滑轮组经典习题

一 选择题 共 18 小题 1 2009 包头 如图所示的滑轮组将重 10N 的物体匀速提升 0 1m 所用时间 为 2s 作用在绳子末端的拉力 F 为 6N 不计绳重和绳与滑轮间的磨擦 下列 计算结果正确的是 A 所做的有用功为 1JB 动滑轮自重 0 2N C 拉力 F 做功的功率为 0 3WD 该滑轮组的机械效率为 83 3 3 如图所示 小明用两个滑轮组成甲 乙两种不同的省力滑轮组 他分别 用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上 两次吊重物时他拉 绳的速度相同 不计摩擦和绳重 下列说法正确的是 A 两次吊物 小明所做的功和功率的多少相同 甲装置的效率高 B 两次吊物 小明所做的功 功率的多少和效率的高低都相同 C 两次吊物 小明所做的功率的大小和效率的高低相同 用甲装置做的功多 D 两次吊物 小明所做的功的多少和效率的高低相同 用乙装置时功率大 4 2010 泉州 建筑工人用如图所示的滑轮组 将重 800N 的重物匀速提高 5m 拉力所做的功为 4800J 则该滑轮组的机械效率是 A 67 B 73 C 83 D 100 5 利用如图所示的甲 乙两个滑轮组 在相同的时间内用大小相同的力 F1 和 F2分别把质量相等的重物 G1和 G2提升到相同的高度 则 A 甲滑轮组的机械效率高B 乙滑轮组的机械效率高 C F2做功的功率大D F1 F2做功的功率一样大 6 用完全相同的 A B 两个滑轮组 绳重及摩擦忽略不计 分别提升重为 G1和 G2的两物 体 若 G1 G2 它们的机械效率分别为 A和 B 则 A A BB A B C A BD 无法判断 7 两滑轮组装置如图所示 已知每个滑轮重力都为 G0 摩擦和绳重均不计 用它们分别匀速提起重为 G 5G0的物体时 甲 乙两滑轮组的机械效率之比是 A 6 7B 7 6 C 5 6D 5 7 10 2006 大连 如图所示 工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度 重物的 重力为 G物 动滑轮的重力为 G动 此装置的机械效率为 不计绳重和摩 擦 则工人所用的拉力为 A B C D 物 动 2 物 2 物 动 动 2 1 11 2011 包头 如图所示 斜面长 6m 高 3m 用沿斜面向上 大小为 100N 的拉力 F 使物体在 5s 内沿斜面移动了 2m 下列说法正确的是 A 滑轮组的机械效率是 40 B 物体重 300N C 拉力 F 做的功是 600JD 拉力 F 的功率是 40W 12 有一人用同一滑轮组分别将重 1000N 和 2000N 的物体匀速提升 5m 动滑轮重 200N 不计绳重和摩擦 则上述两种情况中不正确的是 A 滑轮组的机械效率不相等B 人做的额外功相等 C 人做的总功相等D 绳子自由端移动的距离相等 14 下列关于机械效率的说法中 正确的是 A 做功多的机械 机械效率一定高B 越省力的机械 机械效率越高 C 使用机械的目的是为了提高机械效率D 使用任何机械 它的机械效率都小于 1 15 2007 无锡 如图所示 小明分别用甲 乙两个滑轮把同一袋沙子从地 面提到二楼 用甲滑轮所做的总功为 W1 机械效率为 1 用乙滑轮所做的 总功为 W2 机械效率为 2 若不计绳重与摩擦 则 A W1 W2 1 2 B W1 W2 1 2 C W1 W2 1 2D W1 W2 1 2 16 2011 烟台 在不计摩擦和绳子质量的情况下 分别使用定滑轮 动滑轮 滑轮组 两个定滑轮和两个动滑轮 匀速提升同一物体到同一高度处 其机械效率分别为 定 动 组 则下列选项正确的是 A 组 动 定B 定 动 组 C 动 定 组D 定 组 动 17 2010 广西 用如图所示的滑轮组提起重 1000N 的货物 所用拉力是 400N 绳的自由端被拉下 2m 关于这个滑轮组工作的下列说法中 正确的是 A 总功是 800J B 额外功是 