中考物理易错题专题训练-滑轮组的省力问题练习题

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 1η2

B ．F 1

C ．F 1>F 2，η1<η2

D ．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

()()111

3F G G G G n =+=+物动物动 ()()1112

F G G G G n =

+=+物动物动 所以

F 1

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 n

η=

⨯=⨯=⨯=⨯++有物物物

总物动物动 可知

η1=η2

故A 错误，B 正确。 故选B 。

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=1

n

（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力：F甲=

1

3

（G物+G轮），

F乙=

1

2

（G物+G轮），

∴

F甲

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=W

W

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=1

3

s=

1

3

⨯6m=2m；

[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：

η=W

W

有用

总

=

W

W W

+

有用

有用额

=

Gh

Gh G h

+

动

=

G

G G

+

动

=

100N

100N20N

⨯

+

100%≈83.3%。

3．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=2×10-2m2，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=

1

3

(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 。 拉力F 为40N 时，滑轮组的动滑轮对物体的拉力

F 2=3F -

G 动=3×40N-10N=110N

地面对物体的支持力

F 支=

G -F 2=140N-110N=30N

由力的作用相互性可知物体对地面的压力

F 压= F 支=30N

物体对地面的压强

p =

-22

30N

210m

F S =⨯压=1.5×103Pa

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】20 1 【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

1

3

F f =

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。 【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

11

60N 20N 33

F f =

=⨯= [2]物体运动的距离为

3m

1m 33s s =

==拉物 【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