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
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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
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．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。 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．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 =1 3 ×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。