2020-2021精选中考物理易错题专题复习滑轮组的省力问题含答案

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】10 4 4

【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：

22W Gh Gh G

W FS F h F

η=

=

==有用总

则拉力

16N 10N 2280%

G F η=

==⨯ （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

()1

2

F G G =

+动 动滑轮重力：

G 动=2F ﹣G =2×10N ﹣16N=4N ．

3．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】30 60 80% 【解析】 【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 ＝

1

3

（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

[3]滑轮组的机械效率

η＝

240J

300J

W W =

有用总=80%

4．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 。

【答案】60 8 【解析】 【详解】

[1]由图知道，使用动滑轮时，n=2，由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：

1

2

F f =

， 即物体受到的摩擦力是：

f =2F =2×30N=60N ；

[2]由于n=2，所以，当物体移动4m 时，绳子自由端移动的距离是：

s =2s 物=2×4m=8m 。

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 。

【答案】0.12 水平向右 80 9.6 【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f A ；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 P Fv =计算功率。 【详解】 [1]物体移动的速度

212010m 0.24m/s 5s

s v t -⨯===物物

则滑轮移动的速度

11

0.24m/s 0.12m/s 22

v v ==⨯=轮物

[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

BA 24N 16N 40N F f f ++===地左

滑轮为动滑轮，则水平拉力F 为

240N 802N F F =⨯==左

[4]水平拉力F 的功率

0.12m/s 9.6W 80N P Fv ==⨯=轮

6．如图所示，物体A 在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N 。当B 物体重力为8N 时，它恰好能匀速下降。

（1）以上装置中属于动滑轮的是________（填字母）。 （2）物体A 所受的摩擦力为________N 。

（3）若用一个水平向左的力F 拉物体A ，使其向左匀速运动，则这个力F 大小应为________N 。 【答案】M 5 10 【解析】 【详解】

[1]由于M 随物体移动而发生位置变化，所以M 是动滑轮。 [2]A 对B 的拉力为F ，动滑轮M 和B 受力分析可知中：

2F =G M +G B