初中滑轮组经典好题30道(标准答案详尽)

#/27一个斜面．（1）小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸．在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度.发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小.由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到省力（省力或省功）的作用.（2）一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥（长3750米），需要的时间为375秒，所做的有用功为8x105焦.考点：速度公式及其应用；杠杆的分类；功的计算；功的原理；有用功和额外功。专题：计算题；信息给予题。分析（1）斜面也是种简单机械，根据功的原理可知，使用机械时不可能省功，省力的机械必然要费距离，省距离机械必然要费力．（2）汽车通过引桥的时间可用公式来计算；有用功可用公式W=Gh来计算.解答：解：（1）汽车利用斜面上升时，增大了运动的距离，故可以省力，但却不能省功．（2）汽车通过引桥的时间为汽车通过引桥到达大桥时，上升的高度为大桥的高，即40m.故所做的有用功为W=Gh=mgh=2000kgx10N/kgx40m=8x105J答：（1）省力;（2）375；8x105点评：本题是个信息给予题，需要通过题目给出的看似繁杂的信息中，找出与机械、有用功、速度公式相关的物理量．此类信息给予题关键之处在于要把题目中的问题与物理场景相对应，然后一一找出已知的物理量和要求的物理量，并运用相关的物理知识求解．20、（2008黄冈）建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图）.绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6x103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊1.8X104N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4X103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是1.8x104W,机械效率为30%.若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将减小.（增大”减小或不变）考点：滑轮组绳子拉力的计算；功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。专题：计算题。分析：在不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的情况下，绕在滑轮组上的钢丝绳拉力与滑轮组吊起建筑材料的重力和动滑轮上的绳子股数有关；再结合功、功率公式即可求得，滑轮组的机械效率变化，就要判断出有用功和是总功的变化．解答：解：不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，数出承重绳子的股数n=3,则物重G=nF=3x6x103N=1.8x104N；实际使用该滑轮组，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的存在，实际吊起的建筑材料G=5.4x1N，那么起重机吊臂上的钢丝绳移动的距离s=nh=3x1m=3m.起重机的功率P===1.8x104J.机械效率====30%实际使用由于滑轮组装置不变，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦产生的额外功基本不变，则吊起的建筑材料重力减小，有用功减小，使滑轮组的机械效率将减小．故答案为：1.8x104；1.8x104；30%；减小.点评：此题涉及的知识点较多，特别注意：在判断滑轮组有几根绳子承重时，只需数出有几根绳子和动滑轮相接触；滑轮组装置不变，表示滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦产生的额外功基本不变．21、（2010攀枝花）如图所示，斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力对木箱做的功是2000J,斜面的机械效率是木％.考点：功的计算；斜面的机械效率。专题：计算题。分析：（1）功等于力与力的方向上移动距离的乘积，利用W=Fs计算推力所做的功;（2）克服木箱重力所做的功是有用功，推力所做的功是总功，机械效率等于有用功与总功的比值．解答：解：(1)W=Fs=400Nx5m=2000J；⑵W有=Gh=1600Nx1m=1600J；故答案为：2000；80%．点评：考查了功的计算与斜面的机械效率，同时也明确了斜面也是一种省力的机械，任何机械省力但不省功．22、（2010黄冈）如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示，质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行.则扶梯对他做的功是1500J,对他做功的功率是300W.