中考物理与滑轮组的力问题有关的压轴题附答案

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刀与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出刀与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则卜列说法正确的是（）A.同一滑轮组的机械效率刀随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率刀随G物的增大而

2、增大，但最终不能等于100%,故A错误；B.由图可知，G物=12N,此时年80%,则G物h80%Fs且有nFG物G动snh代入可得上80%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D正确。故选D。2.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。

3、（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，可以求出动滑轮1重；再利用F-G轮G物求拉力大小，知道s=2h,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snh21m2mW有G

4、h8N1m8JW总Fs5N2m10J滑轮组的机械效率G物15NGwG动15N3N83%h=1m,拉力移动距离有用功为拉力做的总功为W8J-100%100%80%W巧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，则有1-F5G动G物2N18N10N拉力做的总功Fs10N2m20J心、3 .工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。则：(1)若某次运送建材的质量为40kg,滑轮组的机械效率是。动滑轮的重力是No(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m,作用在绳上的

5、拉力为500N时，拉力的功率是W,运送建材的重力是N,此时的机械效率是。【答案】50%40020060060%.(1)1建材质量为40kg,其重力为不计绳重和摩擦，根据G轮h可知，动滑轮的重力2J1m2N由图乙得，当建材重力为2此时机械效率解得G动=400N。Gmg=40kg10N/kg=400N400N时，滑轮组机械效率为50%。400400+G动=50%(2)3滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了12m,则绳子段移动的距离为24m,拉力功率WFs500N24m=200Wtt60s4滑轮组省一半的力，所以G才+G动=2F解得G

6、材=600N。5此时的机械效率为4 .如图所示，在水平拉力F的作用下，重为300N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=Wo1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：11F=_f=_X60N=20N；332绳子自由端移动的速度为：v绳=3v物=3x0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20NX0.3m/s=6W。5 .如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力【答案】60240【解析】600=60

7、%G材G动600+400【答案】206F=20N,绳子拉出了6m,则物体受到的摩擦力为N,物体前进了m,弹簧测力计的示数为N。（不计滑轮重、绳重和摩擦）【详解】1由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3,所以物体M与地面间的摩擦力f=nF=3X20N=60N物体受到的摩擦力为60N。2物体移动的距离1_1,sw二胡-二6m=2m33物体前进了2m。3弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为F弹=2F=20NX2=40N弹簧测力计的示数为40N。6.如图所示， 用力Fi和F2分别匀速提起物体C时， 滑轮可以看作等臂杠杆 （选填“做“B”.若物体C重为50牛，滑轮重力不计，

8、则力F2的大小为牛.【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 .如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为N,拉力F的功率为W;将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。【答案】2040不变【解析】【分析】使用动滑轮可以省一半力；物体匀速运动，受平衡力，平衡力大小相等，判断出摩擦力根的因素：压力和接触面的粗糙程度。【详解】1因

9、为使用动滑轮可以省一半力，所以拉物体的力为F2F210N20N物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力一对平衡力，大小相等，则fF20N2由图知有2段绳子拉着物体，则有v绳2V物22m/s4m/s则拉力F的功率为pFv绳10N4m/s=40W3将拉力F增大为20N时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以受到水平面的摩擦力不变。【点睛】本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识，要牢记影响滑动摩擦力的两个因素，当两个因素都不变时，摩擦力的大小不变，与其它因素无关。8.小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G物=720N,在t=5s内货物被匀速竖

10、直提升了h=1m,小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F=400N且竖直向下。求在此过程中：(1)动滑轮对货物做的有用功；(2)拉力F所做的总功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用该装置提升货物时的机械效率中【答案】(1)720J；(2)800J；(3)160W；(4)90%【解析】【分析】【详解】(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为W有G物h720N1m720J(2)动滑轮与2股绳子接触，故n=2,拉力F所做的总功为W总FsnFh2400N1m800J(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为据绳子段数判断出绳子的速度;根据PWFsFv算出拉力F的功率；影响摩

11、擦力(4)该装置提升货物时的机械效率为W100%W心、答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J;(2)拉力F所做的总功为800J；拉力F做功的功率为160W;(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。9 .用一个动滑轮提起重100N的物体(绳重与摩擦不计)，所用拉力60N。若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时， 拉力功率为W。 较前一次提升物体， 该滑轮的机械效率(选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】44变大【解析】【详解】1根据题意可知，物体以0.2m/s速度匀速上升，对于动滑轮，绳子移动的速度v=20.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计，则拉力1F=-(

12、G物+G动)2即60N=1(100N+G动)2解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时，拉力F=1(200N+20N)=110N拉力功率为P=Fv=110N0.4m/s=44W拉力功率为44W。2较前一次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。10 .体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦，g取10N/kg),小明对此工作过程及装置作出了以下论断：W息800Jt5s160W720J800J90%而皿总，

13、二W有W额有又因为W额=6动h可得均正确。机械能是动能和势能的总和,增大，正确。若要滑轮组的机械效率达到W有800JW总=1000J80%W额=川总W有=1000J800J=200JW额200JG动二上2200N当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能90%,由效率公式有W-100%=mwgh90%1，W（mwgm&g）3h3化解可得当m物=9m动时，滑轮组的效率能到达90%,则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%,错误。动滑轮重为200N此过程中，工人对绳的拉力做功1000J重物匀速上升过程中，它的机械能增大若增大重物A的质量，该工人用此滑轮

