中考物理復(fù)習之滑輪計算題

中考物理復(fù)習之滑輪計算題第1頁中考復(fù)習之滑輪解答題（共7小題）1．一個工人用如圖所示的滑輪組勻速提升20kg的貨物，所用拉力為60N，繩子自由端在10s內(nèi)被拉下400cm．（g=10N/kg）求：（1）貨物所受的重力是多少N？（2）拉力F的功率是多少？（3）此滑輪組的機械效率多大？（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（4）若不計繩重和摩擦，則每個動滑輪重多少？如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖，已知貨物的重力為6000N，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，在此過程中，人的拉力是250N，把物體拉動了400米，求：（1）人做的有用功為多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第1頁。中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第1頁。某橋梁施工隊用如圖所示的滑輪組打撈沉在水底的工件．已知工件的體積是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，人在繩子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考慮摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的質(zhì)量是多少千克？（2）動滑輪重多少牛？滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，機械效率是多大？（3）工件從水里升到水面上的過程中，滑輪組的機械效率將如何變化，并分析原因．4．用如圖甲所示的滑輪組提起重為900N的物體A，使物體在1min內(nèi)上升了4m，所用的拉力為400N（不計繩重以及繩和輪之間摩擦），求：（1）拉力F克服物體的重力所做的功；（2）拉力F做功的功率；（3）該滑輪組的機械效率；（4）在圖乙中畫出滑輪組的另一種繞法．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第2頁。中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第2頁。5．2015年10月5日考古學家在黃海海域發(fā)現(xiàn)甲午海戰(zhàn)沉船“致遠艦”的消息轟動了整個考古界，隨著水下考古工作的進行，一些重要文物近日陸續(xù)出水重見天日，關(guān)于這艘在海水中沉睡了120余年的戰(zhàn)艦是如何被打撈起的謎題也逐步解開．現(xiàn)某課外活動小組，照此設(shè)計了如圖所示的簡單機械，模擬打撈沉船，實驗中用實心立方體A代替沉船，已知A的體積為0.1m3，質(zhì)量為280kg（設(shè)整個過程A均為勻速直線運動狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風浪，水流等因素的影響）（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為60%，那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？若A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第3頁。中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第3頁。為了營救落入井中的葉子姐姐，小雨找來一只圓柱形木桶，當空木桶放入水中漂浮時，桶底所受水的壓強為500Pa．通過如圖滑輪組將空木桶勻速緩慢地放入井中，已知木桶的底面積為0.2m2，動滑輪重30N．（不計繩重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的壓力多大？（2）在桶入水前，滑輪組的機械效率多大？（3）葉子姐姐爬進水桶中，為了安全起見，小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止，此時木桶浸入水中的深度為0.25m．小雨用力將木桶拉出水面，使木桶在空中勻速上升到達井口，將葉子姐姐救上來．已知小雨的體重為500N，兩腳與地的接觸面積為0.04m2，求木桶離水后在上升過程中，小雨對地面的壓強．（畫出小雨受力的示意圖）中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第4頁。中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第4頁。如圖所示，是利用電動機通過滑輪組提升水中物體A的示意圖，當浸沒在水中的物體A勻速上升時，滑輪組的機械效率為80%；當物體A離開水面后，以0.1m/s的速度勻速上升時，電動機的功率為P，已知物體A的體積V=0.2m3，質(zhì)量m=0.5t，不計繩重、滑輪軸摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）動滑輪重G動；（2）電動機的功率P．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第5頁。

中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第5頁。2017年01月19日好好學習的初中物理組卷參考答案與試題解析二．解答題（共7小題）1．（2016春?鄂托克旗期末）一個工人用如圖所示的滑輪組勻速提升20kg的貨物，所用拉力為60N，繩子自由端在10s內(nèi)被拉下400cm．（g=10N/kg）求：（1）貨物所受的重力是多少N？（2）拉力F的功率是多少？（3）此滑輪組的機械效率多大？（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（4）若不計繩重和摩擦，則每個動滑輪重多少？【解答】解：（1）貨物受到的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N；（2）拉力移動速度v===40cm/s=0.4m/s，拉力的功率：P===Fv=60N×0.4m/s=24W；（3）由圖知．n=4，拉力端移動距離s=4h，滑輪組的機械效率：η=====×100%≈83.3%；中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第6頁。（4）不計繩重和摩擦，拉力F=（G+G輪）中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第6頁。動滑輪總重力：G輪=4F﹣G=4×60N﹣200N=40N，共兩個動滑輪，每個動滑輪重為20N．答：（1）貨物所受的重力是200N；（2）拉力F的功率為24W；（3）滑輪組的機械效率為83.3%；（4）每個動滑輪重為20N．2．（2016春?深圳校級期末）如圖是搬運工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖，已知貨物的重力為6000N，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，在此過程中，人的拉力是250N，把物體拉動了400米，求：（1）人做的有用功為多大？（2）滑輪組的機械效率是多少？【解答】解：（1）由圖可知，n=3；根據(jù)題意可得，物體所受摩擦力：f=0.1G=0.1×6000N=600N，人做的有用功：W有=fs=600N×400m=2.4×105J；（2）繩端移動的距離：s繩=ns=3×400m=1200m，總功：W總=Fs繩=250N×1200N=3×105J，滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=80%．答：（1）人做的有用功為2.4×105J；（2）滑輪組的機械效率是80%．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第7頁。3．（2017?江津區(qū)模擬）某橋梁施工隊用如圖所示的滑輪組打撈沉在水底的工件．已知工件的體積是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，人在繩子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考慮摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第7頁。