备考2019中考物理高频考点剖析力学滑轮组设计问题.doc

力学部分 滑轮（组）设计问题考点扫描名师点拨一、考点解析滑轮（组）是简单机械的主要内容，也是本部分内容中学习较难的内容。简单机械在中考所占分值较大，所占分值一般在37分左右，同时也是必考命题。在中考试卷中，常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题；估计2018年本部分内容考题仍会出现。从试题的内容看，作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线；计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算。这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。主要有滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例，探究影响简单机械的机械效率因素等等。而这些领域不少同学又存在思维误区，解题错误率很高，在复习时要给与足够的重视，以便在应对中考题时做到游刃有余。复习重点：滑轮组省力情况的分析：（1）不计摩擦和机械本身的重力是： F= G 物/n ；（2）只考虑滑轮的重力，不计摩擦力和绳重时：（G物+G动）/n；C.滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端位置：奇动偶定；（3）掌握承载物体绳子的段数n的判断方法。滑轮组机械效率的计算：首先应该理解功、功率和机械效率三者之间的联系和不同；然后准确判断有用功、额外功和总功；特别是滑轮组的机械效率的计算。1.定滑轮问题工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。特点不省力，但可改变力的方向。动力移动的距离与重物移动的距离相等。2.动滑轮问题工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。特点省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。3.滑轮组问题由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。（n表示承担物重绳子的段数）4.滑轮组组装与设计问题滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。解答此类问题要注意以下问题：1.滑轮组上承担重物的绳子股数易数错。2.误认为做功多的机械功率一定大或效率就高。3. 误认为同一机械的机械效率始终不变。二、考点复习1.定滑轮（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（2）实质：是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件可知，因为重物匀速上升时不省力。（3）特点：不省力，但可改变力的方向。所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）2.动滑轮（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如图（1）所示）图（1）动滑轮图（2）动力臂是阻力臂2倍图（3）（2）实质：是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。如图（2）所示，图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F12r=F2r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍，如图（3）所示。对于动滑轮来说：1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动，动力F1的方向与并排绳子平行，不计动滑轮重、绳重和摩擦。3.滑轮组（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。（2）特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：（3）动力移动的距离S和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即S=nh。如下图（4）所示。（n表示承担物重绳子的段数）（4）绳子端的速度与物体上升的速度关系：。n=2，s=2hn=3,s=3hn=3,s=3hn=4,s=4hn=4,s=4hn=5,s=5hABCDEF图（4）滑轮组4.滑轮组的组装：1）根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；2）确定动滑轮的个数；3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。考点剖析聚焦高频高频考点一：定滑轮【典例1】（2018重庆）部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。则下列判断正确的是（）A滑轮所做的有用功为1200JB滑轮受到的重力为100NC该滑轮的机械效率=75%D绳子自由端移动的速度大小为0.3m/s【考查角度】有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率【解析】A、滑轮所做的有用功：W有用=Gh=600N3m=1800J，故A错误；B、不计摩擦和绳重时，动滑轮的重：G动=nF-G物=2400N-600N=200N，故B错误；C、由图知，n=2，s=nh=23m=6m，W总=Fs=400N6m=2400J，滑轮组的机械效率：，故C正确；D、由图知，绳端移动的距离s=nh=23m=6m，则绳子自由端移动的速度大小为，故D错误。故选：C。【答案】C。高频考点二：动滑轮【典例2】（2018黄石）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（）A用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度B若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少C减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力【考查角度】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点【解析】A、用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升2h高度，故A错误；B、拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时，提起动滑轮需要做功故做功较多，故B错误；C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，故可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。D、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故D错误。故选：C。【答案】C。