15滑轮及其应用（练习）

浙教版中考科学一轮复习滑轮及其应用滑轮受力分析、滑轮组、效率【同步练习解析】一.选择题1．（2022·湖南常德中考）如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（）A．F1＞F2，F1移动距离多 B．F1＜F2，F2移动距离多C．F1所做的额外功多 D．两装置的机械效率相同【答案】D【解析】AB．由图可知，左侧的滑轮组，n=2，则拉力为F1移动距离为s1=2h右侧的滑轮组，n=3，则拉力为F2移动距离s2=3h因此F1＞F2，F2移动距离多，故AB错误；C．不计绳重和摩擦，提动滑轮做的功为滑轮组的额外功，两个动滑轮相同，提升相同的高度，故两个滑轮组做的额外功相同，故C错误；D．不计绳重和摩擦滑轮组的机械效率与所提物重和滑轮重有关，与绳子的绕法无关，在提升相同物体到相同的高度，所做的有用功与额外功相同，故两装置的机械效率相同，故D正确。2．（2022·河北中考）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（）A．动滑轮所受重力为10N B．滑轮组所做的有用功为2000JC．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%【答案】D【解析】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为故B错误；C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=2h=2×5m=10m工人所用拉力的功为拉力的功率为故C错误；A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为动滑轮所受重力为故A错误；D．滑轮组的机械效率为故D正确。3．（2022·湖南邵阳中考）如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（）A．绳子自由端移动的距离是1m B．有用功为0.6JC．总功为5J D．该装置的机械效率为80%【答案】D【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是故A错误；B．有用功为故B错误；C．拉力做的总功为故C错误；D．该装置的机械效率为故D正确。4．（2021·广西河池中考）如图所示，工人用500N的拉力F把重为800N的材料匀速提升了2m，用时20s。若不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（）A．拉力F的功率为80WB．拉力F在这20s内做的功为1000JC．动滑轮的重为为200ND．用该装置匀速提升更重的材料，机械效率不变【答案】C【解析】AB．拉力F在这20s内做的功为拉力F的功率为故AB错误；C．动滑轮的重为为故C正确；D．用该装置匀速提升更重的材料到相同高度，有用功变大，动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功占总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。5．（2021·湖南永州中考）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（）A．绳子末端移动的距离是0.2mB．拉力做的功是2.7JC．滑轮组的机械效率是90%D．动滑轮的重力是1N【答案】C【解析】A．由图可知，n=3，绳子末端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m故A错误；B．拉力做的功W总=Fs=10N×0.3m=3J故B错误；C．有用功W有=Gh=27N×0.1m=2.7J滑轮组的机械效率故C正确；D．忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，动滑轮的重力G动=3FG=3×10N27N=3N故D错误。6．（2021·黑龙江哈尔滨中考）如图，小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，测得：物体重力为3N、在1s的时间内将物体匀速提升0.2m、拉力F为1.8N。此过程中，下列说法中正确的是（）A．提升时物体的重力势能变小 B．拉力所做的有用功为1.2JC．滑轮组的机械效率为55.6% D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s【答案】D【解析】A．提升时物体的高度升高、质量不变，重力势能变大，故A错误；B．拉力所做的有用功为故B错误；C．滑轮组的机械效率为故C错误；D．在1s的时间内将物体匀速提升0.2m，滑轮组由两股绳承担物重，因此绳子自由端在1s的时间内移动的距离是0.4m，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，故D正确。7．（2021·广东深圳中考）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同），使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（）A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7WC．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N【答案】A【解析】AC．从甲图可以看到，在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线，虚线往下，有三条绳子吊着动滑轮，即甲中，动滑轮由三根绳子吊着，故C错误；再由题意可知，物体A在2s内拉升了20cm，三条绳子吊着动滑轮，则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍，即甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确；B．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍，即相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度根据可知，乙中拉力的功率乙中拉力的功率是1.8W；故B错误；D．从乙图可以看到，绳端的拉力是9N，两条绳子托着动滑轮，设动滑轮的重力，物体A的重力是17N，则代入数据可得解得乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。8．（2021·贵州黔东南中考）如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（）A．绳子自由端拉力F的大小为90NB．提升物体的过程中，拉力F做的有用功为200JC．绳子自由端拉力F的功率为36WD．此滑轮组的机械效率为90%【答案】D【解析】A．由题意可知，不计绳重和摩擦，物体重是90N，动滑轮重为10N，从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，那么代入数据可知解得，绳子自由端拉力F的大小是50N，故A错误；B．提升物体的过程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么拉力F做的有用功是180J，故B错误；C．5s将重90N的物体匀速提升了2m，两条绳子托着动滑轮，则绳子自由端移动的距离都是经历了5s时间，那么绳子自由端移动的速度绳子自由端移动的速度是0.8m/s，由A解析可知绳子自由端拉力F的大小是50N，根据可知，绳子自由端拉力F的功率绳子自由端拉力F的功率是40W，故C错误；D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知绳子自由端拉力F的功率是40W，这个过程经历的时间是5s，绳子自由端拉力F做的功是总功，这个总功这个总功是200J；此滑轮组的机械效率此滑轮组的机械效率是90%，故D正确。9．（2021·内蒙古通辽中考）如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动距离为4mB．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120NC．额外功的功率为12WD.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】C【解析】A．物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物=3×2m=6m故A错误；B．拉力做功为W总=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW总=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力f===180N故B错误；C．拉力做的额外功W额=W总W有用=600J360J=240J额外功的功率P===12W故C正确；D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。10．（山西中考真题）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（

