中考物理压轴题专题滑轮组的省力问题的经典综合题及答案.docVIP

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．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∶3

B．甲、乙的机械效率之比是1∶1

C．甲、乙拉力的功率之比是3∶2

D．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

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

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，n甲=2，n乙=3，所以甲、乙绳的自由端速度分别为

v甲=2v

v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．由可得，甲、乙拉力的功率之比

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W额=G轮h、W有=G物h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，由可得两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比

故B正确。

故选B。

2．(1)如图甲所示，图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称)．

(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是_______．

(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能自动回头的“魔罐”，当将”魔罐“在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说明_______．

【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化

【解析】

【详解】

(1)[1]由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；

(2)[2]图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，因为在斜面高一定时，斜面越长越省力，所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；

(3)[3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。魔罐来回滚动，说明了机械能是可以相互转化的。

3．如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦。水平拉力F作用下将重为的物体匀速拉动，已知绳子自由端速度为，物体受到的摩擦力，水平拉力为_____，在内物体移动的距离为_____。

【答案】10.2

【解析】

【详解】

[1]由图可知，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

不计绳重及摩擦，则水平拉力：

[2]物体的速度：

由得，在2s内物体移动的距离

故2s内物体移动的距离为0.2m。

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，用滑轮组提重力为140N的物体，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N。若重物与地面的接触面积S=2×10-2m2，不计绳重和摩擦，每个滑轮质量相同，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。若拉力F为40N，则定滑轮对天花板的拉力为_______N，重物对地面的压强为_______Pa。

【答案】901.5×103

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳，不计绳重和摩擦，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N，拉力的大小

F1=(G+G动)

动滑轮的重力

G动=3F1-G=3×50N-140N=10N

每个滑轮质量相同，定滑轮的重力等于动滑轮的重力