中考物理 滑轮组的省力问题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案

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中考物理 滑轮组的省力问题 培优易错试卷练习(含答案)附答案

中考物理 滑轮组的省力问题 培优易错试卷练习(含答案)附答案
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]建材质量为40kg,其重力为
由图乙得,当建材重力为400N时,滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率
解得G动=400N。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m,则绳子段移动的距离为24m,拉力功率
[4]滑轮组省一半的力,所以
解得 。
[5]此时的机械效率为
5.在水平桌面上放一个重300N的物体,物体与桌面间的摩擦力为60N,如图所示,若不考虑绳子重力和轮与轴之间的摩擦,使物体以0.1m/s的速度匀速移动时,水平拉力的大小为_____________N,拉力做功的功率为______________W.
【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。
(1)起降设备中滑轮组的结构示意图如图乙所示,请你用笔画线代表钢丝绳,画出最省力的绕线方法____。
(2)该起降设备若在1min内将“潜龙三号”匀速提升了20m,该过程中钢丝绳的拉力由电动机提供,电动机的输出功率是10kW,则钢丝绳的拉力是多少____?
(3)该滑轮组的机械效率是多少____?
【答案】 7500N50%
一、初中物理滑轮组的省力问题
1.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( )

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题及答案

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题及答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.一名质量为55kg 、双脚与地面接触面积为0.04m 2的学生站在水平地面上,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 255kg 10N/kg 13750Pa 0.04mG mg p S S ⨯====人 (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W G h =有物拉力做的总功为拉力的功率与所用时间的乘积,为W Pt =总滑轮组的机械效率为100%η⨯有总W =W 可知 W G h W Pt ηη===有物总则 600N 1m 40W 20s 0.75G h P t η⨯===⨯物 答:(1)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 。

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”)【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 =12(G 物+G 动) 即 60N=12(100N+G 动) 解得G 动=20N ,用此动滑轮将重200N 的物体时,拉力F ′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P =F ′v =110N ⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W 。

【物理】物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)附答案解析

【物理】物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)附答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m,所用拉力为250N.(1)求滑轮组的机械效率;_________(2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应该怎样绕,请在图乙中画出绳子的绕法;______(3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,不计绳重和摩擦,机械效率的关系是η甲_____η乙(选填“>”,“=”,“<”).【答案】80%;=【解析】【详解】(1)由图甲可知,滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m,工人做的有用功:W有用=Gh=400N×2m=800J,工人做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,滑轮组的机械效率:800η100%100%80%1000W JW J=⨯=⨯=有用总;(2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮和下面的动滑轮,如图所示:(3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,做的有用功相同;不计绳重和摩擦,做的额外功是提升动滑轮做的功,由题意可知,动滑轮的重力相同,提升动滑轮的高度也相同,由W=Gh 可知做的额外功相同;因为W 总=W 有用+W 额,所以做的总功相同,由η100%W W 有用总=⨯可知两个滑轮组的机械效率相同,即η甲=η乙.2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。

(不计绳重和摩擦)【答案】80 20【解析】【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n=+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。

物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)及答案解析

物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)及答案解析
A.9次B.10次C.11次D.12次
【答案】D
【解析】
【详解】
由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4,最大拉力 ,一次能吊起的大米重力为:

一次能吊起的大米质量为:

因为每袋大米的质量是50kg,故一次能吊起的大米袋数为:

由题意知一次能吊起9袋大米,即

则至少需要吊运的次数是:

至少需要吊运12次。故选D。
C.工人对地面的压力为400ND.建筑材料P的重力为600N
【答案】C
【解析】【分析】【解】A.物重由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度
v= v绳= ×1m/s=0.5m/s
故A错误;
B.定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得
FA′=3F+G定=3×300N+100N=1000N
A.甲滑轮组所用拉力较大
B.甲滑轮组拉力做的功较多
C.两滑轮组拉力做功的功率一定相等
D.两个滑轮组的机械效率一定相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G物+G轮)/n,且n甲=3,n乙=2,
所以,绳子受的拉力:
F甲=(G物+G轮)/3,
F乙=(G物+G轮)/2,
即F甲﹤F乙,故A错误;
【详解】
A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离
故A正确,不符合题意;
B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力
故B错误,符合题意;
C.拉力F做的功
则拉力F的功率
故C正确,不符合题意;

