C.F甲>F乙,η甲<η乙D.F甲η乙
【答案】A
【解析】
试题分析:
甲是定滑轮,不计绳重与摩擦的情况下,F甲=G,乙是动滑轮,不计绳重与摩擦,且动滑轮重小于物重的情况下,F乙=(G+G动)/2F乙;不计绳重与摩擦的情况下,η甲=(Gh/F甲h)×100%=100%,η乙=[Gh/(G+G动)h]×100%<100%,所以,η甲>η乙。
故选A
考点:
定滑轮和动滑轮的特点;机械效率
7.如图所示,健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时,图中的滑轮是
A.定滑轮,可省力
B.动滑轮,可省力
C.定滑轮,可改变力的方向
D.动滑轮,可改变力的方向
【答案】C
【解析】
试题分析:
滑轮的位置固定不变的是定滑轮,定滑轮不省力,但可以改变动力的方向;滑轮随物体运动的是动滑轮,使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时,图中的滑轮是定滑轮,可改变力的方向。
故选C
考点:
定滑轮和动滑轮的特点
8.(3分)如图,用此滑轮组在4s内将重力为50N的物体匀速提升2m,绳端拉力为20N,不计摩擦及绳重,下列说法正确的是()
A.绳子自由端移动的速度为1m/s
B.动滑轮的重力为10N
C.克服物体重力做功为100J
D.滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】BCD.
【解析】
试题分析:
(1)由图可知,滑轮组承担物重的绳子股数为3,绳端移动的距离:
s=nh=3×2m=6m,
绳子自由端移动的速度:
故选项A不正确;
(2)不计摩擦及绳重,由F=
(G+G动)可得动滑轮的重力:
G动=3F﹣G=3×20N﹣50N=10N,故B正确;
(3)克服物体重力做的有用功:
W有=Gh=50N×2m=100J,故C正确;
(4)总功:
W总=Fs=20N×6m=120J,滑轮组的机械效率:
,故D正确.
考点:
滑轮组的机械效率
9.(2分)如图所示的滑轮组,每个滑轮重为20N,绳重及摩擦不计.用它匀速提升重为100N的物体,所用的拉力F是()
A.50NB.60NC.70ND.120N
【答案】B
【解析】
试题分析:
图中最后一段是由定滑轮引出来的,滑轮组有两段绳子承担物重,n=2,不计绳重及摩擦,提升重物时,阻力是物体和动滑轮的重力,所以拉力为:
F=
(G+G动)=
(100N+20N)=60N.
考点:
滑轮组
10.利用图中甲、乙两种装置,将同一重物分别匀速提升同一高度,不计摩擦及绳子的重量,则
A.以各自的滑轮为参照物,重物都是静止的
B.拉力
一定比拉力
大
C.两种装置的机械效率不一样
D.两次重物增加的重力势能不一样
【答案】C
【解析】
试题分析:
选择一个参照物,一个物体如果和参照物的位置没有发生变化,那么就是静止,否则就是运动。
以动滑轮为参照物,重物都是运动的的,故A不符合题意;定滑轮不省力,F=G;若不计摩擦及绳子的重量,使用动滑轮时
,若
,拉力
比拉力
小,故B不符合题意;将同一重物分别匀速提升同一高度,由
可知两次所做有用功相同,若不计摩擦及绳子的重量,使用动滑轮提升物体还要克服动滑轮重力做功,所做额外功多,机械效率小,两种装置的机械效率不一样,故C符合题意重力势能的大小与物体的质量和所处高度有关,将同一重物分别匀速提升同一高度,两次重物增加的重力势能一样,故D不符合题意。
考点:
定滑轮和动滑轮机械效率
11.如图甲、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;机械效率:
η甲<η乙
C.手的拉力:
F甲>F乙;机械效率:
η甲<η乙
D.手的拉力:
F甲>F乙;机械效率:
η甲>η乙
【答案】D
【解析】
试题分析:
绳重和摩擦力不计,甲是定滑轮,定滑轮不省力,得F甲=G=100N;机械效率为η甲=100%;乙是动滑轮,动滑轮可以省一半的力,即F乙=(G+G动)/2=(100N+20N)/2=60N;效率η乙=G/(G+G动)=100N/120N=83.3%;比较数据可得手的拉力:
F甲>F乙;机械效率:
η甲>η乙;答案选D。
考点:
定滑轮与动滑轮的特点,机械效率的计算
12.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。
比较这两个装置,下列说法正确的是()
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
【答案】D
【解析】
试题分析:
从图中可以看出:
甲装置中滑轮轴固定不动,是定滑轮,使用定滑轮不省力,乙装置中,滑轮的轴随物体一起运动,是动滑轮,使用动滑轮省一半的力,所以答案选D。
考点:
定滑轮与动滑轮的特点
13.大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做多少功()
A.200JB.300JC.400JD.500J
【答案】A
【解析】
试题分析:
由勾股定理可知,当人在滑轮正下方沿水平方向移动4m时,人手到定滑轮的距离为5m,这一过程中,绳子移动的距离为2m。
定滑轮的特点是不省力,但可改变力的方向。
若不计绳重和摩擦,他至少做的功为W=Fs=100N×2m=200J
考点:
定滑轮的特点;功的计算
14.用右下图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应是()
A.大于200NB.等于200N
C.小于200ND.一定大于300N
【答案】A
【解析】
试题分析:
由图可知,动滑轮由三段绳子吊着,在忽略动滑轮重、绳重与摩擦的情况下,由F=G/n可知,F=600N/3=200N。
但动滑轮重、绳重与摩擦是客观存在的,所以,人手实际需提供的拉力应大于200N,故选A。
考点:
滑轮组
15.(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
【答案】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.
