2020年中考物理专题《17-第2节滑轮、滑轮组、斜面的特点及相关计算》

1、第一部分中招考点研究第17讲简单机械第2节 滑轮、滑轮组、斜面的特点及相关计算10年真题、备用卷分点练（20102019）-3 -命题点 1 J滑轮、滑轮组的特点（10年7考）1. （2015河南4题2分）如图所示是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用方案 （选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可以 .（不计机械的自重及摩擦）第1题图3. （2014河南13题2分）把质量相等的滑轮的重力和摩擦，放手后 （）2. （2018河南4题2分）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.如图所示为输电线的牵引装置.钢绳通过滑轮组悬挂 20

2、个相同的坠泥，每个坠泥质量为25 kg,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.若某段时间内坠泥串下降了30 cm,则输电线A端向左移动了 cm.（g取10 N/kg ,不考虑钢绳的热胀冷缩）n 钢地3齐飞检电城第2题图A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、A. A上升B. A下降C. A、B均静止D.无法判断4. （2017河南9题2分）如图所示，水平桌面上有一铁块，由绕过定滑轮的细绳与重6 N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（）第4题图A.使用定滑轮是为了省力B.铁块受到绳子的拉力为6 NC.铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力D.

3、若剪断绳子，铁块由于惯性将向左运动命题点 Tj与简单机械有关的功、功率、机械效率的相关判断与计算（10年5考）5. （2010河南14题2分）如图所示，用F = 50 N的水平拉力，通过一个动滑轮， 使重为200 N的物体A水平向右匀速移动了3 m,在这个过程中（）第5题图A.拉力F做了 150 J的功B.拉力F做了 300 J的功C.重力做了 600 J的功D.重力彳了 1 200 J的功6. （2013河南13题2分）一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（）A.有用功减少，总功减少B.有用功增加，总功增加C.有用功不变，总功不变D.有用功不

4、变，总功减少7. （2019河南13题2分）（双选）工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了 h,人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是（）第7题图A.拉力F的功率为竿8. 额外功为(2F G)hC.滑轮组的机械效率为：G3 FD.滑轮组的机械效率随h的增大而增大8. (2011河南23题9分)在新农村建设中，为将一批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材.装置中动滑轮重100 N ,工人每次匀速提升一箱重 400 N的建材,不计绳重和摩擦.试问:(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)为加快施工进度

5、，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材.为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升日的速度为0.4 m/s.仓库中现有两台电动机，型号分别为“ 220 V0.8 kW"、“ 220 V 3 kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理.第8题图9. (2017河南20题9分)如图所示，工人用沿斜面向上、大小为 500 N的推力，将重800 N 的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s,到达C点.已知 AB长3 m, BC长1.2 m,距地面高1.5 m.试问：(1)利用斜面搬运货物主要是为了 ;(2)货物在水平台面上运动的速度

6、为多少？(3)水平推力做功的功率为多少？(4)斜面的机械效率为多少？全国真题分层练与基础训练一、填空题1. （2019德阳）如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重 20 N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为N,图乙中人对绳子的拉力为 N.甲乙第1题图2. （2018曲靖）如图所示，体重为500 N的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子， 使600 N的物体匀速上升 2 m,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.第2题图3. （2019洛阳一模）如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦.水

7、平拉力 F作用下将重为30 N的物体A匀速拉动，已知绳子自由端速度为 0.3 m/s,物体A受到的摩擦力f=0.1 G,水平拉力F为 N，在2 s内物体移动的距离为 m.第3题图-7 -4. （2019兰州改编）如图所示，斜面长 2 m、高1 m,把一个质量为24 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端，需要克服重力做功 J.若斜面是光滑的，则沿斜面向上的拉力F=N.二、选择题5. （2019自贡）如图所示，物体 A、B的重分别为20 N、10 N,滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦 忽略不计，此时物体 A在水平面上向右做匀速直线运动.若用力 F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动，则 （）第5题

8、图A. F = 20 NB. F= 10 NC. F = 5 ND. F=30 NI, c_ 甲第A. F甲=F乙B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同C.甲、乙两个拉力的功率相同D.乙滑轮组的额外功多7. （2019陕西）工人用如图所示的装置运送砂石.“小XG乙6题图卜列说法正确的是（）6. （2019百色）如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间 内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 （）第7题图A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 mD.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150

