中考：物理滑轮相关问题专项突破训练讲义

备战中考：物理滑轮相关问题专项突破训练讲义

专题：滑轮相关的计算题型

一.选择题

1.如图，用相同滑轮组装成甲、乙两种装置，用相等拉力F分别匀速提升重为G|=56N、G2=36N的两个

物体，不计绳重和摩擦，则每个动滑轮的重力为（）

甲乙

A.2NB.4NC.8ND.10N

【解析】由图甲可知，n=3,不计绳重和摩擦，根据F=（（G+G.Q可得，G动=3F-Gi，①

由图乙可知，n=2,不计绳重和摩擦，根据F=1（G+G.Q可得，G动=2F-G2,②

n

3F-GI=2F-G2,代入数据，

F=Gi-G2=56N-36N=20N,

F=20N代入①，G动=3F-Gi=3X20N-56N=4N。

故选：Bo

2.利用如图的滑轮组匀速提升400N的重物，动滑轮重为20N（不计绳重与摩擦），则拉

力F的大小为（）

A.140NB.200NC.210ND.220N

【解析】由图知，n=2,不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力:

F=—（G+G功）=—（400N+20N）=210N。

22

故选：Co

3.如图，A物体重力为I00N,B物体重力为30N,此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的

滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（）

A.A受到的绳子的拉力为30N

B.若将A匀速向左拉动，则需要给A施加一个水平向左的20N的拉力

C.若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增加一倍

D.动滑轮的重力为10N

［解析］A、A受到的绳子的拉力：F=f=0.2X100N=20N：故A错误；

B、若把A匀速向左拉动，A受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力作用，由于A匀速运动，故向左的

拉力等于向右的作用力的合力：又因为接触面的粗糙程度和压力均不变，故摩擦力不变，则拉力为

20N+20N=40N,故B错误。

C、若把B的重增加•倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，

故C错误；

D、由F=2（GB+G动）可得，动滑轮的重力：G,A-2F-GB=2X20N-30N=1ON；故D正确。

2

故选：D。

4.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）（）

A.2B.4C.6D.8

33

［解析］由图1可知，当nI=20g时，VA=10cm,VB=40cm,

皿m20g.,3m20g..3

则PA=—=------^-=2g/cm-,pB=—=----^-=0.n5g/cnr,

VA10c6VB40cm3

所以PA：pB=2g/cm3：O.5g/cn?=4：I；

因为A、B的体积相同，

所以由G=mg=pVg可得，A、B的重力之比：

GA；GB-pAVg；peVg-PA：PB-4；1；

由图2可知，使用的滑轮组中n=2,不计摩擦和滑轮的自重，

要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，

则有：N・GB=2GA，

GAA

则N=2X六=2X2=8。

GB1

故选：D。

5.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5OOON的配重,杠杆AB的支点为O,己知OA：

OB=1：2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重1OON,工人体重为7OON,杠杆与绳的自重、滑轮组

摩擦均不计，当工人用3OON的力竖直向下以lm/s的速度匀速拉动绳子时（）

B_____________0

A.工人对地面的压力为400NB.建筑材料P重为600N

C.建筑材料P上升的速度为3m/sD.物体M对地面的压力为4400N

【解析】（1）当工人用3OON的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直

向上的拉力，其大小也为3OON,

此时人受竖直向卜.的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，

由力的平衡条件可得：F+F至=G,

则F£=G-F=700N-300N=400N,

因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等,

所以工人对地面的压力：FJE=F^=400N,故A正确；

B、由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计，

由F=,(G+G功)可得,建筑材料P重；

G=2F-G动=2X3(X)N-IOON=5(X)N,故B错误；

C、物重由2段绳了•承担，建筑材料P上升的速度v=1v缴=1XlWs=0.5m/s,故C错误；

22

D、定滑轮受向卜的重力、3段绳子向卜的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，

由力的平衡条件可得：FA'=3F+G定=3X3OON+1OON=1OOON：

杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=F'A=1000N；

根据杠杆的平衡条件：FAXOA=FRXOB,且OA：OB=1：2,

FXOA

所以，FB=A=.IOOONXOA=500N;

OB20A

因为物体间力的作用是相互的，

所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB'=FB=5OON；

物体M受竖直向下的重力、鉴直向上的支持力、竖直向上的拉力，

则物体M受到的支持力为：FM2?=GM-FB'=5000N-500N=4500N,

因为物体间力的作用是相互的，

所以物体M对地面的压力：FMff=FM^=4500N.故D错误：

故选：A.

