中考物理专题复习滑轮组的省力问题的综合题及详细答案
中考物理滑轮组的省力问题综合练习题及详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.小明用如图的滑轮组提升重为100N 的物体,使其在5s 内匀速上升2m ,动滑轮的重为10N ,不计绳重及摩擦,下列计算正确的是( )A .拉力F 为50NB .绳子自由端移动的距离为6mC .此时滑轮组的机械效率为90.9%D .拉力的功率为40W 【答案】C 【解析】 【详解】A .由图知,通过动滑轮的绳子段数n =2,不计绳重及摩擦,则拉力:物动1()(100N 10N )=55N 2F G G =+=⨯+ ,选项不符合题意; B .绳端移动的距离:2224s h m m ==⨯= ,选项不符合题意; C .所做的有用功:有物100N 2m=200J W G h ==⨯ ,拉力做的总功:总55N 4m=220J W Fs ==⨯,滑轮组的机械效率:有用总200J100%=100%90.9%220JW W η=⨯⨯≈ , 选项符合题意;D .由C 可知,拉力做的功:W 总=220J ,拉力的功率:220J=44W 5sW P t == , 选项不符合题意。
故选C。
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=1n(G物+G轮),n甲=3,n乙=2,绳子受的拉力:F甲=13(G物+G轮),F乙=12(G物+G轮),∴F甲<F乙,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=WW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=13s=13⨯6m=2m;[4]不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率为:η=WW有用总=WW W+有用有用额=GhGh G h+动=GG G+动=100N100N20N⨯+100%≈83.3%。
2020-2021中考物理压轴题专题复习——滑轮组的省力问题的综合及答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m,所用拉力为250N.(1)求滑轮组的机械效率;_________(2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应该怎样绕,请在图乙中画出绳子的绕法;______(3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,不计绳重和摩擦,机械效率的关系是η甲_____η乙(选填“>”,“=”,“<”).【答案】80%;=【解析】【详解】(1)由图甲可知,滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m,工人做的有用功:W有用=Gh=400N×2m=800J,工人做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,滑轮组的机械效率:800η100%100%80%1000W JW J=⨯=⨯=有用总;(2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮和下面的动滑轮,如图所示:(3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,做的有用功相同;不计绳重和摩擦,做的额外功是提升动滑轮做的功,由题意可知,动滑轮的重力相同,提升动滑轮的高度也相同,由W=Gh 可知做的额外功相同;因为W 总=W 有用+W 额,所以做的总功相同,由η100%W W 有用总=⨯可知两个滑轮组的机械效率相同,即η甲=η乙.2.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),其中甲装罝为____________滑轮,它的优点是可以____________,若相同时间内,拉力F 1、F 2做相同的功,则拉力F 1、F 2做功时的功率P 1___________P 2,重物被竖直提升的高度h 甲___________h 乙(最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”).【答案】定 可以改变用力的方向 等于 等于【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知,甲是定滑轮;[2]甲装置中物体向上运动,拉力的方向是向下,所以甲滑轮可以改变用力方向;[3]相同时间内,拉力F 1、F 2做相同的功,根据P =W t可知,拉力F 1、F 2做功时的功率P 1等于P 2;[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),它们都是克服物体的重力做功,即W =Gh ,因为拉力F 1、F 2做的功相同,所以重物被竖直提升的高度相同, h 甲等于h 乙.3.如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。
2020-2021中考物理专题《滑轮组的省力问题》综合检测试卷及详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,物重为G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误..的是( ) A .1F G =B .213F G= C .312F G =D .412F G =【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由图像可知l 1=l 2,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得F 1=G ,故正确,不符合题意;B .由图像可知滑轮组n =3,则213F G =,故正确,不符合题意;C .由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则32F G =,故错误,符合题意;D .不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh ,即412F G =,故正确,不符合题意。
故选C 。
2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
(不计绳重和摩擦) 【答案】80 20 【解析】 【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n=+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。
