中考物理滑轮组的省力问题培优练习(含答案)附答案

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率g 物的关系，改变g 物，竖直向与物重上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与 g 物 的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）a同一滑轮组的机械效率随 g 物 的增大而增大，最后等于100%b此滑轮组动滑轮的重力为5nc当 g 物 =15n 时，滑轮组机械效率为=75%d g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变【答案】 d【解析】【分析】【详解】a使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于1，即同一滑轮组的机械效

2、率随 g 物 的增大而增大，但最终不能等于100%，故 a 错误；b由图可知，g 物=12n，此时 =80%，则g物 hfs且有80%nfg物g动snh代入可得g物12n80%g物g动12ng动故滑轮组动滑轮的重力为g动3n故 b 错误；c当 g 物 =15n 时，滑轮组机械效率为g物15n83%g物g动15n3n故 c 错误；d g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略绳重及摩擦时，额外功相同，所以总功相同，滑轮组的机械效率仍不改变，故故选 d。d 正确。2 如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体a、 b 均重为 20

3、 牛。当用力f2 匀速提升物体b时，以滑轮的轴为参照物，物体b 是 _ 的 （选填 “静上 ”或“运动 ”），此时力f2 大小为_牛。若 f1 和 f2 所做的功相等 ,物体 a、 b 移动的距离之比是_，当绳子自由端上升 1 米时，力f2 所做的功为 _焦。【答案】静止101:110【解析】【详解】1 以滑轮的轴为参照物，物体b 相对与参照物的位置没有改变，是静止的；2b物体使用的是动滑轮，能省一半力，不计滑轮的重和摩擦，拉力：f2=1g=1 20n=10n223 因为使用任何机械都不能省功，当f 1 和f2 所做的功相等，物体a. b重力相同，移动的距离相同，故距离之比是1:1。4 当绳子

4、自由端上升 1 米时，力 f 2 所做的功为：w=fs =10n1m=10j。3 用一个动滑轮将重为8n 的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5n，则动滑轮的机械效率为_%；用此动滑轮将重为18n 物体也提高1m时，所做的总功是_j。（不计绳重和摩擦）【答案】 8020【解析】【分析】使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子末端移动的距离s=2h，有用功就是将物体提升对物体做的功（w有gh ），拉力f 做的功为总功（ w总fs ），再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率；根据w总w有w额 求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功w额g轮 h ，知道提升的高度

5、，可以求出动滑轮重；再利用 f1g物 求拉力大小，知道s=2hg轮，利用功的公式求拉力做的功（总n功）大小，根据wgh 求出有用功，利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。【详解】1 使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，物体被提升的高度h=1m，拉力移动距离snh2 1m2m有用功为w有gh8n1m8j拉力做的总功为w总fs5n2m10j滑轮组的机械效率w有100%8j100%80%w总10j2 根据 w总 w有 w额 可知，额外功为w额 w总w有10j8j2j不计绳重和摩擦，根据w额g轮 h 可知，动滑轮的重力g动w额2j2nh1m不计绳重和摩擦，则有f1 g动g物2n 18n10n2拉力

6、做的总功w总f s 10n 2m20j4 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 。5 小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，

7、每次都匀速提物体，做实验情况如图所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论。（ 1）由（ a）（ b）两图 _ 。（ 2）由（ c）（ b）两图 _ 。【答案】使用动滑轮匀速(竖直 )提物体，省力但是不能改变用力的方向。使用同一动滑轮匀速 (竖直 )提不同物体，物体越轻，拉力越小。【解析】【详解】(1)1 由图可知 ,比较 (a)、 (b)两图提起物体一样重,(b) 中弹簧测力计示数小于(a) 中弹簧测力计示数，所以：使用动滑轮可以省力，动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向；(2)2 比较图 (b) 与 (c)可得：使用动滑轮匀速提升不重物时，物体重力