6.其工厂搬运货物用了如图所示的装置。已知滑轮组中绳子能承受的最大拉力为500N,定滑轮的质量为

0.5kg,动滑轮的质量为0.6kg,货箱重为15N,不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是()

V7777777777777777.

A.匀速吊起货物上楼，每次能吊的货物最多不能超过1469N

B.使用的定滑轮质量越小越省力

C.工人分别用5m/s和3m/s速度匀速拉升同一货物，工人做功的功率相同

D.所吊货物质量为100kg,匀速提升10m,则水平拉力F所做的功为10210J

【解析】动滑轮重力G=mg=0.6kgX10N/kg=6No

A、由图知，n=3,不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，拉力F=4（G+G箝+G功），

则每次能吊的材料最大重G奴大=3F电火-（G箱+G动）=3X500N-（15N+6N）=1479N,故A错误：

B、改变使用的定滑轮的质量，不会影响有用功、总功的大小，不会影响滑轮组的机械效率，故B错误；

C、工人快速拉升、慢速拉升同样的材料，做的功相同，但时间不同，由P=V可知工人做功的功率不相

t

同，故C错误：

D、所吊材料受到的重力G=mg=100kgX10N/kg=l（XX）N,

不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，拉力F=』（G+G箱+G,由）=A（1000N+15N+6N）=四LN,

333

水平拉F所做的功W=Fs=i^NX30m=IO2IOJ,故D正确。

3

故选：Do

7.质量是6kg的物体A放在水平桌面卜.小科利用加图所示的装置匀速抖动绳子自由端并在5s内做了30J

的功，物体A运动速度为0.5m/s。下列判断错误的是（）

A.绳子自由端移动速度为l.Om/s

B.由于G定存在，物体A受到的摩擦力大于12N

C.作用在绳子自由端的拉力F为6N

D.绳子自由端移动5m

【解析】（1）由图知，n=2,绳子自由端移动速度v=2v秒=2XO.5m/s=l.Om/s,故A正确：

（2）5s绳子自由端移动距离s=vi=LOm/sX5s=5.0m,由W=Fs可得拉力F=V=-^&L=6N,故CD

s5.Om

正确。

（3）若不计动滑轮和绳重、不计滑轮与绳之间摩擦，物体A受到的摩擦力f=2F=2X6N=l2N,由于

动滑轮重力G功存在，物体A受到的摩擦力f=2F-G动，小于12N,故B错；

故选：Bo

8.如图所示，用滑轮提升重为G=10ON的物体，使物体以0.2m/s速度上升（绳重和各种摩擦不

计），已知动滑轮重G动=10N,则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是：（）

♦F

A.55N,0.1m/sB.2I0N,O.lm/s

C.55N,0.4m/sD.210N,0.4nVs

【解析】图中是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费2倍的力却省一半的距离。

拄力F=2G+G动=2X100N+10N=210N：

拄力端移动速度：

v=—v^5——X0.2m/s—0.1rn/So

22

故选：B,

9.（多选）用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M,如图所示。如果自由端的拉力F=30N,

物体M的速度v=0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（）

尸

A.物体M受到的合力不为零B.物体M的重力为80N

C.自由端移动的速度为0.2m/sD.天花板受到的拉力为100N

【解析】由图可知，n=2o

A、因为物体做匀速运动，因此物体M受到的合力为零；故A错误;

B、忽略绳重和轴摩擦,F=-l（G3G砺土），

乙

即30N=A（G构+I0N）,

2

G物=50N,故B错误:

