培優(yōu)滑輪組的省力問題輔導(dǎo)專題訓(xùn)練詳細(xì)

1、一、初中物理滑輪組的省力問題1小明在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試試用四種簡單機(jī)械勻速提高同一物體（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），如圖所示，此中所用動(dòng)力最小的是（）ABCD【答案】D【分析】【剖析】【詳解】設(shè)物體重力為G，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦；A圖中為斜面，由功的原理可得F14mG2m解得F10.5G；1B圖中為滑輪組，經(jīng)過動(dòng)滑輪繩索段數(shù)n3，因此F2G；3C圖中為動(dòng)滑輪，動(dòng)力作用在動(dòng)滑輪的軸上，則F32G；D圖中是杠桿，設(shè)桿與水平面的夾角為，則有F44cosG1cos1解得F4G。4由此可知?jiǎng)恿ψ钚〉氖荄。應(yīng)選D。2用一個(gè)動(dòng)滑輪提起重100N的物體（繩重與摩擦不計(jì)），所用拉力60N。若用此動(dòng)滑輪將重200N的物體以0.2

2、m/s速度勻速上漲時(shí)，拉力功率為_W。較前一次提高物體，該滑輪的機(jī)械效率_（選填“變大”、“不變”或“變小”）【答案】44變大【分析】【詳解】依據(jù)題意可知，物體以0.2m/s速度勻速上漲，對于動(dòng)滑輪，繩索挪動(dòng)的速度v=20.2m/s=0.4m/s繩重與摩擦不計(jì)，則拉力1F=(G物+G動(dòng))2即160N=(100N+G動(dòng))2解得G動(dòng)=20N，用此動(dòng)滑輪將重200N的物體時(shí)，拉力1F=(200N+20N)=110N2拉力功率為P=Fv=110N0.4m/s=44W拉力功率為44W。較前一次提高物體，物體的質(zhì)量增添，重力增大，實(shí)用功增大，而摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重不變，額外功不變，這樣實(shí)用功在總功中所占的比

3、率增大，滑輪組的機(jī)械效率將增大。3以下圖，不計(jì)滑輪重及摩擦，物體A、B均重為20牛。當(dāng)使勁F2勻速提高物體B時(shí)，以滑輪的軸為參照物，物體B是_的（選填“靜上”或“運(yùn)動(dòng)”），此時(shí)力F2大小為_牛。若F和F所做的功相等,物體A、B挪動(dòng)的距離之比是_，當(dāng)繩索自由端12上漲1米時(shí)，力F2所做的功為_焦?！敬鸢浮快o止101:110【分析】【詳解】以滑輪的軸為參照物，物體B相對與參照物的地點(diǎn)沒有改變，是靜止的；2B物體使用的是動(dòng)滑輪，能省一半力，不計(jì)滑輪的重和摩擦，拉力：F2=1G=120N=10N223因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不可以省功，當(dāng)F1和F2所做的功相等，物體A.B重力相同，挪動(dòng)的距離相同，故距離之比

4、是1:1。當(dāng)繩索自由端上漲1米時(shí)，力F2所做的功為：W=Fs=10N1m=10J。4用一個(gè)動(dòng)滑輪將重為8N的物體勻速提高1m，所用豎直向上的拉力為5N，則動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為_%；用此動(dòng)滑輪將重為18N物體也提高1m時(shí)，所做的總功是_J。（不計(jì)繩重和摩擦）【答案】8020【分析】【剖析】使用動(dòng)滑輪，擔(dān)當(dāng)物重的繩索股數(shù)n=2，繩索尾端挪動(dòng)的距離s=2h，實(shí)用功就是將物體提升對物體做的功（W有Gh），拉力F做的功為總功（W總Fs），再利用機(jī)械效率的公式求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；依據(jù)W總W有W額求出額外功，不計(jì)繩重和摩擦，使用動(dòng)滑輪做的額外功就是提高動(dòng)滑輪做的功W額G輪h，知道提高的高度，能夠求出動(dòng)滑輪重