16.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
【答案】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物).
解:
(1)机械效率η=
,因为甲、乙两人用滑轮组把相同的物体提升了相同的高度,所以所做的有用功相等.由于不计摩擦及绳重,所做的额外功就是克服动滑轮的重力所做的功,因此额外功相等,所以两滑轮组机械效率相同,即ηa:
ηb=1:
1;
(2)甲、乙两人所用的拉力的大小与承担物重的绳子的段数有关,a滑轮组由2段绳承担,即Fa=
G;b滑轮由3段绳子承担,即Fb=
G,其中(G=G物+G动),所以Fa:
Fb=3:
2.
故选D.
点评:
掌握好“在不计绳重和机械摩擦情况下,有用功就是提升重物所做的功,额外功就是提升动滑轮所做的功”这一关系,在有些题目里能较快地得到答案.
17.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度。
若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为10N。
把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是()
A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B.甲滑轮组所做的有用功为200J,乙滑轮组所做的有用功为300J
C.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D.甲、乙两滑轮组的机械效率均为90.9%
【答案】AD
【解析】
试题分析:
甲、乙两滑轮组所做的有用功W有用=Gh=100N×1m=100J;甲滑轮组中绳子的自由端的拉力F=(G+G动)/n=(100N+10N)/2=55N,乙滑轮组中绳子的自由端的拉力F=(G+G动)/n=(100N+10N)/3=110N/3,不计绳重和摩擦的情况下,甲、乙两滑轮组的机械效率η=W有/W总=G/(G+动)G=100N/110N=90.9%,故选AD
考点:
滑轮组的特点;滑轮组的机械效率
18.用相同的滑轮和绳子分别组成如下图所示的甲、乙两个滑轮组。
分别用它们把相同的重物匀速提升相同的高度。
若不计绳重及摩擦,下列说法中正确的有
A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率不同
B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率相同
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
【答案】BC
【解析】
试题分析:
由图可知,甲、乙两个滑轮组中绳子的股数分别为两股和三股,若不计绳重及摩擦,绳子受的拉力F1=(G+G动)/2,F2=(G+G动)/3,故F1和F2大小不相等;若不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率都是η=G/(G+G动)是相同的;绳子自由端移动的距离S1=2h,S2=3h,故子自由端移动的距离不相等;拉力对滑轮组所做的功都是W总=W有+W额外=Gh+G动h是相同的。
故选BC
考点:
滑轮组的特点;滑轮组的机械效率;功的原理
19.下列说法错误的是()
A.使用滑轮组既可以省力也可以省距离B.斜面也是一种可以省力的简单机械
C.使用杠杆时如果省力,则一定费距离D.定滑轮可以看成一个等臂杠杆
【答案】A
【解析】
试题分析:
由功的原理可知,使用任何机械都不省功。
省力的机械费距离,费力的机械省距离。
顾A错,C对;在使用斜面时,由于斜面长大于斜面高,由FL=Gh可知,斜面也是一种可以省力的简单机械;定滑轮的动力臂等于阻力臂,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,它可以看成一个等臂杠杆。
故选A
考点:
功的原理;杠杆平衡的条件
20.分别用如图甲、乙两个滑轮组,在相同时间内将相同重物G匀速提升相同的高度,每个滑轮的重量均相同,不计绳重及摩擦。
下列说法中不正确的是()
A.
做的有用功等于
做的有用功
B.
做的无用功等于
做的无用功
C.
做功的总功等于
做功的总功
D.
做功的功率大于
做功的功率
【答案】D
【解析】
试题分析:
由题意可知,提升重物做的功W有=Gh是有用功,不计绳重及摩擦,提升动滑轮做的功W无=G动h是无用功;甲、乙两个滑轮组,在相同时间内将相同重物G匀速提升相同的高度,且动滑轮个数相同,故所做有用功和无用功均相同,故所做总功也相同,在时间相同的情况下,由
,两者所做功的功率也相同。
故选C.
考点:
功和功率。
21.如图所示,用动滑轮把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.使用这个滑轮可以省功
B.使用这个滑轮可以省距离
C.拉起的物体质量越大,滑轮的机械效率越高
D.把物体拉起的越高,滑轮的机械效率越高
【答案】C
【解析】
试题分析:
A、使用任何机械都不能省功,A错误,不符合题意;B、动滑轮是省力杠杆,可以省力,但费距离.B错误,不符合题意;C、在动滑轮一定时,提起物体的重力越大,机械效率越高.物体质量越大,物重越大,机械效率越高,符合题意;D在物重一定时,动滑轮重越小,所做额外功越小,机械效率越高,与其它因素无关,D错误,不符合题意,答案选C.
