中考物理总复习第7讲简单机械第二节滑轮滑轮组测试1Word下载.docx
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A.F1>F2,η1=η2B.F1<F2,η1=η2
C.F1<F2,η1>η2D.F1>F2,η1<η2
5.(2017南岸区指标到校)如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为96N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m,滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系如图乙所示.下列说法正确的是( )
第5题图
A.物体上升的速度为0.3m/s
B.拉力克服物体重力做功的功率为24W
C.该滑轮组的机械效率为80%
D.图乙中阴影部分面积表示拉力的功率为120W
6.(2017六盘水)如图所示,在水平拉力F的作用下,使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60N(不计绳重、动滑轮重及摩擦),F及其功率的大小分别为( )
第6题图
A.20N 2WB.20N 6W
C.60N 2WD.30N 6W
7.(2017陕西)如图所示,某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m,所用时间为20s,在绳的末端所用拉力为2200N,下列说法错误的是( )
第7题图
A.M处滑轮的作用是改变力的方向
B.提升货物过程中的有用功是3×
104J
C.拉力的功率为660W
D.若只增加货物所受的重力,滑轮组的机械效率将增大
8.(2017随州)如图,水平地面ABOCD,以O点为界,AO段是一种材质,OD段是另一种材质.细线一端系在物体上,绕过轻质滑轮,另一端系在墙上,拉滑轮的水平力F恒为4N,物体经A点开始计时,此后各段路程及耗时见下表.以下说法正确的是( )
第8题图
区间
AB
BO
OC
CD
距离
1m
1.5m
2.5m
耗时
1s
A.物体在CD区间运动的平均速度为2m/s
B.物体在BO区间运动时物体受到水平向左4N摩擦力
C.物体在OC区间运动过程中,拉力F做的功为3J
D.物体在BO区间运动过程中,拉力F做功的功率为1W
二、填空题
9.(2017南岸区二诊)利用如图所示的装置,在10s内将重为90N的物体匀速提升1m,不计绳重和摩擦,若整个装置的机械效率为75%,则拉力的功率为________W;
若绳子能承受的最大拉力为50N.此装置的机械效率最大可提高到________%.
第9题图
10.(2017巴南区指标到校)如图所示,在20N的水平拉力F作用下,使重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦,则物体与地面间的滑动摩擦力为______N;
若物体的速度为0.3m/s,则拉力F的功率为____W.
第10题图
11.(2017巴蜀一模)如图所示,小明的爸爸用600N的拉力使重1140N的物体在10s内匀速上升了2m,小明的爸爸拉绳做功的功率为________W.体重为450N的小明也用此滑轮组来提升同一物体,但物体没有被拉动,则物体对水平地面的最小压力为________N.(不计摩擦及绳重)
第11题图
三、实验探究题
12.(2016聊城)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如下:
第12题图
实验
次数
钩码所受的重
力G/N
提升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的距离s/m
机械效
率η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
4
1.7
78.4%
3
6
①
②
(1)实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计,使钩码升高.
(2)表格中编号①处数据应为________,编号②处数据应为________.
(3)分析以上实验数据可以得出如下结论:
同一滑轮组的机械效率主要与________________有关.
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
四、论述计算题
13.(2017育才一诊)如图所示,在一次野外救援行动中,救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口.已知井深15m,物体重G=5.94×
103N,汽车重G车=1.8×
104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×
103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.求:
(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)若汽车运动的速度为3m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(4)汽车牵引力为多少?
牵引力做功时的功率为多少?
第13题图
答案
1.C 【解析】在不计动滑轮重、绳重以及摩擦的条件下,使用动滑轮可以省一半的力,所以拉力F=
×
100N=50N,故选C.
2.D 【解析】由题图可知,承担重物重力绳子的段数n=2,则绳子自由端移动的距离s=nh=2×
2m=4m;
由于不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力F=
(G+G动)=
(600N+100N)=350N,B错误;
拉力做的总功W总=Fs=350N×
4m=1400J,则绳子自由端拉力F的功率P=
=
=140W,C错误;
有用功W有=Gh=600N×
2m=1200J,则滑轮组的机械效率η=
100%=
100%≈85.7%,A错误;
提升重物的过程中所做额外功W额=W总-W有=1400J-1200J=200J,D正确.故选D.
3.B 【解析】箱子受到的重力:
G=mg=80kg×
10N/kg=800N;
由图可知,n=2,绳端移动的距离s=nh=2×
3m=6m,工人做的总功:
W总=Fs=500N×
6m=3000J,有用功:
W有=Gh=800N×
3m=2400J,滑轮组的机械效率:
η=
100%=80%.故选B.
4.A 【解析】由图可知,甲滑轮组承担物重的绳子为2股,乙滑轮组承担物重的绳子为3股,不计摩擦和绳重,在滑轮重G动和物重G相同时,由F=
可知,F1>F2;
由η=
100%可知,两个滑轮组的机械效率相同.故选A.
