2020-2021备战中考物理二轮滑轮组的省力问题专项培优易错试卷含详细答案.docx
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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是()A F12B F1F2, 1F2, 1=2【答案】 B【解析】【分析】【详解】由图可知,图甲中绳子承担重物的段数为3,图乙中绳子承担重物的段数为2 ,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计,则它们绳子末端的拉力各自为F11 G物G动1 G物G动n3F11 G物G动1 G物G动n2所以F1F2故 CD错误;绳子末端移动距离与物体上升高度关系s=nh滑轮相同,提升重物相同,由W有100%G物 h100%G物 h1
2、00%G物100%W总Fs1G动nhG物 G动G物n可知1=2故 A 错误, B 正确。故选 B。2 用一个动滑轮提起重100N 的物体(绳重与摩擦不计),所用拉力60N。若用此动滑轮将重 200N 的物体以0.2m/s 速度匀速上升时,拉力功率为_W。较前一次提升物体,该滑轮的机械效率_(选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】 44变大【解析】【详解】1 根据题意可知,物体以 0.2m/s 速度匀速上升,对于动滑轮,绳子移动的速度v=20.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计,则拉力1F=(G 物 +G 动 )2即160N=(100N+ G 动 )2解得 G 动 =20N ,用此动滑轮将
3、重200N 的物体时,拉力1F =(200N+20N)=110N2拉力功率为P=F v=110N0.4m/s=44W拉力功率为44W 。2 较前一次提升物体,物体的质量增加,重力增大,有用功增大,而摩擦不计、动滑轮重不变,额外功不变,这样有用功在总功中所占的比例增大,滑轮组的机械效率将增大。3 如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、 B 均重为 20 牛。当用力 F2 匀速提升物体 B时,以滑轮的轴为参照物,物体B 是 _ 的 (选填 “静上 ”或“运动 ”),此时力 F2 大小为_牛。若 F 和 F 所做的功相等 ,物体 A、 B 移动的距离之比是 _,当绳子自由端12上升 1 米时,力 F2
4、所做的功为 _焦。【答案】静止101:110【解析】【详解】1 以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的;2B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F2= 1 G= 1 20N=10N223 因为使用任何机械都不能省功,当F 1 和 F2 所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。4 当绳子自由端上升 1 米时,力 F 2 所做的功为:W=Fs =10N1m=10J。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
5、计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F=_N 及其功率P=_W 。【答案】 206【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= 1 f= 1 60N=20N ;332 绳子自由端移动的速度为:v 绳 =3v 物 =30.1m/s=0.3m/s ;则拉力 F 的功率为:P=Fv 绳=20N 0.3m/s=6W 。5 如图所示的滑轮组,拉一重100N 的物体 M 在水平地面上做匀速直线运动,如果拉力F=20N,绳子拉出了6m ,则物体受到的摩擦力为_N,物体前进了_m ,弹簧测力计的示数为 _N。(不计滑轮重、绳重和摩擦)【答案】 60240
6、【解析】【详解】1 由图可知:滑轮组上绳子的有效股数n=3,所以物体M 与地面间的摩擦力f=nF=3 20N=60N物体受到的摩擦力为60N。2 物体移动的距离s物1 s绳 = 1 6m=2m33物体前进了2m 。3 弹簧测力计与定滑轮相连,定滑轮上有两股绳子,因此弹簧测力计的示数为F 弹 2F20N 2 40N弹簧测力计的示数为40N。6 如图所示,用力 F12C 时,滑轮 _可以看作等臂杠杆(选填和 F 分别匀速提起物体“ A或 “ B)”.若物体 C 重为 50 牛,滑轮重力不计,则力F2 的大小为 _ 牛.【答案】 A 25【解析】【详解】1 由图可知, A 滑轮是定滑轮,所以滑轮A
7、是等臂杠杆。2 滑轮 B 是动滑轮 ,省一半力 ,所以 F2 的大小为 25N。7 高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20 个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A 端受到的拉力大小为_N。若 5s 内坠砣串下降了 40cm,则输电线A 端向左移动速度是_m/s 。( g 取 10N/kg ,不考虑钢绳的热胀冷缩)4【答案】 1100.04【分析】【详解】120 个坠砣的总重力G=mg=25kg 20 10N/kg=5000N由图知,使用的滑轮组承担A 端拉力的绳子股数n 2,图中
