中考物理與滑輪組的力問題有關(guān)的壓軸題附答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1.用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機(jī)械效率刀與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，計(jì)算并繪出刀與G物的關(guān)系如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則卜列說法正確的是（）A.同一滑輪組的機(jī)械效率刀隨G物的增大而增大，最后等于100%B.此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為5NC.當(dāng)G物=15N時(shí)，滑輪組機(jī)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(jī)械效率仍不改變【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.使用滑輪組時(shí)，克服物重的同時(shí)，不可避免地要克服動(dòng)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(jī)械效率一定小于1,即同一滑輪組的機(jī)械效率刀隨G物的增大而

2、增大，但最終不能等于100%,故A錯(cuò)誤；B.由圖可知，G物=12N,此時(shí)年80%,則G物h80%Fs且有nFG物G動(dòng)snh代入可得上80%G物G動(dòng)12NG動(dòng)故滑輪組動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)3N故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)G物=15N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為故C錯(cuò)誤；D.G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，如圖所示因?yàn)榇藞D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?xí)r，額外功相同，所以總功相同，滑輪組的機(jī)械效率仍不改變，故D正確。故選D。2.用一個(gè)動(dòng)滑輪將重為8N的物體勻速提高1m,所用豎直向上的拉力為5N,則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為%;用此動(dòng)滑輪將重為18N物體也提高1m時(shí)，所做的總功是J。

3、（不計(jì)繩重和摩擦）【答案】8020【解析】【分析】使用動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,繩子末端移動(dòng)的距離s=2h,有用功就是將物體提升對(duì)物體做的功（W有Gh）,拉力F做的功為總功（W總Fs）,再利用機(jī)械效率的公式求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；根據(jù)W總W有W額求出額外功，不計(jì)繩重和摩擦，使用動(dòng)滑輪做的額外功就是提升動(dòng)滑輪做的功W額G輪h,知道提升的高度，可以求出動(dòng)滑輪1重；再利用F-G輪G物求拉力大小，知道s=2h,利用功的公式求拉力做的功（總n功）大小，根據(jù)WGh求出有用功，利用效率公式求出此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率?！驹斀狻?使用動(dòng)滑輪時(shí)，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,物體被提升的高度snh21m2mW有G

4、h8N1m8JW總Fs5N2m10J滑輪組的機(jī)械效率G物15NGwG動(dòng)15N3N83%h=1m,拉力移動(dòng)距離有用功為拉力做的總功為W8J-100%100%80%W巧10J2根據(jù)W總W有W額可知，額外功為W額W總W有10J8J2J不計(jì)繩重和摩擦，則有1-F5G動(dòng)G物2N18N10N拉力做的總功Fs10N2m20J心、3 .工人用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定，滑輪組的機(jī)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(jì)。則：(1)若某次運(yùn)送建材的質(zhì)量為40kg,滑輪組的機(jī)械效率是。動(dòng)滑輪的重力是No(2)若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升12m,作用在繩上的

5、拉力為500N時(shí)，拉力的功率是W,運(yùn)送建材的重力是N,此時(shí)的機(jī)械效率是?！敬鸢浮?0%40020060060%.(1)1建材質(zhì)量為40kg,其重力為不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)G輪h可知，動(dòng)滑輪的重力2J1m2N由圖乙得，當(dāng)建材重力為2此時(shí)機(jī)械效率解得G動(dòng)=400N。Gmg=40kg10N/kg=400N400N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為50%。400400+G動(dòng)=50%(2)3滑輪組由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成，與動(dòng)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(dòng)的距離為24m,拉力功率WFs500N24m=200Wtt60s4滑輪組省一半的力，所以G才+G動(dòng)=2F解得G

6、材=600N。5此時(shí)的機(jī)械效率為4 .如圖所示，在水平拉力F的作用下，重為300N的物體恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體與桌面的摩擦力大小為60N（不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦），則拉力F=N及其功率P=Wo1由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為3,不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重及摩擦，則繩端的拉力：11F=_f=_X60N=20N；332繩子自由端移動(dòng)的速度為：v繩=3v物=3x0.1m/s=0.3m/s；則拉力F的功率為：P=Fv繩=20NX0.3m/s=6W。5 .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(yùn)動(dòng)，如果拉力【答案】60240【解析】600=60

7、%G材G動(dòng)600+400【答案】206F=20N,繩子拉出了6m,則物體受到的摩擦力為N,物體前進(jìn)了m,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N。（不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦）【詳解】1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(dòng)的距離1_1,sw二胡-二6m=2m33物體前進(jìn)了2m。3彈簧測力計(jì)與定滑輪相連，定滑輪上有兩股繩子，因此彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F彈=2F=20NX2=40N彈簧測力計(jì)的示數(shù)為40N。6.如圖所示， 用力Fi和F2分別勻速提起物體C時(shí)， 滑輪可以看作等臂杠桿 （選填“做“B”.若物體C重為50牛，滑輪重力不計(jì)，

