最新2019中考物理知识点全突破系列专题61滑轮组绳子拉力的计算含解析.docx

教学资料范本最新2019中考物理知识点全突破系列专题61滑轮组绳子拉力的计算含解析编 辑：_时 间：_滑轮组绳子拉力的计算一、单选题1.如图所示，动滑轮重10N，不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦，当动滑轮上挂重力为50N的物体A时，物体B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动则B受到的摩擦力（ ）A.方向水平向左，大小是20NB.方向水平向右，大小是 NC.方向水平向左，大小是 ND.方向水平向右，大小是20N2.小王使用如图所示的滑轮组提升重物,用300N的拉力在10s内将540N的重物匀速提升了1m,在这个过程中（ ）A.有用功为540JB.拉力的功率为90WC.滑轮组的机械效率为60%D.绳子自由端移动的距离为3m3.如图所示，用20N的水平拉力F拉滑轮，可以使重15N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重8N，弹簧测力计的示数为3N且保持不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（ ） A.地面受到的摩擦力为10NB.滑轮移动的速度为0.4m/sC.在2s内绳子对物体A所做的功为4JD.水平拉力F 的功率为4W4.如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2ms，拉绳的力F是9N。由此可知（ ）。A.物重是27N，物体的速度是0.4msB.物重是18N，物体的速度是0.6msC.物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4msD.物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6ms5.如图所示，滑轮组将重50N的物体A以 的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm，拉力F大小为10N，滑轮组的机械效率为 ，下列说法中正确的是 A.拉力F做功的功率为2WB.2s内绳子自由端移动的距离为 C.滑轮组做的有用功为50JD.物体A受到水平地面的摩擦力为16N6.如图所示，用力F把重为400N的物体在10s内匀速提升2m ， 其中动滑轮重为100N ， 不计绳重和摩擦。则 A.绳子的拉力为200NB.滑轮组的机械效率为 C.拉力的功率为80WD.绳子自由端移动的速度为 二、填空题7.如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为_N。拉力F为_N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为_m/s。8.如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是：F=_；动滑轮重为_N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变_9.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。如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和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为_N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了_cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）10.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，则动滑轮重为_N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是_N（不考虑绳重和摩擦）11.如图所示，用滑轮组将3kg的物体匀速提高1m，拉力F为200N，则有用功为_J，滑轮组机械效率为_。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率_（选填“变小”、“变大”或“不变”）。（不计绳重和摩擦）12.如图所示，物体重为20N，某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m，则绳子自由端移动的速度为_ ，拉力做功为_J，此物休受到的摩擦力为_ 不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦 13.如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4m/s的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。若物体A匀速运动2s，拉力F做功为_J，拉力F的功率为_W。14.