2020-2021中考物理滑輪組的力問(wèn)題大題培優(yōu)易錯(cuò)難題

1、一、初中物理滑輪組的省力問(wèn)題1.質(zhì)量是6kg的物體A放在水平桌面上，利用圖所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)始終保持水平，其示數(shù)為2N,不計(jì)滑輪和繩子的重和滑輪組內(nèi)部的摩擦，則(g取10N/kg)()A.作用在繩端的拉力F為6NB.在1s內(nèi)拉力F做功1.2JC.在1s內(nèi)拉力F的功率是0.4WD.水平桌面對(duì)物體A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.繩子上的力是相等的，因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)的示數(shù)是2N,所以，作用在繩端的拉力F為2N.故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)圖示可知，滑輪組動(dòng)滑輪上有三股繩子。物體A在1s內(nèi)通過(guò)的距離為s=vt=0.2m/sx1s=0.2m繩子自由端

2、移動(dòng)的距離為s=3s'=3X0.2m=0.6m在1s內(nèi)拉力F做功為W=Fs=2NX0.6m=1.2J故B正確;C.在1s內(nèi)拉力F的功率為1.2J1s1.2W故C錯(cuò)誤;D.由圖可知，承擔(dān)摩擦力的繩子股數(shù)是3,物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則所以f=6N故D錯(cuò)誤。故選B。2 .(1)如圖甲所示，圖中的裝置相當(dāng)于一個(gè)(填一種簡(jiǎn)單機(jī)械的名稱(chēng)).甲(2)如圖乙所示，使用此簡(jiǎn)單機(jī)械的主要目的是乙(3)如圖丙所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個(gè)鉤碼，就做成了能自動(dòng)回頭的魔罐“，當(dāng)將"魔罐在水平地面上滾出后，還能自動(dòng)滾回來(lái)，這說(shuō)明丙【答案】滑輪組省力機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化【解析】【詳

3、解】(1)1由圖甲可知，繩子和木棍組合在一起，起到滑輪組的作用，用較小的力就可以使作用有較大力的兩根木棍靠攏，說(shuō)明使用該滑輪組可以省力；(2)2圖乙是過(guò)盤(pán)山公路，盤(pán)山公路相當(dāng)于斜面，山高一定，盤(pán)山公路相當(dāng)于增大了斜面長(zhǎng)度，因?yàn)樵谛泵娓咭欢〞r(shí)，斜面越長(zhǎng)越省力，所以人們修建盤(pán)山公路的目的是為了省力；(3)3魔罐在開(kāi)始滾動(dòng)的時(shí)候，具有動(dòng)能，滾動(dòng)的過(guò)程中，罐子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢(shì)能，當(dāng)動(dòng)能為零時(shí)，彈性勢(shì)能最大，魔罐開(kāi)始向回滾動(dòng)，在魔罐滾回來(lái)的過(guò)程中橡皮筋彈性勢(shì)能減小，罐子動(dòng)能增大，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。魔罐來(lái)回滾動(dòng)，說(shuō)明了機(jī)械能是可以相互轉(zhuǎn)化的。3 .如圖所示，不計(jì)滑輪重及摩擦，物體A、B均重為20

4、牛。當(dāng)用力F2勻速提升物體B時(shí)，以滑輪的軸為參照物，物體B是的(選填靜上”或運(yùn)動(dòng)”)，此時(shí)力F2大小為牛。若Fi和F2所做的功相等，物體A、B移動(dòng)的距離之比是,當(dāng)繩子自由端上升1米時(shí)，力F2所做的功為焦?！敬鸢浮快o止101:110【解析】【詳解】1以滑輪的軸為參照物，物體B相對(duì)與參照物的位置沒(méi)有改變，是靜止的；2B物體使用的是動(dòng)滑輪，能省一半力，不計(jì)滑輪的重和摩擦，拉力：1 1F2=-G=x20N=10N2 23因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，當(dāng)F1和F2所做的功相等，物體A.B重力相同，移動(dòng)的距離相同，故距離之比是1:1。4當(dāng)繩子自由端上升1米時(shí)，力F2所做的功為：W=Fs=10N1m=10J。