9、 kg的砂石8. （2019常州）如图所示，斜面高 2 m、长4 m ,小明用平行于斜面的拉力F,将重400 N的物体从斜面底端拉到顶端，已知拉力 F = 250 N.对此过程，下列结果中正确的是（）A.有用功为1 000 JB.总功为1 600 JC.额外功为200 JD.机械效率为60%三、作图题9. （2019淮安）在下图中，画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法.第9题图四、实验探究题10. （2019淄博改编）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义.提高机械 效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法.V乙为了探究影响机械效率的因素， 小明选取了大小相同的滑轮，

10、利用图甲和图乙装置进行实验, 并把数据记录在下表中.实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效 率T1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%(1)比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码 ,机械效率越高.(2)比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 有关.(3)比较 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关.(

11、4)第5次实验是利用图 的装置完成的，判断依据是 .(5)利用图甲的装置，把重 6 N的物体用 2.5 N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为.可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率.五、综合应用题11. (2019兰州)如图所示，动滑轮重4 N,所吊重物B重20 N,物体A重240 N,此时物体B 恰好以0.1 m/s的速度匀速下降.不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦.求：(1)水平面对物体A的摩擦力是多大？(2)要使物体B恰好以0.2 m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力 F的功率为多大？第11题图12. （2019梧州）如图所示，斜面长 s=2 m,

12、高h=0.5 m.建筑工人将质量 m=40 kg,长度a=50 cm,宽度b= 20 cm,高度c= 10 cm的长方体模具，用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时, 用时15 s,沿斜面向上的拉力F= 150 N.（忽略绳子重力，g = 10 N/kg）.求：（1）长方体模具的密度；（2）匀速拉动物体的过程中，拉力的功率；（3）斜面的机械效率.第12题图-15 -与能力提升1. （2019南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2X103 N的物体时，物体5 s内上升了 6 m,此过程中有用功为 J,钢丝绳移动的速度为 m/s; 若滑轮组的机械效率为 70%,则额外功为 J,

13、拉力F为 N，其功率为 W.第1题图2. （2019焦作二模）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂 B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（）甲第2题图A. 1个 B. 2个C. 3个 D. 4个3. (2019河北)(双选)如图所示，重为 G的物体在拉力F的作用下，以v的速度匀速运动了s.已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦.下列说法正确的是()第3题图A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为2Fv1C.额外功为n(2nF-G)sD.滑轮组的机械效率为

14、2F4.如图所示是某建筑工地上提升货物的一升降机示意图.升降机由电动机带动， 升降机的货厢内所装货物的质量是 1 t,货厢的质量是200 kg,在10 s内从楼房的2层上升到5层，如果每层楼高是3 m,不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦，试求:(1)在匀速提升中，钢丝绳上的拉力是多少？(2)钢丝绳自由端拉力做的功是多少？(3)若电动机的输出功率是 22.5 kW,则升降机的机械效率是多少?货物第4题图参考答案第17讲简单机械第2节 滑轮、滑轮组、斜面的特点及相关计算 河南10年真题、备用卷分点练1. 甲 省力 【解析】甲、乙两方案都是动滑轮，忽略滑轮自重及摩擦，甲方案拉力作用在 绳子自由端，需

15、要的拉力是不用滑轮时拉力的一半，省力费距离；乙方案拉力作用在动滑轮 上，需要的拉力是不用滑轮时拉力的2倍，费力省距离，题目表明“拉船的力需要很大”，所以为了省力应该选择方案甲.2. 1X104 15【解析】由题图可知，滑轮组中绳子的拉力等于坠泥的总重力，即 F = G蛇 =25 kgX10 N/kgX 20=5 000 N,动滑轮上有两段绳子，即 n=2,则输电线 A端受到的拉力1Fa= 2F=2X 5 000 N= 1X104 N;输电线 A 端移动的距离 SA = 2X 30 cm= 15 cm.3. B 【解析】由于左端滑轮是定滑轮，使用定滑轮不省力，右端滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省力

16、，通过分析题图后可知，连接动滑轮左边的绳子，即定滑轮右端绳子的拉力Fb1 一, , 一=2mBg,连接te滑轮左漏绳子的拉力Fa= mAg,因为mA= mB,由此可知Fa>Fb,所以A下降，B正确.故选B.4. B 【解析】定滑轮可以改变力的方向但是不能省力，A错误；沙桶和铁块都处于静止状态，受到平衡力的作用，因此绳子对铁块的拉力大小等于沙桶的重力大小6 N, B正确；铁块对桌面的压力和铁块的重力大小相等、方向相同，作用在两个物体上，因此这两个力不是 一对平衡力，C错误；铁块开始是静止的，若剪断绳子，铁块由于惯性，将保持原来的状态 不变，仍旧静止，D错误.故选B.5. B 【解析】 有2