【详解】[1]使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n =2,物体被提升的高度h =1m ,拉力移动距离21m 2m s nh ==⨯=有用功为8N 1m 8J W Gh ==⨯=有拉力做的总功为5N 2m 10J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率8J100%100%80%10JW W η=⨯=⨯=有总 [2]根据W W W =+总有额可知,额外功为10J 8J 2J W W W =-=-=额总有不计绳重和摩擦,根据W G h =额轮可知,动滑轮的重力2J2N 1mW G h===额动 不计绳重和摩擦,则有()()12N 18N 10N 2F G G ''=+=+=动物拉力做的总功10N 2m 20J W F s '='=⨯=总3.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N 的物体匀速提起。
2020-2021中考物理滑轮组的省力问题综合题附详细答案

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12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。
故选D。
2.如图所示为家用手摇晾衣架,它是我们生活中经常使用的简单机械,其中A、B两滑轮中属于动滑轮的是_____;若衣服和晾衣架的总重力为200N,晾衣架上升的高度为1m,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F=_____N,绕进旋轮上的绳子长度是_____m。
【答案】B 50 4【解析】【分析】【详解】[1]使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,由图可知B 为动滑轮; [2]由图可知承重绳为4股,衣服和晾衣架的总重力为200N ,所以绳子的拉力200N 50N n 4G F === [3]承重绳为4股,所以绕进旋轮上的绳子长度是S =4h =4×1m=4m 【点睛】3.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力 F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N , 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。
一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m ,拉力 F 做功_____J 。
【答案】12 60 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,n =2,弹簧测力计的示数为6N ,则拉力为6N ,摩擦力f =2×6N=12N摩擦力为12N 。
[2]拉力移动的距离s ′=2s =2⨯5m=10m拉力做的功W =Fs =6N ×10m=60J拉力做的功为60J 。
4.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1160N=20N 33F F ==⨯拉水平拉力的功率320N 30.1m/s=6W W FsP Fv F v t t====⨯⨯=⨯⨯物5.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%。
2020-2021中考物理——滑轮组的省力问题的综合压轴题专题复习含答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D【解析】【详解】 由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为: 1480kg 9.650kg /n ==袋袋, 由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =, 则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次, 至少需要吊运12次。
故选D 。
2.如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。
水平拉力F 作用下将重为30N 的物体A 匀速拉动,已知绳子自由端速度为0.3m /s ,物体A 受到的摩擦力0.1f G =,水平拉力F 为_____N ,在2s 内物体移动的距离为_____m 。
【答案】1 0.2【解析】【详解】[1]由图可知,连接动滑轮的绳子股数n =3,由题意知,物体A 受到的摩擦力0.10.130N 3N f G ==⨯=不计绳重及摩擦,则水平拉力:113N 1N 3F f n ==⨯= [2]物体的速度: 110.3m /s 0.1m /s 3v v n ==⨯=绳物 由s v t=得,在2s 内物体移动的距离 0.1m/s 2s 0.2m s v t ==⨯=物物故2s 内物体移动的距离为0.2m 。
3.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
中考物理滑轮组的省力问题的综合热点考点难点附答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.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200N②此过程中,工人对绳的拉力做功1000J③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 根据机械效率公式=100%=80%W W η⨯有总有,总功为800J ===1000J 80%W W η有总 而=W W W +总额有有==1000J 800J=200J W W W --额总有又因为=W G h ⋅额动可得200J =200N 1mW G h ==额动 ①②均正确。
机械能是动能和势能的总和,当重物匀速上升过程中,动能不变,势能增加,它的机械能增大,③正确。
若要滑轮组的机械效率达到90%,由效率公式有 =100%90%1(g g)33W m gh W m m h η⨯=+⋅有物总物动=化解可得当=9m m 物动时,滑轮组的效率能到达90%,则若增大重物A 的质量,用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率能达到90%,④错误。
故选C 。
2.(1)如图甲所示,图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称).(2)如图乙所示,使用此简单机械的主要目的是_______.(3)如图丙所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了能自动回头的“魔罐”,当将”魔罐“在水平地面上滚出后,还能自动滚回来,这说 明_______.【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)[1]由图甲可知,绳子和木棍组合在一起,起到滑轮组的作用,用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢,说明使用该滑轮组可以省力;(2)[2]图乙是过盘山公路,盘山公路相当于斜面,山高一定,盘山公路相当于增大了斜面长度,因为在斜面高一定时,斜面越长越省力,所以人们修建盘山公路的目的是为了省力;(3)[3]魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为零时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
