尖子生集训简单机械分层精练九上34 简单机械滑轮竖直放置.docx

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尖子生集训简单机械分层精练九上34简单机械滑轮竖直放置

简单机械-滑轮（竖直）培优训练

1．利用一个滑轮组提升物体，不计摩擦阻力，则用这个滑轮组（　B　）

A.提升的物体重力越小，机械效率越高

B．提升的物体重力越大，机械效率越高

C．把物体提得越高，机械效率越高

D．自由端拉力越大，机械效率越高

2．分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度，做的有用功（　D　）

A.杠杆最多B．斜面最多

C．滑轮组最多D．一样多

3一位同学最大拉力为500N，现在他用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能提起的物重为（　C　）

A.500NB．1000NC．1500ND．250N

4．小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度（h1＞h2）。

对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是（其中s为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度）（　C　）

A．s1＝s2B．H1＝H2C．η1＝η2D．W有用1＝W有用2

5、如图各装置中，每只滑轮质量均相同。

用它们提起相同的重物，若不计绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（D）

A．使用甲滑轮与使用乙滑轮一样省力

B．使用丙滑轮组与使用丁滑轮组省的力一样多

C．使用乙滑轮和使用丙滑轮组一样费距离

D．四个简单机械中，乙滑轮的机械效率最高

6、用下列简单机械，使重力同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳的重力，其中用力最大的是（A）

A.

B.

C.

D.

7.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（C）

A.利用滑轮组所做的有用功是450JB.绳子自由端移动的速度是0.9m/s

C.拉力的功率是99WD.滑轮组的机械效率是80%

【答案】C

【解答】A.利用滑轮组所做的有用功：

W有用=Gh=300N×3m=900J，故A错误；

B.由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度

，故B错误；

C.不计摩擦和绳重，拉力

，拉力做的总功：

W总=Fs=165N×6m=990J。

拉力做功的功率：

，故C正确；

D.滑轮组的机械效率：

，故D错误。

故选C。

8、如图所示的滑轮组挂上砝码a、b后恰好静止（动滑轮和绳子的重力及摩擦不计）。

若再在a、b下面各挂上一个质量相等的小砝码，将出现的情况是（　C　）

A.a下降B．保持静止

C．a上升D．a如何运动取决于小砝码的质量

9、图1、图2是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子质量均不计，下列说法正确是（　B　）

A.甲的拉力是乙的拉力的3倍

B.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍

C.甲拉力的功率大于乙拉力的功率

D.甲绳子末端移动的距离大于乙绳子末端移动的距离

10、如图所示，用一个重为9N的动滑轮来匀速提升物体，在实际工作中竖直向上的拉力为30N，则动滑轮的机械效率（　C　）

A．一定等于85%B．一定大于85%C．一定小于85%D．以上情况都有可能

11.小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（）

A.两个滑轮均为定滑轮

B.人将绳子拉过1米，物体也上升1米

C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛

D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向

【答案】C

【解答】A.由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；

B.使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；

C.不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；

D.使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。

故选C。

12、如图所示，用l0N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2m/s的速度匀速上升2m，滑轮的效率为80％，下列说法正确的是（）

A.拉力做的有用功为8JB.拉力F的功率为4W

C.A的重力为5ND.滑轮重力为4N

【答案】A

【解答】A.拉力做的总功为W总=Fs=l0N×1m=10J，W有用=W总×

=10J×80％=8J，故A正确；

B.拉力F的功率为P=FV=l0N×=4W×0.2m/s=8W，故B错误；

C.A的重力为4N,由公式

解得G=4N，故C错误；

D.W额外=W总-W总=10J-8J=2J​，G动×1米=2J​，解得G动=2N，滑轮重力为2N，故D错误。

故选A。

13、如图所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力F1、F2匀速提升同一重物，若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力F1、F2及其功率P1、P2的大小关系为（  ）

A.F1＞F2，P1＜P2B.F1＞F2，P1＞P2

C.F1＞F2，P1＝P2D.F1＜F2，P1＜P2

【答案】C

【解答】①在不计绳重和摩擦时，物体升高h，用定滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离为h，若用动滑轮提升物体时，绳子自由端移动的距离为2h，则定滑轮提升物体时，拉力做功为：

W1=F1s=F1h，动滑轮提升物体时，拉力做功为：

W2=F2s=2F2h，因为W1=W2，所以F1=2F2，即：

F1＞F2；

②又时间相同，且W1=W2，根据功率公式P=Wt可知：

P1=P2。

由上分析知，ABD错误，C正确。

14.如下图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升。

动滑轮受到的重力不可忽略，现改变物体受到的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体受到重力G的关系可能符合下列图中的（）

A.B.C.D.

【答案】B

【解答】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，

从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；

同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B正确符合题意。

故选B。

15.如下图所示，用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升，在时间t内物体上升的高度为h（物体未拉出水面），若物体的体积为V，水的密度为ρ，则下列算式正确的是（）

A.