100J C 有用功是 400JD 机械效率是 62 5 二 填空题 共 12 小题 20 2008 黄冈 建筑工地上 施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料 如图 绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为 6 103N 不计滑轮 吊钩 绳的自重 及摩擦 一次最多能起吊 N 的建筑材料 实际使用该滑轮组最多只 能吊起 5 4 103N 的建筑材料 且将建筑材料 1s 内匀速吊起了 1m 起重机的功率 是 W 机械效率为 若吊起的建筑材料 重力减小 机械效率将 增大 减小 或 不变 22 2010 黄冈 如图是某商场的自动扶梯 扶梯的部分几何尺寸如 图所示 质量为 50kg 的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼 已知 扶梯以 1m s 的速皮匀速上行 则扶梯对他做的功是 J 对他做功的功率是 W 如果站在扶梯上的人数增多 扶梯的效率将 填 变大 变小 或 不变 若小华为较快上楼 在扶梯以上述速度上行的 同时 他又相对扶梯以 1m s 的速度在扶梯上向上步行 则他从一楼到达二楼所需的时间 为 s 23 用如图所示的滑轮组提升重 1500N 的物体 拉力 F 的大小为 400N 若将物 体提升 0 3m 则拉力做的功为 J 该装置的机械效率为 24 2004 河北 如图所示 某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为 18kg 的面粉 所用的拉力为 100N 则动滑轮的机械效率为 若用此 动滑轮匀速提起一袋质量为 25Kg 的大米 当拉绳子的速度为 m s 时 拉力的功率为 54W 取 g 10N kg 绳重与摩擦不计 25 一个质量为 70kg 的工人 用如图所示的装置 包括滑轮组及装砖 的托板 提升一堆砖 已知装砖的托板重 200N 每块砖重 100N 滑轮的摩擦和绳重均可 忽略不计 当工人匀速提升 10 块砖时 此装置的机械效率为 80 那么 该人站在地面上 用此装置提升这些砖的过程中 此装置的机械效率最高可达到 取 g 10N kg 结果保留 1 位小数 一 选择题 共 18 小题 1 解答 解 A 用滑轮组提升物体 对物体做的功是有用功 所做的有用功 W用 Gh 10N 0 1m 1J 该选项中 所做的有用功为 1J 计算结果正确 B 不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时 该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担 绳子上的拉 力是物体和动滑轮总重的二分之一 则 动滑轮的重力 G动 2F G物 2 6N 10N 2N 动滑轮自重 0 2N 计算结果不正确 C 用滑轮组提升物体 拉力 F 做的功是总功 则拉力 F 做功的功率 总 2 6 2 0 1 2 0 6 拉力 F 做功的功率为 0 3W 计算结果不正确 D 该滑轮组的机械效率 物 100 10 6 2 100 83 3 该滑轮组的机械效率为 83 3 计算结果正确 本题计算结果正确的有两个 A 和 D 3 解答 解 1 小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功 因为物体重力相等 滑轮相同 上 升的高度相同 所以两次做功相等 2 由 W Gh 知 两次所做的有用功相等 所以机械效率相等 3 因为甲图中有 3 段绳子拉着动滑轮所以 F甲 G物 G轮 乙图中有 2 段绳子拉着 1 3 动滑轮 所以 F乙 G物 G轮 1 2 F甲 F乙 V甲 V乙 根据 P Fv 得 P甲 P乙 故选 D 4 解答 解 由图可知 n 2 s 2h 2 5m 10m 当提升 G 800N 的重物时 W有用 