如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的效率将变大（填变大”变小或不变）.若小华为较快上楼，在扶梯以上述速度上行的同时，他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行，则他从一楼到达二楼所需的时间为2.5s.考点：功的计算；速度公式及其应用；机械效率的计算；功率的计算。专题：计算题。分析：（1）扶梯对他做的功实际上是克服他的重力所做的功，由W=Gh计算；（2）先求出从一楼到二楼的时间t,再根据功率的定义式计算功率的大小；（3）扶梯上人数增多，重力增大，克服重力所做的功增大，即有用功增大，效率将会变大；（4）先求出小华相对于地面的速度,再求出扶梯的长度,最后由速度公式的变形式求出时间.解答：解：由题知：G=mg=50kgx10N/kg=500N；扶梯运动的速度v=1m/s；由图知：扶梯的长度s=5m,高度h=3m；（1）扶梯对他做的功W=Gh=500Nx3m=1500J；（2）从一楼到二楼的时间t=；W；（3）扶梯的功率是一定的，它克服人的重力所做的功为有用功，当人数增多时，有用功增大，机械效率会变大；（4）当人在扶梯上行走时，相对于地面的速度v'=2m/s；根据得:.故答案为：1500J；300W；变大;2.5s.点评：本题考查的知识点多，解答本题的关键是从图中获取扶梯的高度、长度，难点是人在扶梯上行走时他相对于地面的速度是多少.23、用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体，拉力F的大小为400N,若将物体提升0.3m,则拉力做的功为600J,该装置的机械效率为75%.3%%缀段窈％%滋炉考点：功的计算；滑轮（组）的机械效率。专题：计算题。分析：由图知，s=5h,知道物重和所用拉力大小，利用功的公式求有用功和总功，再计算滑轮组的机械效率.解答：解：由图知，h=0.3m,s=5h=5x0.3m=1.5m,Ww=Gh=1500Nx0.3m=450J,W总=Fs=400Nx1.5m=600J,故答案为：600,75%.点评：本题考查了使用机械时有用功、总功、机械效率的计算,通过滑轮组的结构确定s和h的关系是本题的突破口.24、（2004河北）如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为90%.若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米，当拉绳子的速度为0.4m/s时，拉力的功率为54W.（取g=10N/kg,绳重与摩擦不计）考点：滑轮（组）的机械效率；功率的计算。专题：计算题。分析：（1）此问是考察机械效率公式的变形：=应用此公式即可求出.（2）绳重与摩擦不计也就是说使用该动滑轮时做的额外功是克服动滑轮重做的功．所以“绳重与摩擦不计表示只考虑动滑轮的重，则：=，由此公式求出动滑轮的重，当用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米时，动滑轮的重不变，所以额外功不变，再根据当用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米时，绳子末端的拉力：求出新的拉力.题目中告诉了我们拉力的功率，我们可以根据P=得出，应用此公式即可求出.解答：解：（1）动滑轮的机械效率：==;（2）“绳重与摩擦不计”表示只考虑动滑轮的重，则：===20N；当用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米时，绳子末端的拉力：=135N；由功率的计算公式「=可得拉绳子的速度:；故答案为：90%、0.4m/s.点评：此题对于机械效率和功率的计算公式要求比较高，学生要熟悉公式，还要掌握公式的变形．25、一个质量为70kg的工人，用如图所示的装置（包括滑轮组及装砖的托板）提升一堆砖.已知装砖的托板重200N,每块砖重100N.滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人匀速提升10块砖时，此装置的机械效率为80%．那么，该人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中，此装置的机械效率最高可达到81.5%.（取g=10N/kg,结果保留1位小数）

考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算；有用功和额外功。专题：计算题。分析：由滑轮组装置可知承担物重的绳子股数n=2,重物被提升h,则拉力端移动的距离s=2h,（1）求出10块砖重G砖和升高的高度h求出有用功；知道滑轮组的机械效率,根据机械效率的公式求出总功；而总功等于有用功与额外功之和,可以求出额外功；不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功就是提升动滑轮做的功W额=（G轮+G板）h，可以求出动滑轮重；（2）当人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中，使用最大拉力不能超过人自重（否则人会被提起），假设F=（人根据F=（G轮+G板+G砖）求出最大砖重G砖，求出有用功W有=砖，h总功W=F,再利用机械效率的公式求此时的机械效率.