2020-2021中考物理专题《滑轮组的省力问题》综合检测试卷含详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D 【解析】 【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为:1480kg9.650kg /n ==袋袋,由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =,则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次,至少需要吊运12次。
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:12F 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.如图所示为家用手摇晾衣架,它是我们生活中经常使用的简单机械,其中A 、B 两滑轮中属于动滑轮的是_____;若衣服和晾衣架的总重力为200N ,晾衣架上升的高度为1m ,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F =_____N ,绕进旋轮上的绳子长度是_____m 。
【答案】B 50 4 【解析】 【分析】 【详解】[1]使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,由图可知B 为动滑轮; [2]由图可知承重绳为4股,衣服和晾衣架的总重力为200N ,所以绳子的拉力200N 50N n 4G F === [3]承重绳为4股,所以绕进旋轮上的绳子长度是S =4h =4×1m=4m 【点睛】4.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1160N=20N 33F F ==⨯拉水平拉力的功率320N 30.1m/s=6W W FsP Fv F v t t====⨯⨯=⨯⨯物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 。
中考物理滑轮组的省力问题-经典压轴题附答案解析

由图可知,动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力
故选D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
15.工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确的是( )
10.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图像可知l1=l2,由杠杆平衡条件 可得F1=G,故正确,不符合题意;
B.由图像可知滑轮组n=3,则 ,故正确,不符合题意;
C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则 ,故错误,符合题意;
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以不能改变用力方向;
(2)[2]比较图(b)与(c)可得:使用动滑轮匀速提升不重物时,物体重力越轻,所用的拉力越小,越省力。
8.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:
(3)如图丙所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了能自动回头的“魔罐”,当将”魔罐“在水平地面上滚出后,还能自动滚回来,这说明_______.
【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化
【解析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知,绳子和木棍组合在一起,起到滑轮组的作用,用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢,说明使用该滑轮组可以省力;
2020-2021中考物理滑轮组的省力问题-经典压轴题含答案

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F2B.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=13(G+G甲)=13(G+mg),F2=13(G+G乙)=13(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 Fη====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()12F G G =+动 动滑轮重力: G 动=2F ﹣G =2×10N ﹣16N=4N .3.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
全国中考物理滑轮组的省力问题的综合中考真题汇总附详细答案

【分析】
【详解】
小夏对绳子的拉力为
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
由于力的作用是相互的,则小夏对地面的压力
受力面积
小夏对地面的压强
4.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】滑轮组省力机械能之间可以相互转化
【解析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知,绳子和木棍组合在一起,起到滑轮组的作用,用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢,说明使用该滑轮组可以省力;
(2)[2]图乙是过盘山公路,盘山公路相当于斜面,山高一定,盘山公路相当于增大了斜面长度,因为在斜面高一定时,斜面越长越省力,所以人们修建盘山公路的目的是为了省力;
[3]A向左匀速运动时,受力平衡:
F左=f+F=5N+5N=10N。
9.(1)如图甲所示,图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称).
(2)如图乙所示,使用此简单机械的主要目的是_______.
(3)如图丙所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了能自动回头的“魔罐”,当将”魔罐“在水平地面上滚出后,还能自动滚回来,这说明_______.