17、段绳子承担物体与地面间的摩擦力，拉力作用的距离是物体移动距离的2倍，则拉力做功 W= Fs=50 NX2X3 m=300 J, A错误，B正确；做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力；二是物体在该力的方向上移动的距离.本题中物体并没有在重力的 方向上移动距离，所以重力不做功，C、D错误.故选B.6. D 【解析】由题可知，将同一物体匀速提升了同样的高度，由 W= Gh可知，有用功不 变，滑轮组经改进后机械效率提高了，由刀=当可知总功减少，D正确.故选D.W7. AB 【解析】由图可知，连接动滑轮的绳子股数 n= 2,绳端移动的距离s= nh=2h,拉力 F做的功 亚总=Fs=2Fh,则拉力

18、F的功率P=W = 华，A正确；拉力做的有用功 亚有=6卜，额外功 W额=亚总一W有= 2Fh Gh=(2FG)h, B正确；滑轮组的机械效率 r =-x 100%W总=Gh =箕，C错误；根据刀=；G可知，滑轮组的机械效率与提升的高度 h无关，D错误故 2Fh 2F1 2F选AB.8. 解：(1)有用功 亚有=6卜=400 NX 10 m=4 000 J额外功 W额=6 动h= 100 NX 10 m= 1 000 J(2)总功 W总=亚有+亚额=4 000 J+ 1 000 J= 5 000 J机械效率 刀=萼X 100%= 4 000 JX100% = 80%W总5 000 J(3)提升

19、四箱建材时电动机做的总功W总'=W 有'+W 额=4X4 000 J+ 1 000 J= 17 000 J将重物匀速提升至10 m高处所需时间10 m0.4 m/s=25 s则提升四箱建材时电动机的总功率甯=680 W"68 kW故应选择型号为“ 220 V 0.8 kW”的电动机使配置更合理9. (1)省力解：(2)货物在水平台面上运动的速度S11.2 m5 s= 0.24 m/s(3)水平推力做的功 W= Fisi = 100 NX 1.2 m= 120 J则水平推力做功的功率P=¥=嗤=24 W(4)有用功 亚有=6卜=800 NX 1.5 m= 1

20、200 J总功亚总=Fs= 500 N X 3 m= 1 500 J则斜面的机械效率W有T1 =W总X 100% =1 200 J1 500 JX 100% = 80%全国真题分层练s基础训练1. 400 210【解析】由图可知，图甲中的两个滑轮均为定滑轮，则拉力5甲=6=400 N;图乙中的滑轮组分担物重的绳子段数n=2,则拉力F乙=6+6骨轮=400 N广20 N = 210 n.n22. 4 200【解析】由题图可知，承担动滑轮绳子的段数为n = 2,绳子自由端移动的距离为、一 一 11s= nh= 2X2 m = 4 m,不计绳重、滑轮重及摩擦，绳子的拉力F = -G=2><

21、;600 N = 300 N, 人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用力，大小相等，由题知人受到绳子竖直向上的拉力、地面的支持力和人的重力而平衡，所以F支+F=G人，F支=6人一F=500 N 300 N = 200N,因为地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用的力，大小相等，所以小强对 地面的压力为 F压=5支= 200 N.3. 1 0.2【解析】由图可知，连接动滑轮绳子的股数n= 3,由题意知，物体 A所受的摩擦力f=0.lG=0.1 X 30 N =3 N ,所以，水平拉力 F = -f=X3 N =1 N ;物体的速度 v物=1v绳n 3nv= -X0.3 m/s=0.1 m

22、/s,由 v=s 得，在 2 s 内物体移动的距离 s 物=y 物 t=0.1 m/sX2 s= 0.2 m. 3t4. 240120【解析】 由题意可得，物体克服重力做的功为W=Gh= mgh= 24 kgX10N/kgX1 m = 240 J,斜面光滑，拉力做的功等于物体克服重力做的功，即 Fs=Gh=W,所以- W 240 J拉力 F =-= 120 N.s 2 m5. B【解析】无外力时，如解图甲， A匀速向右运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，f1 =1 .F1=2GB=5 N;当有外力时，如解图乙，A匀速向左运动同样受力平衡，拉力F2=F1' +f1=10 N.故选 B.i i