总解答：解：由图知，n=2,若砖被提升h,则拉力端移动的距离s=2h,（1）当工人匀速提升10块砖时，W有用=G砖xh=l00Nxl0xh=l000Nxh,VWVW产有用+W额,•.・W额=W总一Wwffl=-1000Nxh=250Nxh；•・•不计滑轮的摩擦和绳重，・•・使用滑轮组做的额外功:W«=（G轮+G板）h=（G轮+200N）h，得：（G轮+200N）h=250Nxh解得：G轮=50N；（2）由题知，人使用的最大拉力：F大=6『mg=70kgx10N/kg=700N,VF大二（G轮+G板+G砖）=（50N+200N+G砖）=700N,能提升的最大砖重：G砖=1150N,•每块砖重100N,••最多能提升砖的数量为11块，•・能提升的最大砖重：G砖=1100NI止匕时拉力F（G轮+G板+G砖）=（50N+200N+1100N）=675N,W有用=砖xh=1100NxhW总=Fs=675Nx2h===81.5%故答案为：81.5%．点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，不计滑轮的摩擦和绳重，用好使用滑轮组做的额外功W额=（G轮+G板）h,拉力F=（G轮+G板+G砖）是本题的关键. ' ' 区26、（200赤峰）在测定斜面的机械效率的实验中，小明采用了如图所示的装置，正确记录的测量结果如表：小车的重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m50.441.0由列表的数据计算可知：（1）做的有用功为2J,（2）机械效率为50%考点：斜面机械效率的测量实验；机械效率的计算。专题：计算题；信息给予题。分析(1)克服物体重力所做的功是有用功；拉力所做的功为总功；(2)机械效率等于有用功与总功的比值．解答：解：W^^GhuSNxO/muZJ；W总=Fs=4Nx1.0m=4J；故答案为：2；50%．点评：解答本题的关键是理解什么是有用功，什么是总功；本题计算量小，比较简单．27、某实验小组的同学在探究斜面的机械效率时，他们用弹簧测力计拉着小车沿斜面向上运动，收集了下表中的实验数据：实境第次斜面的倾斜程度小车重量G/N斜茴局度h/m，沿斜面拉力F/N斜面长・.sZm机械效率1较缓-0.22.2145簧21较陡0.53一6169队.3最陡L0.7, 4.21S3%(1)分析上表中的数据得出：当斜面坡度较小时，较省力;(2)分析上表中的数据还可得出：当斜面最陡时，斜面的机械效率最大;(3)该小组又做了第4次实验：他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别为0.5m和lm，用弹簧测力计拉着这个小车沿斜面向上做匀速直线运动，读出这时弹簧测力计的示数为4.5N，则他们测出斜面的机械效率为56%.把第4次与第」次的测量结果相比较，才能得出：当斜面越粗糙时斜面的机械效率越小.考点：斜面机械效率的测量实验。专题：实验探究题；控制变量法；实验分析法。分析：按照题中要求，按列分析对比表中数据回答问题，（3）中利用控制变量法，要保证斜面的倾斜程度相同，根据机械效率的定义计算．解答：解：（1）分析表中第二列与第五列对比斜面坡度与沿斜面拉力的变化情况，可知斜面坡度越小越省力．（2）分析表中第二列与第七列对比斜面坡度与机械效率的大小关系，可知斜面坡度越大机械效率越大．（3）要研究接触面的糟糙程度与机械效率的关系，必须保证斜面倾斜程度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同），分析粗糙程度与机械效率的关系．根据=故答案为：小；最陡；56%；2点评：本题考查斜面的机械效率，要会分析实验数据总结规律，关键是找准需要分析的项目．28、（200•沙）小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f=600N，小强所用拉力F=250N，则拉力F的功率为15率W，该装置的机械效率是80%.二J』A 产A考点：功率的计算；二力平衡条件的应用；功的计算；滑轮（组）的机械效率。专题：计算题。分析：知道物体在水平地面上移动距离，根据滑轮组的结构，求出绳子末端（拉力F）移动的距离，利用功的公式和功率的公式求拉力的功率；又知道拉力和摩擦力的大小，求出有用功和总功，再利用机械效率的公式求该装置的机械效率．解答：解：由图可知，拉力移动的距离s1和物体移动的距离s2的关系：s1=3s2=3x6m=18m,拉力F的功率：P=；装置的机械效率：==80%．故答案为：1500、80%．点评：本题综合考查了功的计算、功率的计算、机械效率的计算，知识点多，属于难题．29、如图所示，在拉力F的作用下，重80N的物块A正以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为20N，该装置的机械效率为80%，则：拉力F的大小为50N；拉力F做功的功率为5W.狂考点：功率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率。专题：计算题。分析：由图知，这是一个滑轮组，物体A做匀速直线运动，则A受到的拉力FA就是弹簧测力计的示数，计算物体A在1s内行驶的距离s,则绳子自由端下移的距离为0.5s,拉力FA的做的功为有用功，绳子自由端拉力F做的功为总功，分别求出有用功和总功，根据机械效率求出F,根据功率的另一种表达式求出F做功的功率.解答：解：由题知：vA=0.2m/s,FA=20N, =80%(