2020-2021中考物理复习滑轮组的省力问题专项综合练附详细答案

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

1

2

F G =；

C．图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力

1

2

F G =；

D．图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力

1

3

F G =；

所以最省力的是D中滑轮组。

故选D。

2．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 。

3．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】20 6 【解析】 【详解】

因为物体在水平桌面上匀速运动，所以物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即

60N F f ==拉

从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，绳子自由端的水平拉力为

11

60N=20N 33

F F ==⨯拉

水平拉力的功率

320N 30.1m/s=6W W Fs

P Fv F v t t

=

===⨯⨯=⨯⨯物

4．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）

【答案】4110⨯ 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

A 12

G F =

则输电线A 端受到的拉力大小

F A =2

G ＝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 ＝2s A ，则输电线A 端向左移动的距离

11

40cm=20cm=0.2m 22A s h =⨯=

A 端向左移动速度

A 0.2m

0.04m/s 5s

s v t =

==

5．小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G 物=720N ，在t =5s 内货物被匀速竖直提升了h =1m ，小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F =400 N 且竖直向下。求在此过程中：

(1)动滑轮对货物做的有用功； (2)拉力F 所做的总功； (3)拉力F 做功的功率；

(4)使用该装置提升货物时的机械效率η。

【答案】(1)720J ；(2)800J ；(3)160W ；(4)90%

【解析】 【分析】 【详解】

(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为

720N 2J m 170W G h ==⨯=物有

(2)动滑轮与2股绳子接触，故n =2，拉力F 所做的总功为

2400N 1800J m W Fs nFh ===⨯⨯=总

(3)由功率公式，可知拉力F 做功的功率为

800J

160W 5s

W P t =

==总 (4)该装置提升货物时的机械效率为

720J

100%90%800J

W W η=

⨯=

=有总

答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J ； (2)拉力F 所做的总功为800J ； (3)拉力F 做功的功率为160W ；

(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。

6．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：

(1)人做的有用功W 有用; (2)动滑轮的重力G 动; (3)人拉起货物时的机械效率η. 【答案】(1) 1440J ；(2) 180N ；(3) 80%。 【解析】 【详解】

(1)物体所受重力720N ，被提升了2m ，则人做的有用功为：

W 有用=Gh =720N×2m=1440J ；

(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n =3，根据F =

+G G n

动

，则动滑轮的重力为： G 动=nF-G =3×300N-720N=180N ；

(3)根据

η=

=

==W Gh Gh G W Fs Fnh Fn

有用总

， 人拉起货物时的机械效率为：

η=G Fn =720N 300N 3

⨯=80%。 答：(1)人做的有用功为1440J ； (2)动滑轮的重力为180N ； (3)人拉起货物时的机械效率为80%。

7．体重为60kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg 的重物A 匀速提升1m ，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g 取10N/kg ），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：

①动滑轮重为200N

②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J ③重物匀速上升过程中，它的机械能增大

④若增大重物A 的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90% 关于小明的以上论断（ ） A ．只有①③正确 B ．只有②③正确

C ．只有①②③正确

D ．①②③④都正确

【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

由题意物体所受的重力

80kg 10N/kg=800N G m g ==⨯物物

物体上升的高度1m h =，此时滑轮组做的有用功为

=h 800N 1m 800J W G ⋅=⨯=物有