中考物理滑輪組的省力問題培優(yōu)易錯試卷練習(含答案)含答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1 建筑工地上需要將 6 塊相同的磚從地面運送到樓頂，工人師傅利用如圖所示的裝置分三次運送，第一次運 1 塊，第二次運 2 塊，第三次運 3 塊。每次運送時，磚都以相同的速度勻速上升相同高度，繩重及摩擦均忽略不計。這三次拉力依次為F1、 F2 、F3，拉力做的功為 W1、W2 、 W3，有用功率為P1、 P2、 P3，機械效率為1、 2、3，則（）A F1+F2=F3【答案】 D【解析】【分析】B W1+W2=W3C 1+2=3D P1+P2=P31由圖可知，作用在動滑輪上繩子為股；繩重，摩擦不計時，用 (G+G動 ) 分析n1 2 3之間關(guān)系；再依= W有= Gh

2、G。通過計算特殊值，判斷等式是否成立。F ,F ,FW總G總 hG+G動【詳解】A由題意得11）；(G+G動 )=（G+G動F2n11）；F (2G+G動 )=（ 2n2G+G動11）=1）F(G+G動 )+（2(3G+2G動F2221動1動）（3(3G+G )=G+Gn2因為1 (3G +2 G動 ) 1 (3G +G動）2 2所以(F1 +F2 )F3故不符合題意；由于物體升高均為h；W W F h F h (F +F )hW3=F3h；因為 (F F )F所以(W1+W2 )W3故 B 不合符題意；C 依 =W有=GhGW總G總h，說明滑輪組一定時，物重越大，機械效率越大，即G+G動1

3、2 3 ，故C 不合符題意；D由 W 有=Gh， P= Gh 可知tP1+P2Gh2Gh3Ght+；ttP33Ght所以 P1+P2=P3，故 D 符合題意。故選 D?！军c睛】一個不加條件成立等式，可以用某種情況時不成立來判斷它不成立。2 如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體A、 B 均重為 20 牛。當用力 F2 勻速提升物體 B時，以滑輪的軸為參照物，物體B 是 _ 的 （選填 “靜上 ”或“運動 ”），此時力 F2 大小為_牛。若 F 和 F 所做的功相等 ,物體 A、 B 移動的距離之比是 _，當繩子自由端12上升 1 米時，力F2 所做的功為 _焦。【答案】靜止101:110【解析】【詳

4、解】1 以滑輪的軸為參照物，物體B 相對與參照物的位置沒有改變，是靜止的；2B 物體使用的是動滑輪，能省一半力，不計滑輪的重和摩擦，拉力：F2=1G=1 20N=10N223 因為使用任何機械都不能省功，當F 1 和 F2所做的功相等，物體A. B 重力相同，移動的距離相同，故距離之比是 1:1。4 當繩子自由端上升 1 米時，力 F 2 所做的功為：W=Fs =10N1m=10J。3 如圖所示的滑輪組，不計繩重及摩擦。水平拉力F 作用下將重為30N 的物體A勻速拉動，已知繩子自由端速度為0.3m / s ，物體A受到的摩擦力f0.1G，水平拉力F為_ N ，在2s內(nèi)物體移動的距離為_ m?！?/p>

5、答案】 10.2【解析】【詳解】1 由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù)n=3，由題意知，物體A 受到的摩擦力f0.1G0.130N3N不計繩重及摩擦，則水平拉力：F1f13N 1Nn32 物體的速度：v物1v繩10.1m/ sn0.3m / s3由 vs得，在 2s 內(nèi)物體移動的距離ts物v物t0.1m/s2s0.2m故 2s 內(nèi)物體移動的距離為 0.2m 。4 工人用圖甲所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪組的機械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示，滑輪和繩的摩擦力及繩重忽略不計。則：（1）若某次運送建材的質(zhì)量為40kg，滑輪組的機械效率是 _。動滑輪的重力是_N。（2）若工人在 1m

