2020-2021中考物理滑轮组的力问题综合练习题附详细答案

1、一、初中物理滑轮组的省力问题G匀速提升1.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.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）/3,5乙=（G物+G轮）12,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=F乙s乙=（G物+G轮）/2X%=（G

2、物+G轮）h,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额=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Do2.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提起。已知他自身所受的重力为500N,双脚与地面的总接触面积为400cm2,动滑轮所受的重力为120N,若不计绳重和摩擦，小夏对地面的压强为Pa。【答案】7500【解析】【分析】【详解】小夏对绳子的拉力为_1一一、1、FGG动）-（280N120N）200

3、N小夏受到绳子的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因为小夏静止，小夏受到的重力等于拉力加上支持力，则地面的支持力F支G人F拉500N200N300N由于力的作用是相互的，则小夏对地面的压力F压F支300N受力面积S400cm20.04m2小夏对地面的压强300N0.04m27500Pa3 .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=Wo【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:1

4、1F=_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。4 .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F=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No（不计滑轮重、绳重和摩擦）【答案】602401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60No2物体移动的距离11,%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

5、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。5 .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个相同的坠泥，每个坠泥质量为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内坠泥串下降了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】11040.04【解析】【分析】【详解】120个坠泥的总重力G=mg=25kgx20x10N/kg=5000N由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,图中坠泥挂在钢绳的自

6、由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得g2Fa则输电线A端受到的拉力大小Fa=2G=2X5000N=1X4M2图中坠泥挂在钢绳的自由端，则坠泥串下降高度h=2sA,则输电线A端向左移动的距离Sa1h12240cm=20cm=0.2mA端向左移动速度0.2m/0.04m/s5s6 .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；

7、(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720N1m720J(2)动滑轮与2股绳子接触，故n=2,拉力W总FsnFhF所做的总功为2400N1m800J(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为W单P_t800J160W5s(4)该装置提升货物时的机械效率为100%720J90%800J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%。7.一名质量为55kg、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地

8、面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m。(g=10N/kg)求：(1)他站在地面上时对地面的压强多大?(2)画出滑轮组的绕线方式。(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多大?【答案】(1)13750Pa；(2)；(3)40W【分析】【详解】(1)站在地面上时，对地面的压力大小等于自身重力，则对地面的压强为G人mg55kg10N/kg20.04m213750Pa(2)因为重物运动方向向上，人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向，拉力方向向下,股绳子与动滑轮接触以省力，故滑轮组的绕线方式如图所示：(3)有用功为克服重物重力势能做的功，为拉力做的总功为拉力的功率与所

9、用时间的乘积，为Pt滑轮组的机械效率为100%WW心、可知Pt则P刊600N1m40Wt20s0.75答：(1)他站在地面上时对地面的压强是13750Pa；(2)滑轮组的绕线方式见解析；(3)拉力的功率是40W。8 .如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口.己知物体在10s内被提升了2m,物体所受重力720N,人对绳子水平向右的拉力300N.(不计绳重及摩擦)求：(1)人做的有用功W用；(2)动滑轮的重力G动;(3)人拉起货物时的机械效率.【答案】(1)1440J;(2)180N;(3)80%。【解析】【详解】(1)物体所受重力720N,被提升了2m,则人做的有用功为：W有用=Gh=7

10、20NX2m=1440JG+G(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=3,根据F=,则动滑轮的重力为:nG动=nF-G=3X300N-720N=180N(3)根据Wr用GhGhG=一=一,W息FsFnhFn人拉起货物时的机械效率为:G720N=80%。Fn300N3答：人做的有用功为1440J；(2)动滑轮的重力为180N;(3)人拉起货物时的机械效率为80%。9 .如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦。水平拉力F作用下将重为30N的物体A匀速拉动，已知绳子自由端速度为0.3m/s,物体A受到的摩擦力f0.1G,水平拉力F为N,在2s内物体移动的距离为【答案】10.2【解析】【详解】1由图可知，

11、连接动滑轮的绳子股数n=3,由题意知，物体A受到的摩擦力f0.1G0.130N3N不计绳重及摩擦，则水平拉力:1,1F-f-3N1Nn32物体的速度：V物-v绳一0.3m/s0.1m/sn3,s_由V得，在2s内物体移动的距离s物v物t0.1m/s2s0.2m故2s内物体移动的距离为0.2m。10.如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则（）A.甲、乙的拉力之比是2:3B.甲、乙的机械效率之比是1：1C.甲、乙拉力的功率之比是3:2D.甲、乙绳的自由端速度之比是1：1【答案】B【解析】【分析】【详解】A.不计绳重及摩擦，拉力1F-