5、；再利用F1G輪G物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（總n功）大小，依據(jù)WGh求出實(shí)用功，利用效率公式求出此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率?！驹斀狻?使用動(dòng)滑輪時(shí)，擔(dān)當(dāng)物重的繩索股數(shù)n=2，物體被提高的高度h=1m，拉力挪動(dòng)距離snh21m2m實(shí)用功為W有Gh8N1m8J拉力做的總功為W總Fs5N2m10J滑輪組的機(jī)械效率W有100%8J100%80%W總10J依據(jù)W總W有W額可知，額外功為W額W總W有10J8J2J不計(jì)繩重和摩擦，依據(jù)W額G輪h可知，動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)W額2J2Nh1m不計(jì)繩重和摩擦，則有F1G動(dòng)G物2N18N10N2拉力做的總功W總Fs10N2m20J5小夏利用以下圖的

6、滑輪組將重為280N的物體勻速提起。已知他自己所受的重力為500N，雙腳與地面的總接觸面積為400cm2，動(dòng)滑輪所受的重力為120N，若不計(jì)繩重和摩擦，小夏對地面的壓強(qiáng)為_Pa?！敬鸢浮?500【分析】【剖析】【詳解】小夏對繩索的拉力為F1(GG動(dòng))1(280N120N)200N22小夏遇到繩索的拉力F拉、重力G、地面的支持力F支，因?yàn)樾∠撵o止，小夏遇到的重力等于拉力加上支持力，則地面的支持力F支G人F拉500N200N300N因?yàn)榱Φ淖饔檬腔ハ嗟?，則小夏對地面的壓力F壓F支300N受力面積S400cm20.04m2小夏對地面的壓強(qiáng)F壓300N7500Pap0.04m2S6以下圖的滑輪組（不計(jì)

7、滑輪重、繩與滑輪的摩擦），在拉力F的作用下，物體水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N，則物體遇到地面的摩擦力大小為_N。一段時(shí)間內(nèi)物體沿水平方向挪動(dòng)了5m，拉力F做功_J。【答案】1260【分析】【剖析】【詳解】由圖可知，n=2，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N，則拉力為6N，摩擦力f=26N=12N摩擦力為12N。拉力挪動(dòng)的距離s=2s=25m=10m拉力做的功W=Fs=6N10m=60J拉力做的功為60J。7以下圖，不計(jì)繩索、滑輪的重力及它們之間的摩擦，當(dāng)用大小為10N的拉力F拉重50N的物體時(shí)，物體恰巧以v=2m/s的速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體遇到水平面的摩擦力為_N，拉力F的

8、功率為_W；將拉力F增大為20N時(shí)，物體遇到水平面的摩擦力將_（選填“增大”、“減小”或“保持不變”）?！敬鸢浮?040不變【分析】【剖析】使用動(dòng)滑輪能夠省一半力；物體勻速運(yùn)動(dòng)，受均衡力，均衡力大小相等，判斷出摩擦力根據(jù)繩索段數(shù)判斷出繩索的速度；WFs依據(jù)PFv算出拉力F的功率；影響摩擦力tt的要素：壓力和接觸面的粗拙程度?！驹斀狻恳?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪能夠省一半力，因此拉物體的力為F2F210N20N物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于均衡狀態(tài)，拉力和摩擦力一對均衡力，大小相等，則fF20N由圖知有2段繩索拉著物體，則有v繩2v物22m/s4m/s則拉力F的功率為Fv繩10N4m/s=40W將拉力F增大為20N

9、時(shí)，物體對水平面的壓力和接觸面的粗拙程度都不變，因此遇到水平面的摩擦力不變?！军c(diǎn)睛】此題考察了動(dòng)滑輪的使用、均衡條件的應(yīng)用、功率的計(jì)算、影響摩擦力的要素等知識，要切記影響滑動(dòng)摩擦力的兩個(gè)要素，當(dāng)兩個(gè)要素都不變時(shí)，摩擦力的大小不變，與其余要素沒關(guān)。8小李用以下圖的裝置提高貨物。已知貨物重G物=720N，在t=5s內(nèi)貨物被勻速豎直提升了h=1m，小李一直靜止在地面上，而且對繩索自由端的拉力F=400N且豎直向下。求在此過程中：(1)動(dòng)滑輪對貨物做的實(shí)用功；(2)拉力F所做的總功；(3)拉力F做功的功率；(4)使用該裝置提高貨物時(shí)的機(jī)械效率?！敬鸢浮?1)720J；(2)800J；(3)160W；(