8、坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G1FA2则输电线 A 端受到的拉力大小FA=2G 2 5000N=1 410N2 图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣串下降高度h 2sA,则输电线 A 端向左移动的距离sA1 h140cm=20cm=0.2m22A 端向左移动速度sA0.2mv0.04m/st5s8 如图所示,物体A 在水平桌面上,绳重及摩擦不计,动滑轮重力为2N。当B 物体重力为 8N 时,它恰好能匀速下降。( 1)以上装置中属于动滑轮的是 _(填字母)。( 2)物体 A 所受的摩擦力为 _N。( 3)若用一个水平向左的力 F 拉物体 A,使其向左匀速运动,则这个力F 大小
9、应为_N。【答案】 M 5 10【解析】【详解】1 由于 M 随物体移动而发生位置变化,所以M 是动滑轮。2A 对 B 的拉力为 F,动滑轮 M 和 B 受力分析可知中:2F=GM +GB2N8NF5N2A 受力平衡,所以摩擦力f=F=5N 。3A 向左匀速运动时,受力平衡:F 左 =f+F=5N+5N=10N 。9 某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重_N, 5s 内人拉绳子做的功是_J。【答案】 75375【解析】【分析】【详解】1 看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3。根据滑轮组受力关系G物 +G动Fn得
10、300N+G动125N3解得 G动75N。2 绳子末端移动距离Snhnv物 t30.2m/s5s3m5s 内人拉绳子做的功WFs125N3m375J10 工人利用图甲所示的滑轮组将重为400N 的物体向上匀速提起2m ,所用拉力为250N( 1)求滑轮组的机械效率; _( 2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应该怎样绕,请在图乙中画出绳子的绕法; _( 3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,不计绳重和摩擦,机械效率的关系是 甲 _ 乙(选填“”,“ =”, “”)【答案】 80%;=【解析】【详解】(1)由图甲可知,滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2,则拉力端移动距离s=
11、2h=2 2m=4m,工人做的有用功:W 有用 =Gh=400N2m=800J ,工人做的总功:W 总=Fs=250N4m=1000J,滑轮组的机械效率: W有用100%800J100%80% ;W总1000J( 2)如果要用这个滑轮组达到更省力的效果,绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮和下面的动滑轮,如图所示:( 3)用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度,做的有用功相同;不计绳重和摩擦,做的额外功是提升动滑轮做的功,由题意可知,动滑轮的重力相同,提升动滑轮的高度也相同,由 W=Gh 可知做的额外功相同;因为W 总=W 有用 +W 额 ,所以做的总功相同,由W 有用 10
12、0%可知两个滑轮组的机械效率相同,即甲 =乙 W总11 如图所示,置于水平桌面上的物体 A 重 50N,物体 B 重 30N,动滑轮重 10N,物体 B 在匀速下降了 40cm 的过程中,拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动了一段距离,忽略绳重及滑轮轴上的摩擦,则下列说法正确的是()A物体A 移动了20cmB绳子拉力对物体A 做的功是8JC物体A 与桌面的滑动摩擦力为30ND若对物体A 施加一个水平向左的力F,使物体B 可以匀速上升,则力F 的大小为40N【答案】D【解析】【分析】【详解】A由图可知,有两段绳子拉着动滑轮,则拉力移动的距离为物体上升高度的2 倍,物体B下降了 40cm,则 A 移
13、动的距离为S2h240cm80cm=0.8m故 A 错误;B物体 B 重 30N,动滑轮重10N,忽略绳重及滑轮轴上的摩擦,则拉动A 的力的大小为F 1 (GBG动 )1 (30N 10N) 20N22绳子拉力对物体A 做的功为WF S20N 0.8m 16J故 B 错误;C物体 A 在水平方向上做匀速直线运动,在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为fF 20N故 C 错误;D用一水平向左的力F 拉动物体A,则 A 在水平方向上受到三个力的作用:向左的拉力F、向右的物体B 的拉力和向右的摩擦力,物体B 匀速上升,物体A 也匀速移动,这时物体 A
14、受到平衡力,则拉力为FfF 20N20N=40N故 D 正确。故选 D。12 用如图所示的滑轮组吊装 100 袋大米,每袋大米的质量是力为 1200N,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦, g 取50kg,绳子能承受的最大拉10N/kg,则至少需要吊运的次数是()A9 次B 10 次C 11 次D 12 次【答案】 D【解析】【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4,最大拉力 F 1200N,一次能吊起的大米重力为:G14F4 1200N 4800N ,一次能吊起的大米质量为:m1G4800Ng480kg ,10N/kg因为每袋大米的质量是50kg,故一次能吊起的大米袋数为:n1480k
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