12、G物G轮n由图知，n甲=2,n乙=3,所以绳端的拉力分别为则甲乙拉力之比1c1FF乙G物G轮二G物G轮=3。223故A错误；D.将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，则提升物体的速度相同，由图知,=2,n乙=3,所以甲、乙绳的自由端速度分别为v甲=2vv乙=3v所以，甲、乙绳的自由端速度之比v甲：v乙=2v：3v=2:3故D错误；C.由PFv可得，甲、乙拉力的功率之比321:123W额=G轮h、W有=6物hW可得W息故C错误；B.不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率

13、之比乙=1:1故B正确。故选Bo11.如图甲所示，重为160N的物体在大小为20N,水平向左的拉力Fi作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力Fi不变，用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了1m,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）日乙A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=60WB.物体与地面之间的摩擦力f=20NC.物体向右运动时，拉力F2=40ND.物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=80J【答案】CD【解析】【分析】【详解】A,由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为v2

14、V物23m/s6m/s则物体向左运动时，由PW上Fv可得拉力Fi的功率ttRFiv20N6m/s120W故A错误；B.图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力f2F1220N40N故B错误；C.物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2,则有2F22F1f80N解得f2=40N,故C正确；D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2所做的功W2F2s240N21m80J

15、故D正确。故选CD。12.如图所示，工人师傅用250N的力F将重为400N的物体在20s内匀速提升2m,若不计绳重和摩擦，以下说法错误的是：（）A.动滑轮重力为100NB.工人做功的功率为50WC.滑轮组的机械效率为53.3%D.若提升物重变为500N,则拉力F为300N【答案】C【解析】【详解】A.由图知n=2,不计绳重和摩擦，拉力：1-F=GG动；2则动滑轮的重力:G动=2FG=2250N-400N=100N；故A正确，不符合题意；B.绳自由端移动的距离:s=2h=22m=4m;拉力做的功:W=Fs=250N4m=1000J工人做功的功率即为拉力的功率:P二强二映=50W;t20s故B正确

16、，不符合题意;C.拉力做的有用功:W=Gh=400N2m=800J；滑轮组的机械效率:1000J100%=80%；故C错误，符合题意；D.若提升物重变为G=500N,则拉力为：11F=G+G动=-500N+100N=300N;22故D正确，不符合题意。13 .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【答案】D【解析】【分析】120NC.20ND.180N1分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据F-f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f3F360N

17、180N故选Do【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。14 .建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分Fi、F2、F3,拉力做的不、矛，贝()三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，醇都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为P1、P2、P3,机械效率为刀1、A.F1+F2=F3B,W1+W2=W3C.印+邛=印D.P1+P2=P3【答案】D【解析】【分析】1由图可知，作用在动滑轮上绳子为2股；绳重，摩擦不计时，用F=(G+G动)分析nWGhG一、F1,F2,F3之间关

18、系；再依=。通过计算特殊值，判断等式是否成立。W总G总hG+G动【详解】A.由题意得11”Fi=-（G+G动尸（G+G动）；n21 一一1一一、F2='2G+G动）=-（2G+G动）；1_、11一一、Fi+F2=（G+G动）+_（2G+G动）=_（3G+2G动）2 2211.F3=（3G+G动）=（3G+G动）n2因为11、_(3G+2G动)>_(3G+G动)22所以(Fi+F2)>F3故A不符合题意；B.由于物体升高均为h；Wi+W2=Fih+Fzh=(Fi+F2)hW3=F3h;因为（F1+F2）f3所以(W1+W2)>W3故B不合符题意;C.依G,说明滑轮组一定

19、时,G+G物重越大，机械效率越大，即1<2<3,故C不合符题意;GhD,由WGh,P=可知tR+EGh2Gh一+tt3GhT；P3掌所以Pi+P2=P3,故D符合题意。故选D。【点睛】一个不加条件成立等式，可以用某种情况时不成立来判断它不成立。15.关于图中的简单机械，说法正确的是（）隼乙丙丁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

20、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。600N的物体，人拉绳的力F为250N1200N的物体时，人的拉力F为)A.400NB. 450NC. 500ND. 600N16.如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知，绳子承担重物的段数n为3,提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为1-250N,根据FG物G动求出动滑轮的重力为nG动3FG物325

21、0N600N150N当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为11FG物G1200N150N450Nn3综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。故选Bo17.如图所示，在水平地面上，木箱重600N,受到的摩擦力为300N,用力F拉动木箱使)A.拉力F的大小为100N它匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是B.拉力F的大小为200NC.绳自由端移动了4mD.绳自由端移动了1m【答案】C【解析】【详解】AB.由图知，n=2,不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力1 .1F-f-300N150N2 2故A、B错误；CD.绳子的自由端移动的距离s2s22m4m故C正

22、确、D错误。故选Co18.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】D【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