中考物理二轮复习高分突破压轴培优专题11 滑轮和滑轮组的综合问题（含解析）

压轴培优专题11滑轮和滑轮组的综合问题中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练一、单选题1．如图，动滑轮重SKIPIF1<0，所吊起重物B重为SKIPIF1<0，物体A重SKIPIF1<0。此时物体B恰好以SKIPIF1<0的速度匀速下降，要使物体SKIPIF1<0以SKIPIF1<0的速度匀速上升，则物体SKIPIF1<0的速度以及所受外力大小和方向正确的是（不计绳与轮的摩擦）（）A．物体速度为SKIPIF1<0，所受外力大小为SKIPIF1<0方向向左B．物体速度为SKIPIF1<0，所受外力大小为SKIPIF1<0方向向左C．物体速度为SKIPIF1<0，所受外力大小为SKIPIF1<0方向向右D．物体速度为SKIPIF1<0，所受外力大小为SKIPIF1<0方向向左【答案】B【详解】从图中可知，绳子的有效股数为3，此时物体B恰好以0.5m/s的速度匀速下降（不计绳重和滑轮的摩擦），则绳子的拉力SKIPIF1<0物体B匀速下降，则物体A匀速运动，由二力平衡条件可知，物体A所受摩擦力f=F=8N要使物体B以1m/s的速度匀速上升，物体A运动速度v=3vB=3×1m/s=3m/s物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则物体A所受的摩擦力仍为8N，绳子对A的拉力F1=f=8N对A受力分析，水平方向上受到水平向右的拉力F1和摩擦力f、水平向左拉动A的力FA的作用，且处于平衡状态，故水平向左拉动A的力FA=F1+f=8N+8N=16N故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。2．小明同学利用如图所示装置匀速提起重200N的物块，物块浸没在水中受到的浮力是80N，滑轮重30N，SKIPIF1<0，不计摩擦、绳重及杠杆重，在物块上表面露出水面前，下列判断正确的是（）A．拉力大小为20NB．物块所受浮力不断减小C．装置中的滑轮是定滑轮D．整个装置的机械效率为80%【答案】D【详解】A．作用在A端拉力为SKIPIF1<0由杠杆的平衡条件SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0故A错误；B．物块上表面露出水面前，由于液体的密度和物体排开液体的体积不变，所以受到的浮力不变，故B错误；C．由图知，滑轮与物体一起上升，所以为动滑轮，故C错误；D．整个装置的机械效率为SKIPIF1<0故D正确。故选D。3．2022年新冠疫情形势依然严峻，上海居民在疫情期间创造了不同的滑轮组（如图所示）来派送生活物资到高层居民家中、若不计绳重及轴处摩擦，下列说法正确的是（）A．改变力的方向依靠的是动滑轮B．两种方式提升货物到相同高度，绳子自由端移动的距离相等C．提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功相同D．任何情况下两个滑轮组的机械效率相同【答案】C【详解】A．使用动滑轮可以省力，使用定滑轮可以改变力的方向，故A错误；B．提升物体的高度h相同，甲图绳子自由端移动的距离SKIPIF1<0乙图绳子自由端移动的距离SKIPIF1<0绳子自由端移动的距离不相等，故B错误；C．若不计绳重及轴处摩擦，绳子自由端的拉力SKIPIF1<0SKIPIF1<0提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功SKIPIF1<0SKIPIF1<0提升相同的货物到同一高度F1和F2做的功相同，故C正确；D．把相同的物体匀速提升相同的高度，由SKIPIF1<0可知，甲乙的有用功相同，不计绳重及轴处摩擦，动滑轮重相同，由SKIPIF1<0可知，甲乙的额外功相同，因此，利用滑轮组做的总功相同，由SKIPIF1<0可知，两个滑轮组提升相同的重物时，机械效率相同；若提升重物不同时，滑轮组的机械效率SKIPIF1<0因此并不是任何情况下两个滑轮组的机械效率相同，故D错误。故选C。4．如图所示，A是放在水平粗糙桌面上的物块，用跨过滑轮的轻绳将A与重物B相连。在重物B的作用下，A沿桌面做匀速运动。设桌面足够长，下列说法正确的是（）A．此处滑轮可以起到省力的作用B．重物B落地前，A受到的摩擦力和重物B的重力是一对平衡力C．重物B落地后，A在继续滑动的过程中受到的摩擦力大小不变D．重物B落地后，A将继续匀速运动【答案】C【详解】A．图中滑轮是定滑轮，定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，故A错误；B．重物B落地前，A受到的摩擦力和重物B的重力，受力物体不同，两个力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；C．重物B落地后，A在继续滑动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力大小不变，故C正确；D．重物B落地后，A在水平方向只受向左的摩擦力，所以A将向右做减速运动，故D错误。故选C。5．如图所示，男孩利用滑轮将物体匀速吊起，下列说法正确的是（）A．物体匀速上升时动能增大B．图中的滑轮不能改变拉力的方向C．物体匀速上升时受非平衡力的作用D．人对绳子的拉力是物体重力的一半【答案】B【详解】A．物体匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变，故A错误；B．图中的滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故B正确；C．物体匀速上升时处于平衡状态，则受平衡力的作用，故C错误；D．人对绳子的拉力是物体和动滑轮总重力的一半，故D错误。故选B。6．电气化铁路的输电线常用图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G，若不计摩擦和滑轮的重量，则以下说法中正确的是（）