如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为_N，拉力F的功率为_W；将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将_（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。15.一位同学在自家阳台设计了如图所示的升降装置，使用此装置的优点是_。他用此装置将重200 N的物体匀速提高10 m，此过程中该装置的机械效率是80%，所用拉力是_N。三、计算题16.工人师傅利用如图所示的滑轮组，在30s内将重为500N的物体匀速提升3m，人匀速拉绳子的功率为60W，不计绳重及摩擦。求：（1）作用在绳子自由端的拉力； （2）滑轮组的机械效率；（结果保留一位小数） （3）若绳子所能承受的最大拉力为500N，使用此滑轮组能提升的最大物重是多少？ 17.如图所示，大威用40N的拉力，使物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升，此时滑轮组的机械效率为75%（不计绳重和摩擦），则：（1）物体A的重力为多大？ （2）拉力的功率多大？ （3）若竖直匀速提升120N的物体，滑轮组的机械效率为多大？ 18.小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了一个滑轮组，所用的滑轮每只质量为2 kg，每次将一袋50 kg的水泥提升5m。求：(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)（1）每袋水泥受到的重力大小； （2）每次做的有用功； （3）滑轮组的机械效率。 19.为了改善老旧住宅楼的保温效果，沈阳开展了“暖房子工程”，如图为施工现场使用的提升装置。已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为 500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦。（g=10N/kg）求：（1）提升装置所做的有用功； （2）拉力F 功率； （3）该装置的机械效率。 20.工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是700 N，双脚与地面的接触面积是500 cm2。他将540 N的建材匀速提升了3 m,滑轮组的机械效率是90%。试求：（1）提升建材所做的有用功是多少？ （2）工人对绳子的拉力是多少？ （3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？ 21.如图所示，用400N的拉力F，将重900N的木箱匀速提升1m。求：（1）拉力所做的功； （2）该滑轮组的机械效率。 22.小亮同学想把重100N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力F甲所做的功。 （2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙=75N,小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。求使用该斜面工作时的机械效率。 （3）如图（丙）所示：小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，在2s内将重物匀速提升3m,已知动滑轮的重量为10N。按要求画出滑轮组的绕线，求拉力F丙做功的功率。（每段绳子可承重80N,不计绳重及摩擦）。 23.如图所示，物体A的重力为600N，工人用该滑轮组来竖直提升物体A，工人对绳子竖直向下的拉力为250N，当物体A被匀速提升2m时，不计绳重和摩擦。求（1）工人的拉力做的功； （2）动滑轮的重力； （3）滑轮组的机械效率。 24.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用拉力F为200N，5s内匀速上升了2m（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求（1）动滑轮的重力 （2）拉力F所做的功； （3）拉力的功率 （4）滑轮组的机械效率。 25.如图所示，用力F提升重为60N的物体，物体在1s内匀速上升0.1m，然后保持所提物体重力不变，将自由端拉力F减小到7N时，物体落到地面，物体的底面积为10cm2 （不计绳重、机械间摩擦及动滑轮重）求：（1）物体匀速上升时绳自由端移动的速度v。 （2）当物体落地时，动滑轮对物体的拉力F1。 （3）物体落地时对水平地面的压强P。 26.如图所示，小明用500N竖直向下的拉力F能匀速提起一箱重1200N的货物，已知货物的底面积是300cm2 ， 小明的体重为600N，不计绳重和摩擦。求：（1）此时滑轮组的机械效率； （2）动滑轮的重力； （3）若小明改用最大拉力（绳子没有断裂）提两箱相同的货物，结果没有把货物提起来，此时货物对地面的压强为多少？