初二中考物理力学压轴题(滑轮组的计算).doc

滑轮组的计算 为了将放置在水平地面上、重G100 N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示若重物与地面的接触面积S5102 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向，求： (1)在23 s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率 (2)在12 s内，拉力F做的功W(3)在01 s内，重物对地面的压强p 【解析】 (1)在23 s内，重物做匀速运动，v32.50 ms，拉力F340 N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍PF3v3100 W；（W有用W总）100%Gh3(3F3h3)100%83.33%； (2)在12 s内，拉力F250 N，重物上升高度h21.25 mW3F2h2，代入数据解得W187.5 J；(3)动滑轮重G动3F3G20N,在01s 内拉力F130N把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力的作用处于静止状态支持力F支GG动3F130N，重物对地面的压力F压F支30 N，PF压S30 N(5102m2)600 Pa拓展延伸 1随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600 N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30 N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦） (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力？(2)小明爸爸观察该装置后，想如果将该装置的滑轮位置颠倒（图乙）是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确(3)求两种方案的机械效率之比？(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些？说明理由 2一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示若车重为8104 N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80%，问： (1)司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？(2)若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1ms，则司机做功的功率是多少？ 3如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40 s内移动了8m，拉力F做的功为1 280 J(1)求拉力F的大小和功率；(2)若滑轮组的机械效率为95%，求动滑轮的重力（不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦）精要评点本主题以滑轮组为纽带，重在考查学生利用相关知识进行计算的能力，滑轮组的呈现方式富有变化既有竖直方向的，又有水平方向的，还有竖直方向与水平方向结合的；既有一定一动的也有一定二动的，还有二定一动的；既有明确给出已知条件的，又有将已知条件隐含在函数图像上的，通过上述的处理，能有效地考查学生灵活应用物理知识解决实际问题的综合能力，涉及本套试题的知识点及其相关计算公式有：滑轮组绳子自由端的拉力F(G物G动）/n，绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系Snh，机械效率的计算公式W有用W总，GnF，G/(GG动)，重力Gmg，功率PWt，PFv失分点跟踪 1在综合分析评估两个方案时，失分在不能从效率、省力、安全这三个方面进行综合考虑事实上，小明的方案机械效率高，爸爸的方案比较省力，但小明的方案比较安全，综合上述三个因素分析，还是小明的方案好2在计算司机做功的功率时，失分在错将汽车前进的速度当作司机拉动绳子的速度，导致错解得功率PFv75 W在求拉力F的大小时，失分也在错将物体移动8m视为拉力F移动的距离为8 m，导致计算的错误所以在有关滑轮组的计算中，一定要注意，物体的移动距离或速度与绳子自由端移动距离或速度是不同的，它们之间