23、I回甲乙第5题解图6. C【解析】不计绳重及摩擦，拉力 F = n（G物+G轮），由图知，n甲=2, n乙=3,所以绳端 的拉力分别为 F甲=%G物+ G轮）,F乙=3（G物+G轮）,所以F甲F乙，A错误；因为甲绳子自 由端移动的速度为 v甲绳=2v物，乙绳子自由端移动的速度为v乙绳=3v物，所以v甲绳vv乙绳，B错误；因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额=6轮h、W有用=G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，拉力做的总功相同，所用的时间 相同，由P = W可知，拉力F甲做功的功率等于拉力 F乙做功的功率，C正确，D错误.故选 C.7. B8. C 【解

24、析】 小明对物体做的有用功 亚有=6卜=400 NX2 m = 800 J, A错误；对物体做的总功 亚总=5$=250 NX4 m= 1 000 J,B错误；此过程中做的额外功 W额=亚总一W有=1 000J 800 J=200 J, C正确；此斜面的机械效率误.故选C.W800 J0“;薪*100%：?*100%：80%, D错9.如答图所示第9题答图3段，拉力方【解析】 最省力的绳子绕法是绳子起点在动滑轮上，承担动滑轮重力的绳子为 向竖直向上.10. （1）越重 （2）动滑轮的重量（3）2、3 （4）乙 s= h （5）80%【解析】（1）由表格数据可知，与第1次实验相比，在第2次实验时

25、，所挂钩码由1 N增至2 N, 机械效率由56%增至67%,由此可以归纳出：在所使用的滑轮组一定时，提升的钩码越重， 滑轮组的机械效率越高；（2）通过比较第3、4次实验可知，在其他条件不变时，只改变动滑 轮的材质（即动滑轮的重量），相同体积的塑料动滑轮比铝动滑轮轻，使用塑料动滑轮时，机 械效率高，由此可总结出：滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关；（3）通过比较实验2和3可知，其他条彳不变，第 3次提升钩码的高度由第 2次实验的0.1 m变为0.2 m,但机械效 率仍为67%,因此可以得出结论：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升的高度无关；（4）由第5次实验中的数据可知，提升的高度为判断此次实

26、验使用的是图乙定滑轮装置;0.2 m ,绳端移动的距离也为0.2 m, s=h,由此（5）滑轮组的机械效率为 y = W- X 100% =鲁X 100%GhF nhx 100% =x 100% =6 N2.5 NX 3X 100% = 80%.11. 解：（1）由题意可知Gb= 20 N , G动=4 N ,对于滑轮组，不计绳重及摩擦时，对A的拉.11力 Fa = ：（Gb+G 动）=2X（20 N+4 N） = 12 N当物体B以0.1 m/s的速度匀速下降时，物体A也匀速向左运动，则物体A受到向左的拉力Fa和向右的摩擦力f是一对平衡力，则 f=FA= 12 N（2）当物体B以0.2 m/

27、s的速度匀速上升时，物体A匀速向右运动，此时物体A受到向左的拉力Fa、摩擦力和向右的拉力 F作用，由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度没有改 变，则摩擦力大小不变，所以有 F=Fa+ f= 12 N+12 N = 24 N由Fn = 2,绳子末端移动的速度为va=2vb = 2X0.2 m/s = 0.4 m/s物体A受到水平向右的拉力F的功率为Pa= Fva= 24 NX 0.4 m/s =9.6 W12.解：（1）长方体模具的体积：V=abc=0.5 mX0.2 mx 0.1 m=0.01 m3长方体模具的密度：P =m = 0401km3= 4X 103 kg/m3 (2)匀速拉动

28、物体的过程中，拉力所做的功:亚总=Fs= 150 n X2 m=300 J拉力所做功的功率：P= = 3.0°J= 20 W t 15 s(3)拉力所做功的有用功：W 有=Gh = mgh = 40 kg x 10 N/kg x 0.5 m = 200 J斜面的机械效率：=吐乂 100%=200-JX 100% 66.7%1 W300 J1.2.52X 104 3.6 1.08X 104 2X 103 7.2X 103【解析】 由图可知，n=3,有用功 亚有=6卜=4.2* 103 NX6 m = 2.52X 104 J;钢丝绳移动的速度v=S丁 = 3.6 m/s；.=詈=；1，所以拉力为 F = -G5 sW总 Fs 3F3t4.2X103 N3X 70%=2X 103 N;拉力的功率为 P=Fv=2X103 N X 3.6 m/s=7.2X103 W;总