【物理】物理滑轮组的省力问题的专项培优易错试卷练习题(含答案)含答案

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当A向左做匀速直线运动,水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力,由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,因压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,所以向右的摩擦力为:f=20N.A向左做匀速直线运动,受到平衡力的作用,A受到的水平向左的拉力为:
F=f+ GB=20N+20N=40N,
C.两种方式所做的额外功相等D.增大提升高度,机械效率都会变大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.若物体升高高度为h,则拉力移动的距离为 , ,则 。故A错误;
B.甲中: ,乙中: ,所以 。故B错误;
C.甲中: ,乙中: ,所以 。故C正确;
D.机械效率公式:

所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D错误。
14.小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦,针对这一现象,小明得出了4个结论:①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率;其中正确的为()
10.建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置分三次运送,第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块。每次运送时,砖都以相同的速度匀速上升相同高度,绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3,拉力做的功为W1、W2、W3,有用功率为P1、P2、P3,机械效率为η1、η2、η3,则()
12.如图,水平桌面上的物体A重100N,物体B重40N,此时物体B恰能匀速下降;当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中,若不计动滑轮和绳的重力,不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.B上升了2mB.拉力F的功率为20W
C.物体A与桌面间的滑动摩擦力为40ND.吊着B物体的绳子所做的功为40J
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,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。
D.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;
【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=2 0.2m/s=0.4m/s
绳重与摩擦不计,则拉力
F= (G物+G动)

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
【详解】
[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数是n=3,因不计绳重、摩擦及滑轮重,则绳端的拉力
[2]物体运动的距离为
【点睛】
本题考查滑轮组省力公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对动滑轮上绳子段数的判断。
5.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:
D.利用该装置不能省力,但能改变力的方向
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图知道,提升物体时,A的轴固定不动,即属于定滑轮;而B和物体一起移动,属于动滑轮,故A错误;
B.由图知道,A、B组成的是滑轮组,且n=5,所以,拉力端移动距离
s=5h
当人将绳拉过1m时,物体上升的高度h=0.2m,故B错误;
拉力功率为
P=F′v=110N 0.4m/s=44W
拉力功率为44W。
[2]较前一次提升物体,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。
3.用如图所示的滑轮组,将重为16 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升,滑轮组的机械效率为80%,若不计绳重及摩擦,拉力F为__N,拉力的功率为__W,动滑轮的重力为__N.
【解析】
【分析】
【详解】
水平拉力F1将物体沿直线匀速拉动做功:

借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s2,做功:

