2020-2021北京中考物理專題復習滑輪組的力問題的綜合題

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1.用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h,最省力的是（滑輪重不計）（）【解析】【分析】【詳解】A.圖中滑輪是定滑輪，拉力F=G;1B.圖中滑輪是動滑輪，拉力FG;21-C.圖中滑輪組的動滑輪繞2段繩，拉力F-G；，1-D.圖中滑輪組的動滑輪繞3段繩，拉力FG;3所以最省力的是D中滑輪組。故選Do2 .用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，分別勻速將兩個相同的鉤碼在相同時間內(nèi)提升相同高度，若不計繩子與滑輪的摩榛，裝置更省力（選填“甲”或“乙”）。甲裝置的機械效率乙裝置的機械效率（選填“高于”、“低于”或“等于）。甲圖中若鉤碼總重

2、100N,動滑輪重為20N,不計摩擦及繩重，若工人將繩子勻速向上拉6m,則泥桶上升的高度為m,滑輪組的機械效率為。甲【答案】甲等于283.3%【解析】【詳解】1,1不計摩擦，拉力F=（G物+G輪），n甲=3,n乙=2,繩子文的拉力:nF乙=1_（G物+G輪）,2F甲F乙,甲更省力；2動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=G輪h,W有用=G物h,故利用滑輪組做的W有用功相同、額外功相同，總功相同，據(jù)771可知，滑輪組的機械效率相同，即：刀甲W、=刀乙；3如甲圖，泥桶由3股繩子承擔，則n=3,s=3h,s=6m,泥桶上升的高度為:h=-s=-6m=2m；334不計摩擦及繩重，則滑輪組的機械效

3、率為:100%83.3%。Wr用Wr用GhGioonY=W息Wr用W額GhG動hGG100N20N3 .如圖所示的滑輪組，拉一重100N的物體M在水平地面上做勻速直線運動，如果拉力F=20N,繩子拉出了6m,則物體受到的摩擦力為N,物體前進了m,彈簧測力計的示數(shù)為No（不計滑輪重、繩重和摩擦）【答案】602401由圖可知：滑輪組上繩子的有效股數(shù)n=3,所以物體M與地面間的摩擦力f=nF=3X20N=60N物體受到的摩擦力為60N。2物體移動的距離11%二安龜=-6m=2m33物體前進了2m。3彈簧測力計與定滑輪相連，定滑輪上有兩股繩子，因此彈簧測力計的示數(shù)為F彈=2F=20NX2=40N彈簧測

4、力計的示數(shù)為40N。4 .高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃的直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20個相同的墜泥，每個墜泥質(zhì)量為25kg,不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A端受到的拉力大小為N。若5s內(nèi)墜泥串下降了40cm,則輸電線A端向左移動速度是m/s。（g取10N/kg,不考慮鋼繩的熱脹冷縮）【答案】11040.04【解析】【分析】【詳解】120個墜泥的總重力G=mg=25kgx20X10N/kg=5000N由圖知，使用的滑輪組承擔A端拉力的繩子股數(shù)n=2,圖中墜泥掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得則輸電線A端受到的拉力大小Fa

5、=2G=2X5000N=1X4N02圖中墜泥掛在鋼繩的自由端，則墜泥串下降高度h=2sA,則輸電線A端向左移動的距離40cm=20cm=0.2mA端向左移動速度vSa0.2m.0.04m/s5s5 .如圖所示，不計繩子、滑輪的重力及它們之間的摩擦，當用大小為10N的拉力F拉重50N的物體時，物體恰好以v=2m/s的速度沿水平面做勻速直線運動，此時物體受到水平面的摩擦力為N,拉力F的功率為W;將拉力F增大為20N時，物體受到水平面的摩擦力將(選填“增大”、“減小”或“保持不變”)。【答案】2040不變【解析】【分析】使用動滑輪可以省一半力；物體勻速運動，受平衡力，平衡力大小相等，判斷出摩擦力根據(jù)