考点:
动滑轮及其工作特点;滑轮(组)的机械效率
22.如图所示,用甲乙两个滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度,则下列说法正确的是
A.F1与F2大小相等B.甲中绳的自由端移动的距离比乙大
C.F1做的总功比F2多D.甲的机械效率比乙高
【答案】D
【解析】
试题分析:
观察题图可见,甲装置是定滑轮,乙装置是动滑轮,定滑轮不省力,可以改变施力方向,动滑轮可以省力,不能改变施力方向,所以F1与F2大小不相等,A选项说法不正确;甲中绳的自由端移动的距离等于提升高度,乙中绳的自由端移动的距离等于提升高度的两倍,B选项说法不正确;甲中克服摩擦力及绳重做额外功,乙中克服摩擦力、绳重及动滑轮重做额外功,故乙中做额外功大,甲、乙中有用功相等,所以F2做的总功比F1多,C选项说法不正确;有用功与总功的比值叫做机械效率,甲的机械效率比乙高,D选项说法正确,选填D。
考点:
滑轮特点综合分析
23.如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每只滑轮质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子和滑轮间的摩擦),下列说法正确的是()
A.使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力
B.使用D滑轮组最省力
C.其中机械效率最高的是使用C滑轮组
D.其中机械效率最高的是使用B滑轮
【答案】D
【解析】
试题分析:
四种情况中,最省力的是C,这种绕法n=3,A、D的省力情况相同,n=2;把同一物体提升相同的高度,有用功相同,使用定滑轮做的额外功最少,所以机械效率最高。
综上所述,正确的是D。
考点:
滑轮组机械效率
24.如图所示,用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度,滑轮重0.2N.不计摩擦和绳重,所用的拉力分别是F甲和F乙,机械效率分别是η甲和η乙,则
A.F甲>F乙B.F甲=F乙.C.η甲>η乙D.η甲<η乙
【答案】D
【解析】
试题分析:
不计摩擦和绳重,F甲=(G物+G动)/2=0.6N;F乙=G物=1N,可得F甲考点:
滑轮(组)的机械效率
25.利用如图所示的滑轮组,在20s时间内将重为20N的物体匀速提升了2m,所用拉力F为12.5N。
下列判断正确的是
A.绳子自由端移动的速度为0.1m/s
B.该滑轮组的机械效率为80%
C.此段时间内,拉力做功为40J
D.拉力做功的功率为1.25W
【答案】B
【解析】
试题分析:
A选项,物体上升的速度是0.1m/s,滑轮组的n是2,绳子的自由端移动的速度是0.2m/s,选项错误。
B选项,滑轮组的机械效率
,选项正确。
C选项,拉力做的功
,选项错误。
D选项,拉力做功的功率
,选项错误。
考点:
简单机械和功
26.工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处,假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250N,则
A.拉力所做的功为750J
B.机械的效率为80%
C.若用该滑轮提升更重的货物,机械效率将保持不变
D.若采用轻质滑轮完成原任务,机械效率将保持不变
【答案】B
【解析】
试题分析:
拉力是作用在绳子自由端的,读题知只使用一个动滑轮,所用的拉力方向竖直向上,故与动滑轮相接的绳子为2根,拉力移动的距离为重物升高距离的2倍,即s=2×3m=6m,拉力所做的功为
A选项不符合题意;有用功为W有=Gh=400N×3m=1200J,机械的效率为
,B选项符合题意,选填B;若用该滑轮提升更重的货物,因为
,W有增大,W额不变,机械效率增大,C选项不符合题意;若采用轻质滑轮完成原任务,W有不变,W额变小,机械效率增大,D选项不符合题意。
考点:
动滑轮特点应用,动滑轮机械效率计算,影响动滑轮机械效率的因素。
27.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2。
下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()
A.F1>F2,η1=η2B.F1>F2,η1>η2
C.F1η2
【答案】A
【解析】
试题分析:
用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用功是相同的,忽略绳重及摩擦,额外功就是对动滑轮做的功,额外功也是相同的,所以机械效率η1=η2;忽略绳重及摩擦,图中F1=
(G物+G动),F2=
(G物+G动),所以F1>F2,故选A.
考点:
滑轮组的机械效率
28.将一定滑轮改为动滑轮使用,则它的机械效率在不计绳重和摩擦时()
A.一定提高B.一定降低C.一定不变D.无法判断
【答案】B
【解析】
试题分析:
使用滑轮或滑轮组提升重物时,克服物重所做的功为有用功,克服机械自重所做的功为额外功,拉力所做的功为总功,当将定滑轮改为动滑轮使用时,在相同条件下,所做的额外功增大,由机械效率公式可知,机械效率一定降低,因此本题答案选B.
考点:
机械效率及其应用;
29.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,不计绳重和摩擦.以下有关滑轮组的说法正确的是()
A.该滑轮组的机械效率约为83.3%
B.动滑轮