中考物理滑轮组的省力问题(大题培优-易错-难题)含答案.doc

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1如图所示， 甲滑轮组中滑轮的质量均为 m，乙滑轮组中滑轮的质量均为 0.5m，用甲、乙滑轮组分别使重力均为 G 的重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，绳子自由端的拉力分别为 F1 、F2 。不计绳重和摩擦， 则下列判断正确的是（）A拉力 F1 小于 F2B拉力 F1 的功率小于 F2 的功率C拉力 F1 做的功小于拉力 F2 做的功D甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率【答案】D【解析】【分析】【详解】A由图知，图甲、图乙滑轮组，n=3，因为不计绳重和滑轮轴处摩擦，所以F1= (G+G甲)= (G+mg)，F2= (G+G乙)= (G+0.5mg)故F1 F

2、2，故A错误；BC重物在相同时间内匀速上升相同高度 h，则拉力移动距离s相同，拉力做功W1= F1s，W2=F2s故W1 W2，因为做功时间相同，所以拉力 F1 的功率大于 F2 的功率，故BC错误；D甲滑轮组和乙滑轮组做的有用功相同，G甲 G乙，则甲滑轮组做的额外功多，故甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。2(1)如图甲所示，图中的装置相当于一个_(填一种简单机械的名称)(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是_(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能自动回头的“魔罐”，当将”魔罐“在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说

3、 明_【答案】滑轮组 省力 机械能之间可以相互转化 【解析】【详解】(1)1由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)2图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，因为在斜面高一定时，斜面越长越省力，所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；(3)3魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。魔罐来回滚动，说明了机械能是可以相

4、互转化的。3用一个动滑轮提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用拉力60N。若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时，拉力功率为_W。较前一次提升物体，该滑轮的机械效率_（选填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】44 变大 【解析】【详解】1根据题意可知，物体以0.2m/s速度匀速上升，对于动滑轮，绳子移动的速度v=20.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计，则拉力F=(G物+G动)即60N=(100N+G动)解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力F=(200N+20N)=110N拉力功率为P=Fv=110N0.4m/s=44W拉力功率为44W。2较前一

5、次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。4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 80 9.6 【解析】【分析】

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。【详解】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

7、拉力F的功率5如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。（1）以上装置中属于动滑轮的是_（填字母）。（2）物体A所受的摩擦力为_N。（3）若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为_N。【答案】M 5 10 【解析】【详解】1由于M随物体移动而发生位置变化，所以M是动滑轮。2A对B的拉力为F，动滑轮M和B受力分析可知中：2F=GM+GBA受力平衡，所以摩擦力f=F=5N。3A向左匀速运动时，受力平衡：F左=f+F=5N+5N=10N。6一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上

8、，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m。（g=10N/kg）求：(1)他站在地面上时对地面的压强多大？(2)画出滑轮组的绕线方式。(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？【答案】(1)13750Pa；(2)；(3)40W【解析】【分析】【详解】(1)站在地面上时，对地面的压力大小等于自身重力，则对地面的压强为(2)因为重物运动方向向上，人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向，拉力方向向下，2股绳子与动滑轮接触以省力，故滑轮组的绕线方式如图所示：。(3)有用功为克服重物重力势能做的功，为拉力做的总功为拉力的功率与所用时间的乘积，为滑轮组的机械效率为可知则答：(1

9、)他站在地面上时对地面的压强是13750Pa；(2)滑轮组的绕线方式见解析；(3)拉力的功率是40W。7如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口.己知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力720N，人对绳子水平向右的拉力300N.(不计绳重及摩擦) 求：(1)人做的有用功;(2)动滑轮的重力;(3)人拉起货物时的机械效率.【答案】(1) 1440J；(2) 180N；(3) 80%。【解析】【详解】(1)物体所受重力720N，被提升了2m，则人做的有用功为：=Gh=720N2m=1440J；(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=3，根据F=，则动滑轮的重力为：=nF-G=3300N

10、-720N=180N；(3)根据=，人拉起货物时的机械效率为：=80%。答：(1)人做的有用功为1440J；(2)动滑轮的重力为180N；(3)人拉起货物时的机械效率为80%。8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（）ABCD【答案】D【解析】【分析】【详解】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F14mG2m解得F10.5G；B图中为滑轮组，通过动滑轮绳子段数n3，所以F2G；C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则F32G；D图中是杠杆，设杆与水平面的夹角为，则有F44cosG1cos解得F4G。

11、由此可知动力最小的是D。故选D。9某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动，拉力为125N（不计绳重及摩擦），则动滑轮重_N，5s内人拉绳子做的功是_J。【答案】75 375 【解析】【分析】【详解】1看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3。根据滑轮组受力关系得解得。2绳子末端移动距离5s内人拉绳子做的功10质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（）A作用在绳端的拉力F为6NB在1s内拉力F做功1.2JC在1s

12、内拉力F的功率是0.4WD水平桌面对物体A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【详解】A绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N，所以，作用在绳端的拉力F为2N故A错误；B根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A在1s内通过的距离为s=vt=0.2m/s1s=0.2m绳子自由端移动的距离为s=3s=30.2m=0.6m在1s内拉力F做功为W=Fs=2N0.6m=1.2J故B正确；C在1s内拉力F的功率为故C错误；D由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3，物体做匀速直线运动，则所以f=6N故D错误。故选B。11如图所示两个物体A和B，质量分别为M和m（已知Mm），用跨过定滑轮的轻绳相

13、连，A静止在水平地面上若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，则（）A天花板对滑轮的拉力大小为（M+m）gB绳子对物体A的拉力为（M-m）gC地面对物体A的支持力为MgD绳子对天花板的拉力为2mg【答案】D【解析】【详解】B由图可知该滑轮为定滑轮，因物体B静止，则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg，所以绳子对物体A的拉力为mg，故B错误；A滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力，所以由力的平衡条件可知，天花板对滑轮的拉力大小为2mg，故A错误；D根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg，即绳子对天花板的拉力为2mg，

14、故D正确；C物体A受三个力的共同作用，向下的重力、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N；由于物体A处于静止状态，所以物体A所受的三个力的合力为0，即所以，地面对物体A的支持力的大小为故C错误。故选D。12用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N的A、B两物体，在相同时间内提升相同的高度；已知滑轮重1N，绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是（）A手的拉力F乙=10NB利用乙种方式做的有用功比较多C甲种方式的机械效率大于乙种方式D手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大【答案】C【解析】【详解】A乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，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，F乙=(G+G动)=(10N+1N)=5.5N故A错误；B 利用两种滑轮都是将G=10N的物体提升相同的高度h，由公式W有用=Gh知，有用功相同，故B错误；C甲乙装置所做的有用功相同，用乙装