C、自由端移动的速度v=2v'=2XO.lm/s=O.2m/s,故C正确；

D,天花板受到的拉力F拉=3F+GF轮=3X3ON+1ON=1OON,故D正确。

故选：CD0

二.填空题

10.如图所示，物体重为600N,拉绳所需的力为60N,物体匀速向右移动了10m,若不计滑轮重和绳与滑

轮间的摩擦，则物体与地面间的滑动摩擦力f=N,拉绳的力做功是Jo

【解析］由图可知n=2,

绳子自由端的拉力为F,设动滑轮作用在物体上的拉力为F',

不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，

由F=2F',

2

可得：F=2F=2X60N=120N,

因为物体匀速向右运动，

故物体与地面间的滑动摩擦力f与动滑轮作用在物体上的拉力F'为平衡力，

即：f=F'=120No

物体匀速向右移动了10m,绳子自由端移动的距离：s=2X10m=20m,

拄绳的力做功：W=Fs=60NX20m=1200J；

故答案为：120,1200c

11.如图所示，物体A在水平桌面.匕绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N.当B物体重力为8N时，它恰

好能匀速卜降。

(1)以上装置中属于动滑轮的是(填字母)。

(2)物体A所受的摩擦力为No

(3)若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左匀速运动，则这个力F大小应为No

\\\\

【解析】(1)N滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮；M滑轮随物体一起运动，为动滑轮。

(2)当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对

平衡力，

f=Fl0=A(GB+G动)=—(8N+2N)=5No

22

(3)当A向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B

对A的拉力；

滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不

变，所以向右的摩擦力为：f=5N。

B对A的拉力不变，F拉=5N,

A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F=f+F拄=5N+5N=1ON：

故答案为：(I)M；(2)5：(3)10。

12.如图所示，重I60N的实心物体A,在拉力F的作用下，在水平面上做匀速直线运动，若弹簧测力计的

示数为I6N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，则拉力F大小为

N：物体A的密度为ZXKAHJR其体积大小为m3(glUlON/kg)

【解析】(1)弹簧测力计的示数为16N,即绳子上的拉力F拉=16N,

由题知，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，

动滑轮向右做匀速直线运动，由图知作用在动滑轮轴上向右的拉力与两段绳子向左的拉力平衡,

则作用在动滑轮轴上的拉力：

F=2F拉=2X16N=32N；

(2)物体的质量:

m_G_160N

n，g10N/kg16kg,

由P常得物体的体积：

V=JL=—华_-=8X10-3m\

P2X103kg/m3

故答案为：32：8X10\

13.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个相同的坠昵，每个坠花质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩撩，

输电线A端受到的拉力大小为N.若5s内坠坨串下降了40cm。则输电线A端向左移动速度

是m/so（g取ION/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩）

【解析】（1）20个坠蛇的总重力：

G=mg=25kgX20XION/kg=5OOON,

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由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G=1FA，

2

则输电线A端受到的拉力大小：

FA=2G=2X5000N=1X104N；

（2）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：

SA="h=—X40cm=20cm=0.2m,

22

A端向左移动速度立型=0.04m/s。

t5s

故答案为：1X10%Ou。

三.计算题

14.如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m,（不计绳重和摩擦）,

求:

（1）动滑轮重：

（2）绳自由端的移动速度为多大？

（3）若重物再增加150N,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？

【解析】（1）由F=』（G+G动）可知，G动=3F-G=3X200N・480N=120N；

3

（2）物体移动的速度：v=^=%L=0.1m/s：自由端移动的速度：v'=3v=3XO.lm/s=O.3m/s：

t20s

（3）若重物再增加15ON,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力：F'=1■（G'+G功）=-1

OO

（480N+150N+I20N）=25ON。

答：（I）动滑轮重为120N；

（2）绳自由端的移动速度为O.3m/s：

（3）若重物再增加15ON,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为25ON。

15.如图所示是由•只定滑轮和•只动滑轮组成的滑轮组，其中动滑轮重G功=15N,现使用该滑轮组用最

省力的方法将某•重G枷=18ON的物体，竖直向上匀速提升h=4m的高度。

（1）在图中用笔画线代替绳子画出绳子绕法。

（2）提升物体时，克服物体重力做功W物为多大？

（3）若该过程中克服“绳重和摩擦因数”所做的功为120J,则绳子自由端所用拉力F为多大？

【解析】（I）该滑轮组只有个动滑轮，要求最省力，则绳了•先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的

