备战中考物理培优 易错 难题(含解析)之滑轮组的省力问题附详细答(2)

2025-10-13

D .根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg ,即绳子对天花板的拉力为

2mg ,故D 正确;

C .物体A 受三个力的共同作用,向下的重力G Mg =、绳子向上的拉力F =mg 和地面对物体A 向上的支持力N ;由于物体A 处于静止状态,所以物体A 所受的三个力的合力为0,即

F N

G +=

所以,地面对物体A 的支持力的大小为

N G F Mg mg M m g ()=-=-=-

故C 错误。

故选D 。

12.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

()1F G G n =+物

轮 由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以绳端的拉力分别为

()12

F G G +甲物轮 ()13F G G =

+乙物轮 则甲乙拉力之比

()()1=32321F F G G G G =

++甲乙轮轮物物∶∶∶ 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P Fv =可得,甲、乙拉力的功率之比 32:1:123

F v P P F v ?=

==?甲甲乙乙乙甲 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W W η=有总

可得两滑轮组的机械效率相同,即甲、乙的机械效率之比

1::=1ηη甲乙

故B 正确。

故选B 。

13.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )

A .W 2 一定小于 W 1

B .s 2 一定小于 s 1

C .F 2 一定大于 G /3

D .F 2 一定大于 F 1/3

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:

111W F s =;

借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:

222W F s =;

A .做功21W W W =+动,故A 错误;

B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误;

CD .()2113

F G F =

+轮,故C 错误,D 正确。 故选D 。

14.质量是6kg 的物体A 放在水平桌面上,利用图所示的装置使物体以0.2m/s 的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,其示数为2N ,不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦,则(g 取10N/kg )( )

A .作用在绳端的拉力F 为6N

B .在1s 内拉力F 做功1.2J

C .在1s 内拉力F 的功率是0.4W

D .水平桌面对物体A 的摩擦力是2N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A .绳子上的力是相等的,因为弹簧测力计的示数是2N ,所以,作用在绳端的拉力F 为2N .故A 错误;

B .根据图示可知,滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A 在1s 内通过的距离为

s′=vt =0.2m/s×1s=0.2m

绳子自由端移动的距离为

s =3s ′=3×0.2m=0.6m

在1s 内拉力F 做功为

W =Fs =2N×0.6m=1.2J

故B 正确;

C .在1s 内拉力F 的功率为

1.2J 1.2W 1s

W P t =

== 故C 错误; D .由图可知,承担摩擦力的绳子股数是3,物体做匀速直线运动,则

3

f F =

所以 f =6N

故D 错误。

故选B 。

15.用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N 的A 、B 两物体,在相同时间内提升相同的高度;已知滑轮重1N ,绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是( )

A .手的拉力F 乙=10N

B .利用乙种方式做的有用功比较多

C .甲种方式的机械效率大于乙种方式

D .手的拉力F 甲做功的功率比F 乙做功的功率大 【答案】C

【解析】

【详解】

A .乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,

F 乙=

12(G +G 动)=1 2×(10N+1N)=5.5N 故A 错误;

B . 利用两种滑轮都是将G =10N 的物体提升相同的高度h ,由公式W 有用=Gh 知,有用功相同,故B 错误;

C .甲乙装置所做的有用功相同,用乙装置提重物时,得提起动滑轮所做额外功较多,也就是乙装置的总功较大,由公式η=W W 有用

总知,甲方式的机械效率较高,故C 正确;

D . 因为乙装置总功较大,并且在相同时间内提升物体,由公式P

=W t

知,乙装置手的拉力做功功率较大,故D 错误。

故选C 。

16.小明用如图的滑轮组提升重为100N 的物体,使其在5s 内匀速上升2m ,动滑轮的重为10N ,不计绳重及摩擦,下列计算正确的是( )

A .拉力F 为50N

B .绳子自由端移动的距离为6m

C .此时滑轮组的机械效率为90.9%

D .拉力的功率为40W

【答案】C

【解析】

【详解】

A .由图知,通过动滑轮的绳子段数n =2,不计绳重及摩擦,则拉力:

物动1()(100N 10N )=55N 2

F G G =+=?+ ,

选项不符合题意;

B .绳端移动的距离: 2224s h m m ==?= ,

选项不符合题意;

C .所做的有用功:

有物100N 2m=200J W G h ==? ,

拉力做的总功:

总55N 4m=220J W Fs ==?,

滑轮组的机械效率:

有用总200J 100%=100%90.9%220J

W W η=

??≈ , 选项符合题意; D .由C 可知,拉力做的功:W 总=220J ,拉力的功率:

220J =44W 5s

W P t =

= , 选项不符合题意。

故选C 。

17.如图,水平桌面上的物体A 重100N ,物体B 重40N ,此时物体B 恰能匀速下降;当用一水平向左的力F 拉动物体A 在2s 内匀速向左移动1m 的过程中,若不计动滑轮和绳的重力,不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦,则下列说法正确的是( )

A .

B 上升了2m

B .拉力F 的功率为20W

C .物体A 与桌面间的滑动摩擦力为40N

D .吊着B 物体的绳子所做的功为40J

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】 A .滑轮组的动滑轮绕2段绳,当用一水平向左的力F 拉动物体A 在2s 内匀速向左移动1m 的过程中,A 移动的距离为B 升高高度的2倍,B 上升了

h B =

1m 2=0.5m , 故A 错误;

BC .当A 向右做匀速直线运动,A 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,故

f =12G B =12

×40N=20N , 当A 向左做匀速直线运动,水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B 对A 的拉力,由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,因压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,所以向右的摩擦力为:f =20N .A 向左做匀速直线运动,受到平衡力的作用,A 受到的水平向左的拉力为:

F =f +

12G B =20N+20N=40N , 拉力F 的功率为:

P =

40N 1m 2s W Fs t t ?===20W , 故B 正确,C 错误;

D .绳子拉力对物体B 所做的功为:

W =G B h B =40N×0.5m=20J ,

D 错误.

18.利用质量相等的滑轮,组装成如图所示的两种方式,将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计,下列分析中正确是( )

A .甲图中绳自由端移动距离较小

B .乙图中绳自由端作用力较小

C .两种方式所做的额外功相等

D .增大提升高度,机械效率都会变大

【答案】C

【解析】

【详解】 A .若物体升高高度为h ,则拉力移动的距离为2s h =甲,2s h =乙,则s s =甲乙。故A 错误;

B .甲中:2=+F G G 甲动,乙中:2=F G G +乙动,所以=F F 甲乙。故B 错误;

C .甲中:=W G h 甲额动,乙中:=W G h 乙额动,所以=W W 甲额乙额。故C 正确;

D .机械效率公式: ==W Gh Gh G W Fs Fnh nF

η==有总, 所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D 错误。

19.用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( )

A .

B .

C .

D .

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

不计绳子、滑轮的重力及摩擦,提起的是同一物体G ;

A .此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即12F G =;

B .此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F G =;

C .此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有3股,则13F G =

; D .此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有2股,则12F G =。 由以上可知:在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C 。

故选C 。

20.一名质量为55kg 、双脚与地面接触面积为0.04m 2的学生站在水平地面上,要用滑轮组在20s 内将600N 的重物匀速提升1m 。(g =10N/kg )求:

(1)他站在地面上时对地面的压强多大?

(2)画出滑轮组的绕线方式。

(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多大?

【答案】(1)13750Pa ;(2);(3)40W

【解析】


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