中考物理真题汇编功功率杠杆滑轮计算题及答案Word文档格式.docx

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因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，

所以，滑轮组对物体的拉力：

F拉=f=35N，

不计绳重及机械的摩擦，由F=

（G动+F拉）可得，动滑轮的重力：

G动=nF﹣F拉=2×

18N﹣35N=1N。

答：

（1）人的拉力所做的功为72J。

（2）人的拉力做功的功率18W。

（3）动滑轮受到的重力为1N。

2、（2018•烟台）如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图，重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。

提升重物前，起重机对地面的压强为2×

105Pa，某次作业中，将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×

105Pa；

若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×

105Pa（不计钢丝绳重和摩擦）

（1）起重机两次提升的重物质量之比。

（2）起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。

（3）提升重物乙时，滑轮组的机械效率是多少？

（1）设起重机重为G，被提升重物甲重力为G甲，被提升重物乙重力为G乙；

提升物体前，起重机对地面的压力：

G=P1S，

匀速提升重物甲时，起重机对地面的压力：

G+G甲=P2S

匀速提升重物乙时，起重机对地面的压力：

G+G乙=P3S

故G甲=（P﹣P）S，G乙=（P3﹣P1）S

﹣﹣﹣①

G=mg

故

﹣﹣﹣﹣﹣②

（2）根据P=

=Fv，因以相同的功率将重物提升，故拉力与提升的速度成反比，

，﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

因η=

﹣﹣﹣﹣﹣④

由③④得：

起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比。

×

（3）不计钢丝绳重和摩擦，F甲=

﹣﹣﹣﹣﹣⑤

F乙=

﹣﹣﹣﹣﹣⑥，

由⑤⑥代入③得：

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥

由①⑥得：

G动=

﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦

因不计钢丝绳重和摩擦，提升重物乙时，滑轮组的机械效率是：

由⑦，η=

=80%。

（1）起重机两次提升的重物质量之比为3：

4；

（2）起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比为15：

16。

（3）提升重物乙时，滑轮组的机械效率是80%。

3、（2018•德阳）如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重GA=1.75GB当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地面支持力是NB；

且NA=2NB

（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小；

（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率力80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？

（1）当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；

对A，由力的平衡条件可得：

FA+NA=GA，即：

1500N+NA=GA﹣﹣﹣①

已知两物体重GA=1.75GB，且NA=2NB，

所以①式可写为：

1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时，物体B静止，受到地面支持力是NB；

对B，由力的平衡条件可得：

FB+NB=GB，

即：

1000N+NB=GB﹣﹣③

②﹣③得，500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

③﹣④得，500N=0.25GB，解得GB=2000N，

代入解得：

NB=1000N，GA=3500N；

NA=2000N；

（2）已知绳子自由端的拉力F=625N，η=80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，

则η=

=80%，

解得：

n=4。

又因为拉力F做功的功率P=500W，

由P=Fv得，绳子自由端运动的速度为：

v绳=

=0.8m/s，

则物体B匀速上升的速度为：

v=

0.8m/s=0.2m/s。

（1）物体A的重力GA是3500N；

地面支持力NA大小是2000N；

（2）物体B的速度v为0.2m/s。

4、（2018•广东）如题19图所示是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×

103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s。

（g=10N/kg）

（1）在这段时间内起重机提起重物的功率是多少？

机械效率是多少？

（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？

（不计摩擦和起重机自重）

（1）重物上升24m时克服重力做功为

由于匀速提起重物，所以起重机对重物做功等于W克

它在100s内对重物的功率为

起重机的机械效率为

（2）设OA=L2，OB=L1，根据杠杆的平衡条件

得

解得L1=4m。

5．（2018•桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。

根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。

若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？

（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？

（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？

用计算结果说明。

（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是50%；

（2）当f1=100N时，η1=50%，

通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有用功：

W有用1=f1s，

由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功：

W额外=G动s，

则总功：

W总1=W有用1+W额外=f1s+G动s，

所以，η1=

=50%，

解得动滑轮重：

G动=100N；

当η2=75%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率：

η2=

=75%，

解得此时的摩擦力：

f2=300N；

则滑轮组的有用功率：

P有=

=f2v=300N×

0.1m/s=30W；

（3）由图可知，n=3，

不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当f3=1500N时，拉动物体需要的拉力：

F3=

（f3+G动）=

（1500N+100N）≈533N，

小熊的重力为500N，根据力的作用是相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N，小于533N，故不能用此滑轮组拉动物体。

6．（2018•四川）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。

用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。

用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。

已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m，求：

（1）在4s～6s内，重物克服重力做功的功率；

（2）在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度；

（3）在0～2s内，重物对地面的压力大小。

（1）由图丙可知，在4s～6内，重物做匀速直线运动，其速度v3=2.0m/s

由P=

=Fv得，重物克服重力做功的功率：

P=Gv3=80N×

2.0m/s=160W

（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n=2

已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m

则绳子自由端移动的距离：

s=nh=2×

2m=4m

所用的时间t=4s﹣2s=2s

则在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度：

=2m/s

（3）由丙图可知，物体在4s～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3=50N，

因为不计绳重和摩擦，则由F=

（G物+G动）得，动滑轮的重力：

G动=nF3﹣G物=2×

50N﹣80N=20N

在0～2s内，由图乙可知此时的拉力F1=30N

把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，

由力的平衡条件得，F支+2F1=G+G动

则地面对物体的支持力：

F支=G动+G物﹣2F1=20N+80N﹣2×

30N=40N

根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力：

F压=F支=40N

（1）在4s～6s内，重物克服重力做功的功率为160W；

（2）在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s；

（3）在0～2s内，重物对地面的压力大小为40N。

7．（2018•南充）如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为3m，用时3s，工人的拉力为50N，工人质量为50kg。

（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）

（1）求工人放绳的速度。

（2）求滑轮组的效率η1

（3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：

η2=4：

3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g=10N/kg）。

求当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

（1）物体下降速度为：

=1m/s

因为有4段绳子，所以绳子上升的速度为：

v绳=4v物=4×

1m/s=4m/s

（2）因为有4段绳子，所以绳子运动距离s=4h=4×

3m=12m

放绳子的有用功：

W有用=Gh=160N×

3m=480J

放绳子的总功：

W总=Fs=50N×

12m=600J

滑轮组的效率：

η1=

100%=

100%=80%

（3）物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，

由F=

（G动+G）可得，动滑轮重力：

G动=4F﹣G=4×

50N﹣160N=40N；

已知η1：

η2=4：

3

则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为：

80%=60%；

物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，

则此时滑轮组的机械效率：

=60%，

解得F拉物=60N；

完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力，

由力的平衡条件可得：

4F绳=F拉物+G动，

则人对绳子的拉力：

F绳=

（F拉物+G动）=

（60N+40N）=25N，

因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为25N；

人的重力为：

G人=m人g=50kg×

10N/kg=500N，

对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力