8、則力F2的大小為牛.【答案】A25【解析】【詳解】1由圖可知，A滑輪是定滑輪，所以滑輪A是等臂杠桿。2滑輪B是動(dòng)滑輪，省一半力，所以F2的大小為25N。7 .如圖所示，不計(jì)繩子、滑輪的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，判斷出摩擦力根的因素：壓力和接觸面的粗糙程度?！驹斀狻?因

9、為使用動(dòng)滑輪可以省一半力，所以拉物體的力為F2F210N20N物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦力一對(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。【點(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)。8.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

10、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。求在此過程中：(1)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)械效率中【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能做的功，為W有G物h720N1m720J(2)動(dòng)滑輪與2股繩子接觸，故n=2,拉力F所做的總功為W總FsnFh2400N1m800J(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為據(jù)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

11、擦力(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%。9 .用一個(gè)動(dòng)滑輪提起重100N的物體(繩重與摩擦不計(jì))，所用拉力60N。若用此動(dòng)滑輪將重200N的物體以0.2m/s速度勻速上升時(shí)， 拉力功率為W。 較前一次提升物體， 該滑輪的機(jī)械效率(選填“變大”、“不變”或“變小”)【答案】44變大【解析】【詳解】1根據(jù)題意可知，物體以0.2m/s速度勻速上升，對(duì)于動(dòng)滑輪，繩子移動(dòng)的速度v=20.2m/s=0.4m/s繩重與摩擦不計(jì)，則拉力1F=-(

12、G物+G動(dòng))2即60N=1(100N+G動(dòng))2解得G動(dòng)=20N,用此動(dòng)滑輪將重200N的物體時(shí)，拉力F=1(200N+20N)=110N拉力功率為P=Fv=110N0.4m/s=44W拉力功率為44W。2較前一次提升物體，物體的質(zhì)量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重不變，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機(jī)械效率將增大。10 .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)此工作過程及裝置作出了以下論斷：W息800Jt5s160W720J800J90%而皿總，

13、二W有W額有又因?yàn)閃額=6動(dòng)h可得均正確。機(jī)械能是動(dòng)能和勢能的總和,增大，正確。若要滑輪組的機(jī)械效率達(dá)到W有800JW總=1000J80%W額=川總W有=1000J800J=200JW額200JG動(dòng)二上2200N當(dāng)重物勻速上升過程中，動(dòng)能不變，勢能增加，它的機(jī)械能90%,由效率公式有W-100%=mwgh90%1，W（mwgm&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90%,錯(cuò)誤。動(dòng)滑輪重為200N此過程中，工人對(duì)繩的拉力做功1000J重物勻速上升過程中，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

14、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h1m,此時(shí)滑輪組做的有用功為W有二6物h800N1m800J、，W根據(jù)機(jī)械效率公式=-100%=80%有，總功為故選Co11 .如圖所示兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為M和m（已知Mm,用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止在水平地面上.若滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)且滑輪質(zhì)量不計(jì)，則（）M卜A.天花板對(duì)滑輪的拉力大小為（M+mgB.繩子對(duì)物體A的拉力為（M-mgC.地面又中物體A的支持力為Mg

15、D.繩子對(duì)天花板的拉力為2mg【答案】D【解析】【詳解】B.由圖可知該滑輪為定滑輪，因物體B靜止，則滑輪兩側(cè)每股繩子上的拉力都等于物體B的重力mg,所以繩子對(duì)物體A的拉力為mg,故B錯(cuò)誤；A.滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)且滑輪質(zhì)量不計(jì)，該滑輪受到天花板對(duì)它向上的拉力和兩股繩子向下的拉力，所以由力的平衡條件可知，天花板對(duì)滑輪的拉力大小為2mg,故A錯(cuò)誤；D.根據(jù)相互作用力可知，滑輪對(duì)天花板的拉力大小也為2mg,即繩子對(duì)天花板的拉力為2mg,故D正確；C.物體A受三個(gè)力的共同作用，向下的重力GMg、繩子向上的拉力F=mg和地面對(duì)物體A向上的支持力N;由于物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以物體A所受的三個(gè)力的合力

16、為0,即FNG所以，地面對(duì)物體A的支持力的大小為NGFMgmg（Mm）g故C錯(cuò)誤。故選Do12 .如圖所示，水平拉力Fi（6N）將物體（G=9N）沿直線勻速拉動(dòng)si的距離，做功Wi,借助滑輪組，F(xiàn)2使物體在同一水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離si,F2所拉繩端的上升距離為S2,做功為W2,則（）B. S2一定小于siC. F2一定大于G/3D. F2一定大于Fi/3【答案】D【解析】【分析】【詳解】水平拉力Fi將物體沿直線勻速拉動(dòng)做功:WiFj借助滑輪組，使物體在同一水平地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離，拉繩端的上升距離為S2,做功：W2F2s2；A.做功W2WiW動(dòng)，故A錯(cuò)誤;B.有3股繩子承擔(dān)S