Gh 800N 5m 4000J W总 4800J 滑轮组的机械效率 100 100 83 故选 C 有用 总 4000 4800 点评 本题考查了使用滑轮组时有用功 总功 机械效率的计算方法 因条件已给出 难 度不大 5 解答 解 甲滑轮组由 3 段绳子承担物重 所以 S1 3h1 则 1 乙滑轮组由 2 段绳子承担物重 所以 S2 2h2 1 1 1 1 1 1 13 1 1 3 1 则 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 又因为 G1 G2 F1 F2 所以乙滑轮组的效率高 两物体上升速度相同 所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度 根据 P Fv 拉力 F 相同 所以 F1 的功率大 故选 B 6 解答 解 设将两个物体提升高度均为 h 使用滑轮组时 绳重及摩擦忽略不计 W额 G轮h 当提升的物重变化时 额外功大小不变 有用 总 有用 有用 额 1 1 有用 额 有用 额 有用 G1 G2 W有用 Gh 做的有用功 W1 W2 由 综合分析 A B 故选 A 7 解答 解 设物体被提升的高度为 h W有用 Gh 5G0h 摩擦和绳重均不计 使用滑轮组时做的额外功就是将动滑轮提升 h 做的功 甲图有 1 个动滑轮 使用甲滑轮组时的额外功 W额 G轮h G0h 使用甲滑轮组时的总功 W总 W有用 W额 5G0h G0h 6G0h 使用甲滑轮组时的机械效率 有 总 5 0 6 0 5 6 乙图有 2 个动滑轮 使用乙滑轮组时的额外功 W额 2G轮h 2G0h 使用乙滑轮组时的总功 W总 W有用 W额 5G0h 2G0h 7G0h 使用乙滑轮组时的机械效率 故选 B 有 总 5 0 7 0 5 7 5 6 5 7 7 6 10 解答 解 不计摩擦和绳重 由两股绳子承担物体和动滑轮的总重 F G物 G 1 2 动 故 A 正确 设物体升高的高度 h 可求绳子自由端通过的距离 s 2h 提升重物做的功为有用功 W有 G物h 拉力做的功为总功 W总 有 总 又 W总 Fs 拉力的大小 F 故 B 正确 有 物 总 物 2 物 2 使用动滑轮做的额外功 W额 G动h W有 W总 W额 Fs G动h 有 总 动 拉力的大小 F 故 D 正确 根据 C 中结果反推导 发现 不符合 动 2 1 物 动 机械效率的定义 故 C 错 故选 A B D 11 解答 解 因条件不足 无法计算物体重和机械效率 故 A B 错 拉力 F 移动的距离 s 3s 3 2m 6m 拉力 F 所做的总功 W总 Fs 100N 6m 600J 故 C 正确 拉力 F 做功的功率 P 120W 故 D 错 故选 C 600 5 12 解答 解 A 不考虑绳重和摩擦 克服动滑轮的重力做的功就是额外功 提起 1000N 和 2000N 的重物 有用功是不同的 所以滑轮组的机械效率是不相同 B 用同一滑轮组 动滑轮的重是一样的 克服动滑轮的重做的额外功就是一样的 C 额外功相等 有用功是不同 所以总功也是不同的 D 用的是同一个滑轮组 绳子股数是相同的 物体上升的高度都是 5m 所以绳子末端移 动的距离都等于物体上升高度的 n 倍 故选 C 14 解答 解 机械效率是有用功跟总功的比值 这个比值越大 表明机械效率越高 所 以机械效率的高低是由有用功和总功这两个因素共同决定的 而与机械做功多少或是否省 力无关 故选项 A 和 B 都是错误的 我们使用机械的目的是为了省力或为了省距离 而不是为了提高机械效率 故选项 C 是错 误的 因为使用任何机械都不可避免的要做额外功 所以有用功总是小于总功 机械效率总是小 于 1 故选项 D 是正确的 故选 D 15 解答 解 因为小明分别用甲 乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼 所以两种 情况的有用功相同 当有用功一定时 