2020-2021中考物理滑轮组的力问题培优练习含答案

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1.用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N的A、B两物体，在相同时间内提升相同的高度；已知滑轮重1N,绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是)A.手的拉力F乙二10NB.利用乙种方式做的有用功比较多C.甲种方式的机械效率大于乙种方式D.手的拉力F甲做功的功率比F乙做功的功率大【答案】C【解析】【详解】A.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=1(G+G动产1X(10N+1N)=5.5N22故A错误；B.利用两种滑轮都是将G=10N的物体提升相同的高度h,由公式W有用二Gh知，有用功相同，

2、故B错误；C.甲乙装置所做的有用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功较多，也、，口上E,，,，Q,Wt用人旧、,人就是乙装置的总功较大，由公式f知，甲方式的机械效率较高，故C正确；WD.因为乙装置总功较大，并且在相同时间内提升物体，由公式P=W知，乙装置手的拉t力做功功率较大，故D错误。故选Co2 .用如图所示的滑轮组，将重为16N的物体以0.2m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为80%,若不计绳重及摩擦，拉力F为N,拉力的功率为W,动滑轮白重力为N.【解析】【分析】【详解】(1)由图知，n=2,则拉力端移动的距离WT用而心、s=2h,滑轮组的机械效率:GhGhG百F2h2F则

3、拉力16N280%10N(2)拉力端移动的速度v=2v物=2XQ2m/s=0.4m/s,拉力做功功率：P=Fv=10NXQ4m/s=4W；(3)不计绳重及摩擦，拉力动滑轮重力:G动=2F-G=2X10N-16N=4N.3 .如图所示，物体A重100N,沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=60N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，则绳端的拉力F是N,当绳子自由端向左【解析】【分析】由图中滑轮组可知，n=3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重，根据滑轮组的省力公式1一一一，一，一，一rFf得到拉力大小；根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物3体运动的距离。【详解】n=3,因

4、不计绳重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉60N20N1由图可知，与动滑轮相连的绳子段数是力1F-32物体运动的距离为3m/1m本题考查滑轮组省力公式的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断。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=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 1F=-f=-X60N=20N；332绳子自由端移动的速度为：v绳=3v物=

5、3x0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20NX0.3m/s=6W。5 .小黄同学用水平力F拉动如图所示装置，使重200N的A物体5s内在水平地面上匀速运动了120cm,物体B重100N（物体B与A始终接触），此过程中A受到地面的摩擦力为24N,弹簧测力计的示数为16N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为m/s,物体A受到B施加的摩擦力（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F大小为N,水平拉力F的功率为W。【答案】0.12水平向右809.6【解析】【分析】滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；根据力的作用

6、的相互性得出物体A受到B施加的摩擦力的大小及方向；物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力据此计算水平拉力F的大小；然后利用【详解】fA;而滑轮为动滑轮，滑水平拉力F为F左的2倍,PFv计算功率。1物体移动的速度_2120102m0.24m/s则滑轮移动的速度2由力的作用是相互的，相互作用力大小相等,簧测力计的拉力是平衡力，大小等于水平向右。16N,3物体A受到向左的拉力等于地面对5s0.24m/s0.12m/s方向相反,而物体则物体A受到A的摩擦力加上物体fBA24N16NB受到A的摩擦力与弹B施加的摩擦力也为16N,方向A受到B施加的摩擦力，即40N滑轮为动

7、滑轮，则水平拉力F为2F左240N80N4水平拉力F的功率PFv轮80N0.12m/s9.6W6 .小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，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)两图使用同一动滑【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。轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小。【解析】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

8、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，物体重力越轻，所用的拉力越小，越省力。7 .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;(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

9、滑轮与2股绳子接触，故n=2,拉力F所做的总功为WFsnFh2400N1m800J心、(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为cW总800JP,160Wt5s(4)该装置提升货物时的机械效率为W有W单心、100%720J800J90%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%。8 .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（!T_A.

10、W2一定小于WiB. 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:WiFiS;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W2W,W动，故A错误;B,有3股绳子承担S23sl，故B错误；_i-CD.F2G轮F1，故C错反，D正确。3故选D。9 .如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20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Fi和F2所做的功相等，物体A、B移动

11、的距离之比是,当绳子自由端上升i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=1X20N=10N223因为使用任何机械都不能省功，当F1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当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为：W=Fs=10N1m=10J。10 .用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h,最省力的是（滑轮重不计）（）【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮，拉力F=G;

12、一，,L1-B.图中滑轮是动滑轮，拉力FG;2L，1-C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力F-G;2，-，1一D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力F-G;3所以最省力的是D中滑轮组。故选D。11.如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m（已知M>m,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（）MAA.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-m）gC.地面又中物体A的支持力为MgD.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

13、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.如图所示的滑轮装置，重为5牛的物体挂在绳端，力

14、F作同在滑轮的轴上，滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动.若不计滑轮重及摩擦，则拉力F的大小和物体向上运动的速度为A.10牛，4米/秒C. 10牛，2米/秒【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮在力的速度为：B.2.5牛，4米/秒D. 2.5牛，2米/秒F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动，重物2x2m/s=4m/s此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为：F=2G=2X5N=10N故选A.13.工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中

15、卜列说法不正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了4mB.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为375WD.该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据Faf0.4G求出物体受到的拉力；根据WFs求出拉力F做的功，根据P彳邑求出拉力F的功率；(4)任何机械效率一定小于100%。【详解】A.由图可知，n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离snsA22m4m故A正确，不符合题意；0.41500N600N

16、0.4GB.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力故B错误，符合题意；Fs375N4m1500JC.拉力F做的功则拉力F的功率W总1500J-375W4s故C正确，不符合题意；D.该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%,故D正确，不符合题意。故选Bo14.利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是()A.甲图中绳自由端移动距离较小B.乙图中绳自由端作用力较小C.两种方式所做的额外功相等D.增大提升高度，机械效率都会变大【答案】C【解析】【详解】A.若物体升高

17、高度为h,则拉力移动的距离为2h,电2h,则s甲s乙。故A错误；B.甲中：2F甲=6动+6,乙中：2F乙=6动G,所以F甲二5乙。故B错误;C.甲中：w甲额二G动h,乙中：W乙额二G动h,所以W甲额=w额。故C正确;D.机械效率公式：WGhGhG=,W总FsFnhnF所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D错误。15.关于图中的简单机械，说法正确的是（）甲乙西丁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】

18、【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。16.用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体G;)【答案】C1-A.此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即FG;2B.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即FG;i1C.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则FG;3，-i1-D.此

19、图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则F-Go2由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C故选Co17.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()A.拉力F的大小为100NB.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 1Ff300N150N2 2故A、B错误；CD.绳子的自由端移动的距离s2s22m4m故C正确、D错误。故选Co18.使用一个动滑轮匀速

20、提升一个物体时，若分别沿如图所示的方向用力E、F2和F3,则这三个力的大小关系是：A.Fi=F2=F3B,Fi>F2>F3C.F3>F2>FiD.F2>F3>Fi【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Fi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：Fi<F2<F3.故选C.i9.如图甲所示，重为i60N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

21、，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im,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）甲乙A.物体向左运动时，拉力F1的功率Pi=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】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v2V物23m/s6m/s则物体向左运动时，由pW±Fv可得拉力Fi的功率ttEF1V20N6m/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