备战中考物理易错题-滑轮组的省力问题练习题附答案解析.docx
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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 如图所示,物重为G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是()AF1 GBF21 G3CF31 G2DF41 G2【答案】 C【解析】【分析】【详解】12FlF l1A由图像可知 l=l ,由杠杆平衡条件1 122 可得 F =G,故正确,不符合题意;1G ,故正确,不符合题意;B由图像可知滑轮组 n=3,则 F23C由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则F32G ,故错误,符合题意;D不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh,即 F41 G ,故正确,不符2合题意。故选 C。2 用一个动滑轮提起重 100N 的物体
2、(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
3、 。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 如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。水平拉力F 作用下将重为30N 的物体 A 匀速拉动,已知绳子自由端速度为0.3m / s ,物体 A 受到的摩擦力f0.1G ,水平拉力F 为_ N ,在 2s内物体移动的距离为_ m 。【答案】 10.2【解析】【详解】1 由图可知,连接动滑轮的绳子股数n=3,由题意知,物体A 受到的摩擦力f0.1G0.130N3N不计绳重及摩擦,则水平拉力:F1f11Nn3N32 物体的速度:1v绳10.3m
4、 / s0.1m/ sv物3n由 vs2s 内物体移动的距离得,在ts物v物t0.1m/s 2s0.2m故 2s 内物体移动的距离为0.2m 。4 用如图所示的滑轮组,将重为16 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升,滑轮组的机械效率为80%,若不计绳重及摩擦,拉力F 为 _N,拉力的功率为_W,动滑轮的重力为_N【答案】 1044【解析】【分析】【详解】(1)由图知, n=2,则拉力端移动的距离s=2h,滑轮组的机械效率:W有用GhGhGW总FSF 2h2F则拉力G16N10NF280%2(2)拉力端移动的速度v=2v 物=20.2m/s=0 . 4m/s ,拉力做功功率 :P=Fv=10
5、N0.4m/s=4W ;(3)不计绳重及摩擦,拉力F 1 G G动2动滑轮重力:G 动=2F G=210N16N=4N 5 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度,若不计绳子与滑轮的摩檫,_装置更省力(选填“甲”或“乙”)。甲装置的机械效率_乙装置的机械效率(选填“高于”、“低于”或“等于”)。甲图中若钩码总重100N,动滑轮重为20N,不计摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升的高度为_m ,滑轮组的机械效率为_。【答案】甲等于283. 3%【解析】【详解】1 不计摩擦,拉力F=1 (G 物+G 轮 )
6、, n 甲=3 ,n 乙 =2,绳子受的拉力:nF 甲=1 (G 物 +G 轮),3F 乙 =1 ( G 物 +G 轮 ),2F 甲F 乙,甲更省力;2 动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W 额=G 轮 h, W 有用 =G 物 h,故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,据=W有用甲可知,滑轮组的机械效率相同,即:W总=乙;3 如甲图,泥桶由3 股绳子承担,则n=3, s=3 h,s=6m,泥桶上升的高度为:11h=s=6m=2m ;3 34 不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率为:W有用W有用Gh=G100N=W额=100 % 83.3%。W总W有用Gh G动 hGG动100N
7、 20N6 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 。7 如图所示为家用手摇晾衣架,它是我们生活中经常使用的简单机械,其中A、 B
8、两滑轮中属于动滑轮的是_;若衣服和晾衣架的总重力为200N ,晾衣架上升的高度为1m ,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力_ m 。F_ N ,绕进旋轮上的绳子长度是【答案】 B504【解析】【分析】【详解】1 使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,由图可知B 为动滑轮;2由图可知承重绳为4 股,衣服和晾衣架的总重力为200N ,所以绳子的拉力G200N50NF4n3承重绳为 4 股,所以绕进旋轮上的绳子长度是S=4h=4 1m=4m【点睛】8 小黄同学用水平力 F 拉动如图所示装置,使重 200N 的 A 物体 5s 内在水平地面上匀速运动了 120cm,物体 B 重 100N (
9、物体 B 与 A 始终接触),此过程中 A 受到地面的摩擦力为 24N,弹簧测力计的示数为 16N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为_m/s ,物体 A 受到 B 施加的摩擦力 _(选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”),水平拉力F 大小为 _N,水平拉力F 的功率为 _W。【答案】 0.12水平向右809.6【解析】【分析】滑轮为动滑轮,滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一;根据力的作用的相互性得出物体 A 受到 B 施加的摩擦力的大小及方向;物体A 受到向左的拉力等于地面对A 的摩擦力 f 地加上物体 A 受到 B 施加的摩擦力fA;而滑轮为动滑
10、轮,滑水平拉力F 为 F 左 的 2 倍,据此计算水平拉力 F 的大小;然后利用PFv 计算功率。【详解】1 物体移动的速度v物s物12010 2 m0.24m/st5s则滑轮移动的速度v轮1v物10.24m/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,而物体B 受到 A 的摩擦力与弹簧测力计的拉力是平衡力,大小等于16N,则物体 A 受到 B 施加的摩擦力也为16N,方向水平向右。3 物体 A 受到向左的拉力等于地面对A 的摩擦力加上物体A 受到 B 施加的摩擦力,即F左f地fBA24N16N40N滑轮为动滑轮,则水平拉力F 为F2F左240N80 N4 水平
11、拉力 F 的功率PFv 轮80N0.12m/s9.6W9 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FG物 +G动n得125N解得 G动75N。2 绳子末端移动距离300N+G动3Snhnv物 t30.2m/s5s3m5s 内人拉绳子做的功WFs125N3m375J10 小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G 物=720N,在 t=5s 内货物被匀速竖直提升了 h=1m
12、 ,小李始终静止在地面上,并且对绳子自由端的拉力F=400 N 且竖直向下。求在此过程中:(1)动滑轮对货物做的有用功;(2)拉力 F 所做的总功;(3)拉力 F 做功的功率;(4)使用该装置提升货物时的机械效率。【答案】 (1)720J;(2)800J; (3)160W; (4)90%【解析】【分析】【详解】(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功,为W有G物 h720N1m720J(2)动滑轮与 2 股绳子接触,故n=2,拉力F 所做的总功为W总FsnFh2 400N1m 800J(3)由功率公式,可知拉力F 做功的功率为PW总800J160Wt5s(4)该装置提升货物时
13、的机械效率为W有100%720J 90%W总800J答: (1)动滑轮对货物做的有用功为720J;(2)拉力 F 所做的总功为800J;(3)拉力 F 做功的功率为160W ;(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。11 用图 3 甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计则A手的拉力: F 甲=F 乙;机械效率:甲 =乙B手的拉力:F 甲 F 乙 ;机械效率: 甲 乙C手的拉力:F 甲 F 乙 ;机械效率:甲乙D手的拉力:F 甲 F 乙 ;机械效率: 甲 乙【答案】 D【解析】【分析】【详解】由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物
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