6、in 內(nèi)將建材勻速豎直向上提升12m ，作用在繩上的拉力為500N 時，拉力的功率是 _W，運送建材的重力是_N，此時的機械效率是 _。【答案】 50%40020060060%.【解析】【分析】【詳解】(1)1 建材質(zhì)量為40kg，其重力為Gmg =40kg10N/kg=400N由圖乙得，當建材重力為400N 時，滑輪組機械效率為50%。2 此時機械效率G400=50%GG動400+G動解得 G 動=400N。(2)3 滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，與動滑輪相連的繩子有兩段，則該滑輪組可以省一半的力，建材向上提升了12m ，則繩子段移動的距離為24m ，拉力功率WFs500N 24mP=

7、200Wtt60s4 滑輪組省一半的力，所以G材 +G動 =2F解得 G材 =600N 。5 此時的機械效率為G材=600=G動=60%G材600+4005 如圖所示為家用手搖晾衣架，它是我們生活中經(jīng)常使用的簡單機械，其中A、B兩滑輪中屬于動滑輪的是 _；若衣服和晾衣架的總重力為200N ，晾衣架上升的高度為1m ，不計動滑輪重、繩重及摩擦，靜止時繩的拉力_ m 。F_ N ，繞進旋輪上的繩子長度是【答案】 B504【解析】【分析】【詳解】1 使用時，軸隨物體一起移動的滑輪叫做動滑輪，由圖可知B 為動滑輪；2 由圖可知承重繩為4 股，衣服和晾衣架的總重力為200N ，所以繩子的拉力G 200N

8、F50Nn43 承重繩為 4 股，所以繞進旋輪上的繩子長度是S=4h=4 1m=4m【點睛】6 小黃同學用水平力F 拉動如圖所示裝置，使重200N 的 A 物體 5s 內(nèi)在水平地面上勻速運動了 120cm，物體 B 重 100N （物體 B 與 A 始終接觸），此過程中A 受到地面的摩擦力為 24N，彈簧測力計的示數(shù)為 16N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為 _m/s ，物體 A 受到 B 施加的摩擦力 _（選填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力F 大小為 _N，水平拉力 F 的功率為 _W?！敬鸢浮?0.12水平向右809.6【解析】【分析

9、】滑輪為動滑輪，滑輪移動的速度等于物體移動速度的二分之一；根據(jù)力的作用的相互性得出物體 A 受到 B 施加的摩擦力的大小及方向；物體A 受到向左的拉力等于地面對A 的摩擦力 f 地加上物體 A 受到 B 施加的摩擦力fA；而滑輪為動滑輪，滑水平拉力F 為 F 左 的 2 倍，據(jù)此計算水平拉力F 的大??；然后利用PFv 計算功率?！驹斀狻? 物體移動的速度s物120102 mv物5s0.24m/st則滑輪移動的速度v輪1 v物 1 0.24m/s 0.12m/s222 由力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物體B 受到 A 的摩擦力與彈簧測力計的拉力是平衡力，大小等于16N，則物體

10、A 受到 B 施加的摩擦力也為16N，方向水平向右。3 物體 A 受到向左的拉力等于地面對A 的摩擦力加上物體A 受到 B 施加的摩擦力，即F左f地fBA24N16N40N滑輪為動滑輪，則水平拉力F 為F2F左240N80 N4 水平拉力 F 的功率PFv 輪80N0.12m/s9.6W7 如圖所示，某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井口.己知物體在10s 內(nèi)被提升了2m，物體所受重力 720N，人對繩子水平向右的拉力300N.(不計繩重及摩擦) 求：(1)人做的有用功W有用 ;(2)動滑輪的重力G動 ;(3)人拉起貨物時的機械效率.【答案】 (1) 1440J； (2) 180N； (3) 8