B.

C.W有＝GhD.

【答案】D

【解答】因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，物体竖直匀速上升过程中，受到的浮力：

F浮=ρgV排=ρgV；

由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳端移动的距离：

s=nh=3h，绳子拉力做的总功：

W总=Fs=F×3h=3Fh；

动滑轮对物体的拉力：

F′=G-F浮=G-ρgV，

动滑轮对物体的拉力做的功为有用功，则有用功：

W有=F′h=（G-ρgV）h，故C错误；

有用功的功率：

，故D正确；

滑轮组的机械效率：

，故AB错误。

故选D。

16、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小（g取10N/kg）。

下面分析不正确的是（　　）

A.此过程中，绳子自由端的拉力F大小为400N

B.动滑轮重力为70N

C.当物体M没有露出水面时，动滑轮下端挂钩上绳子的拉力为730N

D.当物体M没有露出水面的过程中，该滑轮组提升货物的机械效率为95%

【答案】D

【解答】A.由图像可知，20秒内F做的功为8000J，物体上升的距离为10m，绳子自由端拉力F移动的距离为20m（动滑轮上有2段绳子承担），因此拉力F=W/S=8000J/20m=400N；故A正确，不符合题意；

B.物体在水中受到的浮力为F浮=ρ水V排g=103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N，G物=mg=76kg×10N/kg=760N，因此动滑轮下端持钩上绳子上的拉力为G物-F浮=760N-30N=730N，因此动滑轮自重为G动=2F-730N=2×400N-730N=70N；故B正确，不符合题意；

C.由以上分析计算已得动滑轮下端挂钩绳子的拉力为730N；故C正确，不符合题意；

D.物体在没有露出水面的过程中，克服动滑轮下端挂钩绳子上的力做功是有用的，绳自由端F做功是总功，因此η=

=

=

=91.25%；故D错误，符合题意。

17．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

（1）在表中的空格处填上适当的数据。

（机械效率保留一位小数）

（2）在实验操作中应竖直向上__匀速__拉动弹簧测力计。

（3）从实验数据分析得出：

使用同一滑轮组，__增加物重__可以提高滑轮组的机械效率。

（4）滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：

滑轮组的机械效率与__动滑轮重（或绳与滑轮的摩擦等）__有关。

（写出一种影响因素即可）

18.如图，一个质量为30千克的氢气球浮在空中，下端系一条质量忽略不计的绳子，绳子绕过一个用铁链栓住的定滑轮，另一端固定在一个木桩上。

已知氢气球受到浮力为500牛，定滑轮和铁链的总重为1千克。

请问木桩受到绳子的拉力为________牛，铁链下端对地面的拉力又是________牛。

【答案】200 390

【解答】将此滑轮看作一个动滑轮，则木桩受到绳子的拉力为：

F浮-G气球=F浮-m气球g=500N-30kg×10N/kg=200N；

2（F浮-G气球）=F链+G滑

则F链=2（F浮-G气球）-G滑=2（F浮-m气球g）-G滑=2（500N-30kg×10N/kg）-1kg×10N/kg=390N。

故答案为：

200 390。

19、工人师傅用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为__100__N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是__250__N，滑轮组的机械效率为__80%__。

（不考虑绳重和摩擦）

20．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在水平面上的物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10s内把物体拉动的距离为2m。

求：

（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）

（1）动滑轮重力；

（2）拉绳的速度。

【答案】

（1）动滑轮重力为40N；

（2）拉绳的速度为0.6m/s。

21．如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。

某次操作中，工人用400N的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升5m。

则在这段时间内：

（1）拉力F所做的有用功是多少？

（2）拉力F做功的功率是多少？

（3）滑轮组的机械效率是多大？

【解】

（1）拉力F所做的有用功为：

W有＝Gh＝900N×5m＝4500J。

（2）拉力F移动的距离s为：

s＝3h＝3×5m＝15m，

拉力F所做的总功为：

W总＝Fs＝400N×15m＝6000J，

则拉力F做功的功率P为：

P＝100W。

（3）滑轮组的机械效率为：

η＝75%。

22、某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自已等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起（摩擦不计，动滑轮重不计）在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡。

如果该同学身高h,质量m1，平躺到木板上后在托盘中再加上质量为m2的码砝，木板再次水平平衡。

（1）在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡，这样做的目的是什么？

____________。

（2）请你选用相关数据（字母表示）推导该同学重心到“O”的距离是多少（要求写出推导的过程）。

答案：

（1）排除测量时，木板重对实验的影响

（2）滑轮组对木板的拉力F=2G=2m2g

重心到“O”的距离L=FL0/G=2m2gh/m1g=2m2h/m1

这是滑轮与杠杆的综合，只需把两个机械分开进行分析，并通过相连的线上受力相同这个等量关系，就可以解决了。