（两箱货物竖直叠放，与地面接触面积仍为300cm2） 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】承担物重的绳子股数是3，绳子自由端的拉力：F= = =20N；物体B向左做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，物体B所受摩擦力：f=F=20N，方向水平向右故答案为：D【分析】不计绳重以及滑轮轮轴间摩擦，可求出绳子自由端的拉力，物体B匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，可知物体B所受摩擦力的大小和方向.2.【答案】A 【解析】【解答】A. 有用功为： ，A符合题意；B. 拉力做的总功为： ；拉力的功率为： ，B不符合题意；C. 滑轮组的机械效率为： ，C不符合题意；D. 由图知，两段绳子承重，即 ，所以绳子自由端移动的距离为： ，D不符合题意；故答案为：A。【分析】根据W=Gh求出有用功；根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；利用W=Fs求出总功，再利用P=求出功率；利用=100%求出滑轮组的机械效率.3.【答案】C 【解析】【解答】如图滑轮为一只动滑轮，拉力F与右侧两段绳子的拉力相等，F移动的距离是物体A移动距离的一半。B. 物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，则拉力F移动的速度为物体A移动速度的一半即 ，B不符合题意；A. 拉力F与右侧两段绳子的拉力相等，物体A受到绳子拉力、B的摩擦力、地面的摩擦力三个力的作用，三力为平衡力，即 ，所以物体A受到地面的摩擦力为： ，A不符合题意；C. 在2s内绳子对物体A所做的功为： ，C符合题意；D. 水平拉力F 的功率为： ，D不符合题意；故答案为：C。【分析】分别对A、B进行受力分析（“隔离法”），求地面受到的摩擦力；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；利用W=Fs求做功大小；利用P=Fv求拉力做功功率.4.【答案】C 【解析】【解答】滑轮组做功是克服摩擦力做功，有3段绳子承担拉力，因此物体受到的摩擦力是f=39N=27N；物体移动的速度：v= =0.4m/s故答案为：C【分析】滑轮组用几段绳子拉着物体，拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一，绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了.5.【答案】D 【解析】【解答】A、如图可知，有两段绳子拉着动滑轮，所以拉力做的功： ；由 可得做功时间为： ；拉力的功率： ，A不符合题意；B、2s内物体移动距离， ，自由端移动的距离： ，B不符合题意；C、由公式 得， ，C不符合题意；D、根据 得， ， ，D符合题意。故答案为：D。【分析】根据W=Fs求出拉力做的功，由速度的变形公式t=求出时间，然后根据P=求出拉力的功率；根据sF=nsA ， 求出2s内绳子自由端移动的距离；根据=求出滑轮组做的有用功及摩擦力f.6.【答案】B 【解析】【解答】A、由图知， ，不计绳重和摩擦，绳子的拉力：，A不符合题意；B、有用功： ，绳子自由端移动的距离： ，拉力做功： ，滑轮组的机械效率： ，B符合题意；C、拉力做功的功率： ，C不符合题意。D、由前面解答可知，绳子自由端移动的距离 ，绳子自由端移动速度： ，D不符合题意；故答案为：B。【分析】利用s=nh求出拉力移动的距离，不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G轮）求拉力大小，利用W=Gh求有用功，再利用W=Fs求拉力做功，利用功率公式P=求拉力的功率；利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率，最后利用速度计算公式v=求绳子自由端移动的速度.二、填空题7.【答案】30N；40N；0.3m/s 【解析】【解答】考点定位分析:本试题考查的是滑轮组的计算。使用滑轮组时既能省力也能改变动力的方向。解答过程分析:如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，承担物重的绳子的段数是3段，绳子对物体和滑轮的向上的力是90N，物重和滑轮重是120N，所以重物G对地面的压力为30N，当拉力等于物重和滑轮重的三分之一时，物体恰好能匀速上升，即拉力F为40N时，恰能让重物G匀速上升。承担物重的绳子的段数是3段，绳子自由端运动的速度就是物体上升速度的3倍，若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为0.3m/s。故答案为：30N；40N；0.3m/s。【分析】根据滑轮组的绳子的股数，结合动滑轮的重力，计算滑轮组对物体的拉力，当物体上升时，物体运动的速度和绳子运动的速度和股数有关。8.【答案】F=1/2（G+0.4N）；0.4；大 【解析】【解答】不计绳重和摩擦时，动滑轮省一半力，即 ，从表格中选任一数据代入得： ，解得： ，所以拉力F与重力G的关系式是： ；机械效率为有用功与总功的比。要提高机械效率，可以减小做功过程中的额外功或增大有用功。所以随着物重的增加，有用功增加，而额外功不变，则动滑轮的机械效率变大。