中考物理重点知识点专项练习-功与滑轮组

功与滑轮题一：请在图中画出滑轮组最省力的绕法.题二：用图所示的滑轮组成滑轮组提升重物,在图中画出最省力的滑轮组的绕线. 题三：实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率1 4 0.10 1.8 0.32 6 0.10 2.5 0.33 6 0.15 2.5（1）实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上__________拉动弹簧测力计；（2）第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为________m/s；（3）第三次实验中,绳端移动的距离为_______m,滑轮组的机械效率为________；（4）分析比较第一、二两次实验数据,有用功W1有_______W2有,滑轮组的机械效率η1______η2（两空均选填“＞”“＝”或“＜”）.由此可知,可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率.题四：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表：序号动滑物重G动/N物重G/N物体上升的高度h/m绳端受到的拉力F/N绳端移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.62 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.73 0.54 0.1 0.3（1）根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮组的绕绳方法.（2）实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应____________（选填“保持静止”或“匀速上升”）.（3）第三次试验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为________N,滑轮组的机械效率为__________%.（4）根据表格中的数据分析可知：①随着物重的增大,额外功__________（选填“变小”、“不变”或“变大”）,原因是_____________________________________________________.②要提高同一滑轮组机械效率,可以采取______________________的措施.题五：图示为某健身器械结构示意图,其中每个小滑轮质量为1kg,重物质量为20kg.（不计摩擦、空气阻力和绳子重力.g取10N/kg）（1）图中滑轮A属于___________（选填“动滑轮”或“定滑轮”）；站在水平地面上的人匀速拉动绳子时,人对地面的压强比他不拉绳子时要________（选填“大”或“小”）；（2）使重物匀速上升时,人对绳子施加的拉力至少是多大？（3）若每分钟将重物提起15次,每次匀速提起的高度为60cm,求人做功的平均功率.题六：健身用的拉力器结构如图所示,在拉杆处用力往下拉,能把配重提起从而起到锻炼身体的作用. （1）该拉力器中滑轮A的作用是________________________.（2）拉力器的配重是由许多块金属块组成,其中每一块金属块的质量为5千克,底面积为250厘米2,求一块金属块对地面的压强为多少？（3）小明用250牛的拉力向下拉动拉杆,使配重块匀速升高40厘米,一分钟小明连续做了30次,求小明锻炼时功率为多少？题七：如图所示,不计绳重和摩擦,拉力F是125N,在10s内将重物匀速提升2m,此时滑轮组的机械效率是80%,则下列说法正确的是（）A．动滑轮重是50N B．物体重是375NC．拉力F的功率是25W D．拉力F做的功是750J题八：如图所示的滑轮组,每个滑轮重50N,用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是（）A．作用在绳自由端的拉力F为125NB．在2s内拉力的功率为500WC．该套装置的机械效率为60%D．若所挂物体越重,该滑轮组机械效率越小题九：如图甲所示为小科设计的滑轮组装置,其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上,重物B 的重力G B可改变（动滑轮重不计）.小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据,并绘制成曲线,即重物B的重力G B、滑块A运动速度v,滑块A在水平面上通过的距离s随时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示.