2020-2021中考物理复习《滑轮组的省力问题》专项综合练习及详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦),如图所示,其中所用动力最小的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦;A图中为斜面,由功的原理可得F1×4m=G×2m解得F1=0.5G;B图中为滑轮组,通过动滑轮绳子段数n=3,所以F2=13 G;C图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,则F3=2G;D图中是杠杆,设杆与水平面的夹角为α,则有F4×4cosα=G×1×cosα解得F4=14 G。
由此可知动力最小的是D。
故选D。
2.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则:(1)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N。
(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m,作用在绳上的拉力为500N时,拉力的功率是_______W,运送建材的重力是_______N,此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率400===50%400+G G G G η+动动解得G 动=400N 。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m ,则绳子段移动的距离为24m ,拉力功率500N 24m ==200W 60sW Fs P t t ⨯== [4]滑轮组省一半的力,所以+=2G G F 动材解得=600N G 材。
2020-2021中考物理滑轮组的省力问题综合练习题附答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组,分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,不计绳重和摩擦,则( )A .甲、乙的拉力之比是2∶3B .甲、乙的机械效率之比是1∶1C .甲、乙拉力的功率之比是3∶2D .甲、乙绳的自由端速度之比是1∶1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .不计绳重及摩擦,拉力()1F G G n=+物轮 由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以绳端的拉力分别为()12F G G +甲物轮 ()13F G G =+乙物轮 则甲乙拉力之比()()1=32321F F G G G G =++甲乙轮轮物物∶∶∶ 故A 错误;D .将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,则提升物体的速度相同,由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以甲、乙绳的自由端速度分别为v 甲=2v v 乙=3v所以,甲、乙绳的自由端速度之比v 甲∶v 乙=2v ∶3v=2∶3故D 错误;C .由P Fv =可得,甲、乙拉力的功率之比32:1:123F v P P F v ⨯===⨯甲甲乙乙乙甲 故C 错误;B .不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W 额=G 轮h 、W 有=G 物h 可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则拉力做的总功相同,由W W η=有总可得两滑轮组的机械效率相同,即甲、乙的机械效率之比1::=1ηη甲乙故B 正确。
故选B 。
2.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 cm 2 ,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(22F 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2300N 7500Pa 0.04mF p S ===压3.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
2020-2021中考物理复习《滑轮组的省力问题》专项综合练习含详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组,分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,不计绳重和摩擦,则( )A .甲、乙的拉力之比是2∶3B .甲、乙的机械效率之比是1∶1C .甲、乙拉力的功率之比是3∶2D .甲、乙绳的自由端速度之比是1∶1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .不计绳重及摩擦,拉力()1F G G n=+物轮 由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以绳端的拉力分别为()12F G G +甲物轮 ()13F G G =+乙物轮 则甲乙拉力之比()()1=32321F F G G G G =++甲乙轮轮物物∶∶∶ 故A 错误;D .将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,则提升物体的速度相同,由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以甲、乙绳的自由端速度分别为v 甲=2v v 乙=3v所以,甲、乙绳的自由端速度之比v 甲∶v 乙=2v ∶3v=2∶3故D 错误;C .由P Fv =可得,甲、乙拉力的功率之比32:1:123F v P P F v ⨯===⨯甲甲乙乙乙甲 故C 错误;B .不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W 额=G 轮h 、W 有=G 物h 可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则拉力做的总功相同,由W W η=有总可得两滑轮组的机械效率相同,即甲、乙的机械效率之比1::=1ηη甲乙故B 正确。
故选B 。
2.如图所示,在水平拉力F 的作用下,重为300 N 的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s 的速度做匀速直线运动,此时物体与桌面的摩擦力大小为60N (不计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F =_________N 及其功率P =_______W 。
【答案】20 6 【解析】 【详解】[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,不计绳重、动滑轮重及摩擦,则绳端的拉力:F =13f =13×60N=20N ; [2]绳子自由端移动的速度为:v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ;则拉力F 的功率为:P =Fv 绳=20N ×0.3m/s=6W 。
2020-2021中考物理专题复习滑轮组的省力问题的综合题附答案

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F2B.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=13(G+G甲)=13(G+mg),F2=13(G+G乙)=13(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.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:12F 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.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力 F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N , 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。
2020-2021中考物理 滑轮组的省力问题 综合题含答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D【解析】【详解】 由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为: 1480kg 9.650kg /n ==袋袋, 由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =, 则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次, 至少需要吊运12次。
故选D 。