5、4 .用如圖所示的滑輪組，將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升，滑輪組的機(jī)械效率為80%,若不計(jì)繩重及摩擦，拉力F為N,拉力的功率為W,動(dòng)滑輪白重力為N.【答案】1044【解析】【分析】【詳解】(1)由圖知，n=2,則拉力端移動(dòng)的距離s=2h,滑輪組的機(jī)械效率:Wr用GhGhGW息FSF2h2F則拉力16N280%10N(2)拉力端移動(dòng)的速度拉力做功功率：(3)不計(jì)繩重及摩擦，拉力動(dòng)滑輪重力：v=2v物=2XQ2m/s=0.4m/s,P=Fv=10NXO4m/s=4W;l1-F-GG動(dòng)2G動(dòng)=2F-G=2X10N-16N=4N.5 .小紅利用彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼來(lái)研究動(dòng)滑輪的作用，每次都

6、勻速提物體，做實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，請(qǐng)觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結(jié)論。(1)由(a)(b)兩圖。(2)由(c)(b)兩圖。【答案】使用動(dòng)滑輪勻速(豎直)提物體，省力但是不能改變用力的方向。使用同一動(dòng)滑輪勻速(豎直)提不同物體，物體越輕，拉力越小。【解析】【詳解】1由圖可知，比較(a)、(b)兩圖提起物體一樣重，(b)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)小于(a)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，所以：使用動(dòng)滑輪可以省力，動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向；(2)2比較圖(b)與(c)可得：使用動(dòng)滑輪勻速提升不重物時(shí)，物體重力越輕，所用的拉力越小，越省力。6 .如圖所示，不計(jì)繩子、滑輪的

7、重力及它們之間的摩擦，當(dāng)用大小為10N的拉力F拉重50N的物體時(shí)，物體恰好以v=2m/s的速度沿水平面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)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(shí)，物體受到水平面的摩擦力將(選填“增大”、“減小”或“保持不變”)?！敬鸢浮?040不變【解析】【分析】使用動(dòng)滑輪可以省一半力；物體勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力，平衡力大小相等，判斷出摩擦力根據(jù)繩子段數(shù)判斷出繩子的速度；根據(jù)pW_FsFv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。【詳解】1因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪可以省一半力，所以拉物體的力為F2F210N20N物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦

8、力一對(duì)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(shí)，物體對(duì)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?！军c(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)滑輪的使用、平衡條件的應(yīng)用、功率的計(jì)算、影響摩擦力的因素等知識(shí)，要牢記影響滑動(dòng)摩擦力的兩個(gè)因素，當(dāng)兩個(gè)因素都不變時(shí)，摩擦力的大小不變，與其它因素?zé)o關(guān)。7 .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(duì)繩子自由端的拉力F=400N且豎直向下。求在此過(guò)程中：(1

9、)動(dòng)滑輪對(duì)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(shí)的機(jī)械效率小【答案】(1)720J;(2)800J;(3)160W;(4)90%【解析】【分析】【詳解】(1)動(dòng)滑輪對(duì)貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢(shì)能做的功，為W有G物h(2)動(dòng)滑輪與2股繩子接觸，故n=2,拉力W總FsnFh(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為PW總Pt(4)該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率為W100%W心、答：(1)動(dòng)滑輪對(duì)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(shí)的機(jī)械效率為90%。720N1m72

10、0JF所做的總功為2400N1m800J800J160W5s制90%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(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重與摩擦，g取10N/kg),小明對(duì)此工作過(guò)程及裝置作出了以下論斷：動(dòng)滑輪重為200N此過(guò)程中，工人對(duì)繩的拉力做功1000J重物勻速上升過(guò)程中，它的機(jī)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(shí)，機(jī)械效率不可能達(dá)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h1

11、m,此時(shí)滑輪組做的有用功為W有=6物h800N1m800JW根據(jù)機(jī)械效率公式=-Wk100%=80%有，總功為W有800JW己=1000J心80%惘=WW有=1000J800J=200J又因?yàn)閃®二6動(dòng)h可得W額200J6動(dòng)=200Nh1m均正確。機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能的總和,增大，正確。若要滑輪組的機(jī)械效率達(dá)到當(dāng)重物勻速上升過(guò)程中，動(dòng)能不變，勢(shì)能增加，它的機(jī)械能90%,由效率公式有W-100%=-mgh90%1，-(miwgm&g)3h3化解可得當(dāng)m物=9m動(dòng)時(shí)，滑輪組的效率能到達(dá)90%,則若增大重物A的質(zhì)量，用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率能達(dá)到故選Co90%,錯(cuò)誤。9.某

