2021-2022年人教版物理下册中考总复习专题系列 有关滑轮组的基础问题 一、常规滑轮 1．体重为600N的小明用如图甲所示的滑轮组提升物体；已知被提升的物体重为850N，小明用拉力F将物体以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示；不计绳重和摩擦，求： （1）滑轮组所做的有用功； （2）小明对绳的拉力F； （3）动滑轮的重力； （4）若想提高该滑轮组的机械效率，则可以采取的措施有哪些？（写出一种即可） 2．在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在10s内将420N的材料提升了10m，(不计绳重和摩擦，g= 10N/kg)。求： (1)拉力的功率是多少？ (2)提升420N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？ (3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？ 3．如图边长为a=10cm，密度ρ=8g/cm 3的立方体A放置于水平地面静止，一个体重为500N的人借助滑轮组用F1=20N的力，没有拉动物体，此时物体对地面的压强p=2000Pa。（不计绳重和摩擦）求： (1)正方体A的重力GA？ (2)该同学至少用多大的拉力才能拉动物体匀速运动？ (3)若用该装置在空气中匀速提升密度为5g/cm 3的物体B时，人对地面的压强p1与在空气中提升物体A时人对地面的压强p2比值p1∶p2=6∶5，求将物体B完全浸没于水中时滑轮组的机械效率η？ 4．为了将放置在水平地面上重为100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组组装。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求： （1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率； （2）在1～2s内，拉力F做的功； （3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小明同学重为500N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？ 二、仅物体水平 5．如图所示，质量为60kg的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向1s匀速运动10cm，已知运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，动滑轮重50N，不计绳重、滑轮间的摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。求： （1）绳子自由端运动的速度。 （2）人对地面的压力。 （3）此滑轮组机械效率。 6．如图所示，一个小电动机通过滑轮组匀速拉动物体在水平面上运动。物体质量为3kg，受到地面的摩擦阻力为其所受重力的0.1倍。若滑轮组对物体所做的功为30J，滑轮组自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为50%，小电动机的效率为80%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。（g取10N/kg）求： (1)物体受到的地面的摩擦力和物体运动的水平距离； (2)电动机对绳子的拉力； (3)电动机消耗的电能及其电功率。 三、装置水平 7．用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求： （1）10s内拉力做的功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 8．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。质量为的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（）求： (1)石材受到的阻力； (2)在石材移动过程中，工人做的有用功； (3)在石材移动过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 参考答案 1．（1）6800J；（2）500N；（3）150N；（4）增大提升的物体重力 【详解】 解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功 （2）物体上升时间 由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，由图甲可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离 由可得，小明对绳的拉力 （3）不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力 （4）不计绳重和摩擦，由 使用原来的滑轮组，动滑轮重力不变，若增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率；若提升同样的物重，减小动滑轮重力，也可以提高滑轮组的机械效率。 答：（1）滑轮组所做的有用功是6800J； （2）小明对绳的拉力为500N； （3）动滑轮的重力是150N； （4）增大提升的物体重力。 2．(1)750W；(2)56%；(3)72.5% 【详解】 (1)由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 则施加拉力的功率为 (2)有用功为 机械效率为 (3)由可得，动滑轮的重力 由可得，最大物重 此滑轮组的最大机械效率 答：(1)拉力的功率是750W； (2)提升420N材料时，此滑轮组的机械效率是56%； (3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到72.5%。 3．(1)80N；(2)25N；(3)95.2% 【详解】 解：(1)物体的体积 由可得A的质量 其重力 (2)物体与地面的接触面积（受力面积） 由可得物体A对地面的压力 滑轮组对物体的拉力 由图知，，不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力 该同学拉动物体匀速运动时的拉力 (3)用该装置在空气中匀速提升A时，人对地面的压力 人对地面的压强 设B的体积为，由可得B的质量 其重力 人施加的拉力 在空气中提升物体B时人对地面的压力 人对地面的压强 由题知 ， 解得B的体积，将物体B完全浸没于水中时，受到的浮力 B的重力 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 答：(1)正方体A的重力为； (2)该同学至少用的拉力才能拉动物体匀速运动； (3)将物体B完全浸没于水中时滑轮组的机械效率约为。 4．（1）100W，83.33%；（2）187.5 J；（3）1480N 【详解】 解：（1）在2～3s内，重物做匀速运动，υ3=2.50 m/s，拉力F3=40 N，拉力F的功率P 因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍，滑轮组的机械效率 （2）在1～2s内，拉力F2=50 N，重物上升高度h2=1.25 m，在1～2s内，拉力F做的功 （3）设动滑轮重为，动滑轮重为 小明重为500N，他对绳子施加的最大拉力为500N，物体的最大重力 答：（1）在2～3s内，拉力F的功率P为，及滑轮组的机械效率为83.3%； （2）在1～2s内，拉力F做的功为； （3）小明重为500N，他对绳子施加的最大拉力为500N，物体的最大重力为1480N。 5．（1）0.2m/s；（2）500N；（3）75% 【详解】 解：（1）物体移动速度 v物===10cm/s=0.1m/s 由图知，动滑轮股数为2股，绳子自由端运动速度 v=2×v物=2×0.1m/s=0.2m/s （2）物体A受到地面的摩擦阻力 f=0.3G物=0.3×500N=150N 不计绳重、滑轮间的摩擦，则绳端的拉力 F=(G动+f)=×(50N+150N)=100N 人对地面的压力 F压=G人-F=m人g-F=60kg×10N/kg-100N=500N （3）此滑轮组的机械效率 η=====×100%=75% 答：（1）绳子自由端运动的速度为0.2m/s； （2）人对地面的压力为500N； （3）此滑轮组机械效率为75%。 6．(1)3N，10m；(2)2N；(3)75J，1.5W 【详解】 解：(1)物体受到地面的摩擦力 f=0.1G=0.1mg=0.1×3kg×10N/kg=3N 物体运动的距离 (2)滑轮组的机械效率为 则电动机对绳子的拉力为 (3)整个装置的机械效率 电动机消耗的电能为 由于滑轮组自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组有三段绳子承担物重，则物体的运动的速度为0.2m/s。对物体做功30J，电动机的工作时间 电动机的电功率为 答：(1)物体受到的地面的摩擦力为3N，物体运动的水平距离为10m； (2)电动机对绳子的拉力2N； (3)电动机消耗的电能为75J，及其电功率1.5W。 7．（1）300J；（2）30W；（3）80% 【详解】 解：（1）物体10s运动的距离为 s=vt=0.2m/s×10s=2m 由图可知，滑轮组承重绳子的根数 n=3 则绳子自由端移动的距离为 s＇=3s=3×2m=6m 拉力做的功为 W总=Fs＇=50N×6m=300J （2）拉力的功率为 （3）克服摩擦力做的功为 W有用=fs=120N×2m=240J 机械效率为 η=×100%=×100%=80% 答：（1）10s内拉力做的功为300J； （2）拉力的功率为30W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 8．(1)1.8×103N；(2)7.2×103J；(3)800N 【详解】 （1）石材的重力 石材的阻力 （2）由乙图知 ， 石材运动的速度为 石材移动 过程中，石材运动的距离 石材在水平面上做匀速直线运动，所以 在石材移动过程中，工人做的有用功 (3)由得，工人做的总功 由分析知，绳子段数 绳子自由端移动的距离 由得，工人作用在绳子自由端的拉力F 答：(1)石材受到的阻力为1.8×103N； (2)在石材移动过程中，工人做的有用功为7.2×103J； (3)在石材移动过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F为800N 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传