8、越轻，所用的拉力越小，越省力。6 如图所示，用力f1 和 f2 分别匀速提起物体 c 时，滑轮 _可以看作等臂杠杆（选填“ a或 “ b）”.若物体c 重为 50 牛，滑轮重力不计，则力f的大小为 _ 牛.2【答案】 a25【解析】【详解】1 由图可知， a 滑轮是定滑轮，所以滑轮a 是等臂杠杆。2 滑轮 b 是动滑轮 ,省一半力 ,所以 f2 的大小为 25n。7 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。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及摩擦，输电线a 端受到的拉力大小为_n。若 5s

9、内坠砣串下降了 40cm，则输电线a 端向左移动速度是_m/s 。（ g 取 10n/kg ，不考虑钢绳的热胀冷缩）【答案】 1 1040.04【解析】【分析】【详解】120 个坠砣的总重力g=mg=25kg 20 10n/kg=5000n由图知，使用的滑轮组承担a 端拉力的绳子股数n 2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得g 1 fa2则输电线 a 端受到的拉力大小fa=2g 2 5000n=1 410n2 图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h 2sa，则输电线a 端向左移动的距离sa1 h140cm=20cm=0.2m22a 端向左移动速度sa0.2mv0.0

10、4m/st5s8 如图所示，物体a 在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2n。当b 物体重力为 8n 时，它恰好能匀速下降。（ 1）以上装置中属于动滑轮的是 _（填字母）。（ 2）物体 a 所受的摩擦力为 _n。（ 3）若用一个水平向左的力 f 拉物体 a，使其向左匀速运动，则这个力f 大小应为_n。【答案】 m 5 10【解析】【详解】1 由于 m 随物体移动而发生位置变化，所以m 是动滑轮。2a 对 b 的拉力为 f，动滑轮 m 和 b 受力分析可知中：2f=gm +gb2n8nf5n2a 受力平衡，所以摩擦力f=f=5n 。3a 向左匀速运动时，受力平衡：f 左 =f+f=5n+5

11、n=10n 。9(1)如图甲所示，图中的装置相当于一个_(填一种简单机械的名称)(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是_(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能自动回头的“”“明_魔罐 ，当将魔罐 在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)1 由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)2 图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，因为在斜面高一定时，斜面越长越省力，

12、所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；(3)3 魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。魔罐来回滚动，说明了机械能是可以相互转化的。10 如图所示，用f1的力将物体b 匀速提升 h，若借助滑轮组用2b 匀速提升f 的力把物体相同高度。下列说法确的是（）a使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的两倍b f1 一定大于 f2f1hc滑轮组的机械效率为3hf2d f2 做功的功率比f1 做功的功率大【答案】 d【解析】【分析】【详解】a

13、动滑轮与 3 股绳接触，故 n=3，使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的三倍，故 a 错误；b由于f2= gg动 = f1g动33故如果动滑轮很重，则f1 不一定大于f2，故 b 错误；c滑轮组的机械效率为w有用ghf1hw总100%3f2hnf2 h故 c 错误；d f1 做功的功率为p1 =f1vf做功的功率为2p2 nf2v ( f1 g动 )v可知， f2做功的功率比1做功的功率大，故d 正确。f故选 d。11 使用一个动滑轮匀速提升一个物体时，若分别沿如图所示的方向用力f1、 f2 和 f3 ，则这三个力的大小关系是:a f =f =fbf f f123123c f f

14、fd f f f321231【答案】 c【解析】【分析】【详解】固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如下：可知 f1 的力臂为直径,力臂最大 ,f2 的力臂较大 ,f3 的力臂最小 ,由杠杆平衡条件知,当阻力与阻力的力臂的积固定时,力臂越大 ,力越小故三个力的关系为： f1 2 3故 选 cf f12 如图所示，水平拉力f1（ 6n）将物体（ g=9n）沿直线匀速拉动s1 的距离，做功 w1，借助滑轮组， f2使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s1，f2 所拉绳端的上升距离为 s2 ，做功为w2，则（）a w2 一定小于w1b s2 一定小于s1c f2 一定大于 g/3d