高频考点三：滑轮组【典例3】（2018大庆）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1.2m/s，拉绳的力F是9N由此可知（）A物重是27N，物体的速度是0.4m/sB物重是18N，物体的速度是0.6m/sC物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/sD物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算【解析】本题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：。故选：C。【答案】C。高频考点四：滑轮组组装与设计【典例4】（2018凉山州）用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。【考查角度】滑轮组的设计与组装【解析】从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：。【答案】见解析。考点过关专项突破类型一：定滑轮问题1（2018河池）下列是小明同学整理教材中有关力学的知识，其中不正确的是（）A定滑轮既能改变拉力的方向，又能省力B使用弹簧测力计前要先进行校零C钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离D力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果【考查角度】力的三要素；弹簧测力计的使用与读数；杠杆的应用；定滑轮及其工作特点【解析】A、定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小。故A错误；B、使用前指针校零，才能保证读数的正确性，故B正确；C、根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，故钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离，故C正确；D、力的大小、方向和作用点叫做力的三要素，都能影响力的作用效果，故D正确。故选A。【答案】2（2018邵阳）某校操场上正在举行升旗仪式，同学们看着国旗冉冉升起，暗暗立志要更加努力学习。在国旗上升的过程中，下列说法不正确的是（）A以地面为参照物，国旗是运动的 B国旗由静止到运动是由于受到了力的作用C旗杆上端的滑轮是一个定滑轮 D地面相对于国旗是静止的【考查角度】参照物及其选择；运动和静止的相对性；力与运动的关系；定滑轮及其工作特点【解析】A、在国旗上升的过程中，以地面为参照物，国旗相对于地面是运动的，故A正确；B、力是改变物体运动状态的原因；国旗由静止到运动，其运动状态发生了变化，是由于国旗受到了力的作用，故B正确；C、旗杆上端的滑轮不随国旗一起运动，该滑轮能改变力的方向，所以旗杆上端的滑轮是一个定滑轮，故C正确；D、以国旗为参照物，地面的位置在发生改变，则地面是运动的，故D错误。故选D。【答案】D3（2017河南）如图所示，水平桌面上有一铁块，由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，以下分析正确的是（）A使用定滑轮是为了省力 B铁块受到绳子的拉力为6NC铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力 D若剪断绳子，铁块由于惯性将向左运动【考查角度】平衡力的辨别；力与运动的关系；定滑轮及其工作特点【解析】A、使用定滑轮不能省力但可以改变力的方向；故使用定滑轮是为了改变力的方向，故A错误；B、铁块受到绳子的拉力大小等于沙桶的重力为6N，故B正确；C、滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力。故C错误；D、剪断绳子前，铁块是静止的，剪断绳子后，铁块由于惯性要保持原来的静止状态，故D错误。故选B。【答案】B4（2017黑龙江）如图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为80N的物体，已知滑轮重10N，绳重和摩擦不计。则手的拉力F甲、F乙及机械效率甲、乙的关系正确的是（）AF甲F乙甲乙 BF甲F乙甲乙CF甲F乙甲乙 DF甲F乙甲乙【考查角度】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的大小比较【解析】由图知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，绳重和摩擦不计，则拉力F甲G80N；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，绳重和摩擦不计，则拉力F乙（G+G动）45N，所以，手的拉力：F甲F乙；两幅图中的有用功都是克服物体重力做的功，设提升高度相同，由W有Gh可知有用功是相同的；绳重和摩擦不计，在使用动滑轮提升重物时，要克服动滑轮重力做额外功，则乙图中做的总功更多，由机械效率公式100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，故甲乙。故选D。【答案】D5（2017盘锦）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重均为100N的物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），每个滑轮组均为10N，则所用拉力F甲_F乙，拉力做功的功率P甲_P乙，机械效率甲_乙（均填“大于”、“等于”或“小于”）【考查角度】机械效率的大小比较【解析】（1）不计机械自重和摩擦，由定、动滑轮的使用特点可知：F甲G100N；F乙（G+G轮）（100N+10N）55N，所以F甲F乙。（2）如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，由W有Ghmgh可知，则所做的有用功一样大；使用动滑轮时，由于要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，即拉力做功W甲W乙；因为做功时间相同，根据公式P可知使用动滑轮做功的功率大，即P甲P乙；（3）由前面分析可知，使用定滑轮和动滑轮时所做的有用功相同，但使用动滑轮做的总功多，根据机械效率的公式可知，动滑轮的机械效率低，即甲乙。【答案】；。类型二：动滑轮问题1（2018鄂尔多斯）如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最费力的是（不计机械自重和摩擦）（）A B C D【考查角度】杠杆及其五要素；斜面与轮轴；动滑轮拉力的计算【解析】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：A、图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F12G；B、图中为斜面，在直角三角形中，30角所对的直角边h为斜边s的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则F2sGh，所以F2G0.5G；C、图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则F3G；D、图中为杠杆，动力臂等于阻力臂，则F4G；因此动力最大的是F1。故选A。【答案】A2（2016乌鲁木齐）如图所示。利用动滑轮提升一个重为G的物块。不计绳重和摩擦，其机械效率为60%，要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（）A3个 B4个 C5个 D6个【考查角度】滑轮（组）的机械效率【解析】提升一个重为G的物块时，因不计绳重和摩擦，所以，由100%100%100%可得，动滑轮的重力：G动GGG，设提升n个物块时，滑轮组的机械效率为90%，则，即90%，解得：n6。