的机械效率为50%B.动滑轮重为100NC.绳子自由端拉力的功率为20WD.增大物重机械效率不变9.(2022·广西柳州中考真题)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是()A.仅将绳在两木棍上多绕1圈 B.仅将绳在两木棍上少绕1圈C.仅增加绳的总长 D.仅减小绳的总长10.(2022·四川广元中考真题)小李家在自建房屋的过程中,自制了向高处运送材料的装置如图所示,其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N,在拉力F作用下,材料在20s内匀速上升4m,不计绳的质量和滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()A.滑轮组所做的额外功为1600J B.材料上升的速度大小为0.4m/sC.拉力F做功的功率为80W D.滑轮组的机械效率为80%11.(2021·山东淄博中考真题)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.使用这个滑轮能省力B.甲拉力大小等于乙拉力大小C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度12.(2021·湖北中考真题)光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m,送给楼上的熊大、熊二,所用的拉力是125N,不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是()A.绳子自由端移动的距离为6m B.拉力做的功为750JC.动滑轮重50N D.该滑轮组的机械效率为75%13.(2021·内蒙古鄂尔多斯中考真题)甲装置中,空吊篮A重25N,绳子承受最大拉力100N。小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图内。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是()A.动滑轮所受的重力为15NB.第2秒内克服滑轮重做的额外功为30JC.此装置最多能匀速运载160N重的货物D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%14.(2022·辽宁本溪中考真题)用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子,以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为75%,下列说法正确的是()A.拉力F为80N B.10s内绳子自由端移动2mC.3s内物体重力做功180J D.拉力F的功率为16W15.(2022·河南·统考中考真题)为了将一物块送到高处,小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端,物块沿斜面匀速向上运动,下列说法正确的是()A.该装置使用滑轮是为了更加省力B.此过程中物块的动能转化为重力势能C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D.若绳子突然断开,物块将立即下滑16.(2022·湖北随州中考真题)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块(重为G)被匀速拉升的高度为h(不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法中正确的是()A.M是动滑轮B.拉力F=2GC.拉力F做的功为3FhD.拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同17.(2021·湖北黄石中考真题)如图所示,重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是(
)A.物体与地面间的滑动摩擦力为100NB.拉力F做的功为100JC.额外功的功率是8WD.绳子自由端移动的速度为0.3m/s18.(2021·吉林长春中考真题)图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时,下列说法正确的是()A.绳端移动的距离是物体上升距离的5倍B.被提升的物重是绳子拉力的4倍C.增大物重,所做的有用功增大D.增大物重,“车梯”的机械效率变高19.(2021·内蒙古包头中考真题)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20.(2023·北京中考真题)用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.物体A上升的速度为0.4m/s B.滑轮组的有用功为2000JC.拉力F的功率为100W D.滑轮组的机械效率为80%二、填空题21.(2023·湖南郴州中考真题)如图所示,物体重10N,每个滑轮重1N,在F=2.5N的拉力作用下,物体上升了1m,则拉力做的有用功是__________J,克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为__________J。
22.(2023·四川达州中考真题)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重30N,B重5N,则A所受地面的摩擦力为__________N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F=__________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)23.(2022·重庆中考真题)如图所示,是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳,可匀速提升重为360N的货物A。则动滑轮重为___________N,这时滑轮组的机械效率为___________%。(忽略一切摩擦力)24.(2022·福建中考真题)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是______;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为______N。三、计算题25.(2023·湖南长沙中考真题)如图,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为5kg,每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦,g取10N/kg,小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中,求:(1)杠铃片在0.5s内上升0.2m,杠铃片的速度;(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小;(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了0.1m,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
