14滑轮.docx
《14滑轮.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14滑轮.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
14滑轮
评卷人
得分
一、选择题
1．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略，不计绳重和摩擦，现改变物体的重力G则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的（）
2．（3分）工人利用如图所示的滑轮组将一个重为300N的物体在10s内匀速提升2m，所用的拉力为150N．以下关于滑轮组的有关说法正确的是（不计绳重和摩擦）（）
A.该滑轮组的机械效率约为66.7%
B.该滑轮组的机械效率随着提升物重的增大而增大
C.物体匀速上升的速度为0.2m/s，拉力的功率为30W
D.若再用该滑轮组以相同速度匀速提升750N的重物，此时其拉力功率为180W
3．甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的（a）、（b）两个滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，则两滑轮组的效率ηa和ηb及甲、乙两人所用的力F甲和F乙的比分别是（不计摩擦及绳重）（）
A.2：
32：
3B.3：
23：
2
C.1：
12：
3D.1：
13：
2
4．如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计．当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力再增加5牛时，下列分析正确的是
A．弹簧测力计的示数为20牛B．弹簧测力计的示数为0牛
C．木板仍向右做匀速直线运动D．小木块将保持静止
5．下列各图中利用了动滑轮的是（）
6．N个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等。
不计一切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为F，如图所示。
若在图示中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小为（）
A．
B．
C．
D．
7．物体A在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离s，如图所示。
试比较拉力
及拉力所做的功
的大小。
（滑轮重、绳重及摩擦不计）（）
A、
B、
C、
D、
8．如图所示，滑轮下挂重400N的物体，滑轮重20N，绳和杠杆都是轻质的，要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直方向上的力F应是（杠杆上的标度间距相等）（）
A.210NB.70NC.140ND.280N
9．某人到健身房进行健身运动，用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手臂的力量。
使用时：
（1）绳子固定在A处，用手在B处用力FB拉绳子，使重物G匀速上升；
（2）绳子固定在B处，用腿在A处用力FA拉绳子，使重物G匀速上升。
以下结论正确的是（不考虑滑轮重和摩擦）（）
A．FA＞FBB．FA＜FBC．FA=FBD．条件不足，无法确定
评卷人
得分
二、填空题
10．王师傅装修房子时，用如图所示的滑轮组装置往楼上运送空心砖。
已知装物箱重250N，每个滑轮重50N，每块空心砖重20N（不计钢丝绳的重力和摩擦）。
若王师傅拉钢丝绳的力是600N，则一次能匀速提升块砖。
若某次提升中，钢丝绳受到的拉力是500N，拉力的功率是250W，则将空心砖匀速提升l0m，需要的时间是min。
11．如图所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，则该过程中拉力F为________，拉力F功率为_________。
12．一辆小汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出.你认为甲方式中滑轮的的作用是；设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2；则F1F2（填“＞”“＜”或“＝”）；如按乙方式，人拉绳头移动了0.5m，那么小汽车被拉动了m．
13．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。
（g=10N∕kg）
14．如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为270N的重物匀速提升6m，所用拉力为100N，则他所做的有用功是多少J？
额外功是多少J？
拉力的功率是多少W？
滑轮组的机械效率是多少？
如果增加物体的重力，则滑轮组的机械效率将（填“增大”或“减小”或“不变”）
15．某人通过如图所示的滑轮组（不计绳重和摩擦），用2N的拉力F将物体M匀速提升了0.1m的距离，若M重4.2N，则有用功为J，此滑轮组的机械效率为。
16．用两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式将重为G的物体匀速提升相同高度（绳重、摩擦不计），使用（选填“甲”或“乙”）滑轮可以改变用力方向，所用拉力F甲F乙（选填“大于”“等于”或“小于”，下同），滑轮的机械效率η甲η乙．
17．如图所示，物体重1500N，地面对物体的摩擦阻力为物体重的0.4倍，一个人用240N的拉力F，在8秒内使物体沿水平地面匀速移动了5m，则力F所做的功为J，人做功的功率为W，滑轮组的机械效率为。
18．图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。
某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m。
则行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是J；在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功是J，行车滑轮组提升货物的机械效率为。
19．工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是N，动滑轮重N．若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
评卷人
得分
三、实验题
20．做物理实验要遵循实事求是的原则。
芳芳同学按照图所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：
通过分析数据。
她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是，除此之外弹簧测力计还应沿方向做运动时“使用动滑轮能省一半的力”。
（2）分析表中数据你还发现：
随物重的增大该装置的机械效率（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
21．（6分）在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图装置匀速
提升钩码，测得了四组数据，如下表。
⑴前三次实验中，第次实验数据明显出现错误，应当剔除。
⑵第四次实验中，有用功是J，总功是J，滑轮组的机械效率为。
若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
⑶根据以上信息，可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与是否有关。
22．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第l、2、3次实验装置分别如下图中的所示，记录的数据如下表：
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功
W有／J
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功
W总／J
机械效率
（
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
l.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.l
0.5
0.55
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：
使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越．
（2）第3次实验中所做的有用功是J，机械效率是．