）A．甲方式可以省力B．乙方式不能改变力的方向C．甲、乙两种方式做的有用功相等D．甲、乙两种方式的机械效率相等【答案】C【解析】A．由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；B．乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；C．由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由可知；故C正确；D．由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大于甲方式，有用功相同、总功不相同，根据可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。11．（四川广安中考真题）如图所示，水平地面上的建筑人利用滑轮组，将重为900N的物体在10s内匀速提升2m｡工人对绳子直向下的拉力为500N，自身重力为700N，不计绳重和摩擦阻力｡以下说法正确的是（）A．工人对地面的压力为700N B．拉力的功率为150WC．滑轮组的机械效率为60% D．动滑轮的自重为100N【答案】D【解析】A．工人对地面的压力等于重力减去人受到绳子的拉力，所以是200N,故A错误；B．绳子自由端移动的距离拉力的功率故B错误；C．滑轮组的机械效率故C错误；D．动滑轮的重力故D正确。12．（四川巴中中考真题）如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（）A．动滑轮的重力为10NB．拉力F的功率为2WC．该滑轮组的机械效率约为83.3%D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高【答案】B【解析】A．由图像可知绳子股数n=3，则动滑轮的重力为故正确，不符合题意；B．绳子自由端移动的距离为s=3h=3×0.3m=0.9m拉力F的功率为故错误，符合题意；C．该滑轮组的机械效率约为故正确，不符合题意；D．由可知提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高，故正确，不符合题意。13．（辽宁本溪中考真题）用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s．已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W．下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为2mB．拉力F的大小为40NC．滑轮组的机械效率为80%D．滑轮组对物体A所做的功为1000J【答案】C【解析】A．由图知，n＝3，绳子自由端移动的速度：v绳＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，则绳子自由端移动的距离：s绳＝v绳t＝0.6m/s×10s＝6m，故A错误；B．由P＝Fv可得，拉力：，故B错误；CD．物体移动的距离：s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，有用功（滑轮组对物体A所做的功）：W有用＝fs＝120N×2m＝240J，总功：W总＝Fs′＝50N×6m＝300J，滑轮组的机械效率：故C正确，D错误．14．（2022·山东淄博二模）如图甲、乙、丙中，每个滑轮重G0都相同，将同一重物G（G大于G0）匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦。以下说法正确的是（）A．F1做功最多 B．F2最大C．甲图效率最高 D．丙图做功一定最快【答案】C【解析】图甲滑轮是定滑轮，F1=G，拉力做功为W1=F1s1=Gh图乙滑轮是动滑轮，，拉力做的总功为W2=F2s2=W有+W额=Gh+G0h图丙是滑轮组，，拉力做的总功为W3=F3s3=W有+W额=Gh+G0h综上所述，不计绳重及摩擦，由于F1没有做额外功，所以F1做的功最少，F2和F3有做额外功，所以甲图的机械效率最高；由于G大于G0，因此有所以三图中力的关系为F1最大；由于不知道做功时间，无法比较做功快慢；故ABD错误，C正确。15．（2022·黑龙江牡丹江三模）如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（）A．使用此装置可以省功 B．使用轮轴可以省距离C．上方的滑轮可以改变力的方向 D．绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成【答案】C【解析】A．使用任何机械（如杠杆、滑轮、斜面）时，都需要克服阻力做额外功，所以使用任何机械都不能省功，故A错误；B．由图可知此装置是由定滑轮和轮轴组成的，定滑轮的本质是等臂杠杆，使用时既不省力也不费力；轮轴的本质是省力杠杆，省力杠杆费距离，故B错误；C．由图可知上方的滑轮是一个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变用力的方向，故C正确；D．由图可知此绞车由定滑轮和轮轴组成，并没有动滑轮，故D错误。16．（2022·云南昆明一模）如图所示，重为800N的物体，在100N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向左运动了2m。在此过程中，物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动速度为0.4m/sB．滑轮组对物体的水平拉力为300NC．该滑轮组的机械效率是80%D．绳子自由端拉力的功率为40W【答案】C【解析】A．由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3，绳端移动速度故A错误；B．物体受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍，物体在水平地面匀速向左运动，根据二力平衡可知滑轮组对物体的水平拉力故B错误；C．有用功绳端移动距离总功滑轮组的机械效率故C正确；D．绳子自由端拉力的功率故D错误。17．（2022·广东惠州一模）用如图甲所示的装置提升重物，空吊篮A重25N，将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，空吊篮A的上升速度随时间变化关系如图丙所示，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秒内拉力做的功为80JC．当货物的重是160N时，匀速提升时，所需拉力是100ND．当货物的重是160N时，匀速提升时，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，由图乙可知此时拉力F为20N，由图甲知，承担物重的绳子段数n为2。由可知，动滑轮重力故A正确，不符合题意；B．由图丙可知，第2s内A上升的速度为2m/s，则第2s内滑轮上升的高度绳子自由端移动的距离由可知，第2秒内拉力做的功故B正确，不符合题意；C．忽略绳重及摩擦，绳子拉力故C正确，不符合题意；D．由可知，该装置的机械效率故D错误，符合题意。18．（2022·广东二模）如图所示，手用F1的力直接将物体B匀速竖直提升h，F1做功为30J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则（）A．F1＜F2B．F2方向上，绳端移动的距离等于hC．F2做功为30JD．此滑轮组省力，却费距离【答案】A【解析】ABC．用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为30J，即有用功①滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做功是总功，由可得F2做功由图可知，利用滑轮组提升物体时，F2方向上，绳端移动的距离等于3h，则②由①②比较可知，F1＜F2，故A符合题意，BC不符合题意；D．由F1＜F2可知，此滑轮组不省力，故D不符合题意。二、填空题19．（2022·江苏无锡二模）用如图所示的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，忽略绳重和摩擦，物体在4s内被匀速提升了2m，则动滑轮重______N，4s内对物体做的有用功为______J，拉力做功的功率为______W，该滑轮组的机械效率为______。（结果保留2位有效数字）【答案】

