2020-2021中考物理复习滑轮组的省力问题专项综合练含详细答案

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．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个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N。若5s内坠砣串下降了40cm，则输电线A端向左移动速度是________m/s。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）

【答案】1104 0.04 【解析】 【分析】 【详解】

[1]20个坠砣的总重力

G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N

由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得

G则输电线A端受到的拉力大小

1FA 2FA=2G＝2×5000N=1×104N

[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sA，则输电线A端向左移动的距离

sAA端向左移动速度

11h40cm=20cm=0.2m 22sA0.2m0.04m/s t5sv

2．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30N的物体A匀速拉动，已知绳子自由端速度为0.3m/s，物体A受到的摩擦力f0.1G，水平拉力F为_____N，在2s内物体移动的距离为_____m。

【答案】1 0.2 【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

f0.1G0.130N3N

不计绳重及摩擦，则水平拉力：

F[2]物体的速度：

11f3N1N n311v物v绳0.3m/s0.1m/s

n3由vs得，在2s内物体移动的距离 ts物v物t0.1m/s2s0.2m

故2s内物体移动的距离为0.2m。

3．用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5N，则动滑轮的机械效率为____%；用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时，所做的总功是_______J。（不计绳重和摩擦） 【答案】80 20 【解析】 【分析】

使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子末端移动的距离s=2h，有用功就是将物体提升对物体做的功（W有Gh），拉力F做的功为总功（W总Fs），再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率；根据W总W有W额求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W额G轮h，知道提升的高度，可以求出动滑轮重；再利用F1GG物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（总n轮功）大小，根据WGh求出有用功，利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。 【详解】

[1]使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，物体被提升的高度h=1m，拉力移动距离

snh21m2m

有用功为

W有Gh8N1m8J

拉力做的总功为

W总Fs5N2m10J

滑轮组的机械效率

W有8J100%100%80% W总10J[2]根据W总W有W额可知，额外功为

W额W总W有10J8J2J

不计绳重和摩擦，根据W额G轮h可知，动滑轮的重力

G动不计绳重和摩擦，则有

W额h2J2N 1mF拉力做的总功

12N18N10N G动G物2Fs10N2m20J W总

4．小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N的物体匀速提起。已知他自身所受的重力为500 N，双脚与地面的总接触面积为400 cm2 ，动滑轮所受的重力为120 N，若不计绳重和摩擦，小夏对地面的压强为_____Pa。

【答案】7500 【解析】 【分析】 【详解】

小夏对绳子的拉力为

11F(GG动)(280N120N)200N

22小夏受到绳子的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因为小夏静止，小夏受到的重力等于拉力加上支持力，则地面的支持力

F支G人F拉500N200N300N

由于力的作用是相互的，则小夏对地面的压力

F压F支300N

受力面积

S400cm20.04m2

小夏对地面的压强

p

F压300N7500Pa 2S0.04m5．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 2 83. 3% 【解析】 【详解】

[1]不计摩擦，拉力F=

1（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力： nF甲=F乙=

1（G物+G轮）， 31（G物+G轮）， 2F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==η乙；

W有用W总可知，滑轮组的机械效率相同，即：η甲

[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：

11s=6m=2m； 33[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：

h=

η=

W有用W总GhG100N====100%≈83.3%。 W有用W额GhG动hGG动100N20NW有用

6．如图所示，在力F作用下使重200 N的物体在水平面上做匀速直线运动，当F=30N时，物体受到的摩擦力_______ N（不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦）；当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离_______m。

【答案】60 8 【解析】 【详解】

[1]由图知道，使用动滑轮时，n=2，由于不计滑轮重力和摩擦，所以，绳子自由端的拉力是：

F即物体受到的摩擦力是：

1f， 2f=2F=2×30N=60N；

[2]由于n=2，所以，当物体移动4m时，绳子自由端移动的距离是：

s=2s物=2×4m=8m。

7．如图所示，在水平拉力F的作用下，重为300 N的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做匀速直线运动，此时物体与桌面的摩擦力大小为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），则拉力F=_________N及其功率P=_______W。

【答案】20 6 【解析】 【详解】

[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉力：

F=

[2]绳子自由端移动的速度为：

11f=×60N=20N； 33v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；

则拉力F的功率为：

P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W。

8．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200N，晾衣架上升的高度为1m，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F_____m。

_____N，绕进旋轮上的绳子长度是

【答案】B 50 4 【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200N，所以绳子的拉力

FG200N50N n4[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】

9．用一个动滑轮提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用拉力60N。若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时，拉力功率为_____W。较前一次提升物体，该滑轮的机械效率_____（选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】44 变大 【解析】 【详解】

[1]根据题意可知，物体以0.2m/s速度匀速上升，对于动滑轮，绳子移动的速度

v=20.2m/s=0.4m/s

绳重与摩擦不计，则拉力

F=

1(G物+G动) 2即

1(100N+G动) 2解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力

1F′=(200N+20N)=110N

260N=

拉力功率为

P=F′v=110N0.4m/s=44W

拉力功率为44W。

[2]较前一次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。

10．如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A\"或“B”）.若物体C重为50牛，滑轮重力不计，则力F2的大小为___________牛.