利用机械时做的额外功越少 则总功越少 机械效率越高 又因乙滑轮是动滑轮 所以利用乙滑轮做的额外功多 则总功越多 机械效率越低 即 W1 W2 1 2 所以 C 选项正确 故选 C 16 解答 解 匀速提升同一物体到同一高度处 三种情况下做的有用功相同 大小都为 W有用 不计绳子质量和摩擦 使用滑轮做的额外功 W额 G轮h 又 使用定滑轮 动滑轮 滑轮组的动滑轮的个数为 0 1 2 使用定滑轮 动滑轮 滑轮组做的额外功 W额 1 W额 2 W额 3 W总 W有用 W额 三种情况下做的总功 W定 W动 W组 有用 总 使用定滑轮 动滑轮 滑轮组的机械效率 定 动 组 故选 A 17 解答 解 由图知 n 4 则绳的自由端移动的距离 s nh 物体上升高度 h 0 5m 2 4 提起货物所做的有用功 W有用 Gh 1000N 0 5m 500J 故 C 错 提起货物所做的总功 W总 Fs 400N 2m 800J 故 A 正确 提起货物所做的额外功 W额 W总 W有用 800J 500J 300J 故 B 错 滑轮组的机械效率 62 5 故 D 正确 故选 AD 有用 总 500 800 18 通过测量滑轮组机械效率的实验 可得出下列各措施中能提高机械效率的是 A 增加动滑轮 减小拉力B 改用质量小的动滑轮 C 减少提升高度 减少做功D 增加提升重物重力 增大有用功 考点 滑轮 组 机械效率的测量实验 功的计算 增大或减小机械效率的方法 分析 滑轮组的机械效率是有用功与总功之比 比值越大 机械效率越高 所以要提高滑 轮组的机械效率可以尽量减少额外功 知道额外功是克服摩擦以及动滑轮重力做的功 解答 解 A 动滑轮越重 需要做的额外功越多 所以 A 说法错误 B 改用质量小的动滑轮 可以减少额外功 所以可以提高滑轮组的机械效率 所以 B 说 法正确 C 由公式 所以机械效率的高低与物体被提升的高度无关 所以 C 说法错误 D 提高物体的质量 可以提高有用功 这样有用功在总功中所占的比值增大 所以增加 提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率 所以 D 说法正确 故选 B D 点评 此题主要考查了提高滑轮组的方法 首先要知道滑轮组机械效率是有用功与总功之 比 比值越大 效率越高 所以有用功越大 额外功越少 机械效率越高 因此可以通过 减少额外功 提高有用功来提高滑轮组的效率 二 填空题 共 12 小题 20 解答 解 不计滑轮 吊钩 绳的自重及摩擦 数出承重绳子的股数 n 3 则物重 G nF 3 6 103N 1 8 104N 实际使用该滑轮组 滑轮 吊钩 绳的自重及摩擦的存在 实 际吊起的建筑材料 G 5 4 103N 那么起重机吊臂上的钢丝绳移动的距离 s nh 3 1m 3m 起重机的功率 P 1 8 104J 机械效率 6 103 3 1 30 有 总 5 4 103 1 6 103 3 实际使用由于滑轮组装置不变 滑轮 吊钩 绳的自重及摩擦产生的额外功基本不变 则 吊起的建筑材料 重力减小 有用功减小 使滑轮组的机械效率将减小 故答案为 1 8 104 1 8 104 30 减小 22 解答 解 由题知 G mg 50kg 10N kg 500N 扶梯运动的速度 v 1m s 由图知 扶梯的长度 s 5m 高度 h 3m 1 扶梯对他做的功 W Gh 500N 3m 1500J 2 从一楼到二楼的时间 t 5 1 5 W 1500 5 300 3 扶梯的功率是一定的 它克服人的重力所做的功为有用功 当人数增多时 有用功增 大 机械效率会变大 4 当人在扶梯上行走时 相对于地面的速度 v 2m s 根据得 故答案为 1500J 300W 变大 2 5s 5 2 2 5 23 解答 解 由图知 h 0 3m s 5h 5 0 3m 1 5m W有 Gh 1500N 0 3m 450J W总 Fs 400N 1 5m 600J 有 总 100 450 600 1