6、繩子段數(shù)判斷出繩子的速度；根據(jù)PWFsFv算出拉力F的功率；影響摩擦力tt的因素：壓力和接觸面的粗糙程度?！驹斀狻?因為使用動滑輪可以省一半力，所以拉物體的力為F2F210N20N物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦力一對平衡力，大小相等，則fF20N2由圖知有2段繩子拉著物體，則有v繩2V物22m/s4m/s則拉力F的功率為pFv繩10N4m/s=40W3將拉力F增大為20N時，物體對水平面的壓力和接觸面的粗糙程度都不變，所以受到水平面的摩擦力不變。【點睛】本題考查了動滑輪的使用、平衡條件的應(yīng)用、功率的計算、影響摩擦力的因素等知識，要牢記影響滑動摩擦力的兩個因素，當兩個因素都不變時，

7、摩擦力的大小不變，與其它因素無關(guān)。6 .小李用如圖所示的裝置提升貨物。已知貨物重G物=720N,在t=5s內(nèi)貨物被勻速豎直提升了h=1m,小李始終靜止在地面上，并且對繩子自由端的拉力F=400N且豎直向下。求在此過程中：(1)動滑輪對貨物做的有用功；(2)拉力F所做的總功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用該裝置提升貨物時的機械效率中【答案】(1)720J;(2)800J;(3)160W;(4)90%【解析】(1)動滑輪對貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢能做的功，為W有G物h720N1m720J(2)動滑輪與2股繩子接觸，故n=2,拉力F所做的總功為WFsnFh心、2400N1m800J(

8、3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為PW總Pt800J5s160W(4)該裝置提升貨物時的機械效率為W有W單心、100%720J800J90%答：(1)動滑輪對貨物做的有用功為720J;(2)拉力F所做的總功為800J;拉力F做功的功率為160W;(4)使用該裝置提升貨物時的機械效率為90%。7 .為了開發(fā)和利用深海的資源，我國某科研考察隊在遠海進行科學實驗時，使用母船上的起降設(shè)備，將我國最新自主研制的“潛龍三號”無人潛水器，從母船甲板上吊起并降到海面上，如圖甲所示，該起降設(shè)備利用了液壓裝置、杠桿、滑輪組等，“潛龍三號”潛水器是我國最新研制的具有高智能的自動巡航潛水器，長3.5米、高1.5米

9、、重1.5噸，可抵達3850米深海連續(xù)航行42小時48分鐘、航程15682公里。(1)起降設(shè)備中滑輪組的結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示，請你用筆畫線代表鋼絲繩，畫出最省力的繞線方法。(2)該起降設(shè)備若在1min內(nèi)將“潛龍三號”勻速提升了20m,該過程中鋼絲繩的拉力由電動機提供，電動機的輸出功率是10kW,則鋼絲繩的拉力是多少?(3)該滑輪組的機械效率是多少?7500N50%【解析】【分析】(1)在使用滑輪組提升重物時，既要考慮到它的省力情況，還應(yīng)注意動力的施力方向。(2)已知作用在動滑輪上的繩子段數(shù)和“潛龍三號”上升的高度，可以得到鋼絲繩拉下的長度；已知電動機的輸出功率，可以得到拉力做的功；已知拉力做的

10、功和做功時間，利用公式P，導到拉力。(3)根據(jù)Gmg和W有Gh求出有用功，再根據(jù)W100%求出該滑輪組的機械效W,百、率?！驹斀狻?股和5股兩種，兩種方(1)1對由兩個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組，可繞線方法有法都達到了省力的目的，但拉力的方向不同，有5股繞線的方法拉力方向向上；有4股繞線的方法拉力方向向下，根據(jù)題意可知拉力方向向下，因此從定滑輪上固定，如圖所示：(2)2鋼絲繩端移動的距離snh420m80m把“潛龍三號”提升20m拉力做的功_35WPt1010W60s610J鋼絲繩的拉力_57500N610J80m(3)3“潛龍三號”的重力Gmg1.5103kg10N/kg1.5104N有

