滑轮及做功知识点及习题(含答案)

滑轮及做功滑轮、滑轮组滑轮定义种类特点实质图例作用周边有槽，可以绕着装在框子里的轴转动的小轮定滑轮轴固定不动，轮绕轴心转动等臂杠杆能改变施力的方向动滑轮轮随物体一起移动动力臂为阻力臂二倍的杠杆能省一半力滑轮组动滑轮和定滑轮组合在一起既能省力，也能改变施力的方向机械功1. 功【说明】对功的单位的认识：把两个鸡蛋举高1m，做的功大约是1J；一个中学生爬高2m，对自己做的功大约是1000J。

【注意】应用功的公式时注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。

②公式中的s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米= 焦），不要与力及力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

【易错点】物体有三种情况不做功：即物体受力但没有移动（搬物未搬动）；物体未受力而凭惯性运动（足球被踢在空中飞行的过程中）；力与距离的方向垂直（水平匀速行驶的汽车对车上的人没有做功）。

2. 功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。

【说明】①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

（六）机械效率1. 几个概念：【注意】（1）有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1；（2）机械效率是个没有单位的物理量。

2. 机械效率的公式：定滑轮η=W有用W总=FsGh=GhFh=GF×100%动滑轮η=W有用W总=FsGh=GhF2h=G2F×100%滑轮组η=W有用W总=FsGh=GhFnh=GnF×100%一、选择题（共18小题）1、（2009•包头）如图1所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%2、如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（）A、有用功是400J，总功是840JB、有用功是840J，额外功是400JC、总功是12O0J，机械效率是7O%D、有用功是400J，机械效率是7O%3、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同．不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效率高B、两次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多 D、两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大4、（2010•泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800N的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800J，则该滑轮组的机械效率是（）A、67%B、73%C、83%D、100%5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则（）A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高C、F2做功的功率大D、F1、F2做功的功率一样大6、用完全相同的A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为G1和G2的两物体，若G1＞G2，它们的机械效率分别为ηA 和ηB，则（）A、ηA＞ηBB、ηA＜ηBC、ηA=ηBD、无法判断8、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关；（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关．然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（）A、（1）B、（2）C、（3）D、（4）9、（2007•恩施州）下列关于简单机械的理解，正确的是（）A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时，筷子是个省力杠杆C、使用杠杆，就是为了省力D、使用定滑轮不省力，但可以省距离11、（2011•包头）如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（）A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W．12、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m，动滑轮重200N，不计绳重和摩擦，，则上述两种情况中不正确的是（）A、滑轮组的机械效率不相等B、人做的额外功相等C、人做的总功相等D、绳子自由端移动的距离相等13、从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物理知识分析下列说法，其中错误的是（）A、用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功C、吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功14、下列关于机械效率的说法中，正确的是（）A、做功多的机械，机械效率一定高B、越省力的机械，机械效率越高C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机械，它的机械效率都小于115、（2007•无锡）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则（）A、W1=W2，η1=η2B、W1=W2，η1＜η2C、W1＜W2，η1＞η2D、W1＞W2，η1＜η217、（2010•广西）用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m．关于这个滑轮组工作的下列说法中，正确的是（）A、总功是800JB、额外功是100JC、有用功是400JD、机械效率是62.5%计算题1.用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体，拉力F的大小为400N，若将物体提升0.3m，求拉力所做的功及装置的机械效率。

2.（2009•长沙）小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N 的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率及该装置的机械效率。

30、（2010•重庆）如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，动滑轮重6N，桶重10N，绳重和摩擦均不计．则拉力的大小及此时该装置的机械效率．1.解答：解：A、∵用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功．∴所做的有用功W用=Gh=10N×0.1m=1J．∴该选项中，所做的有用功为1J，计算结果正确．B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一，则：动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N．∴动滑轮自重0.2N，计算结果不正确．C、∵用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率．∴拉力F做功的功率为0.3W，计算结果不正确．D、∵该滑轮组的机械效率η=．∴该滑轮组的机械效率为83.3%，计算结果正确．本题计算结果正确的有两个：A和D．故选A、D．2.解答：解：对木箱做的有用功：W有=Gh=840N×1m=840J，利用斜面做的总功：W总=Fs=400m×3m=1200J；额外功W额=W总﹣W有用=1200J﹣840J=360J，斜面效率：η==×100%=70%．故选C．3.解答：解：（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，所以两次做功相等；（2）由W=Gh知，两次所做的有用功相等，所以机械效率相等；（3）因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F甲=（G物+G轮）；乙图中有2段绳子拉着动滑轮，所以F乙=（G物+G轮）；F甲＞F乙，V=V乙，根据P=Fv得P甲＞P乙．故选D．甲4.解答：解：由图可知，n=2，s=2h=2×5m=10m，当提升G=800N的重物时，W有用=Gh=800N×5m=4000J，W总=4800J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=83%．故选C．5. 解答：解：甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以S1=3h1，则η1=乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以S2=2h2则η2=又因为G1=G2，F1=F2，所以乙滑轮组的效率高．两物体上升速度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度．根据P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大．故选B．6.解答：解：设将两个物体提升高度均为h，∵使用滑轮组时，绳重及摩擦忽略不计，∴W额=G轮h，当提升的物重变化时，额外功大小不变；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①∵η==，∴==1+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②∵G1＞G2，W有用=Gh，∴做的有用功：W1＞W2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③综合分析：ηA＞ηB．故选A．点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，利用好“当绳重及摩擦忽略不计时，W额=G轮h”是本题的关键．8. B 9.A 11.C 12.C 13.A 14.D 15.C 17.AD计算题：1:解答：解：由图知，h=0.3m，s=5h=5×0.3m=1.5m，W有=Gh=1500N×0.3m=450J，W总=Fs=400N×1.5m=600J，η=．故答案为：600，75%．2.解答：解：由图可知，拉力移动的距离s1和物体移动的距离s2的关系：s1=3s2=3×6m=18m，拉力F的功率：P=；装置的机械效率：η==80%．故答案为：1500、80%．3.解答：解：动滑轮可看做是绳子股数为2的滑轮组．绳重和摩擦均不计，所做的额外功就等于克服动滑轮和桶的重力做的功．绳子末端的拉力=100N使用动滑轮所做的有用功W有用=G沙h=184N×2m=368J使用动滑轮所做的总功W总=FS=100N×2×2m=400J该装置的机械效率η=%，故答案为：100；92%．。