10、4)90%【分析】【剖析】【詳解】(1)動(dòng)滑輪對貨物做的實(shí)用功就是貨物上漲戰(zhàn)勝重力勢能做的功，為W有G物h720N1m720J(2)動(dòng)滑輪與2股繩索接觸，故n=2，拉力F所做的總功為W總FsnFh2400N1m800J(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率為PW總800J160Wt5s(4)該裝置提高貨物時(shí)的機(jī)械效率為W有100%720JW總90%800J答：(1)動(dòng)滑輪對貨物做的實(shí)用功為720J；(2)拉力F所做的總功為800J；(3)拉力F做功的功率為160W；(4)使用該裝置提高貨物時(shí)的機(jī)械效率為90%。9(1)如圖甲所示，圖中的裝置相當(dāng)于一個(gè)_(填一種簡單機(jī)械的名稱)(2)如圖乙所示，

11、使用此簡單機(jī)械的主要目的是_(3)如圖丙所示，橡皮筋兩端分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個(gè)鉤碼，就做成了能自動(dòng)回頭的“”“明_魔罐，當(dāng)將魔罐在水平川面上滾出后，還可以自動(dòng)滾回來，這說【答案】滑輪組省力機(jī)械能之間能夠互相轉(zhuǎn)變【分析】【詳解】(1)1由圖甲可知，繩索和木棍組合在一同，起到滑輪組的作用，用較小的力就能夠使作用有較鼎力的兩根木棍聚攏，說明使用該滑輪組能夠省力；(2)2圖乙是過盤山公路，盤山公路相當(dāng)于斜面，山高必定，盤山公路相當(dāng)于增大了斜面長度，因?yàn)樵谛泵娓咭粶?zhǔn)時(shí)，斜面越長越省力，因此人們修筑盤山公路的目的是為了省力；(3)3魔罐在開始轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，擁有動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，罐子動(dòng)能轉(zhuǎn)變

12、為橡皮筋的彈性勢能，當(dāng)動(dòng)能為零時(shí)，彈性勢能最大，魔罐開始向回轉(zhuǎn)動(dòng)，在魔罐滾回來的過程中橡皮筋彈性勢能減小，罐子動(dòng)能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。魔罐往返轉(zhuǎn)動(dòng)，說了然機(jī)械能是能夠互相轉(zhuǎn)變的。10體重為60kg的工人利用如圖滑輪組將一質(zhì)量為80kg的重物A勻速提高1m，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重與摩擦，g取10N/kg），小明對此工作過程及裝置作出了以下論斷：動(dòng)滑輪重為200N此過程中，工人對繩的拉力做功1000J重物勻速上漲過程中，它的機(jī)械能增大若增大重物A的質(zhì)量，該工人用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率不行能達(dá)到90%對于小明的以上論斷（）A只有正確B只有正確C只有正確D都正確【答案

13、】C【分析】【剖析】【詳解】由題意物體所受的重力G物m物g80kg10N/kg=800N物體上漲的高度h1m，此時(shí)滑輪組做的實(shí)用功為W有=G物h800N1m800J依據(jù)機(jī)械效率公式=W有100%=80%有，總功為W總W有800JW總=1000J而W總=W有W額有W額=W總W有=1000J800J=200J又因?yàn)閃額=G動(dòng)h可得W額200JG動(dòng)=200Nh1m均正確。機(jī)械能是動(dòng)能和勢能的總和，當(dāng)重物勻速上漲過程中，動(dòng)能不變，勢能增添，它的機(jī)械能增大，正確。若要滑輪組的機(jī)械效率達(dá)到90%，由效率公式有W有m物gh=100%190%W總(m物gm動(dòng)g)3h3化解可適當(dāng)m物=9m動(dòng)時(shí)，滑輪組的效率能抵