故选D。【答案】D3（2016来宾）如图，用一个重为2N的动滑轮，把G物12N的物体在2s内匀速提升0.2m（不考虑绳子的重力和摩擦），则（）A绳子的拉力F6N B绳子自由端移动速度v0.1m/sC有用功W有2.8J D动滑轮的机械效率85.7%【考查角度】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率【解析】A、图中使用的是动滑轮，n2，不考虑绳子的重力和摩擦，拉力F（G轮+G物）（2N+12N）7N，故A错；B、物体在2s内匀速提升0.2m，物体上升速度v物0.1m/s，绳子自由端移动速度v2v物20.1m/s0.2m/s，故B错；C、有用功：W有Gh12N0.2m2.4J，故C错；D、总功：W总FsF2h7N20.2m2.8J，机械效率：100%100%85.7%，故D正确。故选D。【答案】D4（2017莱芜）如图所示，用相同的滑轮构成甲、乙、丙三个装置，在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A甲装置所用的拉力比乙的大 B乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的大C丙装置的机械效率比甲的小 D三个装置的额外功相同【考查角度】机械效率的大小比较【解析】（1）甲和乙装置都有两段绳子承担总重，且物重和动滑轮重都相同，不考虑绳重和摩擦，由F可知：F甲F乙，即甲装置所用的拉力与乙一样大，故A错误；（2）在相等的时间里分别把同一个重物匀速提升相同高度，根据v，三个重物上升的速度v物相同，乙有两段绳子承担总重，则绳端移动速度v乙2v物；丙有三段绳子承担总重，则绳端移动速度v丙3v物；所以，乙装置中拉绳的一端移动的速度比丙的小，故B错误；（3）因不计摩擦和绳重，故额外功的来源为克服动滑轮的总做的功，用相同的滑轮且将重物提升的高度相同（动滑升高的高度与物体升高的高度相同），根据WG动h，三个装置的额外功相同，故D正确；因为100%，所以三个装置的机械效率相同，故C错误。故选D。【答案】D5（2016宁夏）同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计。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【考查角度】定滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率的大小比较【解析】（1）由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，F甲G100N；乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，F乙（G+G动）（100N+20N）60N，所以：F甲F乙；（2）两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以甲乙。故选C。【答案】C6（2017济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为_N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为_N。【考查角度】动滑轮拉力的计算【解析】（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力FG200N100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F（G+G动）得G动2FG2110N200N20N。【答案】100；20。7（2018临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为_N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【考查角度】滑轮（组）的机械效率【解析】由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，则拉绳子的动力：F（G+G动）（140N+20N）80N；使用同一滑轮组，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。【答案】80；变大。8（2017镇江）如图所示，用F20N的拉力将重G30N物体匀速提升2m，不计轮轴间摩擦及绳重，则动滑轮G动_N，上述过程中有用功W有_J，动滑轮的机械效率_。【考查角度】动滑轮拉力的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率【解析】动滑轮绳子的有效股数为2，不计轮轴间摩擦及绳重，由F（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动nFG220N30N10N，有用功：W有Gh30N2m60J，总功：W总Fs20N22m80J，动滑轮的机械效率：100%100%75%。【答案】10；60；75%。9（2018广州）小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率？_，如果能，写出的表达式；如果条件不足，写出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出的表达式_（用题目已知及补充的物理量符号表示）（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为_。【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验【解析】（1）根据可知，要求出滑轮的机械效率，补充的物理量为：摩擦力f；测量摩擦力时应水平匀速拉动木块，使木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；作用在动滑轮上有两段绳子，所以拉力F通过的距离为物体A移动距离的2倍，滑轮的机械效率为：100%；（2）物体A的速度为：v0.4m/s。【答案】（1）不能；摩擦力f，100%；（2）0.4m/s。10（2018黔南州）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A位置匀速竖直上升到B位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是_；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是_cm。（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是_，拉力F做功的功率是_W。【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验【解析】（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s20.0cm0.2m；拉力做的功即总功为：W总FS1.2N0.2m0.24J；有用功为：W有Ghmgh0.2kg10N/kg0.1m0.2J；机械效率为：83.3%；拉力F做功的功率是：P0.12W。【答案】（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。