2020-2021备战中考物理滑轮组的省力问题的综合复习附详细答案

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F2

B．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=1

3

(G+G甲)=

1

3

(G+mg)，F2=

1

3

(G+G乙)=

1

3

(G+0.5mg)

故F1> F2，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．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=1

2

(G物+G动)

即

60N=1

2

(100N+G动)

解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力

F′=1

2

⨯(200N+20N)=110N

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．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。

【答案】静止101:110

【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：

F2=1

2

G=

1

2

×20N=10N

[3]因为使用任何机械都不能省功，当F1和F2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。

[4]当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为：

W=Fs=10N⨯1m=10J。

4．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 cm2，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

(22

F 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

2

300N

7500Pa 0.04m F p S =

==压

5．一工人利用如图所示的滑轮组提起重物，当被提起重物的重力是150N 时，滑轮组的机械效率为60%。若忽略绳重、滑轮摩擦，则动滑轮重________N 。

【答案】100 【解析】 【分析】 【详解】

因不计绳重和摩擦，由题意可知，效率

=60%G G G η=

+物

物动

则动滑轮的重力为

150N

=

-=

-150N=100N 60%

G G G η

物

动物 故动滑轮的重力为100N 。

6．如图所示的滑轮组，拉一重100N 的物体M 在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F =20N ，绳子拉出了6m ，则物体受到的摩擦力为_____N ，物体前进了_____m ，弹簧测力计的示数为_____N 。（不计滑轮重、绳重和摩擦）

【答案】60 2 40 【解析】 【详解】

[1]由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n =3，所以物体M 与地面间的摩擦力

f =nF =3×20N=60N

物体受到的摩擦力为60N 。 [2]物体移动的距离

11

6m=2m 33

=s s =⨯物绳

物体前进了2m 。

[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为

F 弹＝2F ＝20N ×2＝40N

弹簧测力计的示数为40N 。

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：