2.(1)如图甲所示,图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称).(2)如图乙所示,使用此简单机械的主要目的是_______.(3)如图丙所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了能自动回头的“魔罐”,当将”魔罐“在水平地面上滚出后,还能自动滚回来,这说明_______.【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)[1]由图甲可知,绳子和木棍组合在一起,起到滑轮组的作用,用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢,说明使用该滑轮组可以省力;(2)[2]图乙是过盘山公路,盘山公路相当于斜面,山高一定,盘山公路相当于增大了斜面长度,因为在斜面高一定时,斜面越长越省力,所以人们修建盘山公路的目的是为了省力;(3)[3]魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为零时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
中考物理易错题专题训练-滑轮组的省力问题练习题及答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误; CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.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 cm 2 ,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(22F 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2300N7500Pa 0.04m F p S ===压3.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 GW FS F h Fη====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()12F G G =+动 动滑轮重力:G 动=2F ﹣G =2×10N ﹣16N=4N .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 。
中考物理滑轮组的省力问题综合经典题及详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题1.物体做匀速直线运动,拉力F =60N ,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是( )A .60NB .120NC .20ND .180N 【答案】D【解析】【分析】 分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据1F f n=得到物体受到的摩擦力。
【详解】由图可知,动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力 3360N 180N f F ==⨯=故选D 。
【点睛】本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
(不计绳重和摩擦)【答案】80 20【解析】【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n =+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。
【详解】[1]使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n =2,物体被提升的高度h =1m ,拉力移动距离21m 2m s nh ==⨯=有用功为8N 1m 8J W Gh ==⨯=有拉力做的总功为5N 2m 10J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率 8J 100%100%80%10JW W η=⨯=⨯=有总 [2]根据W W W =+总有额可知,额外功为10J 8J 2J W W W =-=-=额总有不计绳重和摩擦,根据W G h =额轮可知,动滑轮的重力2J 2N 1mW G h ===额动 不计绳重和摩擦,则有 ()()12N 18N 10N 2F G G ''=+=+=动物 拉力做的总功 10N 2m 20J W F s '='=⨯=总3.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 。
中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)及答案

C.甲乙两种方式都省一半的力D.乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F1的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是:
所以,动力F1的大小始终不变,故A错误;
A.60NB.120NC.20ND.180N
【答案】D
【解析】
【分析】
分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据 得到物体受到的摩擦力。
【详解】
由图可知,动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力
故选D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
【答案】M510
【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=GM+GB
A受力平衡,所以摩擦力f=F=5N。
[3]A向左匀速运动时,受力平衡:
F左=f+F=5N+5N=10N。
6.如图所示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时,物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦力为________N,拉力F的功率为________W;将拉力F增大为20N时,物体受到水平面的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
(3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,做的有用功相同;不计绳重和摩擦,做的额外功是提升动滑轮做的功,由题意可知,动滑轮的重力相同,提升动滑轮的高度也相同,由W=Gh可知做的额外功相同;因为W总=W有用+W额,所以做的总功相同,由 可知两个滑轮组的机械效率相同,即η甲=η乙.
中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)含答案

【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知,n=2,弹簧测力计的示数为6N,则拉力为6N,摩擦力
f=2×6N=12N
摩擦力为12N。
[2]拉力移动的距离
s′=2s=2 5m=10m
拉力做的功
W=Fs=6N×10m=60J
拉力做的功为60J。
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】60240
【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
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。
(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%。
8.工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N的物体向上匀速提起2m,所用拉力为250N.
(1)求滑轮组的机械效率;_________
(2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应该怎样绕,请在图乙中画出绳子的绕法;______
故选B。
16.关于图中的简单机械,说法正确的是( )
A.图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂,所以是省力杠杆;
B.图乙中旗杆顶端装有动滑轮,利用它来升国旗,可以改变力的方向;
中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)附答案

由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n=3,不计绳重和摩擦,则
,
即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:
v绳=0.02m/s×3=0.06m/s,
故乙方式F2的功率是:
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。
C.不计摩擦和装置的自重,人对绳的拉力
故C正确;
D.由以上分析及图示知道,利用该装置既能省力,又能改变力的方向,故D错误。
故选C。
15.小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦,针对这一现象,小明得出了4个结论:①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率;其中正确的为()
B.由于
故如果动滑轮很重,则F1不一定大于F2,故B错误;
C.滑轮组的机械效率为