11、0%?！窘馕觥俊驹斀狻?1)物體所受重力720N，被提升了2m ，則人做的有用功為：W有用 =Gh=720N 2m=1440J；(2)由圖可知，滑輪組的有效繩子段數(shù)為n=3，根據(jù) F=G +G動，則動滑輪的重力為：nG動 =nF-G=3 300N-720N=180N；(3)根據(jù)= W有用 = Gh = Gh = G ，W總 Fs Fnh Fn人拉起貨物時的機械效率為：G720N=80%。Fn300N 3答： (1)人做的有用功為1440J；(2)動滑輪的重力為180N；(3)人拉起貨物時的機械效率為80%。8 體重為60kg 的工人利用如圖滑輪組將一質(zhì)量為80kg 的重物A 勻速提升1m，此時

12、該滑輪組的機械效率為80%（不計繩重與摩擦，g 取10N/kg ），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：動滑輪重為200N此過程中，工人對繩的拉力做功1000J重物勻速上升過程中，它的機械能增大若增大重物A 的質(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率不可能達到90%關(guān)于小明的以上論斷（）A只有正確B只有正確C只有正確D都正確【答案】C【解析】【分析】【詳解】由題意物體所受的重力G物m物 g80kg10N/kg=800N物體上升的高度h1m ，此時滑輪組做的有用功為W有 =G物h800N1m800J根據(jù)機械效率公式= W有100%=80% 有，總功為W總W有800JW總 =1000J而

13、W總 = W有W額 有W額 =W總W有 =1000J800J=200J又因為 W額 =G動 h 可得W額200J 200NG動 =h1m均正確。機械能是動能和勢能的總和，當重物勻速上升過程中，動能不變，勢能增加，它的機械能增大，正確。若要滑輪組的機械效率達到90% ，由效率公式有=W有m物 ghW總100%190%(m物 g m動g) 3h3化解可得當 m物 =9m動 時，滑輪組的效率能到達90% ，則若增大重物A 的質(zhì)量，用此滑輪組勻速拉起重物時，機械效率能達到90%，錯誤。故選 C。9 如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提起兩個相同的重物（不計滑輪重力及摩擦），其中甲裝罝為 _滑輪，它的優(yōu)

14、點是可以_，若相同時間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，則拉力F1、 F2 做功時的功率P1_ P2，重物被豎直提升的高度h 甲 _h 乙 （最后兩空均選填“小于”、“等于”或“大于”）【答案】定可以改變用力的方向等于等于【解析】【分析】【詳解】1 由圖示可知，甲是定滑輪；2 甲裝置中物體向上運動，拉力的方向是向下，所以甲滑輪可以改變用力方向；3 相同時間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，根據(jù)P= W 可知，拉力F1 、F2 做功時的功率P1 等t于 P2 ；4 用滑輪甲、乙勻速提升兩個相同的重物（不計滑輪重力及摩擦），它們都是克服物體的重力做功，即W=Gh，因為拉力F1 2h甲、 F 做的功

15、相同，所以重物被豎直提升的高度相同，等于 h 乙 10 用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率與物重 G 物 的關(guān)系，改變G 物 ，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出與 G 物 的關(guān)系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A同一滑輪組的機械效率隨 G 物 的增大而增大，最后等于100%B此滑輪組動滑輪的重力為5NC當 G 物 =15N 時，滑輪組機械效率為=75%D G 物 不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組的機械效率仍不改變【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A使用滑輪組時，克服物重的同時，不可避免地要克服動滑輪重、摩擦和繩子重做額外功，所以總功一定大于有用功，機械效率一

16、定小于1，即同一滑輪組的機械效率隨 G 物 的增大而增大，但最終不能等于100%，故 A 錯誤；B由圖可知，G 物=12N，此時 =80%，則G物 hFs且有80%nFG物G動snh代入可得G物12N80%G物G動12NG動故滑輪組動滑輪的重力為G動3N故 B 錯誤；C當 G 物 =15N 時，滑輪組機械效率為G物15N83%G物G動15N3N故 C 錯誤；D G 物 不變，改變圖甲中的繞繩方式，如圖所示因為此圖與題干中甲圖將同一物體勻速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略繩重及摩擦時，額外功相同，所以總功相同，滑輪組的機械效率仍不改變，故D 正確。故選 D。11 如圖甲所示，重為160