5.C 【解析】由题图甲可知,承担物体重力绳子的段数n=3;
则在5s时间内物体上升的距离h=
=1m,则物体上升的速度v=
=0.2m/s,A错误;
拉力克服物体重力所做的功W有=Gh=96N×
1m=96J,则其功率P=
=19.2W,B错误;
由题图乙可知,纵坐标表示滑轮组工作时的拉力,横坐标表示绳自由端移动的距离,则阴影部分的面积表示拉力做的总功,即W总=Fs=40N×
3m=120J,D错误;
该滑轮组的机械效率η=
100%=80%,C正确.故选C.
6.B 【解析】物体匀速运动,可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F拉=f=60N,从图可知,此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力,不考虑绳的重力和绳的摩擦,所以绳子自由端的水平拉力为:
F=
F拉=
60N=20N;
水平拉力的功率:
P=
=Fv=Fnv物=20N×
3×
0.1m/s=6W.故选B.
7.C 【解析】M处的滑轮固定不动,是定滑轮,其作用是改变力的方向,A正确;
提升货物过程中的有用功是W有用=Gh=5000N×
6m=3×
104J,B正确;
滑轮组由三股绳子承重,绳子自由端通过的距离是s=nh=3×
6m=18m,所以总功是W总=Fs=2200N×
18m=39600J,因此拉力的功率是P=
=1980W,C错误;
在其他条件不变时,货物重力增大,有用功增大,而提升动滑轮所做额外功不变,所以有用功在总功中所占比例增大,因此机械效率增大,D正确.故选C.
8.C 【解析】物体在CD间运动的平均速度为v=
=2.5m/s,A项错误;
物体在AB、BO区间做匀速直线运动,此时绳子上的拉力为
4N=2N,由于物体做匀速直线运动,物体受到的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力,大小也是2N,方向水平向左,B项错误;
物体在OC区间运动时,物体移动的距离为1.5m,而动滑轮移动的距离为
1.5m=0.75m,所以拉力F做的功为W=Fs=4N×
0.75m=3J,C项正确;
物体在BO区间运动时,拉力F做的功为W=Fs′=4N×
1m=2J,功率为P=
=2W,D项错误.故选C.
9.12 80 【解析】由图可知:
承担物体重力绳子的段数n=3;
100%可得:
拉力F=
=40N;
绳子自由端移动的距离s=nh=3×
1m=3m;
则拉力做的功W总=Fs=40N×
3m=120J,拉力的功率P拉=
=12W;
不计绳重和摩擦,由F=
(G+G动)可得,G动=3F-G=3×
40N-90N=30N;
由Fmax=
(Gmax+G动)可得,提升的最大物重Gmax=3×
50N-G动=150N-30N=120N;
此时滑轮组的机械效率η′=
100%=80%.
10.60 18 【解析】由图可知,由三段绳子承重,故F=
则f=3F=60N;
P=Fv=20N×
0.3m/s=18W.
11.240 300 【解析】由图可以看出物重由两段绳子承担,物体上升2m,则绳子自由端通过的距离为s=nh=2×
2m=4m,则小明爸爸做的功是W=Fs=600N×
4m=2400J,其功率为P=
=240W;
由F=
可得,600N=
,解得G动=60N,体重为450N的小明拉动绳子时,作用在绳子上的最大的拉力为450N,则动滑轮和物体承受的最大拉力为900W,则物体受到向上的拉力为900N-60N=840N,物体对水平地面的压力为1140N-840N=300N.
12.
(1)匀速
(2)2.4 83.3% (3)所提物体的重力(4)不变
【解析】
(1)根据二力平衡可知,只有沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计的示数才等于拉力的大小;
(2)从题图丙中可知弹簧测力计的示数为2.4N;
第3次实验中滑轮组的机械效率为η=
100%≈83.3%;
(3)分析对比3次实验数据可知,同一滑轮组的机械效率主要与所提物体的重力有关,且提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)使用滑轮组提升物体时,若不计摩擦及绳重,则仅需克服动滑轮的重力做额外功,滑轮组的机械效率可以表示为η=
100%,由该公式可知,滑轮组的机械效率与它的绕绳方式无关,所以上述实验中换一种绕绳方法,滑轮组的机械效率是不变的.
13.解:
(1)n=3,s=nh=3h=3×
15m=45m
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功
W=Fs=2.2×
103N×
45m=9.9×
104J
(2)滑轮组的机械效率
100%=90%
(3)v物=
v=
3m/s=1m/s
由v=
得,将物体由井底拉至井口需要的时间
t物=
=15s
(4)牵引力
F牵=F+f=F+0.1G车=2.2×
103N+0.1×
1.8×
104N=4×
103N
牵引力做功的功率
=F牵v=4×
3m/s=1.2×
104W