26.(2023·四川广元中考真题)如图所示,某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,工人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为;此工人的质量为70kg,两个动滑轮的质量共为10kg,绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:(1)工人的手对绳的拉力大小;(2)工件移动过程中,地面对工件摩擦力的大小;(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。
27.(2022·辽宁大连中考真题)如图所示,某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中,绳子自由端所受的拉力为F,滑轮组的机械效率为75%,试求:(1)货箱上升的速度是多少?(2)有用功是多少?(3)拉力F是多少?28.(2021·四川资阳中考真题)随着疫情防控形势的好转,人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常,各地的基础设施项目正在热火朝天的开工建设。如图所示,某建筑工地上,工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高,长,工人施加的拉力,工件的质量,工件沿斜面上升的速度;若不计工件和滑轮组长度,忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦,g取10N/kg。求:(1)拉力F做功的功率P;(2)整个装置的机械效率;(3)工件所受斜面的摩擦力f。
专题10滑轮斜面与机械效率一、单选题1.(2023·内蒙古包头中考真题)在小区改造工程中,工人师傅用滑轮组提升建筑材料,如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上,每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N,材料在30s内匀速上升了3m,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.绳子自由端的速度为0.1m/sB.拉力F的功率为50WC.滑轮组的机械效率为90%D.钢架受到的拉力为1500N【答案】C【解析】A.由图可知,动滑轮上的绳子根数n=3,绳子在30s内移动的距离为由可知,绳子自由端的速度为故A错误;B.由可知,拉力F的功率为故B错误;C.材料的重力为滑轮组的机械效率为故C正确;D.钢架受到的拉力为故D错误。2.(2023·湖南常德中考真题)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是()
A.F甲=200N,并向上移动4mB.F甲=100N,并向上移动2mC.F乙=200N,并向上移动1mD.F乙=400N,并向上移动lm【答案】D【解析】AB.不计绳重、轮重和摩擦,图甲是动滑轮,动滑轮不能改变力的方向,但是可以省一半的力,所以拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m故AB错误;CD.不计绳重、轮重和摩擦,图乙是动滑轮,拉力作用在动滑轮的轴上,拉力F乙=2G物=400N拉力端移动的距离为故C错误,D正确。3.(2023·湖北荆州中考真题)一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体,使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中下列选项正确的是(
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A.绳子自由端移动的距离为3m B.拉力做的有用功为500JC.拉力做的额外功为150J D.拉力做功的功率为25W【答案】D【解析】A.物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s,物体移动的距离是s=vt=0.1m/s×10s=1m有两根绳子与动滑轮相连,绳子自由端移动的距离为s绳=ns=2×1m=2m故A错误;B.物体与地面间的滑动摩擦力为150N,拉力克服摩擦力做的有用功为W有=fs=150N×1m=150J故B错误;C.滑轮组的机械效率是60%,则总功为拉力做的额外功为W额=W总-W有=250J-150J=100J故C错误;D.拉力做功的功率为故D正确。4.(2023·重庆·统考中考真题)在美丽乡村建设的工地上,如图所示,工人借助动滑轮用250N的拉力,将450N的重物匀速提升2m,用时10s。则()
A.重物上升的速度为0.4m/sB.动滑轮做的有用功为1000JC.工人的拉力的功率为90WD.动滑轮的机械效率为90%【答案】D【解析】A.重物上升的速度为故A不符合题意;B.动滑轮做的有用功为W有=Gh=450N×2m=900J故B不符合题意;C.动滑轮有两根绳承担,所以绳子自由端移动的速度为v绳=v=0.2m/s×2=0.4m/s工人的拉力的功率为P=Fv绳=250N×0.4m/s=100W故C不符合题意;D.动滑轮的机械效率为故D符合题意。5.(2023·湖北鄂州中考真题)小刚用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮重2N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.拉力F为5NB.有用功为10JC.绳子自由端移动的距离为1.5mD.该滑轮组的机械效率为83.3%【答案】D【解析】A.由图中可知,动滑轮上有两股绳子承重,故绳子自由端的拉力为故A错误;B.物体提升的高度为h=0.5m,故由W=Gh可得,所做的有用功为W有=Gh=10N×0.5m=5J故B错误;C.因动滑轮上有两股绳子承重,故绳子自由端移动的距离为s=2h=2×0.5m=1m故C错误;D.由图中可知,该滑轮组的机械效率为故D正确。6.(2022·四川宜宾中考真题)2021.7.1是庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行,伴随着嘹亮的国歌声,五星红旗冉冉升起。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,如图,该滑轮的作用是()A.增大绳子自由端移动的距离 B.减小拉力C.改变拉力的方向 D.减少拉力做功【答案】C【解析】旗杆顶部滑轮的轴不动,是一个定滑轮,它能改变动力的方向,但不能省力、省功以及增大绳子自由端移动的距离。故C符合题意,ABD不符合题意。7.(2023·四川自贡中考真题)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()A.较大B.较大C.较大 D.、、的大小相等【答案】D【解析】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,所以忽略绳子与滑轮的摩擦,匀速向上拉物体时,无论向哪个方向拉动绳子,施加在绳子上的拉力都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC错误,D正确。故选D。8.