11、用功_45WGh1.510N20m310J滑輪組的機械效率W3105J100%35J100%50%W610J400N的物體向上勻速提起2m,所用拉力為250N.8.工人利用圖甲所示的滑輪組將重為(1)求滑輪組的機械效率；(2)如果要用這個滑輪組達到更省力的效果，繩子應(yīng)該怎樣繞，請在圖乙中畫出繩子的繞法；80%=”,之”).(3)用甲乙兩個滑輪組把同一物體提升同樣高度，不計繩重和摩擦，機械效率的關(guān)系是(1)由圖甲可知，滑輪組承擔重物和動滑輪重的繩子的股數(shù)n=2,則拉力端移動距離s=2h=2X2m=4m工人做的有用功：W有用=Gh=400隙2m=800J,工人做的總功：W,*Fs=250Nv繩=1

12、50NX0.06m/s=9W,故BC錯誤；D.不計繩重和摩擦，乙方式中滑輪組的機械效率是：Wr用Gh400N100%=100%=100%88.9%WGhG輪h400N50N故D正確.11.用圖3甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力不計.則甲乙A.手的拉力：F甲=F乙；機械效率：刀甲二刀乙B.手的拉力：F甲vF乙;機械效率：刀甲V刀乙C.手的拉力：F甲F乙；機械效率：刀甲刀乙D.手的拉力：F甲F乙;機械效率：刀甲刀乙【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力；乙滑輪是動滑輪，使用該滑輪可以省一半的力，即

13、拉力等于物體和滑輪總重力的一半，則手的拉力：甲F乙；兩幅圖中的W有是克服物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要克服動滑W輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結(jié)合機械效率公式,可知，有用功相W心、同時，總功越大的，機械效率越?。凰赃xD.12.如圖所示，甲滑輪組中滑輪的質(zhì)量均為m,乙滑輪組中滑輪的質(zhì)量均為0.5m,用甲、乙滑輪組分別使重力均為G的重物在相同時間內(nèi)勻速上升相同高度h,繩子自由端的拉力分別為Fi、F2。不計繩重和摩擦，則下列判斷正確的是()甲乙A.拉力Fi小于F2B.拉力Fi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.甲滑輪組的機械效率小于乙滑輪組的機械效率【

14、答案】D【解析】【分析】【詳解】A.由圖知，圖甲、圖乙滑輪組，n=3,因為不計繩重和滑輪軸處摩擦，所以Fi=(G+G甲尸(G+mg),F2=(G+G乙尸(G+0.5mg)3333故FiF2,故A錯誤；BC.重物在相同時間內(nèi)勻速上升相同高度h,則拉力移動距離s相同，拉力做功Wi=Fis,W2=F2s故WiW2,因為做功時間相同，所以拉力Fi的功率大于F2的功率，故BC錯誤；D.甲滑輪組和乙滑輪組做的有用功相同，6甲G乙，則甲滑輪組做的額外功多，故甲滑輪組的機械效率小于乙滑輪組的機械效率，故D正確。故選D。13.用同一滑輪按如圖所示甲、乙兩種方式勻速提升重均為10N的A、B兩物體，在相同時間內(nèi)提升

15、相同的高度；已知滑輪重1N,繩重和滑輪摩擦力不計。則下列說法中正確的是()A.手的拉力F乙二10NB.利用乙種方式做的有用功比較多C.甲種方式的機械效率大于乙種方式D.手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大【答案】C【解析】【詳解】A.乙滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，F(xiàn)乙=1(G+G動)=1X(10N+1N)=5.5N22故A錯誤；B.利用兩種滑輪都是將G=10N的物體提升相同的高度h,由公式W有用二Gh知，有用功相同，故B錯誤；C.甲乙裝置所做的有用功相同，用乙裝置提重物時，得提起動滑輪所做額外功較多，也、，口上e,，,，q,Wr

16、用-舊、,人就是乙裝置的總功較大，由公式中知，甲方式的機械效率較高，故C正確；WD.因為乙裝置總功較大，并且在相同時間內(nèi)提升物體，由公式P=一知，乙裝置手的拉t力做功功率較大，故D錯誤。故選Co14 .用一動滑輪將重物勻速提升2m,人對繩子的自由端所用力是40N,不計滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是A.80N,80JB.80N,160J卜C.40N,160J-D.40N,80J【答案】B【解析】【分析】【詳解】動滑輪省一半力，多費一倍的距離，所以物體的重為：G2F240N80N;由h2m得s2h22m4m,提升重物所做的功：WFs40N4m160J.故選B.15 .小明用如圖的滑輪