中考物理培优(含解析)之滑轮组的省力问题附详细答案

中考物理培优(含解析)之滑轮组的省力问题附详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D 【解析】 【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为:1480kg9.650kg /n ==袋袋,由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =,则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次,至少需要吊运12次。

故选D 。

2.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度,若不计绳子与滑轮的摩檫,__________装置更省力(选填“甲”或“乙”)。

甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率(选填“高于”、“低于”或“等于”)。

甲图中若钩码总重100N ,动滑轮重为20N ,不计摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉6m ,则泥桶上升的高度为__________m ,滑轮组的机械效率为__________。

【答案】甲等于 2 83. 3% 【解析】【详解】[1]不计摩擦,拉力F=1n(G物+G轮),n甲=3,n乙=2,绳子受的拉力:F甲=13(G物+G轮),F乙=12(G物+G轮),∴F甲<F乙,甲更省力;[2]动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,据η=WW有用总可知,滑轮组的机械效率相同,即:η甲=η乙;[3]如甲图,泥桶由3股绳子承担,则n=3,s=3h,s=6m,泥桶上升的高度为:h=13s=13⨯6m=2m;[4]不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率为:η=WW有用总=WW W+有用有用额=GhGh G h+动=GG G+动=100N100N20N⨯+100%≈83.3%。

中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及详细答案

中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及详细答案
FB′=FB=500N
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为
FM支持=GM−FB′=5000N−500N=4500N
【答案】A25
【解析】
【详解】
[1]由图可知,A滑轮是定滑轮,所以滑轮A是等臂杠杆。
[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。
8.一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上,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?
【答案】206
【解析】
【详解】
[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,不计绳重、动滑轮重及摩擦,则绳端的拉力:
F= f= ×60N=20N;
[2]绳子自由端移动的速度为:
v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;
则拉力F的功率为:
P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W。
6.如图所示为家用手摇晾衣架,它是我们生活中经常使用的简单机械,其中A、B两滑轮中属于动滑轮的是_____;若衣服和晾衣架的总重力为 ,晾衣架上升的高度为 ,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力 _____ ,绕进旋轮上的绳子长度是_____ 。
由于力的作用是相互的,则小夏对地面的压力
受力面积
小夏对地面的压强
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.
【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:

中考物理 滑轮组的省力问题 培优 易错 难题练习(含答案)含答案

中考物理 滑轮组的省力问题 培优 易错 难题练习(含答案)含答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N83%15N 3NG G G η===++物物动故C 错误;D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。

故选D 。

2.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F 1、F 2做相同的功,则拉力F 1、F 2做功时的功率P 1___________P 2,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”).【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F 1、F 2做相同的功,根据P =Wt可知,拉力F 1、F 2做功时的功率P 1等于P 2;[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F 1、F 2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.3.如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。

备战中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)附答案解析

备战中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)附答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示的滑轮装置,重为5牛的物体挂在绳端,力F作同在滑轮的轴上,滑轮在力F 的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦,则拉力F的大小和物体向上运动的速度为A.10牛,4米/秒B.2.5牛,4米/秒C.10牛,2米/秒D.2.5牛,2米/秒【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知,该滑轮是动滑轮,当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动,重物的速度为:2×2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为:F=2G=2×5N=10N故选A.2.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”).【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=Wt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.3.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。

当用力F2匀速提升物体B 时,以滑轮的轴为参照物,物体B是______ 的(选填“静上”或“运动”),此时力F2大小为_______牛。

若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______,当绳子自由端上升1米时,力F2所做的功为________焦。

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优易错试卷)附答案

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优易错试卷)附答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.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( ) A .1F G =B .213F G= C .312F G =D .412F G =【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由图像可知l 1=l 2,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得F 1=G ,故正确,不符合题意;B .由图像可知滑轮组n =3,则213F G =,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32F G =,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412F G =,故正确,不符合题意。