定滑轮，再绕过动滑轮，有3段绳子来承担物体和动滑轮的总重力，这是最省力的绕绳方法，如图所示:

(2)提升物体时，克服物体重力做功:W，=G劭h=180NX4m=720J。

(3)克服动滑轮重力做功：W动=Gs/jh=15NX4m=60J,

则总功：W晶=W物+W动+W隼=720J+60J+120J=900J,

绳子的有效股数n=3,则绳子自由端移动的距离：s=3h=3X4m=l2nb

根据Wc=Fs可得，绳子自由端所用拉力：F=K=ML=75N,

s12m

答：(I)滑轮绡绳子绕法见解答图c

(2)提升物体时，克服物体重力做功W物为720J。

(3)若该过程中克服“绳重和摩擦因数”所做的功为120J,则绳子自由端所用拉力F为75N。

16.用如图所示的滑轮组从15m深的水池中(水池面积很大，达几百平方米)提起底面积为3(X)5*,高2m

的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5Xl()3kg/m3,力F作用的绳子所能承受的最大拉力为550N,

问：

(1)物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？(不计摩擦、绳子重以及动滑轮的重)

(2)物体以0.2m/s的速度匀速提远时，经多长时间绳子被拉断？(iag=ION/kg)

【解析】(I)由题意知：圆柱体的底面积S=300cm2=3X102ni2.高度h=2m,密度p=2.5XIO3kg/m3,

g=10N/kgo

所以圆柱体的体积：V=Sh=3X10'2nrX2m=6X10'2m\

圆柱体的质量：m=pV=2,5X1(^kg/m3X6X10_2m3=150kg

G=mg=l50kgX1ON/kg=1500N。

物体浸没在水中时，Vw=V=6X10-2m\

3323

此时受到的浮力:F>?=p4<gV»=lX10kg/mXION/kgX6X10'm=600N,

由丁是n—2的滑轮组吊着圆柱体，所以绳子自由端的力F--IT,其中T为圆柱体对动滑轮的拉力。

2

由图可知，T=G-F浮=1500N-600N=900N,

所以绳子自由端的拉力F=—T=Ax9(X)N=450N0

22

<2)当绳子被拉断时，绳子受到的最大拉力F'=550N,动滑轮对圆柱体的拉力T'=2F'=1I()ON,

此时的浮力为：F浮'=G-T'=1500N-1100N=400N

v,F浮'40ONw3

V排'=-....=---------------------------=0.04m,

P水吕1.OX10kg/mJx10N/kg

物体浸入水中的长度h'为：h'=当一二。=04mli.3m。

S0.03

物体上升的高度为：L=H-h'=l5m-1.3m=13.7m,

圆柱体运动的时间：t=L=」3.7段=68.5S°

v0.2m/s

答：(l)物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力450N,

(2)物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经68.5s绳子被拉断。

17.在不计绳重和摩擦的情况下，利田一滑轮组匀速提升物体。下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升

到一定高度时采集到的信息：

物体所受重力作用在绳子自由端的拉滑轮组做的有用功拉力做的总功

G/N力Wftnj/JW总/J

F/N

5002(X)KXM)I2(X)

(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图:

(2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少？

【解析】（1）由表格数据可知，提升物体重G=500N,拉力F=200N,有用功为1000J,总功为1200J。

由Wn（tJ=Gh可得物体升高的高度:

中=*2皿

由w*=Fs可得拉力端移动距离：

W总1200Jx

F200N

[11s=nh可得使用滑轮绢提起物体的绳子段数：

户旦=垣=3。

h2m

因此该滑轮组最少有一动、一定两个滑轮，先从动滑轮的上面挂钩向上开始绕起，依次经过上面的定滑

轮、下面的动滑轮，如图所示：

（2）n=3,在不计绳重和摩擦的情况下，则绳端的拉力F=2（G+G轮）,

3

所以动滑轮重力：G轮=3F-G=3X200N-5OON=1OON,

当用该滑轮组将重为SOON的物体匀速提升1m时，

拉力端移动距离：s=3h=3Xlm=3m,

此时绳端的拉力：F'=—（G'