11（2017广安）在测量动滑轮机械效率的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作所得实验数据如下：（1）实验时，用手_匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮上的钩码缓缓上升。（2）第次实验测得的动滑轮的机械效率为_%（计算结果的位数与表中机械效率位数一致）。（3）由表中数据分析可知，同一动滑轮的机械效率由_决定的。（4）不计绳重及摩擦阻力，则该动滑轮的自重为_N。实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率1.020.00.740.071.4%2.020.01.240.03.020.01.740.088.2%【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验【解析】（1）在实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。（2）由表中实验数据可知，第次实验测得动滑轮的机械效率2100%100%83.3%；（3）由表中数据分析可知，同一动滑轮提升不同的重物时，机械效率是不同的，物体越重，机械效率越大，故的同一动滑轮的机械效率由物重决定的；（4）由F（G+G动）得，G动nFGnF1G120.7N1N0.4N。【答案】（1）竖直向上；（2）83.3；（3）物重；（4）0.4。类型三：滑轮组问题1（2018乌鲁木齐）如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G160N，G238N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A3N B6N C11N D22N【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算【解析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为：n13，n22，每个滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1（G1+G轮），F2（G2+G轮），由题知F1F2，所以（G1+G轮）（G2+G轮），即：（60N+G轮）（38N+G轮），解答动滑轮的重力：G轮6N。故选B。【答案】B2（2018巴彦淖尔）如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（）A用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变B若G1G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率C若G1G2，则拉力F1与F2所做的总功相等D若G1G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等【考查角度】滑轮（组）的机械效率【解析】A用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；BC若G1G2，且货物被提升的高度相同，根据W有G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；D两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据WG动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误。故选B。【答案】B3（2018哈尔滨）如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是（）A绳自由端移动的速度为0.6m/s B这个滑轮组是费力机械C滑轮组的机械效率为83.3% DF所做的有用功为0.24J【考查角度】杠杆的分类；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率【解析】A、由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n2，绳自由端移动的速度v2v物20.2m/s0.4m/s，故A错；B、由题知拉力F1.2N，G2N，因为FG，所以这个滑轮组是省力机械，故B错；CD、拉力做的有用功W有用Gh2N0.1m0.2J，拉力端移动距离s2h20.1m0.2m，拉力做的总功W总Fs1.2N0.2m0.24J，滑轮组的机械效率：100%83.3%，故C正确、D错。故选C。【答案】C4（2018曲靖）如图所示，体重为500N的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m，绳端向下移动的距离为_m；若不计绳重，滑轮重及摩擦，小强对地面的压力是_N。【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算；压力及重力与压力的区别【解析】由图知，有2段绳子承担物重，则绳端向下移动的距离：snh22m4m；若不计绳重，滑轮重及摩擦，则绳子的拉力：FG600N300N，人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用的力，大小相等，人受到绳子竖直向上的拉力、地面向上的支持力和向下的重力而静止，所以F支+FG人，则F支G人F500N300N200N，因支持力与压力是一对相互作用力，大小相等，所以，小强对地面的压力：F压F支200N。【答案】4；200。5（2018营口）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_m/s，拉力做功为_J，此物体受到的摩擦力为_N（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦）【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算；功的计算【解析】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：s2s物21m2m；绳子自由端移动的速度：v0.4m/s；拉力做的功：WFs4N2m8J；不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，由Ff可得，物体受到的摩擦力：f2F24N8N；【答案】0.4；8；8。6（2018绵阳）某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置；（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素回答以下问题：（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是_。（2）滑轮组机械效率的计算公式是_（用直接测得的物理量符号表示）。（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有_（填序号，可能不止一项正确）。