【分析】本题考查了使用动滑轮拉力的计算以及影响机械效率的因素，从表中得出相关信息求出动滑轮重力；不计绳重和摩擦，提高动滑轮效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小动滑轮重力.9.【答案】104；15 【解析】【解答】（1） ， ，根据图得出n=2，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出A端受到的拉 ；（2）某段时间内坠砣串下降了30cm，所以输电线A端向左移动的距离为 ；故答案为：(1). 104 (2). 15【分析】利用G=mg求坠砣总重力。不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=FA ， 坠砣串下降高度h=nsA.10.【答案】100；200 【解析】【解答】由乙图可知，当提升货物重G=100N时，=50%，不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为： ，解得动滑轮重： ；当运送3件货物时，货物的总重 ，由图甲可知n=2，不考虑绳重和摩擦，此时绳子的拉力为：。故答案为：100；200.【分析】取物重G=100N，由图乙知道此时的机械效率为50%，利用=求动滑轮重；当运送3件货物时，先求出货物重，不考虑绳重和摩擦，此时拉力F=（G+G轮）.11.【答案】300；75%；变大 【解析】【解答】（1）有用功为： ；（2）由图可知，n=2，拉力端移动距离 。拉力做的总功为： 则滑轮组的机械效率： （3）增加所提物体的重力时，有用功增大，不计绳重和摩擦，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变大。故答案为：(1). 300 (2). 75% (3). 变大【分析】利用W=Gh求有用功；拉力端移动距离s=nh，利用W=Fs求总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重.12.【答案】；8；8 【解析】【解答】由图知，动滑轮上绳子的段数为2，则绳子自由端移动的距离： ；绳子自由端移动的速度： ；拉力做的功： ；不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，由 可得，物体受到的摩擦力： 。故答案为：0.4；8；8.【分析】绳子自由端移动的距离s=nh，利用v=求得绳子自由端移动的速度，拉力F做功W=Fs，不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，F=f.13.【答案】8；4 【解析】【解答】解：如图使用动滑轮拉动物体A，用一半的力，绳子自由端移动二倍的距离。所以弹簧测力计移动的速度v=2vA=20.4m/s=0.8m/s，弹簧测力计移动的距离s=vt=0.8m/s2s=1.6m，拉力做功W=Fs=5N1.6m=8J。拉力功率P= = =4W。故答案为：8；4。【分析】用如图动滑轮拉动物体时，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，移动速度是物体移动速度的2倍，用力是对物体拉力的二分之一；计算拉力的功率也可以根据P=Fv来计算.14.【答案】20；40；不变 【解析】【解答】解：（1）因为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力F=2F=210N=20N；物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受拉力和摩擦力一对平衡力，平衡力大小相等，故f=F=20N；（2）由图知有2段绳子拉着物体，即s绳=2s物 ， v绳=2v物=22m/s=4m/s；则拉力F的功率为 ；（3）将拉力F增大为20N时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，受到水平面的摩擦力不变。故答案为：20；40；不变。【分析】物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力；根据P=Fv算出拉力F的功率；影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度.15.【答案】既能省力又能改变动力方向；125 【解析】【解答】（1）图中装置为滑轮组，在使用时既能省力又能改变动力方向.（2）由公式： 可知，F=125 N.故答案为：既能省力又能改变动力方向；125.【分析】利用s=nh可求绳子自由端移动的距离，根据公式W=FS可表示拉力做的功，有用功等于物重与物体升高高度的乘积，有用功除以总功就等于机械效率，据此可求出拉力的大小.三、计算题16.【答案】（1）解：物体移动的速度v=s/t=3m/30s=0.1m/s绳子自由端移动的速度v1=3v=0.3m/s作用在绳子自由端的拉力F=P/v1=60w/0.3m/s=200N（2）解： （3）解：动滑轮重力G动=nF-G物= 此滑轮组能提升的最大物重G物=500N3-100N=1400N 【解析】【分析】（1）不计绳重及摩擦，根据v=求得绳子自由端移动的速度，由P=Fv可求得作用在绳子自由端的拉力；（2）根据W=Gh求得有用功，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后根据W总=Fs求出拉力F做的总功，根据W有=Gh求出拉力F做的有用功，再根据=100%求出滑轮组的机械效率；（3）利用F=（G物+G动）计算出动滑轮的重力；再利用F=（G物+G动）求最大物重.17.