14、组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断（）A.只有正确B.只有正确C.只有正确D.都正确【答案】C【解析】【分析】【详解】由题意物体所受的重力G物m物g80kg10N/kg=800N物体上升的高度h1m,此时滑轮组做的有用功为W有二6物h800N1m800J、，W根据机械效率公式=-100%=80%有，总功为故选Co11 .如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m（已知Mm,用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，则（）M卜A.天花板对滑轮的拉力大小为（M+mgB.绳子对物体A的拉力为（M-mgC.地面又中物体A的支持力为Mg

15、D.绳子对天花板的拉力为2mg【答案】D【解析】【详解】B.由图可知该滑轮为定滑轮，因物体B静止，则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,故B错误；A.滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计，该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力，所以由力的平衡条件可知，天花板对滑轮的拉力大小为2mg,故A错误；D.根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,故D正确；C.物体A受三个力的共同作用，向下的重力GMg、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N;由于物体A处于静止状态，所以物体A所受的三个力的合力

16、为0,即FNG所以，地面对物体A的支持力的大小为NGFMgmg（Mm）g故C错误。故选Do12 .如图所示，水平拉力Fi（6N）将物体（G=9N）沿直线匀速拉动si的距离，做功Wi,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si,F2所拉绳端的上升距离为S2,做功为W2,则（）B. S2一定小于siC. F2一定大于G/3D. F2一定大于Fi/3【答案】D【解析】【分析】【详解】水平拉力Fi将物体沿直线匀速拉动做功:WiFj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：W2F2s2；A.做功W2WiW动，故A错误;B.有3股绳子承担S

17、23sl，故B错误；_1一CD.F2G轮F1，故C错误，D正确。3故选D。13 .用一动滑轮将重物匀速提升2m,人对绳子的自由端所用力是40N,不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是A.80N,80JB.80N,160JC.40N,160JD.40N,80J【答案】B【解析】【分析】【详解】动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为：G2F240N80N;由Fi1 1A.W2一定小于Wih2m得s2h22m4m,提升重物所做的功：WFs40N4m160J.故选B.14 .如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是A

18、.甲滑轮组所用拉力较大B.甲滑轮组拉力做的功较多C.两滑轮组拉力做功的功率一定相等D.两个滑轮组的机械效率一定相等【答案】D【解析】【分析】【详解】A.不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）In,且n甲=3,n乙=2,所以，绳子受的拉力：F甲=（G物+G轮）/3,F乙=（G物+G轮）/2,即F*F乙，故A错误；B.不计绳重及摩擦，拉力做的功：W甲=5甲$甲=（G物+G轮）/3Xh=（G物+G轮）hW乙=5乙$乙=（G物+G轮）/2X%=（G物+G轮）h.1,W=W乙，故B错误；C.甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；D.因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W

19、w=G轮h,W有用二G物h,所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为W有用/W总，滑轮组的机械效率相同，故D正确；故答案为Do15.小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦，针对这一现象，小明得出了4个结论：Fi做的功等于F2做的功；甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；Fi做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（）G匀速提升甲乙A.、B.、C.、D.、【答案】D【解析】【分析】【详解】在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高

20、度相同，所以两次拉力做的功都等于W总Fs=GG动h故Fi做的功等于F2做的功，正确；在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为W有用GhGW总GG动hGG动即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为Fi乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为F2正确；故选Do重和摩擦，若用这个滑轮组匀速提升2100N的物体，绳未断裂，人的拉力为（）所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力两次拉力做的功，用时也相等，根据,正确；cW一P丁知，Fi做功的功率等于F2做功的功率，16.如图，小华用滑轮组匀速提升一个重为900N的物体，人拉绳的力F为350N,不计绳GA.650NB.700NC.750N【答案】

21、C【解析】【分析】【详解】由图可知，通过动滑轮绳子的段数：n=3,不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力：1_Fi=（G+G动），3由此可得动滑轮重：G动=3Fi-G=3X350N-900N=150N当提起2100N物体时，人的拉力：一、1(G1+G动)=X(2100N+150N)=750N.3故选C.17.如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力F沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动了0.5m,滑轮组的机械效率为80%?下列说法正确的是（）A.木块A受到的摩擦力为5NB.地面对木板B的摩擦力为4NC.5s内绳子拉力对木板B做的功为2JD.拉力F的功率为0.5W【答案】DD.800N1F2=3【解析】【分析】【详解】WF绳2sA.滑轮组的机械效率为80%,根据公式=可算出绳子上的力为W息F拉slF拉80%10N80%一F绳=4N22木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力等于绳子上的力，为4N,A错误；B.木板B静止，受力平衡，对其受力分析，受到绳子的拉力为5N,方向向右，还受到木块A的摩擦力为4N,方向向左，因此地面给木板B的摩擦力大小为1N,方向向左，B错误；C. 5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为0J,C错误；D. 5s内木块A移动了0.5m,则拉力拉着滑轮移动了0.25m,