故选C 。

2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。

(不计绳重和摩擦) 【答案】80 20 【解析】 【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n=+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。

【详解】[1]使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n =2,物体被提升的高度h =1m ,拉力移动距离21m 2m s nh ==⨯=有用功为8N 1m 8J W Gh ==⨯=有拉力做的总功为5N 2m 10J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率8J100%100%80%10JW W η=⨯=⨯=有总 [2]根据W W W =+总有额可知,额外功为10J 8J 2J W W W =-=-=额总有不计绳重和摩擦,根据W G h =额轮可知,动滑轮的重力2J2N 1mW G h===额动 不计绳重和摩擦,则有()()12N 18N 10N 2F G G ''=+=+=动物拉力做的总功10N 2m 20J W F s '='=⨯=总3.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度,若不计绳子与滑轮的摩檫,__________装置更省力(选填“甲”或“乙”)。

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附答案解析

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N83%15N 3NG G G η===++物物动故C 错误;D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。

故选D 。

2.如图所示,用滑轮组提重力为140N 的物体,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N 。

若重物与地面的接触面积S =2×10-2m 2,不计绳重和摩擦,每个滑轮质量相同,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。

若拉力F 为40N ,则定滑轮对天花板的拉力为_______N ,重物对地面的压强为_______ Pa 。

【答案】90 1.5×103 【解析】 【分析】 【详解】[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳,不计绳重和摩擦,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N ,拉力的大小F 1=13(G +G 动) 动滑轮的重力G 动=3F 1-G =3×50N-140N=10N每个滑轮质量相同,定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N ,对定滑轮受力分析,受到重力、下方两段绳子的拉力,天花板的拉力,根据平衡条件得到F 天=G 定+2F =10N+2×40N=90N由力的作用相互性可知,定滑轮对天花板的拉力是90N 。

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案解析

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示的滑轮装置,重为5牛的物体挂在绳端,力F作同在滑轮的轴上,滑轮在力F 的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦,则拉力F的大小和物体向上运动的速度为A.10牛,4米/秒B.2.5牛,4米/秒C.10牛,2米/秒D.2.5牛,2米/秒【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知,该滑轮是动滑轮,当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动,重物的速度为:2×2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为:F=2G=2×5N=10N故选A.2.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。

则:(1)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是_______。

动滑轮的重力是_______N。

(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m,作用在绳上的拉力为500N时,拉力的功率是_______W,运送建材的重力是_______N,此时的机械效率是_______。

【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。

[2]此时机械效率400===50%400+G G G G η+动动解得G 动=400N 。

(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m ,则绳子段移动的距离为24m ,拉力功率500N 24m ==200W 60sW Fs P t t ⨯== [4]滑轮组省一半的力,所以+=2G G F 动材解得=600N G 材。

[5]此时的机械效率为600===60%600+400G G G η+材动材3.如图所示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为10N 的拉力F 拉重50N 的物体时,物体恰好以v =2m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦力为________N ,拉力F 的功率为________W ;将拉力F 增大为20N 时,物体受到水平面的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案

2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h,最省力的是(滑轮重不计)()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮,拉力F=G;B.图中滑轮是动滑轮,拉力12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。

故选D。

2.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”).【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=Wt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.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=2 0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计,则拉力F=12(G物+G动)即60N=12(100N+G动)解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时,拉力F′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P=F′v=110N⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W。

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及答案

物理滑轮组的省力问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.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 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/s×1s=0.2m绳子自由端移动的距离为s =3s ′=3×0.2m=0.6m在1s 内拉力F 做功为W =Fs =2N×0.6m=1.2J故B 正确;C .在1s 内拉力F 的功率为1.2J 1.2W 1sW P t === 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3fF =所以f =6N故D 错误。

故选B 。

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”)【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=12(G物+G动)即60N=12(100N+G动)解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时,拉力F′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P=F′v=110N⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W。

2020-2021中考物理 滑轮组的省力问题 培优练习(含答案)及答案解析

2020-2021中考物理 滑轮组的省力问题 培优练习(含答案)及答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3【答案】D【解析】【分析】【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;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s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误;CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。