【答案】（1）解：由图知道，承担物重的绳子股数是：n=3，所以，滑轮组的机械效率是：= = ， 故物体A的重力是：G=3F=375%40N=90N（2）解：因为n=3，所以，绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的3倍，即绳子自由端移动的速度是：v=0.1m/s3=0.3m/s，所以，拉力的功率是：P=Fv=40N0.3m/s=12W（3）解：因为不计摩擦和绳重，所以，绳子的拉力是：F=（G+G动）/3，故动滑轮重力是：G动 =3F-G=340N-90N=30N，当提起物体的的重力是G=120N时，拉力是：F=（G+G动 ）/3=（120N+30N）/3=50N，此时滑轮组的机械效率：=W有/W总=Gh/Fs=Gh/F3h=G/F3=120N/50N3100%=80% 【解析】【分析】（1）利用=求得提升物体的重力；（2）绳子自由端移动的速度等于物体移动速度的n倍，利用P=Fv求拉力的功率；（3）不计摩擦和绳重，利用F=（G+G动）求出动滑轮重，再利用F=（G+G动）计算提升120N物体的拉力；设重物被提升h，则拉力端移动的距离s=nh，再利用=求此时滑轮组的机械效率.18.【答案】（1）解：m=50kg，g=10N/kg，每袋水泥受重力的大小为：G=mg=50kg10N/kg=500N.（2）解：h=5m，做的有用功为：W有用=Gh=500N5m=2500J.（3）解：在不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功为额外功，m动=2kg，对动滑轮做的功为额外功为：W额外=G动h=m动gh=2kg10N/kg5m=100J，则总功为：W总=W有用+W额外=2500J+100J=2600J，滑轮组的机械效率为：= 100%= 100%96.2% 【解析】【分析】（1）用公式G=mg计算出其重力的大小；（2）利用公式W有用=Gh计算出做的有用功；利用公式W额外=Gh=mgh计算出滑轮组所做的额外功，再利用公式W总=W有用+W额外计算出总功，最后再利用公式=计算出滑轮组的机械效率.19.【答案】（1）解： Gmg200kg10N/kg20xxN，W有 Gh20xxN10m2104J（2）解：由图可知，n2，则 F ( G G动) ( 20xxN 500N) 1250N，snh210m20m，拉力F 做的功W总 Fs1250N20m2.5104J，拉力F 功率P 2500W（3）解：该装置的机械效率 80% 【解析】【分析】（1）利用G=mg求重力，再利用W=Gh求所做的有用功；（2）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G动）；拉力端移动距离s=nh，利用W=Fs求拉力做的总功；再利用P=求拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.20.【答案】（1）解：提升建材所做的有用功是：（2）解：根据 得总功为：如图滑轮组有两段绳子承重，根据 得拉力为：（3）解：人对地面的压力为： 根据 得工人对地面的压强是：【解析】【分析】（1）根据W=Gh求出提升装修材料做的有用功；（2）根据s=nh求出上升的高度，再根据=100%求出总功，最后根据W=Fs求出拉力的大小；（3）根据p=算出对地面的压强.21.【答案】（1）解：如图物重由三段绳子拉着，即 ，拉力所做的总功为： （2）解：有用功为： 该滑轮组的机械效率为： 。 【解析】【分析】（1）根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，再根据W=Fs求出功；（2）根据W=Gh求出有用功；利用=求出机械效率.22.【答案】（1）解:小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，拉力F甲所做的功即克服重力做功：（2）解:斜面长5m，高3m，拉力F乙=75N，拉力做的总功为：；该斜面工作时的机械效率： （3）解:如图人站在地面上，通过滑轮组提升重物，可以反方向绕绳，如图：两段绳子承重，所以拉力为： ；拉力做功为： F丙做功的功率为：【解析】【分析】（1）利用W=Gh求解；（2）利用斜面提升物体时，可由=100%解题；（3）先确定滑轮组的绕线方式，利用F=(G+G动)求得拉力大小，由P=解题.23.【答案】（1）解：由图知，重物由3段绳子承担，则绳端移动的距离：s=3h=32m=6m，工人的拉力做的功：W总=Fs=250N6m=1500J；（2）解：不计绳重和摩擦,绳端的拉力:F= (G+ G动),即:250N= (600N+G动)解得G动=150N（3）解：有用功:W有用=Gh=600Nx2m=1200J,滑轮组的机械效率 【解析】【分析】（1）利用W总=Fs=Fnh可求得拉力做的功；（2）