40

400

120

83%【解析】由图可知滑轮组的动滑轮绕3段绳，忽略绳重和摩擦，动滑轮重G动=3FG=3×80N200N=40N4s内对物体做的有用功W有=Gh=200N×2m=400J绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m拉力做的总功W总=Fs=80N×6m=480J拉力做功的功率滑轮组的机械效率20．（2022·黑龙江三模）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平面上做匀速直线运动，受到水平面的摩擦力是物体A重的0.2倍，则此装置的效率为___________。如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，使物体B匀速上升3m所用的时间为__________s。（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）【答案】

66.7%

5【解析】物体A受到的摩擦力f=0.2GA=0.2×100N=20N滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳端的拉力F拉=GB=10N滑轮组的机械效率不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力不变，拉动A向左运动时，物体A受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和滑轮对它的拉力，则拉力F=f+3F拉=20N+3×10N=50N物体A运动的距离拉力F做功为W=FsA=50N×1m=50J所用时间为21．（2022·辽宁阜新一模）工人用滑轮组将重物从10m深的井下匀速提升到地面，用时50s，绳子自由端的拉力为200N，动滑轮的重力为60N（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），则物重为___________N；有用功为___________J；拉力的功率为___________W；该滑轮组的机械效率为___________。【答案】

540

5400

120

90%【解析】三段绳子与动滑轮接触，不计绳重与摩擦，有即解得G物=540N有用功为W有=Gh=540N×10m=5400J总功为W=Fs=200N×3×10m=6000J拉力的功率为机械效率为22．（2022·陕西模拟）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20个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若5s内坠砣串下降了40cm，则输电线P端向左移动的速度为______cm/s（不考虑钢绳的热胀冷缩，不计滑轮和钢绳自重及摩擦）。输电线P端受到的拉力大小为______N。【答案】

4

6×103【解析】图中坠砣挂在钢绳的自由端，由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2，则坠砣串下降高度h=40cm，则输电线P端向左移动的距离P端向左移动速度20个坠砣的总重力G=150N×20=3000N则输电线P端受到的拉力大小F=nG=2×3000N=6×103N23．（2022·山东淄博中考）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。【答案】

225

12

0.6

89%【解析】由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力绳子自由端移动的距离重物的速度滑轮组的机械效率24．（2022·四川巴中中考）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为___________，拉力的功率为___________W