故选D 。

2.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N 的物体匀速提起。

已知他自身所受的重力为500 N ,双脚与地面的总接触面积为400 cm 2 ,动滑轮所受的重力为120 N ,若不计绳重和摩擦,小夏对地面的压强为_____Pa 。

【答案】7500【解析】【分析】【详解】小夏对绳子的拉力为280N 120N 200N 11(22F G G =++⨯==动()) 小夏受到绳子的拉力F 拉、重力G 、地面的支持力F 支,因为小夏静止,小夏受到的重力等于拉力加上支持力,则地面的支持力500N 200N 300N F G F =-=-=人支拉由于力的作用是相互的,则小夏对地面的压力300N F F ==压支受力面积22400cm 0.04m S ==小夏对地面的压强2300N 7500Pa 0.04m F p S ===压 3.如图所示,在力F 作用下使重200 N 的物体在水平面上做匀速直线运动,当F =30N 时,物体受到的摩擦力_______ N (不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦);当物体移动4m 时,绳子自由端移动的距离_______m 。

中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案

中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)及答案
钢丝绳的拉力
(3)[3]“潜龙三号”的重力
有用功
Hale Waihona Puke 滑轮组的机械效率11.用图3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
所以选D.
12.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是( )
A.F1<F2,η1>η2B.F1<F2,η1=η2C.F1>F2,η1<η2D.F1>F2,η1=η2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,图甲中绳子承担重物的段数为3,图乙中绳子承担重物的段数为2,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计,则它们绳子末端的拉力各自为
[2]此时机械效率
解得G动=400N。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m,则绳子段移动的距离为24m,拉力功率
[4]滑轮组省一半的力,所以
解得 。
[5]此时的机械效率为
7.如图所示,在水平拉力F的作用下,重为300 N的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做匀速直线运动,此时物体与桌面的摩擦力大小为60N(不计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F=_________N及其功率P=_______W。
【详解】
(1)[1]对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有4股和5股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有5股绕线的方法拉力方向向上;有4股绕线的方法拉力方向向下,根据题意可知拉力方向向下,因此从定滑轮上固定,如图所示:

物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)含答案

物理滑轮组的省力问题的专项培优练习题(含答案)含答案
一、初中物理滑轮组的省力问题
1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg,绳子能承受的最大拉力为1200N,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g取10N/kg,则至少需要吊运的次数是()
A.9次B.10次C.11次D.12次
【答案】D
【解析】
【详解】
由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4,最大拉力 ,一次能吊起的大米重力为:
【详解】
(1)[1]对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有4股和5股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有5股绕线的方法拉力方向向上;有4股绕线的方法拉力方向向下,根据题意可知拉力方向向下,因此从定滑轮上固定,如图所示:
(2)[2]钢丝绳端移动的距离
把“潜龙三号”提升20m拉力做的功
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F1的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是:
所以,动力F1的大小始终不变,故A错误;
BC.由于在甲图中,OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即
【答案】100
【解析】
【分析】
【详解】
因不计绳重和摩擦,由题意可知,效率
则动滑轮的重力为
故动滑轮的重力为100N。
7.如图所示,用力F1和F2分别匀速提起物体C时,滑轮_______可以看作等臂杠杆(选填“A"或“B”).若物体C重为50牛,滑轮重力不计,则力F2的大小为___________牛.
【答案】A25
A.拉力F为50N
B.绳子自由端移动的距离为6m
C.此时滑轮组的机械效率为

中考物理培优 易错 难题(含解析)之滑轮组的省力问题及详细答案

中考物理培优 易错 难题(含解析)之滑轮组的省力问题及详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。

在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是( )A .F 1<F 2,η1>η2B .F 1<F 2,η1=η2C .F 1>F 2,η1<η2D .F 1>F 2,η1=η2【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,图甲中绳子承担重物的段数为3,图乙中绳子承担重物的段数为2,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计,则它们绳子末端的拉力各自为()()1113F G G G G n =+=+物动物动 ()()1112F G G G G n =+=+物动物动 所以F 1<F 2故CD 错误;绳子末端移动距离与物体上升高度关系s=nh滑轮相同,提升重物相同,由()100%100%100%100%1W G h G h G W Fs G G G G nh nη=⨯=⨯=⨯=⨯++有物物物总物动物动 可知η1=η2故A 错误,B 正确。

