2020-2021中考物理专题训练---滑轮组的省力问题的综合题分类附详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若12G G =，所用竖直向上的拉力分别为1F 和2F ，拉力做功的功率分别为1P 和2P ，两装置的机械效率分别为1η和2η（忽略绳重和摩擦），则下列选项中正确的是（ ）.

A ．12F F > 12ηη< 12P P <

B ．12F F > 12=ηη 12P P =

C ．12F F < 12ηη= 12P P <

D ．12F F < 12ηη> 12P P >

【答案】B 【解析】 【详解】

CD ．不计绳重及摩擦，因为拉力:

1

F G n

G =+动（）

12n =，23n =，所以绳子受到的拉力分别为：

111

2

F G G =+动（）

221

3

F G G =+动（）

因为12G G =，故：

12F F ＞

故CD 项错误；

AB ．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W G h =额轮，W G h =有用物，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；由100%W W 有总

η=⨯可知，机械效率相

同，即：

12ηη=

又因为所用时间相同，由W

P t

=

可知，拉力做功的功率： 12P P =

故A 项错误，B 项正确。

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。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：

11

3N 1N 3

F f n =

=⨯= [2]物体的速度：

11

0.3m /s 0.1m /s 3

v 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 。

4．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

(22

F 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

2

300N

7500Pa 0.04m F p S ===压

5．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 ．

6．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 。

7．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