中考物理滑轮组的省力问题提高练习题压轴题训练及答案解析.docVIP

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．用如图所示的滑轮组吊装100袋大米，每袋大米的质量是50kg，绳子能承受的最大拉力为1200N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取10N/kg，则至少需要吊运的次数是（）

A．9次 B．10次 C．11次 D．12次

【答案】D

【解析】

【详解】

由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4，最大拉力，一次能吊起的大米重力为：

，

一次能吊起的大米质量为：

，

因为每袋大米的质量是50kg，故一次能吊起的大米袋数为：

，

由题意知一次能吊起9袋大米，即

，

则至少需要吊运的次数是：

，

至少需要吊运12次。故选D。

2．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F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______，当绳子自由端上升1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；

[2]B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=G=×20N=10N

[3]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。

3．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，动滑轮的重力为__N．

【答案】1044

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由图知，n=2，则拉力端移动的距离s=2h，滑轮组的机械效率：

则拉力

（2）拉力端移动的速度

v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，

拉力做功功率:

P=Fv=10N×0.4m/s=4W；

（3）不计绳重及摩擦，拉力

动滑轮重力：

G动=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．

4．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度，若不计绳子与滑轮的摩檫，__________装置更省力（选填“甲”或“乙”）。甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率（选填“高于”、“低于”或“等于”）。甲图中若钩码总重100N，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升的高度为__________m，滑轮组的机械效率为__________。

【答案】甲等于283.3%

【解析】

【详解】

[1]不计摩擦，拉力F=（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力：

F甲=（G物+G轮），

F乙=（G物+G轮），

∴

F甲F乙，

甲更省力；

[2]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=G物h，故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，据η=可知，滑轮组的机械效率相同，即：η甲=η乙；

[3]如甲图，泥桶由3股绳子承担，则n=3，s=3h，s=6m，泥桶上升的高度为：

h=s=6m=2m；

[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：

η=====100≈83.3%。

5．如图所示为家用手摇晾衣架，它是我们生活中经常使用的简单机械，其中A、B两滑轮中属于动滑轮的是_____；若衣服和晾衣架的总重力为，晾衣架上升的高度为，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力_____，绕进旋轮上的绳子长度是_____。

【答案】B504

【解析】

【分析】

【详解】

[1]使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，由图可知B为动滑轮；

[2]由图可知承重绳为4股，衣服和晾衣架的总重力为，所以绳子的拉力

[3]承重绳为4股，所以绕进旋轮上的绳子长度是S=4h=4×1m=4m

【点睛】

6．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_____________。

【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。使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体，物体越轻，拉力越小。

【解析】

【详解】

(1)[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