若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,跨过滑轮的绳或竖直或水平,A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远.（1）由图丙可知,重物B在哪个时间段内匀速下降？（2）求出在4～6s内,水平绳对A的拉力做的功；（3）求出在2～4s内,重力G B做功的功率；（4）求出在2～4s内,A受到的摩擦力的大小.题十：为了将放置在水平地面上重G＝200N,体积为5×10﹣3m3的重物A提升到高处,小芳同学设计了如图甲所示的滑轮组装置,当小芳同学用图乙所示随时间变化的拉力F竖直向下拉绳时,重物的移动速度v和上升的高度h随时间变化的关系图象如图丙、丁所示,求：（1）在0～2s内,拉力F做的功W；（2）在2～3s内,拉力F的功率P；（3）如果重物A浸没在水中,用同样的滑轮组匀速提升重物A,拉力F＝62.5N,此时滑轮组的机械效率为多少？（不计水对A的阻力,重物A在运动过程中未露出水面,g取10N/kg）参考答案题一： 如图所示.详解：由分析可知,动滑轮上承重的绳子段数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即五股绕线的方法. 题二： 如图所示详解：当n 为偶数时,承担物重的有4段绳子；n 为奇数时,承担物重的有3段绳子,同时还会有一个动滑轮没法利用,因此n ＝4时最省力,根据“奇动偶定”的原则,将绳子的固定端连在定滑轮上,如上图所示. 题三： （1）匀速（2）0.05（3）0.4580%（4）＜＜增加物重 详解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证弹簧测力计示数稳定； （2）钩码运动的速度为：v ＝h t＝0.1m2s ＝0.05m/s ；（3）由图示可知,滑轮组承重绳子有效股数n ＝3,第3次测量中,绳端移动的距离s ＝nh ＝3×0.15m＝0.45m ；滑轮组的机械效率：η3＝总=W Gh W Fs有＝6N 0.15m2.5N 0.45m ⨯⨯×100%＝80%； （4）根据第1次和第2次数据可知,有用功分别为：W 有1＝G 1h 1＝4N×0.1m＝0.4J ；W 有2＝G 2h 2＝6N×0.1m＝0.6J ；总功分别为：W 总1＝F 1s 1＝1.8N×0.3m＝0.54J ；W 总2＝F 2s 2＝2.5N×0.3m＝0.75J ； 机械效率分别为：η1＝总1W W 有1＝0.4J 0.54J ×100%≈74%；η2＝总2W W 有2＝0.6J0.75J ×100%＝80%； 两次所用滑轮组相同,但第二次物重大于第1次物重,机械效率也大于第一次的机械效率,所以可得：使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率.题四： （1）如图（2）匀速上升（3）1.874.1（4）①变大克服摩擦做功更多 ②增加提起的物重或减轻动滑轮重详解：（1）分析表中数据可知,动力作用点移动的距离s 是钩码上升高度h 的3倍,说明由三段绳子承担物重,故滑轮组的绕线情况如图所示；（2）在缓慢提升物体时,还需克服机械摩擦做功,所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,需在缓慢匀速提升时读数；（3）图中弹簧测力计的分度值为0.2N,所以拉力F ＝1.8N,第三次试验时,滑轮组的机械效率为：η＝总=W Gh W Fs 有＝4N 0.1m1.8N 0.3m⨯⨯×100%≈74.1%； （4）根据表格中的数据分析可知：①滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功；随着物重的增大,动滑轮的重力不变,物重越大,摩擦力越大,所以额外功变大；②提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦等. 题五： （1）动滑轮小（2）410N （3）30.75W 详解：（1）图中滑轮A 随物体一块移动,所以它是动滑轮；站在水平地面上的人匀速拉动绳子时,根据力的作用是相互的可知,绳子对人也有一个向上的拉力,所以人对地面的压力减小,根据p ＝FS可知,在受力面积不变的情况下,压力减小,压强也会减小； （2）人对绳子施加的拉力：F ＝2G 物+G 动＝2m 物g +m 动g ＝2×20kg×10N/kg+1kg×10N/kg＝410N ； （3）拉力移动距离s ＝12h ＝12×0.6m＝0.3m, 拉一次做的功：W ＝Fs ＝410N×0.3m＝123J,拉15次做的总功：W 总＝15W ＝15×123J＝1845J, 拉力的功率P ＝总W t＝1845J60s ＝30.75W.