【答案】A 25 【解析】 【详解】

[1]由图可知，A滑轮是定滑轮，所以滑轮A是等臂杠杆。 [2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。

11．使用一个动滑轮匀速提升一个物体时，若分别沿如图所示的方向用力F1、F2和F3，则这三个力的大小关系是:

A．F1=F2=F3 C．F3>F2>F1 【答案】C

B．F1>F2>F3 D．F2>F3>F1

【解析】 【分析】 【详解】

固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点，各力臂如下：

可知F1的力臂为直径,力臂最大,F2的力臂较大,F3的力臂最小,由杠杆平衡条件知,当阻力与阻力的力臂的积固定时,力臂越大,力越小．故三个力的关系为：F112．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。

（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________N。

（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________N。 【答案】M 5 10 【解析】 【详解】

[1]由于M随物体移动而发生位置变化，所以M是动滑轮。 [2]A对B的拉力为F，动滑轮M和B受力分析可知中：

2F=GM+GB

FA受力平衡，所以摩擦力f=F=5N。 [3]A向左匀速运动时，受力平衡：

2N8N5N 2F左=f+F=5N+5N=10N。

13．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度。下列说法确的是（ ）

A．使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的两倍 B．F1一定大于F2 C．滑轮组的机械效率为

F1h3h F2D．F2做功的功率比F1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A．动滑轮与3股绳接触，故n=3，使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的三倍，故A错误； B．由于

F2=GG动F1G动= 33故如果动滑轮很重，则F1不一定大于F2，故B错误； C．滑轮组的机械效率为

故C错误； D．F1做功的功率为

W有用W总100%FhGh1 nF2h3F2hP1=F1v

F2做功的功率为

P2nF2v(F1G动)v

可知，F2做功的功率比F1做功的功率大，故D正确。 故选D。

14．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（ ） ．．

A．

F1G

B．

1 F2G3 C．

F31G2 D．

F41G 2【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A．由图像可知l1=l2，由杠杆平衡条件Fl11F2l2可得F1=G，故正确，不符合题意； 1B．由图像可知滑轮组n=3，则F2G，故正确，不符合题意；

3C．由图像可知动滑轮动力作用在轴上，则F32G，故错误，符合题意； D．不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足FL=Gh，即F4合题意。 故选C。

1G，故正确，不符2

15．如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G1G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2（忽略绳重和摩擦），则下列选项中正确的是（ ）.

A．F1F2 12 P1P2 C．F1F2 12 P1P2 【答案】B

B．F1F2 1=2 P1P2 D．F1F2 12 P1P2

【解析】 【详解】

CD．不计绳重及摩擦，因为拉力:

1F（GG动）

nn12，n23，所以绳子受到的拉力分别为：

1F1（G1G动）

21F2（G2G动）

3因为G1G2，故：

F1＞F2

故CD项错误；

AB．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额G轮h，W有用G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；由同，即：

W有W总100%可知，机械效率相

12

又因为所用时间相同，由PW可知，拉力做功的功率： tP1P2

故A项错误，B项正确。

16．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=

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=

11(G+G动)= ×(10N+1N)=5.5N 22W有用W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=力做功功率较大，故D错误。 故选C。

W知，乙装置手的拉t

17．用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是

A．80N，80J B．80N，160J C．40N，160J 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为：G2F240N80N；由

D．40N，80J

h2m得s2h22m4m，提升重物所做的功：WFs40N4m160J． 故选B．

18．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，人拉绳的力F为250N（不计绳重和摩擦）。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时，人的拉力F为（ ）

A．400N B．450N C．500N D．600N

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

由图可知，绳子承担重物的段数n为3，提升一个重为600N的物体时，拉绳的力F为250N，根据F1G物G动求出动滑轮的重力为 nG动3FG物3250N600N150N

当提升一个重为1200N的物体时，人的拉力为

F11G物G动1200N150N450N n3综上所述，ACD项不符合题意，B项符合题意。 故选B。

19．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（ ）

A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N

C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A．由图知，a、b、c、d在同一根绳上，拉力相同；e、f在同一根绳上，拉力相同；G1由两根绳子承担

G1G动2Fb

则b处绳子的拉力为

Fb故A错误； C．e处绳子的拉力为

G1G动100N+20N60N 22Fe2FbG动260N20N140N

故C正确；

BD．G2由两根绳子加上f承担，则

G2G动2FbFf Ff2FbG动

则

G24Fb460N240N

故B、D错误。 故选C。

20．如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力 F的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 6N， 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N。一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m，拉力 F 做功_____J。

【答案】12 60 【解析】 【分析】 【详解】

[1]由图可知，n=2，弹簧测力计的示数为6N，则拉力为6N，摩擦力

f=2×6N=12N

摩擦力为12N。 [2]拉力移动的距离

s′=2s=25m=10m

拉力做的功

W=Fs=6N×10m=60J

拉力做的功为60J。