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功（选填“增加”或“减小”）．因而，由第2、3次实验可知：
滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，额外功（选填“增大”或“减小”）．
23．交流与评估是科学探究的一个重要环节.光明中学的同学，利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：
实验小组
钩码重G（N）
动滑轮G′（N）
拉力F（N）
滑轮组的机械效率η
1
0.5
0.4
0.35
47.6％
2
0.5
0.4
0.38
43.9％
3
1
0.6
0.62
53.8％
4
1
0.8
0.71
46.9％
5
2
0.6
0.98
68.0％
6
2
0.8
1.06
62.9％
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
（1）实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么？
_
（2）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮机械效率却不同，原因不可能是下列的（）
A．滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上D．钩码被提升的高度不同
（3）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）:
①____________________________________________________
②____________________________________________________
24．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了五次实验，实验中读数准确，数据记录如下表：
（1）请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法；
（2）表中有一个数据的记录是不合理的，此数据是；
（3）第三次实验的机械效率为，综合表中数据可得：
滑轮组的机械效率与和无关；
（4）若用此滑轮组提升4N的物体，该滑轮组机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）小明在实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计，在此过程中，物块的机械能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
25．在“测定滑轮组机械效率”的实验中，如图：
（1）画出滑轮组最省力的绕法；
（2）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧秤沿竖直方向作运动．
（3）若增加钩码，滑轮组的机械效率将．
（4）将空格填满：
26．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组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组实验，实验数据记录如下：
（1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为（保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N，滑轮组做的有用功是J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：
滑轮组的机械效率与有关。
评卷人
得分
四、简答题
27．如图，分别使用轻质定滑轮、轻质动滑轮竖直提升G=10N的重物，使其匀速上升2m。
不计滑轮与轴的摩擦和滑轮自重，F1=10N、F2=5N。
（1）请运用杠杆平衡原理作图分析：
为什么动滑轮能省一半的力。
（在答卷上作答）
（2）若想进一步研究使用定滑轮时拉力大小是否与拉力方向有关，接下来的操作是。
28．如图是液压起重车的示意图。
使用时液压杆将起童臂顶起，可将重物吊起并安放到需要的地方。
（1）起重机钢索下端有一滑轮，这是滑轮。
（2）吊起重物时，应将液压起重车后部的四个金属支架放下以代替后轮，这除了起稳定作用外，还能减小对地面的。
（3）顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力重物的重力。
评卷人
得分
五、作图题
29．工人站在地面上，利用图中所示的滑轮组，把放在地面上的重物提升到高处，请在图中画出滑轮组的绕绳方法。
30．如图所示，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．
31．如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。
32．如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
33．小明同学利用定滑轮设计了一种拉动窗帘的简易装置（如图所示）．设计时他采用一根闭合的拉线绕在滑轮上，在右侧拉动这根拉线，就可以实现窗帘的打开与闭合．请你在图上画出这根拉线在滑轮上的绕法以及窗帘布细线与拉线的连接．
34．（2014湖南衡阳）如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F＝100N，物体B重300N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力）．画出滑轮组的绕绳．
35．如图所示，要以最省力的方式拉动汽车，请画出滑轮组的绕绳方式．
36．如图所示，滑轮下挂重600N的物体G，滑轮重60N，绳和杠杆都是轻质的．要在图示位置使杠杆平衡．
（1）请在图中作出绳对杠杆的作用力F′，力F′的大小是________N．
（2）在杠杆的A处，所加的竖直向上的力F应是________N．（杠杆上刻线的间距相等）
评卷人
得分
六、计算题
37．用如图所示的滑轮组提升水中的物体M，物体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5×103kg/m3。
物体M完全在水面下以0.2m/s速度匀速竖直上升的过程中，电动机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F做功的功率为ρ，滑轮组的机械效率为η。
已知电动机的输出功率为480W恒定不变，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
求：
（1）物体M完全在水面下时的浮力；
（2）物体M完全在水面下时滑轮组的机械效率η。
（要求：
画出受力分析图）
38．随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房．小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图．如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：
（1）小明拉动拉力器的功率P；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η．
39．小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）。
已知小雨的重力为500N、双
脚与地面的接触面积为0.04m2，圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.lm3（不计桶的厚度）。
（l）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×l04Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（2）向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×103Pa时，小雨对地面的压强为l×l04Pa;小雨将水桶拉离水面后，匀速拉
动过程中滑轮组的机械效率是多少？
40．用如图所示的滑轮组从15m深的水池中（水池面积很大，达几百平方米）提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5×103kg/m3，物体以0.2m/s的速度被匀速提起，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，（不计摩擦及滑轮重）问：
（1）物体浸没水中时受到的浮力是多大？
（2）在物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力的功率是多大？
（3）物体匀速提起时,经多长时间绳子被拉断?