17、N 的物體在大小為20N，水平向左的拉力F1 作用下，沿水平地面以 3m/s 的速度做勻速直線運動。如圖乙所示，保持拉力F1 不變，用水平向右的拉力F2，拉物體勻速向右運動了1m ，若不計滑輪、繩的質(zhì)量和輪與軸間的摩擦，則（）A物體向左運動時，拉力F1 的功率P1=60WB物體與地面之間的摩擦力f=20NC物體向右運動時，拉力F2=40ND物體向右運動時，拉力F2 所做的功W2=80J【答案】 CD【解析】【分析】【詳解】A由圖甲可知，繩子承擔物體受到的拉力的段數(shù)n 為 2，物體以 3m/s 的速度做勻速直線運動，在拉力作用下繩子末端的速度為v2v物23m/s6m/s則物體向左運動時，由WFs

18、1PFv 可得拉力 F 的功率ttP1F1v20N6m/s120W故 A 錯誤；B圖甲中物體做勻速直線運動，物體受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，而繩子承擔力的段數(shù) n 為 2，所以物體與地面之間的摩擦力f2F1220N40N故 B 錯誤；C物體向右運動時，由于物體和地面沒有改變，則所受摩擦不變，方向向左，同時物體向左還受到兩股繩子施加的拉力，每股繩子的拉力為20N，物體右側(cè)的滑輪為動滑輪，對物體的拉力為2F2，則有2F22F1f80N解得 F2 =40N，故 C 正確；D在不計滑輪、繩的質(zhì)量和輪與軸間的摩擦時，物體向右運動時，拉力F2 所做的功W2F2 s240N2 1m80J故 D 正確。故

19、選 CD。12 如圖所示的滑輪裝置，重為5 牛的物體掛在繩端，力F 作同在滑輪的軸上，滑輪在力F 的作用下以2 米 / 秒的速度勻速向上運動若不計滑輪重及摩擦，則拉力F 的大小和物體向上運動的速度為A10牛， 4 米 / 秒B2.5 牛， 4 米 / 秒C 10牛， 2 米 / 秒D 2.5牛， 2 米 / 秒【答案】 A【解析】【分析】【詳解】由圖可知，該滑輪是動滑輪，當滑輪在力的速度為 :F 的作用下以2 米 / 秒的速度勻速向上運動，重物22m/s=4m/s此時拉力應(yīng)該是物重的2 倍，因此拉力為:F=2G=25N=10N故選 A13 如圖，某同學旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機

20、械。當?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100N 的重物（不計摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A可以把A、 B 簡化看成動滑輪B人將繩拉過1m 時，物體也上升1mC物體勻速上升時，人對繩的拉力為20ND利用該裝置不能省力，但能改變力的方向【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A由圖知道，提升物體時，A 的軸固定不動，即屬于定滑輪；而B 和物體一起移動，屬于動滑輪，故 A 錯誤；B由圖知道， A、 B 組成的是滑輪組，且n=5，所以，拉力端移動距離s=5h當人將繩拉過 1m 時，物體上升的高度h=0.2m ，故 B 錯誤；C不計摩擦和裝置的自重，人對繩

21、的拉力1G1F1100N 20N55故 C 正確；D由以上分析及圖示知道，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D 錯誤。故選 C。14 如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體是重5000N的配重，杠桿AB 的支點為 O，已知長度OA OB=1 2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100N，工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計。當工人用300N的力豎直向下以1m/s的速度勻速拉動繩子時（）A建筑材料P 上升的速度為3m/sB物體M 對地面的壓力為5000NC工人對地面的壓力為400ND建筑材料P 的重力為600N【答案】C【解析】【分析】【詳解】A物重由2 段繩子承擔，建

