物理二模试题分类汇编滑轮组的省力问题综合及详细答案文档格式.docx

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可知，F2做功的功率比F1做功的功率大，故D正确。

故选D。

2．如图所示，物体A重100N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=60N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，则绳端的拉力F是______N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动______m。

【答案】201

由图中滑轮组可知，n=3，由于不计绳重、摩擦及滑轮重，根据滑轮组的省力公式得到拉力大小；

根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物体运动的距离。

[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数是n=3，因不计绳重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉力

[2]物体运动的距离为

【点睛】

本题考查滑轮组省力公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断。

3．如图所示，在力F作用下使重200N的物体在水平面上做匀速直线运动，当F=30N时，物体受到的摩擦力_______N（不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦）；

当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离_______m。

【答案】608

[1]由图知道，使用动滑轮时，n=2，由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：

，

即物体受到的摩擦力是：

f=2F=2×

30N=60N；

[2]由于n=2，所以，当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离是：

s=2s物=2×

4m=8m。

4．如图所示为家用手摇晾衣架，它是我们生活中经常使用的简单机械，其中A、B两滑轮中属于动滑轮的是_____；

若衣服和晾衣架的总重力为，晾衣架上升的高度为，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力_____，绕进旋轮上的绳子长度是_____。

【答案】B504

[1]使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，由图可知B为动滑轮；

[2]由图可知承重绳为4股，衣服和晾衣架的总重力为，所以绳子的拉力

[3]承重绳为4股，所以绕进旋轮上的绳子长度是S=4h=4×

1m=4m

5．小黄同学用水平力F拉动如图所示装置，使重200N的A物体5s内在水平地面上匀速运动了120cm，物体B重100N（物体B与A始终接触），此过程中A受到地面的摩擦力为24N，弹簧测力计的示数为16N。

若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为___m/s，物体A受到B施加的摩擦力____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F大小为____N，水平拉力F的功率为____W。

【答案】0.12水平向右809.6

滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；

根据力的作用的相互性得出物体A受到B施加的摩擦力的大小及方向；

物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA；

而滑轮为动滑轮，滑水平拉力F为F左的2倍，据此计算水平拉力F的大小；

然后利用计算功率。

[1]物体移动的速度

则滑轮移动的速度

[2]由力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物体B受到A的摩擦力与弹簧测力计的拉力是平衡力，大小等于16N，则物体A受到B施加的摩擦力也为16N，方向水平向右。

[3]物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力加上物体A受到B施加的摩擦力，即

滑轮为动滑轮，则水平拉力F为

[4]水平拉力F的功率

6．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为_____N，物体前进了_____m，弹簧测力计的示数为_____N。

（不计滑轮重、绳重和摩擦）

【答案】60240

[1]由图可知：

滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体M与地面间的摩擦力

f=nF=3×

20N=60N

物体受到的摩擦力为60N。

[2]物体移动的距离

物体前进了2m。

[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为

F弹＝2F＝20N×

2＝40N

弹簧测力计的示数为40N。

7．小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都匀速提物体，做实验情况如图所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论。

（1）由（a）（b）两图_____________。

（2）由（c）（b）两图_____________。

【答案】使用动滑轮匀速（竖直）提物体，省力但是不能改变用力的方向。

使用同一动滑轮匀速（竖直）提不同物体，物体越轻，拉力越小。

（1）[1]由图可知,比较（a）、（b）两图提起物体一样重,（b）中弹簧测力计示数小于（a）中弹簧测力计示数，所以：

使用动滑轮可以省力，

动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向；

（2）[2]比较图（b）与（c）可得：

使用动滑轮匀速提升不重物时，物体重力越轻，所用的拉力越小，越省力。

8．如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A"

或“B”）.若物体C重为50牛，滑轮重力不计，则力F2的大小为___________牛.

【答案】A25

[1]由图可知，A滑轮是定滑轮，所以滑轮A是等臂杠杆。

[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。

9．用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5N，则动滑轮的机械效率为____%；

用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时，所做的总功是_______J。

（不计绳重和摩擦）

【答案】8020

使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子末端移动的距离s=2h，有用功就是将物体提升对物体做的功（），拉力F做的功为总功（），再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率；

根据求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功，知道提升的高度，可以求出动滑轮重；

再利用求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（总功）大小，根据求出有用功，利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。

[1]使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，物体被提升的高度h=1m，拉力移动距离

有用功为

拉力做的总功为

滑轮组的机械效率

[2]根据可知，额外功为

不计绳重和摩擦，根据可知，动滑轮的重力

不计绳重和摩擦，则有

拉力做的总功

10．为了开发和利用深海的资源，我国某科研考察队在远海进行科学实验时，使用母船上的起降设备，将我国最新自主研制的“潜龙三号”无人潜水器，从母船甲板上吊起并降到海面上，如图甲所示，该起降设备利用了液压装置、杠杆、滑轮组等，“潜龙三号”潜水器是我国最新研制的具有高智能的自动巡航潜水器，长3.5米、高1.5米、重1.5吨，可抵达3850米深海连续航行42小时48分钟、航程15682公里。

（1）起降设备中滑轮组的结构示意图如图乙所示，请你用笔画线代表钢丝绳，画出最省力的绕线方法____。

（2）该起降设备若在1min内将“潜龙三号”匀速提升了20m，该过程中钢丝绳的拉力由电动机提供，电动机的输出功率是10kW，则钢丝绳的拉力是多少____？

（3）该滑轮组的机械效率是多少____？

【答案】7500N50%

（1）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向。

（2）已知作用在动滑轮上的绳子段数和“潜龙三号”上升的高度，可以得到钢丝绳拉下的长度；

已知电动机的输出功率，可以得到拉力做的功；

已知拉力做的功和做功时间，利用公式得到拉力。

（3）根据和求出有用功，再根据求出该滑轮组的机械效率。

（1）[1]对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有4股和5股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有5股绕线的方法拉力方向向上；

有4股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知拉力方向向下，因此从定滑轮上固定，如图所示：

（2）[2]钢丝绳端移动的距离

把“潜龙三号”提升20m拉力做的功

钢丝绳的拉力

（3）[3]“潜龙三号”的重力

有用功

11．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则

A．手的拉力：

F甲=F乙；

机械效率：

η甲=η乙

B．手的拉力：

F甲＜F乙；

η甲＜η乙

C．手的拉力：

F甲＞F乙；

D．手的拉力：

η甲＞η乙

由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；

乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：

两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；

所以选D．

12．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。

在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是（　　）

A．F1<

F2，η1>

η2B．F1<

F2，η1=η2C．F1>

F2，η1<

η2D．F1>

F2，η1=η2

【答案】B

由图可知，图甲中绳子承担重物的段数为3，图乙中绳子承担重物的段数为2，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计，则它们绳子末端的拉力各自为

所以

F1<

F2

故CD错误；

绳子末端移动距离与物体上升高度关系

s=nh

滑轮相同，提升重物相同，由

可知

η1=η2

故A错误，B正确。

故选B。

13．小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），如图所示，其中所用动力最小的是（　　）

A．B．C．D．

设物体重力为G，不计机械自重和摩擦；

A图中为斜面，由功的原理可得

F1×

4m＝G×

2m

解得F1＝0.5G；

B图中为滑轮组，通过动滑轮绳子段数n＝3，所以F2＝G；

C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则F3＝2G；

D图中是杠杆，设杆与水平面的夹角为α，则有

F4×

4cosα＝G×

1×

cosα

解得F4＝G。

由此可知动力最小的是D。

14．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（　　）

A．B．C．D．

【答案】C

A．由图像可知l1=l2，由杠杆平衡