41．（11分）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300Kg，绳重核摩擦不计．现在用此起重机从水中把质量为2×103Kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW（g=10N/Kg，ρ水=1.0×103Kg/m3）．求：
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体离开水面前拉力F的大小；
（3）物体离开水面前上升的速度；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大．
42．（8分）用如图所示的滑轮组匀速提起重物，已知重量为60N的物体在3s内上升1m，所用的拉力是24N（不计绳重和摩擦）。
求：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）此过程中滑轮组的机械效率（结果保留1个百分点）；
（4）若提升的重物为78N，作用在绳上的拉力是多少？
43．如图所示的滑轮组，某人用200N的拉力将重为480N的物体匀速提起2m，所用的时间为5s（不计摩擦和绳重）。
求：
（1）总功及其功率各是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）此动滑轮的重力为多少N？
（4）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升时，它的机械效率又是多少？
44．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。
小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。
当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。
若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
求：
（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1~2s内，拉力F做的功W。
（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。
评卷人
得分
七、综合题
45．定滑轮在使用时相当于一个杠杆．如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．
（1）请在图中标出这个“杠杆”的支点O，厕出拉力F、钩码重力G及它们的力臂（保留作图痕迹）；
（2）若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：
F＝G．
46．如图所示，滑轮下挂重600N的物体G，滑轮重60N，绳和杠杆都是轻质的．要在图示位置使杠杆平衡．
（1）请在图中作出绳对杠杆的作用力F′，力F′的大小是________N．
（2）在杠杆的A处，所加的竖直向上的力F应是________N．（杠杆上刻线的间距相等）
47．（6分）如图所示，一物体放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将此物体匀速提到楼上，每个滑轮重为225N，人对绳子的拉力是375N（不计绳重和摩擦）求：
（1）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法.
（2）若物体上升的速度是0.2m/s，人拉绳的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
48．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升2m，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．
（1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大?
（3）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?
49．基本实验回顾.
⑴在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面（二氧化氮的密度大于空气密度），倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，两瓶口之间用一块玻璃板隔开（图甲）．抽掉玻璃板后，最终发现两瓶内气体颜色基本相同（图乙）．这是一种现象，它说明了．
⑵在探究“导体的电阻大小与横截面积有什么关系”的实验中，请你根据下表所提供的信息，选出合适的金属丝．答：
和 ．（填编号）
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
⑶在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮进行实验．实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起止位置，这是为了和．
⑷如图所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法．
50．如图是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：
OD=3：
2。
滑轮组固定在杠杆C点，通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物，每个滑轮的质量均为m0。
放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量mE为100kg。
当电动机用拉力F1匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，物体A匀速上升的速度为v1；当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η2，物体B匀速上升的速度为v2。
在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。
已知F2-F1=50N，v1:
v2=5:
4，η2=90%。
细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。
求：
（1）拉力F1的大小；
（2）滑轮组的机械效率η1；
（3）当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N2。
51．电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上．
（1）配重D是n个混凝土圆盘（图中只画出3个），每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少？
（2）如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么？
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：
由图示分析可知，使用此滑轮时，所做的额外功是一定的，物体越重，有用功越多，额外功在总功中所占的比例越小，机械效率就越高，故CD错；机械效率与重不成正比，故A错；应选B。
考点：
滑轮组的机械效率
2．ABD
【解析】
试题分析：
（1）由图可知，绳子的有效股数为3，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出总功，根据W=Gh求出有用功，利用η=
×100%求出该滑轮组的机械效率；
（2）同一滑轮组，被提升的物重越大，其机械效率越高；
（3）根据速度公式求出物体上升的速度，知道拉力做的总功和做功时间，根据P=
求出拉力的功率；
（4）根据F=
（G+G动）求出动滑轮的重力，再根据F=
（G+G动）求出匀速提升750N的重物时拉力的大小，根据v绳=nv物求出绳端移动的速度，根据P=
=
=Fv求出此时其拉力功率．
解：
A、由图可知，n=3，绳端移动的距离：
s=nh=3×2m=6m，
总功：
W总=Fs=150N×6m=900J，
有用功：
W有用=Gh=300N×2m=600J，
该滑轮组的机械效率：
η=
×100%=
×100%≈66.7%，故A正确；
B、在其它条件不变的情况下，随着提升物重的增大，有用功增大，则有用功在总功中所占的比值增大，机械效率提高，故B正确；
C、物体匀速上升的速度：
v=
=
=0.2m/s，
拉力的功率：
P=
=
=90W，故C不正确；
D、由F=
（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动=nF﹣G=3×150N﹣300N=150N，
匀速提升750N的重物时拉力的大小：
F′=
（G′+G动）=
×（750N+150N）=300N，
绳端移动的速度：
v绳=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s，
出此时其拉力功率：
P′=F′v=300N×0.6m/s=180W，故D正确．
故选ABD．
点评：
本题虽是选择题，实质小综合计算题，考查了使用滑轮组有用功、总功、功率、滑轮组的机械效率以及动滑轮重的计算，要求学生熟练掌握和应用公式及其变形式．
3．D
【解析】
试题分析：
（1）甲、乙两人用相同的滑轮和绳子组成的滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，在不计绳重和机械摩擦情况下，做的有用功相同，额外功相同，根据η=
即可解答；
（2）在不计摩擦和绳重的情况下，甲图有二段绳子在拉动滑轮和重物，故甲拉力为F甲=
（G动+G物）；乙图有三段绳子在拉重物，故乙拉力F乙=
（G动+G
升级会员 