22、筑材料P 上升的速度v= 1 v 繩= 1 1m/s=0.5m/s22故 A 錯誤；B定滑輪受向下的重力、 3 段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得F A =3F+G 定 =3 300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA= F A=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FAOA=FB OB，且OA:OB=1:2，所以FB=FAOA=1000NOA=500N因為物體間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M 的拉力等于物體M 對杠桿的拉力，即F B =FB=500N物體M 受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物

23、體M 受到的支持力為FM 支持 =GM - F B =5000N-500N=4500N因為物體間力的作用是相互的，所以物體M 對地面的壓力FM 壓 =FM 支持 =4500N故 B 錯誤；C當工人用300N 的力豎直向下拉繩子時，因力的作用是相互的，則繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N，此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F 支 ，由力的平衡條件可得F+F 支=G，則F 支 =G-F=700N-300N=400N因為地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，所以工人對地面的壓力F 壓=F 支 =400N故 C 正確；D由圖可知 n=2，

24、且滑輪組摩擦均不計，由1P 重F= (G+G 動 )可得，建筑材料2G=2F- G 動=2300N-100N=500N故 D 錯誤。故選 C。15 如圖 ,水平桌面上的物體A 重 100N，物體 B 重 40N，此時物體B 恰能勻速下降；當用一水平向左的力F 拉動物體A 在 2s 內(nèi)勻速向左移動1m 的過程中，若不計動滑輪和繩的重力，不計繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦，則下列說法正確的是（）A B 上升了 2mB拉力 F 的功率為20WC物體 A 與桌面間的滑動摩擦力為40ND吊著 B 物體的繩子所做的功為40J【答案】 B【解析】【分析】【詳解】A滑輪組的動滑輪繞2 段繩，當用一水平向左的力F 拉

25、動物體A 在 2s 內(nèi)勻速向左移動1m 的過程中， A 移動的距離為B 升高高度的2 倍， B 上升了1mhB=0.5m ，2故 A 錯誤；BC當 A 向右做勻速直線運動， A 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力為一對平衡力，故11f=GB= 40N=20N，22當 A 向左做勻速直線運動，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B 對 A 的拉力，由于滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，因壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變，所以向右的摩擦力為：f=20NA 向左做勻速直線運動，受到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力為：1F=f+GB=20N+20N=4

26、0N，2拉力 F 的功率為：WFs40N1mP=20W，tt2s故 B 正確， C 錯誤；D繩子拉力對物體B 所做的功為：W=GBhB=40N 0.5m=20J，D 錯誤16 用下列方法勻速提升同一重物，若不計繩子、滑輪的重力及摩擦，其中最省力的是（）ABCD【答案】 C【解析】【分析】【詳解】不計繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體G；A此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即F1 G ；2B此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即FG；C此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有3 股，則F1 G ；3D此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有2 股，則F1 G 。2由以上可

27、知：在不計繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是故選 C。C。17 如圖所示，在水平地面上，木箱重 600N ，受到的摩擦力為 300N，用力它勻速直線運動了 2m（不計滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是F 拉動木箱使（）A拉力 F 的大小為100NB拉力 F 的大小為 200NC繩自由端移動了4mD繩自由端移動了 1m【答案】 C【解析】【詳解】AB由圖知， n=2，不計滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力F1f1300N 150N22故 A、 B 錯誤；CD繩子的自由端移動的距離s2s物22m4m故 C 正確、 D 錯誤。故選 C。18 如圖所示，置于水平桌面上的物體A 重 50N，物體 B 重 30N，動滑輪重10N，物體 B在勻速下降了40cm 的過程中，拉動物體A 在水平桌面上勻速移動了一段距離，忽略繩重及滑輪軸上的摩擦，則下列說法正確的是（）A物體 A 移動了 20cmB繩子拉力對物體A 做的功是8JC物體 A 與桌面的滑動摩擦力為30ND若對物體 A 施加一個水平向左的力 F，使物體 B 可以勻速上升，則力 F 的大小為 40N 【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A由圖可知，有兩段繩子拉著動滑輪，則拉力移動的距離為物體上升高度的2 倍，物體B下降了 40cm，則