(2022·辽宁中考真题)使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是()A.滑轮组的机械效率为50%B.动滑轮重为100NC.绳子自由端拉力的功率为20WD.增大物重机械效率不变【答案】B【解析】A.物体的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物体受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由图可知,动滑轮用2段绳子拉物体,且弹簧测力计的示数为200N,则拉力F=200N,绳子自由端移动的距离s=2m,拉力做的总功W总=Fs=200N×2m=400J滑轮组的效率故A错误;B.由可知,动滑轮重G动=nF-f=2×200N-300N=100N故B正确;C.拉力的功率故C错误;D.若增大物重,则物体受到的摩擦力变大,物体移动相同的距离,滑轮组所做的有用功变大,而额外功不变,有用功在总功中所占的比例变大,因此机械效率会变大,故D错误。9.(2022·广西柳州中考真题)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是()A.仅将绳在两木棍上多绕1圈 B.仅将绳在两木棍上少绕1圈C.仅增加绳的总长 D.仅减小绳的总长【答案】A【解析】AB.仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩越省力,可能使女孩获胜,同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题意;CD.改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。故选A。10.(2022·四川广元中考真题)小李家在自建房屋的过程中,自制了向高处运送材料的装置如图所示,其中动滑轮重为100N。若某一次运送的材料重为400N,在拉力F作用下,材料在20s内匀速上升4m,不计绳的质量和滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()A.滑轮组所做的额外功为1600J B.材料上升的速度大小为0.4m/sC.拉力F做功的功率为80W D.滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A.因为不计绳的质量和滑轮的摩擦,那么对动滑轮所做的功就是混轮组所做的额外功,因此滑轮组所做的额外功为故A错误;B.材料上升的速度大小为故B错误;C.拉力F的大小为绳自由端移动的距离拉力F的所做的功拉力F的所做的功率故C错误;D.滑轮组的机械效率为故D正确。11.(2021·山东淄博中考真题)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.使用这个滑轮能省力B.甲拉力大小等于乙拉力大小C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度【答案】B【解析】A.图中滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,不能省力,故A错误;B.不计绳重和摩擦,使用定滑轮不省力,所以两个拉力的大小都等于物体的重力,甲拉力大小等于乙拉力大小,故B正确;C.使重物在相同的时间内匀速上升相同高度,甲乙拉力相等,甲乙拉力移动的距离相等,由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功,故C错误;D.使重物在相同的时间内匀速上升相同高度,甲乙拉力移动的距离相等,由可知,甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度,故D错误。故选B。12.(2021·湖北中考真题)光头强用如图所示的装置将200N的蜂蜜匀速提高3m,送给楼上的熊大、熊二,所用的拉力是125N,不计桶重、绳重和摩擦。下列说法不正确的是()A.绳子自由端移动的距离为6m B.拉力做的功为750JC.动滑轮重50N D.该滑轮组的机械效率为75%【答案】D【解析】A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2,则绳子自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m故A正确,不符合题意;B.拉力做的功W总=Fs=125N×6m=750J故B正确,不符合题意;C.不计桶重、绳重和摩擦时,据滑轮组的特点得,动滑轮的重力故C正确,不符合题意;D.提升蜂蜜所做的有用功W有=Gh=200N×3m=600J该滑轮组的机械效率故D错误,符合题意。13.(2021·内蒙古鄂尔多斯中考真题)甲装置中,空吊篮A重25N,绳子承受最大拉力100N。小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图内。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是()A.动滑轮所受的重力为15NB.第2秒内克服滑轮重做的额外功为30JC.此装置最多能匀速运载160N重的货物D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%【答案】D【解析】A.由图丙可知,在1~2s内(第2s内)A被匀速提升,由图乙可知拉力F=20N,由图知,n=2,忽略绳重及摩擦,动滑轮重力G动=2F-GA=2×20N-25N=15N故A正确,不符合题意;B.由图丙可知,第2s内A上升的速度vA=2m/s,第2s内滑轮上升的高度h=vAt=2m/s×1s=2m第2秒内克服滑轮重做的额外功为W额=G动h=15N×2m=30J故B正确,不符合题意;C.忽略绳重及摩擦,绳子拉力G=2F最大-GA-G动=2×100N-25N-15N=160N故C正确,不符合题意;D.此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大,此装置提升重物的最大机械效率故D错误,符合题意。14.(2022·辽宁本溪中考真题)用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子,以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为75%,下列说法正确的是()A.拉力F为80N B.10s内绳子自由端移动2mC.3s内物体重力做功180J D.拉力F的功率为16W【答案】D【解析】A.物体所受摩擦力为由图可知,相当于两段绳子拉着物体,又由于物体匀速运动,绳子拉物体的拉力等于摩擦力,则有所以拉力为故A错误;B.绳端移动的距离为故B错误;C.重力方向竖直向下,在力的方向上,物体没有移动,故重力不做功,故C错误;D.绳子端移动速度为拉力功率为故D正确。故选D。15.(2022·河南·统考中考真题)为了将一物块送到高处,小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端,物块沿斜面匀速向上运动,下列说法正确的是()A.该装置使用滑轮是为了更加省力B.此过程中物块的动能转化为重力势能C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D.若绳子突然断开,物块将立即下滑【答案】C【解析】A.