12、同學(xué)用如圖所示滑輪組將重為300N的物體以0.2m/s的速度勻速向上拉動(dòng)，拉力為125N（不計(jì)繩重及摩擦），則動(dòng)滑輪重N,5s內(nèi)人拉繩子做的功是Jo【答案】75375【解析】【分析】【詳解】1看圖可知?jiǎng)踊喩侠@過(guò)的繩子股數(shù)n=3。根據(jù)滑輪組受力關(guān)系Gw+G得解得包75N。2繩子末端移動(dòng)距離5s內(nèi)人拉繩子做的功125NSnhnv物t300N+G330.2m/s5s3mWFs125N3m375J10.用如圖所示的滑輪或滑輪組，將同一物體勻速提高h(yuǎn),最省力的是（滑輪重不計(jì)）()【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.圖中滑輪是定滑輪，拉力F=G;上，1-B.圖中滑輪是動(dòng)滑輪，拉力FG;2，-，1一C.

13、圖中滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，拉力FG;2，-，1一D.圖中滑輪組的動(dòng)滑輪繞3段繩，拉力F-G;3所以最省力的是D中滑輪組。故選D。11.使用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升一個(gè)物體時(shí)，若分別沿如圖所示的方向用力Fl、F2和F3,則這三個(gè)力的大小關(guān)系是：Af仁F2=F3B.fi>F2>F3C.F3>F2>FiD.F2>F3>Fi【答案】C【解析】【分析】【詳解】固定繩子的一端與動(dòng)滑輪接觸的地方為支點(diǎn)，各力臂如下：可知Fl的力臂為直徑，力臂最大，F(xiàn)2的力臂較大，F(xiàn)3的力臂最小，由杠桿平衡條件知，當(dāng)阻力與阻力的力臂的積固定時(shí)，力臂越大，力越小.故三個(gè)力的關(guān)系為：Fl<F2

14、<F3.故選C.12.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(shí)間內(nèi)提升相同的高度；已知滑輪重1N,繩重和滑輪摩擦力不計(jì)。則下列說(shuō)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(jī)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(dòng)滑輪，繩重和摩擦不計(jì)，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(dòng)產(chǎn)1X(10N+1N)=5.5N22故A錯(cuò)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=Gh知，有用功相同，故B

15、錯(cuò)誤；C.甲乙裝置所做的有用功相同，用乙裝置提重物時(shí)，得提起動(dòng)滑輪所做額外功較多，也、，口上e,，,，q,Wr用-舊、,人就是乙裝置的總功較大，由公式中知，甲方式的機(jī)械效率較高，故C正確；WD.因?yàn)橐已b置總功較大，并且在相同時(shí)間內(nèi)提升物體，由公式P=W知，乙裝置手的拉t力做功功率較大，故D錯(cuò)誤。故選Co13 .如圖，工人要將一塊重900N的建材運(yùn)到10m高處，裝置中每個(gè)滑輪重100N,建材上升的速度是0.8m/s。在施工過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()B.工人拉繩的速度為2.4m/sD.工人做功的機(jī)械效率小于90%A.工人的拉力為500NC.工人做功的功率為400W【答案】D【解析】【分析】【詳解

16、】由兩根繩子承擔(dān)物重，動(dòng)滑輪和建材總重為1000N,由于有摩擦和繩子自身的重量，所以工人的拉力應(yīng)大于500N,故A錯(cuò)；工人拉繩的速度應(yīng)是物體上升速度的2倍為1.6m/s,故B錯(cuò)；若部考慮繩重和摩擦，工人做功的功率為P=Fv繩=500Nx1.6m/s=800W,由于有摩擦和繩子自身的重量，所以工人做功的功率應(yīng)大于800W,故C錯(cuò)；對(duì)物體做的有用功為Wa=Gh=900NX10m=9000J,而拉力做的總功應(yīng)大于1000J,所以工人做功的機(jī)械效率小于90%,故D正確；應(yīng)選D.14 .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的大小和物體F的作用下以2米/秒的速度勻速