A.做功 ,故A错误;
B.有3股绳子承担 ,故B错误;
CD. ,故C错误,D正确。
故选D。
8.用一动滑轮将重物匀速提升2 m,人对绳子的自由端所用力是40 N,不计滑轮重和摩擦,则物重和提升重物所做的功分别是
A.650NB.700NC.750ND.800N
【答案】C
故选C。
7.如图所示,水平拉力F1(6N)将物体(G=9N)沿直线匀速拉动s1的距离,做功W1,借助滑轮组,F2使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s1,F2所拉绳端的上升距离为s2,做功为W2,则( )
A.W2一定小于W1
B.s2一定小于s1
C.F2一定大于G/3
D.F2一定大于F1/3
【答案】D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.滑轮组的动滑轮绕2段绳,当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中,A移动的距离为B升高高度的2倍,B上升了
hB= =0.5m,
故A错误;
BC.当A向右做匀速直线运动,A水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力,故
f= GB= ×40N=20N,
A.F1+F2=F3B.W1+W2=W3C.η1+η2=η3D.P1+P2=P3
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,作用在动滑轮上绳子为2股;绳重,摩擦不计时,用F= 分析F1,F2,F3之间关系;再依 。通过计算特殊值,判断等式是否成立。
【详解】
A.由题意得
F1= ;
F2= ;
F1+F2=
F3=
因为
A.①、②、③B.②、③、④C.①、③、④D.①、②、③、④
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
①在不计绳重及摩擦时,拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功,因为物重相同,提升的高度相同,所以两次拉力做的功都等于
故F1做的功等于F2做的功,①正确;
②在不计绳重及摩擦时,甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为
即机械效率相等,故②正确;
一、初中物理滑轮组的省力问题
1.如图,某同学旅游时,发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面。他借助该装置提升100N的重物(不计摩擦和装置的自重)。下列说法正确的是( )
A.可以把A、B简化看成动滑轮
B.人将绳拉过1m时,物体也上升1m
C.物体匀速上升时,人对绳的拉力为20N
C.不计摩擦和装置的自重,人对绳的拉力
故C正确;
D.由以上分析及图示知道,利用该装置既能省力,又能改变力的方向,故D错误。
故选C。
2.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”)
4.如图所示,物体A重100N,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A与地面间摩擦力f=60N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,则绳端的拉力F是______N,当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动______m。
【答案】201
【解析】
【分析】
由图中滑轮组可知,n=3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重,根据滑轮组的省力公式 得到拉力大小;根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物体运动的距离。
A.80N,80J B.80N,160J C.40N,160J D.40N,80J
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
动滑轮省一半力,多费一倍的距离,所以物体的重为: ;由 得 ,提升重物所做的功: .
故选B.
9.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),其中甲装罝为____________滑轮,它的优点是可以____________,若相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,则拉力F1、F2做功时的功率P1___________P2,重物被竖直提升的高度h甲___________h乙(最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”).
=nF-G=3×300N-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%。
6.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
(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=720N×2m=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:
拉力F的功率为:
P= =20W,
故B正确,C错误;
D.绳子拉力对物体B所做的功为:
W=GBhB=40N×0.5m=20J,
D错误.
13.利用质量相等的滑轮,组装成如图所示的两种方式,将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计,下列分析中正确是( )
A.甲图中绳自由端移动距离较小B.乙图中绳自由端作用力较小
一个不加条件成立等式,可以用某种情况时不成立来判断它不成立。
11.如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,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)g
B.绳子对物体A的拉力为(M-m)g
C.地面对物体A的支持力为Mg
③甲滑轮组由两段绳子承重,拉力为
乙滑轮组由三段绳子承重,拉力为
所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力,③正确;
④两次拉力做的功,用时也相等,根据 知,F1做功的功率等于F2做功的功率,④正确;
故选D。
15.如图,小华用滑轮组匀速提升一个重为900N的物体,人拉绳的力F为350N,不计绳重和摩擦,若用这个滑轮组匀速提升2100N的物体,绳未断裂,人的拉力为( )
【答案】定可以改变用力的方向等于等于
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示可知,甲是定滑轮;
[2]甲装置中物体向上运动,拉力的方向是向下,所以甲滑轮可以改变用力方向;
[3]相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,根据P= 可知,拉力F1、F2做功时的功率P1等于P2;
[4]用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),它们都是克服物体的重力做功,即W=Gh,因为拉力F1、F2做的功相同,所以重物被竖直提升的高度相同,h甲等于h乙.
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图像可知l1=l2,由杠杆平衡条件 可得F1=G,故正确,不符合题意;
B.由图像可知滑轮组n=3,则 ,故正确,不符合题意;
C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则 ,故错误,符合题意;
D.不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh,即 ,故正确,不符合题意。
所以
故A不符合题意;
B.由于物体升高均为h;
W1+W2=F1h+F2h=(F1+F2)h
W3=F3h;
因为(F1+F2) F3
所以
故B不合符题意;
C.依 ,说明滑轮组一定时,物重越大,机械效率越大,即 ,故C不合符题意;
D.由W有=Gh,P= 可知;所以P1+P2=P3,故D符合题意。
故选D。
【点睛】
【答案】1044
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图知,n=2,则拉力端移动的距离s=2h,滑轮组的机械效率:
则拉力
(2)拉力端移动的速度
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
拉力做功功率:
P=Fv=10N×0.4m/s=4W;
(3)不计绳重及摩擦,拉力
动滑轮重力:
G动=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N.
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