（1）工件的質(zhì)量是多少千克？（2）動滑輪重多少牛？滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，機械效率是多大？（3）工件從水里升到水面上的過程中，滑輪組的機械效率將如何變化，并分析原因．【解答】解：（1）由ρ=可得，工件的質(zhì)量：m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg；（2）工件浸沒在水中時，受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N，工件受到滑輪組的拉力：F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=560kg×10N/kg﹣1600N=4000N，由圖可知，n=3，由F=（F拉+G動）可得，動滑輪的重力：G動=nF﹣F拉=3×1800N﹣4000N=1400N，滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時的機械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%≈74.1%；（3）工件從剛露出水面到完全露出水面的過程中，工件排開水的體積減小，工件受到的浮力減小，滑輪受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，額外功幾乎不變，由此可知動滑輪的機械效率變大．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第8頁。答：（1）工件的質(zhì)量是560kg；中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第8頁。（2）動滑輪重為1400N，滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，機械效率是74.1%；（3）機械效率將變大；由機械效率的公式可知，在額外功不變的情況下，有用功變大，所以有用功占總功的比值就變大，即機械效率變大．4．（2017春?揚中市月考）用如圖甲所示的滑輪組提起重為900N的物體A，使物體在1min內(nèi)上升了4m，所用的拉力為400N（不計繩重以及繩和輪之間摩擦），求：（1）拉力F克服物體的重力所做的功；（2）拉力F做功的功率；（3）該滑輪組的機械效率；（4）在圖乙中畫出滑輪組的另一種繞法．【解答】解：（1）拉力F克服物體的重力所做的功（有用功）：W有用=Gh=900N×4m=3600J；（2）由圖知，n=3，拉力端移動的距離s=3h=3×4m=12m，拉力F做的功：W總=Fs=400N×12m=4800J；拉力F做功的功率：P===80W；（3）該滑輪組的機械效率：η==×100%=75%；中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第9頁。（4）另一種繞法是從定滑輪開始繞起，依次繞過下面的動滑輪、上面的定滑輪，如圖所示：中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第9頁。答：（1）拉力F克服物體的重力所做的功為3600J；（2）拉力F做功的功率為80W；（3）該滑輪組的機械效率為75%；（4）如圖所示．5．（2016?涼山州）2015年10月5日考古學家在黃海海域發(fā)現(xiàn)甲午海戰(zhàn)沉船“致遠艦”的消息轟動了整個考古界，隨著水下考古工作的進行，一些重要文物近日陸續(xù)出水重見天日，關(guān)于這艘在海水中沉睡了120余年的戰(zhàn)艦是如何被打撈起的謎題也逐步解開．現(xiàn)某課外活動小組，照此設(shè)計了如圖所示的簡單機械，模擬打撈沉船，實驗中用實心立方體A代替沉船，已知A的體積為0.1m3，質(zhì)量為280kg（設(shè)整個過程A均為勻速直線運動狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風浪，水流等因素的影響）（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為60%，那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第10頁。（3）若A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第10頁。【解答】解：（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力：F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N；（2）物體A的重力：G=mg=280kg×9.8N/kg=2744N，A完全浸沒在水中時，總功為W總=（G+G動﹣F?。﹉，有用功為W有=（G﹣F?。﹉，所以，滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=60%，解得：G動=1176N，由圖可知，n=5，A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力：F=（G+G動）=×（2744N+1176N）=784N；（3）A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升時，繩端的速度：v繩=nv物=5×0.1m/s=0.5m/s，岸上鋼繩拉力F的功率：P=Fv繩=784N×0.5m/s=392W．答：（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力是980N；（2）A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為為784N；（3）岸上鋼繩拉力F的功率為392W．中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第11頁。中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第11頁。6．（2016?黃島區(qū)二模）為了營救落入井中的葉子姐姐，小雨找來一只圓柱形木桶，當空木桶放入水中漂浮時，桶底所受水的壓強為500Pa．通過如圖滑輪組將空木桶勻速緩慢地放入井中，已知木桶的底面積為0.2m2，動滑輪重30N．（不計繩重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的壓力多大？（2）在桶入水前，滑輪組的機械效率多大？（3）葉子姐姐爬進水桶中，為了安全起見，小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止，此時木桶浸入水中的深度為0.25m．小雨用力將木桶拉出水面，使木桶在空中勻速上升到達井口，將葉子姐姐救上來．已知小雨的體重為500N，兩腳與地的接觸面積為0.04m2，求木桶離水后在上升過程中，小雨對地面的壓強．（畫出小雨受力的示意圖）【解答】解：（1）由p=可得，木桶底部受到的水的壓力：F向上=pS=500Pa×0.2m2=100N；（2）由漂浮條件和稱重測浮力，桶漂浮時：G桶=F浮=F向上﹣F向下=100﹣0=100N，不計繩重和摩擦，η=×100%=×100%=×100%=×100%≈76.9%；（3）木桶離水后在上升過程中，受到繩子拉力F、地面支持力FN和重力，中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第12頁。小雨受力分析見右圖：中考物理復(fù)習之滑輪計算題全文共14頁，當前為第12頁。由題知，葉子姐姐爬進水桶中，小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止，木桶浸入水中的深度為0.25m，此時桶受到的浮力：F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m2×0.25m=500N，由圖知，通過動滑輪的繩子段數(shù)：n=2，由F=（G葉+G桶+G動﹣F浮′）可得葉子重力：G葉=2F′+F浮′﹣G桶﹣G動=2×75N+500N﹣100N﹣30N=520N，所以木桶離水后在上升過程中繩子自由端拉力，F(xiàn)=F′′===325N，F(xiàn)壓=FN=G雨﹣F=500N﹣325N=175N，所以小雨對地面的壓強：P===4375Pa．答：（1）木桶底部受到的水的壓力100N；（2）在桶入水前，