2020-2021中考物理专题复习滑轮组的省力问题的综合题及答案

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物G匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是

A．甲滑轮组所用拉力较大

B．甲滑轮组拉力做的功较多

C．两滑轮组拉力做功的功率一定相等

D．两个滑轮组的机械效率一定相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3，n乙=2，

所以，绳子受的拉力：

F甲=（G物+G轮）/3，

F乙=（G物+G轮）/2，

即F甲﹤F乙，故A错误；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h

W乙=F乙s乙=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h∴，

W甲=W乙，

故B错误；

C．甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；

D．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=W有用/W总，∴滑轮组的机械效率相同，故D正确；

故答案为D。

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()1

F 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%10J

W 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 1m

W G h

=

=

=额动 不计绳重和摩擦，则有

()()1

2N 18N 10N 2

F 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 。

【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。

4．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 。

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：