17、向上運(yùn)動(dòng).若不計(jì)滑輪重及摩擦，則拉力向上運(yùn)動(dòng)的速度為A. 10牛，4米/秒C.10牛，2米/秒【答案】A【解析】B. 2.5牛，4米/秒D.2.5牛，2米/秒由圖可知，該滑輪是動(dòng)滑輪，當(dāng)滑輪在力F的作用下以2米/秒的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)，重物的速度為：2x2m/s=4m/s此時(shí)拉力應(yīng)該是物重的2倍，因此拉力為：F=2G=2X5N=10N故選A.15.工人用如圖所示的滑輪組，在程中，所用的拉力大小為375N,4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2m的過(guò)物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過(guò)程中卜列說(shuō)法不正確的是（）A.繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了C.拉力F的功率為375W4mB.物

18、體受到的拉力為750ND.該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)snsA求出繩子自由端沿水平方向移動(dòng)；(2)物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，二力的大小相等，根據(jù)Faf0.4G求出物體受到的拉力；根據(jù)WFs求出拉力F做的功，根據(jù)P：蟲(chóng)求出拉力F的功率；(4)任何機(jī)械效率一定小于100%?！驹斀狻緼.由圖可知，n=2,則繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的距離snsA22m4m故A正確，不符合題意；0.41500N600N0.4GB.物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則

19、物體受到的拉力故B錯(cuò)誤，符合題意；Fs375N4m1500JC.拉力F做的功則拉力F的功率W總1500J-上匕375W4s5000N的配重，杠桿AB的支點(diǎn)P,每個(gè)滑輪重100N,工人體重為300N的力豎直向下以1m/s的速度故C正確，不符合題意；D.該滑輪組克服摩擦做額外功，故該滑輪組的機(jī)械效率一定小于100%,故D正確，不符合題意。故選Bo16.如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M是重為O,已知長(zhǎng)度OA：OB=1:2,滑輪下面掛有建筑材料700N,杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計(jì)。當(dāng)工人用勻速拉動(dòng)繩子時(shí)()JOAA.建筑材料P上升的速度為3m/sB.物體M對(duì)地面的壓力為5000NC.工

20、人對(duì)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(dān)，建筑材料P上升的速度vv繩=1xlm/s=0.5m/s22故A錯(cuò)誤；B.定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對(duì)定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得FA=3F+G定=3X300N+100N=1000N杠桿對(duì)定滑輪的拉力和定滑輪對(duì)杠桿的拉力是一對(duì)相互作用力，大小相等，即Fa=Fa'=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FaXOA=FbXOB,且OA:OB=1:2,所以Fb=FaXOA=1000NX-OA-=500NOB2OA因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以杠桿對(duì)物體M的拉力等于物

21、體M對(duì)杠桿的拉力，即Fb'=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，則物體M受到的支持力為Fm支才#=Gm-Fb'=5000N-500N=4500N因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以物體M對(duì)地面的壓力Fm=Fm支持=4500N故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時(shí)，因力的作用是相互的，則繩子對(duì)工人會(huì)施加豎直向上的拉力，其大小也為300N,此時(shí)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?yàn)榈孛鎸?duì)人的支持力和人對(duì)地面的壓力是一對(duì)相互作用力，大小相

22、等，所以工人對(duì)地面的壓力Fffi=F支=400N故C正確；D.由圖可知n=2,且滑輪組摩擦均不計(jì)，由F=1（G+G動(dòng)）可得，建筑材料P重2G=2F-G動(dòng)=2X300N-100N=500N故D錯(cuò)誤。故選Co17.如圖水平桌面上的物體A重100N,物體B重40N,此時(shí)物體B恰能勻速下降；當(dāng)用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A在2s內(nèi)勻速向左移動(dòng)1m的過(guò)程中，若不計(jì)動(dòng)滑輪和繩的重力，不計(jì)繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦，則下列說(shuō)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(dòng)摩擦力為40ND.吊著B(niǎo)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(dòng)滑輪繞2段繩，

23、當(dāng)用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A在2s內(nèi)勻速向左移動(dòng)1m的過(guò)程中，A移動(dòng)的距離為B升高高度的2倍，B上升了1mhB=0.5m,2故A錯(cuò)誤；BC.當(dāng)A向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，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(duì)平衡力，故1 1f=-Gb=-X40N=20N22當(dāng)A向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B對(duì)A的拉力，由于滑動(dòng)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=20N.A向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力為：F=f+1Gb=20N+20N=40N,2拉力F的功率為:WFs40N1mP=20W>tt2s故B正確，C錯(cuò)誤；D.繩子拉力對(duì)物體B所做的功為：W=GBhB=40NX0.5m=20JD錯(cuò)誤.18 .利用質(zhì)量相等的滑輪，組裝