A．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3GB．a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为SKIPIF1<0C．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3GD．a、c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为SKIPIF1<0【答案】A【详解】如图所示，b、c为定滑轮不省力，a为动滑轮，此时作用在绳子自由端的拉力为配重P的重力G，由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，不计摩擦和滑轮的重，则有SKIPIF1<0，所以作用在B端钢缆的拉力FB＝3G，故A正确，BCD错误。故选A。7．小明在学习了滑轮这一节内容后，联想到生活中最常见的滑轮应用——电梯，小明根据电梯运行原理安装出如图所示模拟电梯装置，该装置配重的最大值为5kg，轿厢自重1kg。当以最大配重使轿厢下降时，测得轿厢速度为0.1m/s，不计滑轮、绳重及摩擦（g取10N/kg）。当该装置配重为最大值时，下列说法中正确的是（）

A．配重上端滑轮是为了改变力的方向B．配重的上升速度为0.2m/sC．轿厢中货物的质量为9kgD．此时轿厢的机械效率为最大值【答案】D【详解】A．由图可知，配重上端滑轮随配重一起移动，所以该滑轮是动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故A错误；B．由图可知，动滑轮上绳子的股数为n＝2，配重的上升速度为SKIPIF1<0故B错误；C．不计滑轮、绳重及摩擦，轿厢受到的拉力为SKIPIF1<0对轿厢受力分析可知SKIPIF1<0可知，轿厢中货物的质量为SKIPIF1<0故C错误；D．由于配重为最大值，则轿厢中所装货物的重力最大，轿厢对货物的重力所做的功为有用功，即有用功最大，克服轿厢自重所做的功为额外功，而轿厢的自重不变，即额外功不变，此时有用功占总功的比例最大，因此此时轿厢的机械效率为最大值，故D正确。故选D。二、多选题8．用如图滑轮组拉着物体M在水平地面上以0.1m/s速度匀速前进0.2m，M重10N，绳子自由端拉力F为3N，绳子与滑轮的摩擦及滑轮重均不计，则下列说法正确的是（）A．M受到向左的拉力大小为1NB．M受到的地面的摩擦力为9NC．拉力F做功1.8JD．使M以0.2m/s的速度匀速前进，则M受地面的摩擦力为9N【答案】BCD【详解】A．由图示知，滑轮组承重绳子为3根，M所受的水平向左的拉力与M对滑轮的向右的拉力是相互作用力，所以M受到向左的拉力F拉=3F=3×3N=9N故A错误；B．M受到水平向右的摩擦力及向左的拉力作用，处于平衡状态，摩擦力及拉力是一对平衡力，大小相等，所以M受到地面的摩擦力大小为9N，故B正确；C．物体前进0.2m，绳子端移动的距离s=3s物=3×0.2m=0.6m拉力F做的功W=Fs=3N×0.6m=1.8J故C正确；D．M的速度变成0.2m/s，压力及接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为9N，故D正确。故选BCD。9．如图所示，每个滑轮的重力为SKIPIF1<0，重物B的重力为G，不计绳重及摩擦，若此时重物B匀速直线下降，速度为v，则下列说法正确的是（）