17、組提升重為100N的物體，使其在5s內(nèi)勻速上升2m,動滑輪的重為10N,不計繩重及摩擦，下列計算正確的是（）A.拉力F為50NB.繩子自由端移動的距離為6mC.此時滑輪組的機械效率為90.9%D.拉力的功率為40W【答案】C【解析】【詳解】A.由圖知，通過動滑輪的繩子段數(shù)n=2,不計繩重及摩擦，則拉力：1F2（應(yīng)G0（100N10N）=55N,選項不符合題意；B.繩端移動的距離：s2h22m4m,選項不符合題意；C.所做的有用功：WGh100N2m=200J,拉力做的總功：WFs55N4m=220J,滑輪組的機械效率:皿1OO%=200J100%90.9%WW220J心、選項符合題意；D.由C

18、可知，拉力做的功：W總=220J,拉力的功率：PW223=44Wt5s選項不符合題意。故選Co16.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，醇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Fl、F2、F3,拉力做的功為Wl、W2、W3,有用功率為P1、P2、P3,機械效率為刀1、心總則（）A.F1+F2=F3B.W1+W2=W3C.印+邛=印D.P1+P2=P3【答案】D【解析】【分析】，rr，工一E1-由圖可知，作用在動滑輪上繩子為2股；繩重，摩擦不計時，用F=（G+G動

19、）分析nWGhG一、F1,F2,F3之間關(guān)系；再依=。通過計算特殊值，判斷等式是否成立。W息G總hG+G動【詳解】A.由題意得11”Fi=（G+G動尸（G+G動）；n21一一、1一一、F2=-（2G+G動）=-（2G+G動）;n21 _1一一、1一一、Fi+F2=（G+G動）+_（2G+G動）=_（3G+2G動）2 2211.F3=（3G+G動）=（3G+G動）n2因為1 _1一一、（3G+2G動）（3G+G動）22所以（Fl+F2）F3故A不符合題意；B.由于物體升高均為h;Wi+W2=Fih+Fzh=（Fi+F2）hW3=F3h;因為（F1+F2）F3所以（W1+W2）W3故B不合符題意；

20、W有GhGC.依=-=,說明滑輪組一定時，物重越大，機械效率越大，即W息G總hG+G動123,故C不合符題意；Gh一，D.由Wa=Gh,P=生可知3GhtP+P2P33Gh所以P1+P2=P3,故D符合題意。故選Do【點睛】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。17.如圖，小華用滑輪組勻速提升一個重為900N的物體，人拉繩的力F為350N,不計繩重和摩擦，若用這個滑輪組勻速提升2100N的物體，繩未斷裂，人的拉力為（）A.650NB.700NC.750N【答案】C【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過動滑輪繩子的段數(shù)：n=3,不計繩重和摩擦，繩子自由端拉力：1Fi=（G+

21、G動），3由此可得動滑輪重：G動=3Fi-G=3X350N-900N=150N當提起2100N物體時，人的拉力：D.800N故選C.1一、1F2=(G1+G動)=X(2100N+150N)=750N.3318.如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個重為600N的物體，人拉繩的力（不計繩重和摩擦）。若用這個滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時，人的拉力為250NF為)A.400NB.450NC.500ND.600N【詳解】由圖可知，繩子承擔重物的段數(shù)n為3,提升一個重為600N的物體時，拉繩的力F為-1八250N,根據(jù)FG物G動求出動滑輪的重力為nG動3FG物3250N600N150N當提升一個重為1200N的物體時，人的拉力為1_1FG物G1200N150N450Nn3綜上所述，ACD項不符合題意，B項符合題意。故選B。19.使用一個動滑輪勻速提升一個物體時，若分別沿如圖所示的方向用力F1、F2和F3,則這三個力的大小關(guān)系是：Fi1 1B.F1F2F3D.F2F3