该装置使用的是定滑轮,只能改变力的方向,不能省力,故A错误;B.物块沿斜面匀速向上运动,动能不变,物体的重力势能是拉力F做功增加的,故B错误;C.物块相对斜面斜向上运动,受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反,所以摩擦力沿斜面向下,故C正确;D.若绳子突然断开,物块由于惯性会先继续向上运动,故D错误。故选C。16.(2022·湖北随州中考真题)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块(重为G)被匀速拉升的高度为h(不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法中正确的是()A.M是动滑轮B.拉力F=2GC.拉力F做的功为3FhD.拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同【答案】B【解析】A.在拉力F的作用下,N会随着拉力一起移动,M不动,所以M是定滑轮,N是动滑轮,故A错误;B.由于N是动滑轮,且n=2,不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦,拉力为F=2G故B正确;C.拉力F做的功为故C错误;D.配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍,故D错误。故选B。17.(2021·湖北黄石中考真题)如图所示,重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是(
)A.物体与地面间的滑动摩擦力为100NB.拉力F做的功为100JC.额外功的功率是8WD.绳子自由端移动的速度为0.3m/s【答案】C【解析】物体运动的距离为由图可知,绳子的股数为2,则绳子端移动的距离为绳子端移动的速度为总功为滑轮组的机械效率为60%,根据可知,有用功为因为物体克服摩擦力做功,所以摩擦力为额外功为额外功的功率为18.(2021·吉林长春中考真题)图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时,下列说法正确的是()A.绳端移动的距离是物体上升距离的5倍B.被提升的物重是绳子拉力的4倍C.增大物重,所做的有用功增大D.增大物重,“车梯”的机械效率变高【答案】D【解析】A.由图可知,n=4,s=4h,即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍,故A错误;B.由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦,被提升的物重小于绳子拉力的4倍,故B错误;C.增大物重,重物提升的高度不一定,所做的有用功不一定增大,故C错误;D.增大物重,在动滑轮、摩擦不变的情况下(即额外功不变的情况下),有用功在总功中所占比例增大,所以机械效率增大,故D正确。故选D。19.(2021·内蒙古包头中考真题)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。20.(2023·北京中考真题)用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()
A.物体A上升的速度为0.4m/s B.滑轮组的有用功为2000JC.拉力F的功率为100W D.滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】A.物体A在10s内竖直匀速上升了2m,上升的速度为故A错误;B.装置提升重为800N的物体A,竖直匀速上升了2m,滑轮组的有用功为故B错误;C.由图知,n=2,不计绳重和轮与轴间的摩擦,拉力为拉力端移动距离为拉力做的总功拉力做功的功率故C错误;D.滑轮组的机械效率为故D正确。二、填空题21.(2023·湖南郴州中考真题)如图所示,物体重10N,每个滑轮重1N,在F=2.5N的拉力作用下,物体上升了1m,则拉力做的有用功是__________J,克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为__________J。
【答案】103【解析】[1]该滑轮组克服物体重力做有用功,所做有用功[2]物体上升1m,则从下数的第一个动滑轮也上升h1=1m,其右侧绳端上升2m;从下数的第二个动滑轮上升h2=2m,其右侧绳端上升4m;从下数的第三个动滑轮上升h3=4m,其右侧绳端上升8m,即绳子自由端移动的距离s=8m,拉力做的总功克服动滑轮重力做的额外功则克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功22.(2023·四川达州中考真题)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重30N,B重5N,则A所受地面的摩擦力为__________N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F=__________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)【答案】1020【解析】[1][2]如图所示,物体A和B通过动滑轮相连,动滑轮上有2段绳子,已知A重30N,B重5N,物体B恰好匀速下降,说明物体A处于平衡状态,则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力,即若对A施加一个水平向左的拉力F,则物体A受到三个力的作用:水平向左的拉力F,水平向右的拉力2GB,水平向右的摩擦力10N,所以,水平刚好使A匀速向左运动,则拉力F23.(2022·重庆中考真题)如图所示,是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳,可匀速提升重为360N的货物A。则动滑轮重为___________N,这时滑轮组的机械效率为___________%。(忽略一切摩擦力)【答案】4090%【解析】[1]由图可知,滑轮组动滑轮上的绳子段数n=2根据滑轮组绳子端拉力的公式可得动滑轮的重力为G动=2F-G物=2×200N-360N=40N[2]根据滑轮组的机械效率的公式可得滑轮组的机械效率为24.(2022·福建中考真题)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是______;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为______N。【答案】改变力的方向1600【解析】[1]滑轮B工作时位置不发生改变,因此该滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态,所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。动滑轮上有两端绳子,则n=2,由滑轮组的机械效率可得汽车受到的摩擦力三、计算题25.(2023·湖南长沙中考真题)如图,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为5kg,每个杠铃片的
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