题六： （1）改变力的方向（2）2×103Pa （3）50W详解：（1）该拉力器中滑轮A 是定滑轮,因为有定滑轮所以能改变力的方向,向上提重物通过定滑轮改变力方向,向下拉绳子即可把重物提上去.（2）F ＝G ＝mg ＝5kg×10N/kg＝50N,S ＝250cm 2＝2.5×10﹣2m 2, 压强为；p ＝F S ＝2250N 2.510m-⨯＝2×103Pa ； （3）拉动拉杆一次做功W ＝Fs ＝250N×0.4m＝100J, 则做了30次所做的功W 总＝W ×30＝100J×30＝3000J,∴功率P ＝总W t＝3000J60s ＝50W.题七： D详解：由图知,s ＝3h ＝3×2m＝6m,拉力做功：W 总＝Fs ＝125N×6m＝750J,故D 正确；拉力做功功率：P ＝总W t＝750J10s ＝75W,故C 错；∵η＝总W W 有,∴W 有＝W 总×η＝750J×80%＝600J,∵W 有＝Gh ,∴提升的物体重：G ＝W h有＝600J2m＝300N,故B 错； ∵W 总＝W 有+W 额,∴W 额＝W 总﹣W 有＝750J ﹣600J ＝150J,又∵不计绳重和摩擦,W 额＝G 轮h ,∴动滑轮重：G 轮＝额W h＝150J2m＝75N,故A 错.故选D. 题八： B详解：物体受到的重力为G ＝mg ＝45kg×10N/kg＝450N ； 由图知：承担物重的绳子有3段,作用在绳子自由端的拉力为F ＝（G +G 动）＝13×（450N+50N ）≈167N ,故A 错误； 在2s 内拉力的功率：P ＝总W t＝Fst ＝500N32m 32s ⨯⨯＝500W,故B 正确；滑轮组的机械效率：η＝总W W 有×100%＝Gh Fs ×100%＝3G F ×100%＝450N5003N3⨯×100%＝90%,故C 错误；不计绳重和摩擦,动滑轮重力一定,滑轮组提起的物重越大,有用功越多,但额外功不变,所以机械效率越高,故D 错误.故选B.题九： （1）4～6s （2）600J （3）250W （4）15N 详解：（1）根据图丙可知,在4～6s 内,重物B 匀速下降；（2）根据图乙可知,在4～6s 内,G B ＝30N,A 和B 均做匀速运动,A 向左滑行的距离：s ＝vt ＝20m/s×（6s ﹣4s ）＝40m,A 受水平绳的拉力：F ＝12（G B +G ）＝12×30N＝15N, 水平绳对A 的拉力做的功：W ＝Fs ＝15N×40m＝600J ；（3）根据图乙可知,在2～4s 内,重力G B ＝50N ；根据图丁可知,A 向左滑行的距离s ′＝20m,B 下降的距离h ＝s ′＝×20m＝10m,W GB ′＝G B ′h ′＝50N×10m＝500J,功率：P ＝GB W t'＝500J2s＝250W. （4）在4～6s 内,物体A 做匀速直线运动,由二力的平衡条件：f ＝F ＝15N 因为物体A 与接触面的粗糙程度、压力的大小均不变,因此A 在2～4s 内所受滑动摩擦力大小不变,即A 在2～4s 内所受滑动摩擦力大小也为15N.题十： （1）202.5J （2）360W （3）80% 详解：（1）由图丁可知,在0～1s 内,物体在拉力的方向上没有移动距离,所以做功为零；在1～2s 内,拉力F 1＝90N,重物上升高度h 1＝0.75m,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n ＝3, 拉力F 的作用点下降的距离s 1＝3h 1＝3×0.75m＝2.25m, 拉力做的功：W ＝F 1s 1＝90N×2.25m＝202.5J ；（2）由图可知在2～3s 内,重物做匀速运动,v ＝1.50m/s,拉力F 2＝80N, 所以拉力F 的作用点下降的速度v ′＝3v ＝3×1.50m/s＝4.5m/s, 由P ＝W Fs t t=＝Fv 可得,拉力做功功率：P ＝F 2v ′＝80N×4.5m/s＝360W ； （3）如果重物A 浸没在水中,重物A 所受浮力：F 浮＝ρ水gV 排＝ρ水gV 物＝1.0×103kg/m 3×10N/kg×5×10﹣3m 3＝50N, 此时滑轮组提升的重力：G ′＝G ﹣F 浮＝200N ﹣50N ＝150N,根据η＝总=W Gh W Fs 有＝Gh nFh ＝GnF可得, 此时滑轮组的机械效率：η＝3G F ''＝150N362.5N⨯＝80%.。