故选B 。

2.如图所示,用滑轮组提重力为140N 的物体,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N 。

若重物与地面的接触面积S =2×10-2m 2,不计绳重和摩擦,每个滑轮质量相同,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。

若拉力F 为40N ,则定滑轮对天花板的拉力为_______N ,重物对地面的压强为_______ Pa 。

【答案】90 1.5×103 【解析】 【分析】 【详解】[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳,不计绳重和摩擦,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N ,拉力的大小F 1=13(G +G 动) 动滑轮的重力G 动=3F 1-G =3×50N-140N=10N每个滑轮质量相同,定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N ,对定滑轮受力分析,受到重力、下方两段绳子的拉力,天花板的拉力,根据平衡条件得到F 天=G 定+2F =10N+2×40N=90N由力的作用相互性可知,定滑轮对天花板的拉力是90N 。

中考物理备考之滑轮组的省力问题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇

中考物理备考之滑轮组的省力问题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇

一、初中物理滑轮组的省力问题1.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( ) A .1F G = B . 213F G = C . 312F G = D . 412F G = 【答案】C【解析】【分析】【详解】A .由图像可知l 1=l 2,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得F 1=G ,故正确,不符合题意;B .由图像可知滑轮组n =3,则213F G =,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32F G =,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412F G =,故正确,不符合题意。

故选C 。

2.如图所示,在水平拉力F 的作用下,重为300 N 的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s 的速度做匀速直线运动,此时物体与桌面的摩擦力大小为60N (不计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F =_________N 及其功率P =_______W 。

【答案】20 6【详解】[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,不计绳重、动滑轮重及摩擦,则绳端的拉力:F=13f=13×60N=20N;[2]绳子自由端移动的速度为:v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;则拉力F的功率为:P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W。

3.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力F的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N,则物体受到地面的摩擦力大小为_________N。

一段时间内物体沿水平方向移动了 5m,拉力F 做功_____J。

【答案】1260【解析】【分析】【详解】[1]由图可知,n=2,弹簧测力计的示数为6N,则拉力为6N,摩擦力f=2×6N=12N摩擦力为12N。

[2]拉力移动的距离s′=2s=2 5m=10m拉力做的功W=Fs=6N×10m=60J拉力做的功为60J。

2020-2021重庆备战中考物理 滑轮组的省力问题 培优易错试卷练习(含答案)

2020-2021重庆备战中考物理 滑轮组的省力问题 培优易错试卷练习(含答案)

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图,工人要将一块重900N的建材运到10m高处,装置中每个滑轮重100N,建材上升的速度是0.8m/s。

在施工过程中,下列说法正确的是()A.工人的拉力为500N B.工人拉绳的速度为2.4m/sC.工人做功的功率为400W D.工人做功的机械效率小于90%【答案】D【解析】【分析】【详解】由两根绳子承担物重,动滑轮和建材总重为1000N,由于有摩擦和绳子自身的重量,所以工人的拉力应大于500N,故A错;工人拉绳的速度应是物体上升速度的2倍为1.6m/s,故B错;若部考虑绳重和摩擦,工人做功的功率为P=Fv绳=500N×1.6m/s=800W,由于有摩擦和绳子自身的重量,所以工人做功的功率应大于800W,故C错;对物体做的有用功为W有=Gh=900N×10m=9000J,而拉力做的总功应大于1000J,所以工人做功的机械效率小于90%,故D正确;应选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。