A在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小B在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大C忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同D忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同E忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大F忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小【考查角度】滑轮（组）机械效率的测量实验【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要测量高度的刻度尺；（2）由滑轮组的图上可知，n3，滑轮组做的有用功为W有Gh，总功为W总Fs，机械效率的表达式为；（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，机械效率还与重物的质量有关，重物质量越大，机械效率越高，故CD错误；EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选AE。【答案】（1）刻度尺；（2）；（3）AE。类型四：滑轮组设计问题1（2018福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（）A额外功较小 B额外功较大 C总功较小 D总功较大【考查角度】滑轮（组）的机械效率【解析】AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。故选D。【答案】D2（2017西宁）如图所示，动滑轮重3N，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，1s内将重为27N的物体提高0.2m，如果不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（）A绳子自由端移动的速度为0.2m/s B滑轮组的机械效率为90%C提升物体所做的有用功为6J D弹簧测力计的示数为9N【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率【解析】由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n3，A、1s内将物体提高0.2m，则物体升高速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度v3v物30.2m/s0.6m/s，故A错；BCD、由于不计绳重及摩擦，则绳端的拉力F（G物+G轮）（27N+3N）10N，即弹簧测力计的示数为10N；绳子自由端移动距离s3h30.2m0.6m，拉力F做的总功：W总Fs10N0.6m6J，有用功：W有用Gh27N0.2m5.4J，滑轮组的机械效率：100%90%，故B正确、CD错误。故选B。【答案】B3（2017百色）如图所示，重力为50N的物体在拉力F的作用下沿水平向左匀速运动，若物体受到地面摩擦力的大小为10N，不计粗绳、滑轮的重力及细绳与滑轮的摩擦，则拉力F的大小为_N；在这个过程中，物体的机械能_（选填“变小”、“不变”或“变大”）。【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算；机械能的概念【解析】由图可知，该滑轮组作用在动滑轮上的绳子有2股，不计细绳与滑轮的摩擦，则拉力Ff10N5N，方向水平向右；物体在水平地面上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，高度不变，则动能和重力势能均不变，所以物体的机械能不变。【答案】5； 不变4（2017绥化）如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为_N，绳子自由端向下移动的距离为_m（不计绳重、动滑轮重及摩擦）【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算【解析】由图知，使用滑轮组，承担物重的绳子股数n2。（1）不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力FG200N100N；（2）绳子自由端向下移动的距离：s2h22m4m。【答案】100；4。5（2017黑龙江）利用如图所示的滑轮组将一个重200N的物体，匀速提高5m，不计滑轮自重、绳重及摩擦，绳子自由端施加的拉力F为_N若实际拉力F为60N，则实际拉力F所做的功为_J。【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算；功的计算【解析】由图知，承担物重的绳子股数n4。（1）不计滑轮自重、绳重及摩擦，拉力FG200N50N；（2）拉力端移动的距离s4h45m20m。实际拉力做功：WFs60N20m1200J。【答案】50；1200。6（2016百色）小明用如图所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是_N，动滑轮的重力是_N。【考查角度】滑轮组绳子拉力的计算【解析】（1）由图知，n3，拉力端移动距离s3h，滑轮组的机械效率，则拉力：F250N；（2）不考虑绳重及摩擦，F（G+G轮），则动滑轮重力：G轮3FG3250N600N150N。【答案】250；150。7（2018云南）如图所示，用滑轮组把质量为80kg的物体匀速提升3m，若拉力F500N，则滑轮组的机械效率为_，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为_N。【考查角度】重力的计算；滑轮（组）的机械效率【解析】（1）物体的重力：Gmg80kg10N/kg800N，做的有用功：W有用Gh800N3m2400J，由图知，n2，拉力端移动距离s2h23m6m，拉力做的总功：W总Fs500N6m3000J，滑轮组的机械效率：100%80%；（2）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮重力：G动2FG2500N800N200N。【答案】80%；200。8（2018南京）用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N（不计摩擦和绳重）。此过程中有用功为_J，总功为_J，滑轮组机械效率为_，根据已知条件，以下四个物理量：动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功、拉力的功率，还能求出的有_和_（选填序号）【考查角度】有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率【解析】（1）拉力做的有用功：W有Gh85N2m170J；（2）由图可知，n2，拉力端移动的距离：s2h22m4m，拉力做的总功：W总Fs50N4m200J；（3）滑轮组的机械效率：100%85%；（4）因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；不计摩擦和绳重，拉力F（G+G轮），据此可求动滑轮重力；额外功等于总功减去有用功，W额W总W有用200J170J30J；因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。可见，还能求出的有、。【答案】170；200；85%；。9（2018岳阳）用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为_；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会_（选填“变小”、“不变”或“变大”）。【考查角度】滑轮（组）的机械效率【解析】有用功：W有用Gh720N10m7200J；已知所做的总功：W总12000J；则滑轮