A．重物A运动速度为3vB．若增加B的重力，A受到的滑动摩擦力将不变C．C点绳受到的拉力为SKIPIF1<0D．重物A上绳子拉力做功的功率为SKIPIF1<0【答案】ABD【详解】A．由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，即SKIPIF1<0，则绳子自由端移动的速度是物体B运动速度的3倍，即重物A的运动速度为3v，故A正确；B．若增加B的重力，A对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则A受到的滑动摩擦力将不变，故B正确；C．有三段绳子拉着动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力为SKIPIF1<0连接动滑轮的三段绳子的拉力是相同的，故C点受到拉力为SKIPIF1<0，故C错误；D．重物A上绳子拉力做功的功率为SKIPIF1<0故D正确。故选ABD。10．用2个完全相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，用此装置拉起一个物块A时，绳端拉力为SKIPIF1<0；当用此装置同时拉起两个相同的物块A时，绳端拉力为SKIPIF1<0。不考虑绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A．SKIPIF1<0为SKIPIF1<0的2倍B．物块A的重力为SKIPIF1<0C．动滑轮的重力为SKIPIF1<0D．机械效率的变化量为SKIPIF1<0【答案】BD【详解】ABC．由图可知承担物重的绳子股数SKIPIF1<0，因为不计绳重和摩擦，所以用此装置拉起一个物块A时，绳端拉力为SKIPIF1<0

①当用此装置同时拉起两个相同的物块A时，绳端拉力为SKIPIF1<0

②①SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0；②-①可得SKIPIF1<0整理可得物块A的重力SKIPIF1<0①SKIPIF1<0②可得SKIPIF1<0整理可得动滑轮的重力SKIPIF1<0故AC错误，B正确；D．由SKIPIF1<0可知，滑轮组机械效率的变化量SKIPIF1<0故D正确。故选BD。11．如图所示，滑轮A固定在木块上，滑轮B固定在足够长的水平桌子桌角，木块重5N，空小桶重0.5N。桶中不加水时，木块保持静止；用注射器向小桶中注水并适时抽水，当木块向右匀速直线运动时停止调整水量；再用弹簧测力计向左匀速直线拉动木块，此时弹簧测力计示数为3N，小桶上升速度为0.04m/s（ρ水＝1.0g/cm3，g取10N/kg，绳重、绳与滑轮间摩擦均不计）。下列判断正确的是（）

A．桶中不加水时，木块所受静摩擦力为1NB．停止调整水量时，小桶中水的体积为25cm3C．向左匀速直线拉动木块时，弹簧测力计拉力的功率为0.06WD．若向左加速拉动木块，木块所受滑动摩擦力将比匀速拉动时大【答案】ABC【详解】A．桶中不加水时绳子自由端的拉力F0=G桶=0.5N由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，不计绳重、绳与滑轮间摩擦均不计，此时木块所受静摩擦力f0=nF0=2×0.5N=1N故A正确；B．因为不计绳重和摩擦时，拉力SKIPIF1<0所以木块向右匀速直线运动时绳子自由端的拉力SKIPIF1<0①因为两次移动过程中木块的重力不变，即木块对水平桌面的压力大小不变，以及接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力不变，因为木块向左做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，此时动滑轮对木块的拉力F拉=F示-f=3N-f因为不计绳重和摩擦时，绳子自由端的拉力SKIPIF1<0即SKIPIF1<0②由①②解得F=0.75N，由二力平衡条件可知，小桶和水的总重力G总=F=0.75N此时桶中水的重力G水=G总-G桶=0.75N-0.5N=0.25N桶中水的质量SKIPIF1<0桶中水的体积SKIPIF1<0故B正确；C．木块移动的速度SKIPIF1<0弹簧测力计拉力的功率SKIPIF1<0故C正确；D．因为两次拉动木块的过程中木块的重力不变，即木块对水平桌面的压力大小不变，以及接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力不变，故D错误。故选ABC。三、填空题12．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，其货箱重400N，当用1000N的拉力将重为2400N的货物以0.6m/s的速度匀速提升5s的过程中，有用功是J，机械效率是；若钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，则该起重机一次最多能匀速提起的货物重（选填“>”、“<”或“=”）8600N；使用滑轮组可以省（选填“功”或“力”）。【答案】720080%<力【详解】[1]货物提升的高度SKIPIF1<0有用功SKIPIF1<0[2]由图知，承担重物绳子的段数SKIPIF1<0由SKIPIF1<0和SKIPIF1<0可得，绳端拉力做的总功SKIPIF1<0机械效率SKIPIF1<0[3]若不计滑轮重、绳重和摩擦，若钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，由SKIPIF1<0有SKIPIF1<0能提起的货物的最大重力SKIPIF1<0而实际考虑到动滑轮重、绳重和摩擦，起重机一次最多能提起的货物重小于8600N。[4]功的原理知：使用任何机械都不省功；用1000N的拉力提升2400N的货物，说明使用滑轮组可以省力。13．如图为塔式起重机的起重结构简化示意图，a属于（选填“定”或“动”）滑轮，b能起到（选填“改变力的方向”或“省力”）的作用。请你提出一个使起重机机械效率提高的方法：。【答案】定省力适当增加物重【详解】[1]图示中滑轮SKIPIF1<0的轴固定不动，为定滑轮。[2]轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，故b为动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。[3]根据公式SKIPIF1<0可知，在钢丝绳允许的情况下，适当增加物重可以提高机械效率。14．如图所示，完全相同的滑轮采取不同的绕法，把同一个物体在同一物面上水平移动相同的距离，它们绳末端移动距离关系是SKIPIF1<0SKIPIF1<0。【答案】SKIPIF1<0【详解】设物体移动的距离为s，甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力也不省距离，绳末端移动的距离SKIPIF1<0，乙图滑轮为动滑轮，SKIPIF1<0处于绳端，省力费距离，所以绳末端移动的距离SKIPIF1<0，所以SKIPIF1<0。15．某同学用滑轮组把200N的物体匀速吊起2m，用了10s。该同学站在地面上往下拉绳，拉力是125N，滑轮组工作时的机械效率是80％。则这个滑轮组由段绳子承担物体，该同学做了J的功，拉力的功率是W。【答案】250050【详解】[1][2]人做的有用功W有=Gh=200N×2m=400J由SKIPIF1<0知道，人做的功为总功SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0所以，这个滑轮组由承担物体的绳子的段数SKIPIF1<0[3]拉力的功率是SKIPIF1<016．如图当水平力F为20N时，刚好使放在水平桌面上的物体A匀速前进，则物体A所受的摩擦力（不计滑轮组的摩擦）是N。