故C错误;
D.F1做功的功率为
F2做功的功率为
可知,F2做功的功率比F1做功的功率大,故D正确。
故选D。
9.某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重_____N,5s内人拉绳子做的功是_____J。
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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 1<F 2,η1>η2B .F 1<F 2,η1=η2C .F 1>F 2,η1<η2D .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()()1113F G G G G n =+=+物动物动 ()()1112F G G G G n =+=+物动物动 所以F 1<F 2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 nη=⨯=⨯=⨯=⨯++有物物物总物动物动 可知η1=η2故A 错误,B 正确。
故选B 。
2.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13F 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1160N 20N 33F f ==⨯= [2]物体运动的距离为3m1m 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。
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 =13(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=240J300JW 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:12F 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.如图所示,在水平拉力F 的作用下,重为300 N 的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s 的速度做匀速直线运动,此时物体与桌面的摩擦力大小为60N (不计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F =_________N 及其功率P =_______W 。
【答案】20 6 【解析】 【详解】[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,不计绳重、动滑轮重及摩擦,则绳端的拉力:F =13f =13×60N=20N ; [2]绳子自由端移动的速度为:v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ;则拉力F 的功率为:P =Fv 绳=20N ×0.3m/s=6W 。
6.一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 。
7.小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用,每次都匀速提物体,做实验情况如图所示,请观察、比较图中的操作、现象和数据,归纳得出初步结论。
(1)由(a)(b)两图_____________。
(2)由(c)(b)两图_____________。
【答案】使用动滑轮匀速(竖直)提物体,省力但是不能改变用力的方向。
使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体,物体越轻,拉力越小。
【解析】【详解】(1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一样重,(b)中弹簧测力计示数小于(a)中弹簧测力计示数,所以:使用动滑轮可以省力,动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以不能改变用力方向;(2)[2]比较图(b)与(c)可得:使用动滑轮匀速提升不重物时,物体重力越轻,所用的拉力越小,越省力。
8.如图所示,用力F1和F2分别匀速提起物体C时,滑轮_______可以看作等臂杠杆(选填“A"或“B”).若物体C重为50牛,滑轮重力不计,则力F2的大小为___________牛.【答案】A 25【解析】【详解】[1]由图可知,A滑轮是定滑轮,所以滑轮A是等臂杠杆。
[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。
9.某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重_____N,5s内人拉绳子做的功是_____J。
【答案】75 375 【解析】 【分析】 【详解】[1]看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n =3。
根据滑轮组受力关系+G G F n =物动得300N+125N 3动=G 解得动75N G =。
[2]绳子末端移动距离30.2m/s 5s 3m 物===⨯⨯=S nh nv t5s 内人拉绳子做的功125N 3m 375J ==⨯=W Fs10.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%。
11.在水平桌面上放一个重300N 的物体,物体与桌面的摩擦力为60N ,如图所示,若不考虑绳的重力和绳的摩擦,使物体以0.1m/s 匀速移动时,水平拉力F 和其移动速度的大小为( )A .300N 0.1m/sB .150N 0.1m/sC .60N 0.2m/sD .30N 0.2m/s【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由于物体在水平面上做匀速直线运动,所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力;滑轮组是由两根绳子承担动滑轮,所以绳子末端拉力1160N=30N 22F f ==⨯有两段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍,故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍,即v =0.1m/s×2=0.2m/s故选D 。
12.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D 【解析】 【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为:1480kg9.650kg /n ==袋袋,由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =,则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次,至少需要吊运12次。
故选D 。
13.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为 400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一 段距离.F 1、F 2始终沿竖直方向;图甲中 BO =2AO ,图乙中动滑轮重为 50N ,重物上升速度 为 0.02m/s .不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .甲方式 F 1由 150N 逐渐变大B .乙方式 F 2的功率为 3WC .甲乙两种方式都省一半的力D .乙方式中滑轮组的机械效率约为 88.9%【答案】D 【解析】 【详解】A .由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F 1 的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是:1221L OB L OA == 所以,动力F 1 的大小始终不变,故A 错误;BC .由于在甲图中, OB =2OA ,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即111400N 200N 22F G ==⨯=由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n =3,不计绳重和摩擦,则()()211500N+50N 150N 22F G G =+=⨯=动, 即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:v 绳 =0.02m/s×3=0.06m/s ,故乙方式F 2 的功率是:P=F 2 v 绳 =150N×0.06m/s=9W ,故BC 错误;D .不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率是:400N100%=100%=100%88.9%400N 50NW Gh W Gh G h η=⨯⨯⨯≈++有用总轮 故D 正确.14.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12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。