15、f2 一定大于f1/3【答案】 d【解析】【分析】【详解】水平拉力f1 将物体沿直线匀速拉动做功：w1f1 s1 ；借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，拉绳端的上升距离为s2，做功：w2 f2 s2 ；a做功 w2w1w动 ，故 a 错误；b有 3 股绳子承担 s23s1 ，故 b 错误；1g轮f1，故 c 错误， d 正确。cd f23故选 d。13 用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 n，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是a80n，80jb 80n， 160jc 40n， 160jd 40n， 80j【答案】 b【解析】【分析】

16、【详解】动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为：g2f2 40n80n ；由h 2m 得 s 2h 2 2m4m ，提升重物所做的功：wfs40n4m 160j 故选 b14 如图，工人要将一块重 900n 的建材运到 10m 高处，装置中每个滑轮重升的速度是 0.8m/s 。在施工过程中，下列说法正确的是（ ）100n ，建材上a工人的拉力为500nc工人做功的功率为400wb工人拉绳的速度为 2.4m/s d工人做功的机械效率小于90%【答案】d【解析】【分析】【详解】由两根绳子承担物重，动滑轮和建材总重为1000n，由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人的拉力应大于500n，故 a

17、 错；工人拉绳的速度应是物体上升速度的2 倍为 1.6m/s ，故 b 错；若部考虑绳重和摩擦，工人做功的功率为p=fv绳 =500n1.6m/s=800w ，由于有摩擦和绳子自身的重量，所以工人做功的功率应大于800w ，故 c 错；对物体做的有用功为w 有=gh=900n 10m=9000j，而拉力做的总功应大于1000j，所以工人做功的机械效率小于90%，故 d 正确；应选d15 物体做匀速直线运动，拉力 f=60n，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是（ ）a 60nb 120nc 20nd 180n【答案】 d【解析】【分析】分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间

18、的摩擦和动滑轮的自重，根据1ff 得n到物体受到的摩擦力。【详解】由图可知，动滑轮上的绳子段数为 3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力f3f360n180n故选 d。【点睛】本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。16 如图，某同学旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面。他借助该装置提升100n 的重物（不计摩擦和装置的自重）。下列说法正确的是（）a可以把a、 b 简化看成动滑轮b人将绳拉过1m 时，物体也上升1mc物体匀速上升时，人对绳的拉力为20nd利用该装置不能省力，但能改变力

19、的方向【答案】 c【解析】【分析】【详解】a由图知道，提升物体时，a 的轴固定不动，即属于定滑轮；而b 和物体一起移动，属于动滑轮，故a 错误；b由图知道，a、 b 组成的是滑轮组，且n=5，所以，拉力端移动距离s=5h当人将绳拉过1m时，物体上升的高度h=0.2m ，故b 错误；c不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力f11 g1100n20n55故 c 正确；d由以上分析及图示知道，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故故选 c。d 错误。17 关于图中的简单机械，说法正确的是（）a图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是省力杠杆；b图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的

20、方向；c利用图丙中的滑轮组提升重物，省功但费距离；d利用图丁中的滑轮组提升重物，省力又能改变力方向。【答案】 d【解析】【详解】a剪铁片剪刀使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故a 错误；b图乙中旗杆顶端装有定滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向，故b 错误；c使用任何机械都不省功，故c 错误；d利用图丁中的滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向，使用方便，故d 正确。18 在水平桌面上放一个重300n 的物体，物体与桌面的摩擦力为60n，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力f 和其移动速度的大小为（）a300n 0.1m/sb150n 0.1m/sc 60n 0.2m/sd 30n 0.2m/s【答案】 d【解析】【分析】【详解】由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力11ff60n=30n22有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2 倍，故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2 倍，即v=0.1m/s 2=0.2m/s故选 d 。19 如图所示，在水平地面上，木箱重 600n ，受到的摩擦力为 300n，