14、達(dá)90%，則若增大重物A的質(zhì)量，用此滑輪組勻速拉起重物時(shí)，機(jī)械效率能達(dá)到90%，錯(cuò)誤。應(yīng)選C。11用圖3甲、乙兩種方式勻速提高重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力不計(jì)則A手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：甲=乙B手的拉力：F甲F乙；機(jī)械效率：甲乙C手的拉力：F甲F乙；機(jī)械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；機(jī)械效率：甲乙【答案】D【分析】【剖析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，因此拉力等于物體的重力；乙滑輪是動(dòng)滑輪，使用該滑輪能夠省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，則手的拉力：F甲F乙；兩幅圖中的W有是戰(zhàn)勝物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要戰(zhàn)勝動(dòng)滑

15、W有輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，因此聯(lián)合機(jī)械效率公式可知，實(shí)用功相W總同時(shí)，總功越大的，機(jī)械效率越小；因此選D12以下圖，物重為G的物體在不一樣簡單機(jī)械中均處于均衡狀態(tài)（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），拉力大小錯(cuò)誤的是（）AF1GBF21G3CF31G2DF41G2【答案】C【分析】【剖析】【詳解】A由圖像可知l1=l2，由杠桿均衡條件Fl11F2l2可得F1=G，故正確，不切合題意；1G，故正確，不切合題意；B由圖像可知滑輪組n=3，則F23C由圖像可知?jiǎng)踊唲?dòng)力作用在軸上，則F32G，故錯(cuò)誤，切合題意；D不計(jì)機(jī)械自重和摩擦，則斜面為理想斜面，知足FL=Gh，即F41G，故正確，不符2合題意。

16、應(yīng)選C。13以下圖，甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時(shí)間內(nèi)豎直向上勻速提高相同高度.若G1G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機(jī)械效率分別為1和2（忽視繩重和摩擦），則以下選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是（）.AF1F212P1P2BF1F21=2P1P2CF1F212P1P2DF1F212P1P2【答案】B【分析】【詳解】CD不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔?1F（GG動(dòng)）nn12，n23，因此繩索遇到的拉力分別為：1F1（G1G動(dòng)）21F2（G2G動(dòng)）3因?yàn)镚1G2，故：F1F2故CD項(xiàng)錯(cuò)誤；AB因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提高的物體重和高度相同，

17、W額G輪h，W實(shí)用G物h，因此利用滑輪組做的實(shí)用功相同、額外功相同，總功相同；由W有100%可知，機(jī)械效率相W總同，即：12W又因?yàn)樗脮r(shí)間相同，由Pt可知，拉力做功的功率：P1P2故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。14建筑工地上需要將6塊相同的磚從地面運(yùn)送到樓頂，工人師傅利用以下圖的裝置分三次運(yùn)送，第一次運(yùn)1塊，第二次運(yùn)2塊，第三次運(yùn)3塊。每次運(yùn)送時(shí)，磚都以相同的速度勻速上漲相同高度，繩重及摩擦均忽視不計(jì)。這三次拉力挨次為F1、F2、F3，拉力做的功為W1、W2、W3，實(shí)用功率為P1、P2、P3，機(jī)械效率為1、2、3，則（）AF1+F2=F3BW1+W2=W3C1+2=3DP1+P2=P3【答案】D【分

18、析】【剖析】1由圖可知，作用在動(dòng)滑輪上繩索為股；繩重，摩擦不計(jì)時(shí)，用(G+G動(dòng))剖析nW有GhG123之間關(guān)系；再依=。經(jīng)過計(jì)算特別值，判斷等式能否建立。F,F,FW總G總hG+G動(dòng)【詳解】A由題意得F11(G+G動(dòng))=（G+G動(dòng)）；n2F11）；(2G+G動(dòng))=（2n2G+G動(dòng)11）=1）F(G+G動(dòng))+（2(3G+2G動(dòng)F2221動(dòng)1動(dòng)）n2因?yàn)?3G+2G動(dòng))1(3G+G動(dòng)）2因此(F1+F2)F3故不切合題意；因?yàn)槲矬w高升均為h；WWFhFh(F+F)hW3=F3h；因?yàn)?FF)F因此(W1+W2)W3故B不合符題意；C依=W有=GhG，說明滑輪組一準(zhǔn)時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越大，即W總G總hG+G動(dòng)12FF123123CFFFDFFF321231【答案】C【分析】【剖析】【詳解】固定繩索的一端與動(dòng)滑輪接觸