17、23sl，故B錯(cuò)誤；_1一CD.F2G輪F1，故C錯(cuò)誤，D正確。3故選D。13 .用一動(dòng)滑輪將重物勻速提升2m,人對(duì)繩子的自由端所用力是40N,不計(jì)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,160JC.40N,160JD.40N,80J【答案】B【解析】【分析】【詳解】動(dòng)滑輪省一半力，多費(fèi)一倍的距離，所以物體的重為：G2F240N80N;由Fi1 1A.W2一定小于Wih2m得s2h22m4m,提升重物所做的功：WFs40N4m160J.故選B.14 .如圖所示的甲、乙兩滑輪組，所用滑輪的規(guī)格相同，用它們將相同的重物相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，以下說法正確的是A

18、.甲滑輪組所用拉力較大B.甲滑輪組拉力做的功較多C.兩滑輪組拉力做功的功率一定相等D.兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔=（G物+G輪）In,且n甲=3,n乙=2,所以，繩子受的拉力：F甲=（G物+G輪）/3,F乙=（G物+G輪）/2,即F*F乙，故A錯(cuò)誤；B.不計(jì)繩重及摩擦，拉力做的功：W甲=5甲$甲=（G物+G輪）/3Xh=（G物+G輪）hW乙=5乙$乙=（G物+G輪）/2X%=（G物+G輪）h.1,W=W乙，故B錯(cuò)誤；C.甲、乙兩滑輪組提升重物的時(shí)間不知道，故無法比較功率，故C錯(cuò)誤；D.因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W

19、w=G輪h,W有用二G物h,所以，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因?yàn)閃有用/W總，滑輪組的機(jī)械效率相同，故D正確；故答案為Do15.小明用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，分別在相同時(shí)間內(nèi)將同一重物勻速提升相同高度，每個(gè)滑輪的重均相等，不計(jì)繩重及摩擦，針對(duì)這一現(xiàn)象，小明得出了4個(gè)結(jié)論：Fi做的功等于F2做的功；甲滑輪組的機(jī)械效率等于乙滑輪組的機(jī)械效率；使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力；Fi做功的功率等于F2做功的功率；其中正確的為（）G勻速提升甲乙A.、B.、C.、D.、【答案】D【解析】【分析】【詳解】在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，拉力做的功等于提升物體和動(dòng)滑輪做的功，因?yàn)槲镏叵嗤嵘母?/p>

20、度相同，所以兩次拉力做的功都等于W總Fs=GG動(dòng)h故Fi做的功等于F2做的功，正確；在不計(jì)繩重及摩擦?xí)r，甲滑輪組和乙滑輪組的機(jī)械效率都為W有用GhGW總GG動(dòng)hGG動(dòng)即機(jī)械效率相等，故正確；甲滑輪組由兩段繩子承重，拉力為Fi乙滑輪組由三段繩子承重，拉力為F2正確；故選Do重和摩擦，若用這個(gè)滑輪組勻速提升2100N的物體，繩未斷裂，人的拉力為（）所以使用乙滑輪組比甲滑輪組更加省力兩次拉力做的功，用時(shí)也相等，根據(jù),正確；cW一P丁知，F(xiàn)i做功的功率等于F2做功的功率，16.如圖，小華用滑輪組勻速提升一個(gè)重為900N的物體，人拉繩的力F為350N,不計(jì)繩GA.650NB.700NC.750N【答案】

21、C【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)：n=3,不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端拉力：1_Fi=（G+G動(dòng)），3由此可得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)=3Fi-G=3X350N-900N=150N當(dāng)提起2100N物體時(shí)，人的拉力：一、1(G1+G動(dòng))=X(2100N+150N)=750N.3故選C.17.如圖所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑輪（不計(jì)滑輪重力）木板B靜止，木塊A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，5s內(nèi)木塊A移動(dòng)了0.5m,滑輪組的機(jī)械效率為80%?下列說法正確的是（）A.木塊A受到的摩擦力為5NB.地面對(duì)木板B的摩擦力為4NC.5s內(nèi)繩子拉力對(duì)木板B做的功為2JD.拉力F的功率為0.5W【答案】DD.800N1F2=3【解析】【分析】【詳解】WF繩2sA.滑輪組的機(jī)械效率為80%,根據(jù)公式=可算出繩子上的力為W息F拉slF拉80%10N80%一F繩=4N22木塊A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，摩擦力等于繩子上的力，為4N,A錯(cuò)誤；B.木板B靜止，受力平衡，對(duì)其受力分析，受到繩子的拉力為5N,方向向右，還受到木塊A的摩擦力為4N,方向向左，因此地面給木板B的摩擦力大小為1N,方向向左，B錯(cuò)誤；C. 5s內(nèi)木板B靜止，繩子拉力對(duì)木板B做的功為0J,C錯(cuò)誤；D. 5s內(nèi)木塊A移動(dòng)了0.5m,則拉力拉著滑輪移動(dòng)了0.25m,