2020-2021中考物理 滑轮组的省力问题 培优练习(含答案)附答案

2020-2021中考物理 滑轮组的省力问题 培优练习(含答案)附答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若12G G =,所用竖直向上的拉力分别为1F 和2F ,拉力做功的功率分别为1P 和2P ,两装置的机械效率分别为1η和2η(忽略绳重和摩擦),则下列选项中正确的是( ).A .12F F > 12ηη< 12P P <B .12F F > 12=ηη 12P P =C .12F F < 12ηη= 12P P <D .12F F < 12ηη> 12P P >【答案】B 【解析】 【详解】CD .不计绳重及摩擦,因为拉力:1F G nG =+动()12n =,23n =,所以绳子受到的拉力分别为:1112F G G =+动()2213F G G =+动()因为12G G =,故:12F F >故CD 项错误;AB .因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W G h =额轮,W G h =有用物,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由100%W W 有总η=⨯可知,机械效率相同,即:12ηη=又因为所用时间相同,由WP t=可知,拉力做功的功率: 12P P =故A 项错误,B 项正确。

2.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A 、B 均重为20牛。

当用力F 2匀速提升物体B 时,以滑轮的轴为参照物,物体B 是______ 的 (选填“静上”或“运动”),此时力F 2大小为_______牛。

若F 1和F 2所做的功相等,物体A 、B 移动的距离之比是_______,当绳子自由端上升1米时,力F 2所做的功为________焦。

【答案】静止 10 1:1 10 【解析】 【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的; [2]B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功,当F 1和F 2所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。

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[4]水平拉力F的功率
6.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为________N。若5s内坠砣串下降了40cm,则输电线A端向左移动速度是________m/s。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
【分析】
【详解】
由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力;乙滑轮是动滑轮,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,则手的拉力:F甲>F乙;两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式 可知,有用功相同时,总功越大的,机械效率越小;
A.作用在绳端的拉力F为6N
B.在1s内拉力F做功1.2J
C.在1s内拉力F的功率是0.4W
D.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
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,用乙装置提重物时,得提起动滑轮所做额外功较多,也就是乙装置的总功较大,由公式η= 知,甲方式的机械效率较高,故C正确;
D.因为乙装置总功较大,并且在相同时间内提升物体,由公式P= 知,乙装置手的拉力做功功率较大,故D错误。
(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.
3.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】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
且有
代入可得
故滑轮组动滑轮的重力为
故B错误;
C.当G物=15N时,滑轮组机械效率为
故C错误;
D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示
因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D正确。
故选D。
8.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)( )
一、初中物理滑轮组的省力问题
1.物体做匀速直线运动,拉力F=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是( )
A.60NB.120NC.20ND.180N
【答案】D
【解析】
【分析】
分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据 得到物体受到的摩擦力。
【详解】
由图可知,动滑轮上的绳子段【答案】 0.04
【解析】
【分析】
【详解】
[1]20个坠砣的总重力
G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N
由图知,使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得
则输电线A端受到的拉力大小
FA=2G=2×5000N=1×104N
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣串下降高度h=2sA,则输电线A端向左移动的距离
故选D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
2.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.
【答案】1044
【解析】
【分析】
【详解】
【答案】0.12水平向右809.6
【解析】
【分析】
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。
由图可知,该滑轮是动滑轮,当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动,重物的速度为:
2×2m/s=4m/s
此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为:
F=2G=2×5N=10N
故选A.
13.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
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
【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。
4.如图所示,用滑轮组将重120N的物体匀速提升2m,拉力为50N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,动滑轮重为_____N,额外功为_____,滑轮组的机械效率为_____。
【答案】306080%
【解析】
[3]滑轮组的机械效率
η= =80%
5.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。
【分析】
【详解】
[1]由图知,n=3,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,拉力
F= (G+G动)
则动滑轮的重力
G动=3F﹣G=3×50N﹣120N=30N
[2]拉力做的有用功
W有用=Gh=120N×2m=240J
拉力端移动的距离
s=3h=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=50N×6m=300J
额外功
W额=W总-W有用=300J-240J=60J
【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
故选C。
11.用图3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】
s′=vt=0.2m/s×1s=0.2m
绳子自由端移动的距离为
s=3s′=3×0.2m=0.6m
在1s内拉力F做功为
W=Fs=2N×0.6m=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。
9.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”)
A.手的拉力F乙=10N
B.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
所以选D.
12.如图所示的滑轮装置,重为5牛的物体挂在绳端,力F作同在滑轮的轴上,滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦,则拉力F的大小和物体向上运动的速度为
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