【答案】40【详解】由图知，滑轮组由两段绳子拉着物体，因为不计滑轮组的摩擦，所以SKIPIF1<0，则摩擦力f＝2F＝2×20N＝40N17．如图所示，人与木块重分别为600N和400N，假设人与木块、木块与水平面间的粗糙程度均相同，绳与滑轮间摩擦不计，则当人用100N的力拉绳，使人与木块一起匀速向右运动时，人与木块间相互作用的摩擦力大小为N，木块对水平面的摩擦力的大小为N。

【答案】100200【详解】[1]对人进行受力分析，人受重力、木块对人的支持力、绳子的拉力F、向左的静摩擦力，人向右做匀速直线运动，人受到绳子的拉力与静摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，人受到的摩擦力f=F=100N[2]对木块进行水平方向的受力分析，水平方向上，木块受到人对木块向右的摩擦力f人，绳子对木块向右的拉力F拉，地面对木块向左的摩擦力f地，木块在水平方向上做匀速直线运动，则这三个力之间的关系是f地=F地+f人由相互作用力的特点可知F地=F=100Nf人=f=100N可知水平面对木块的摩擦力f地=100N+100N=200N由相互作用力的特点可知，木块对水平面的摩擦力大小为200N，方向向左。四、计算题18．一辆质量为1500kg的电动车通过如图滑轮组将质量为100kg的物体匀速提起（不计绳重和滑轮间摩擦）（1）滑轮组的机械效率是80%，动滑轮重为多少？（2）已知电动车的速度为2m/s，受到水平地面的摩擦阻力的大小是电动车重力的0.3倍。此电动车牵引力的功率是多大？

【答案】（1）250N；（2）10250W【详解】解：（1）物体的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N因为不计绳子和摩擦时SKIPIF1<0所以动滑轮的重力SKIPIF1<0（2）因为电动车受到水平地面的摩擦阻力的大小是重力的0.3倍，所以电动车受到地面的阻力f=0.3G车=0.3mg=0.3×1500kg×10N/kg=4500N由图可知n=2，不计绳子和摩擦时SKIPIF1<0电动车行驶的速度v=2m/s，因为电动车做匀速直线运动，所以电动车的牵引力为F牵=F+f=4500N+625N=5125N因为SKIPIF1<0所以电动车的功率P=F牵v=5125N×2m/s=10250W答：（1）滑轮组的机械效率是80%，动滑轮重为250N；（2）此电动车牵引力的功率是10250W。19．某工地用起重机通过图甲所示的滑轮组提升一质量为200kg的正方体货物，正方体货物的边长为0.5m，货物上升的距离随时间变化的图像如图乙所示，已知动滑轮A的质量为4kg，g取10N/kg，不计绳重与摩擦。求：（1）货物平放在水平地面上时，对地面的压强。（2）起重机对滑轮组的牵引力。（3）起重机的输出功率。【答案】（1）8000Pa；（2）1020N；（3）6120W【详解】解：（1）货物平放在水平地面上时，对地面的压力为SKIPIF1<0货物对地面的压强为SKIPIF1<0（2）根据题意可