2023北京初三一模物理匯編：功的原理

2023北京初三一模物理匯編

功的原理

一、單選題

1.（2023?北京朝陽?統(tǒng)考一模）如圖所示，用動滑輪把重90N的沙子從一樓地面運上二樓地面，每層樓高

3m,動滑輪重10N。第一次用桶裝沙子，桶重20N,第二次用布袋裝沙子，布袋重5N,兩次用時均為

10s。下列說法錯誤的是（）

---------------------樓

A.第一次人對繩子的拉力為60NB.第二次動滑輪做的有用功為285J

C.第二次人拉繩子的功率為31.5WD.第一次動滑輪的機械效率為75%

2.（2023?北京西城?統(tǒng)考一模）如圖所示，工人站在水平地面上用滑輪組提升貨箱。工人用力拉繩子，使

貨箱以0.08m/s的速度勻速上升，此時滑輪組的機械效率為90%。已知工人體重為600N,貨箱重為

810N,繩子所能承受的最大拉力為lOOONo若不計滑輪組的繩重和摩擦，下列判斷正確的是（）

A.提升貨箱時，此工人的拉力為300N

B.提升貨箱時，此工人對地面的壓力為1050N

C.提升貨箱過程中，此工人拉力的功率為36W

D.此工人使用該滑輪組可以提升重為1100N的貨箱

3.（2023?北京房山?統(tǒng)考一模）如圖是利用滑輪組勻速提升圓柱體M的示意圖，滑輪組固定在鋼架上，每

個滑輪重為150N,繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為1000N。圓柱體M在繩端拉力尸作用下，以

0.1m/s的速度勻速上升，在這個過程中，拉力下的功率為150W,滑輪組的機械效率為〃，鋼架對定滑輪

的拉力為兀不計繩重、輪與軸的摩擦，下列選項中正確的是（）

M

A.拉力尸的大小為750N

B.拉力T的大小為1650N

C.滑輪組的機械效率〃為90%

D.該滑輪組能夠提升的最大物重為2700N

二、多選題

4.（2023?北京海淀?統(tǒng)考一模）如圖甲所示，滑輪組懸掛在水平支架上。兩次分別勻速提升物體A、B時,

卷揚機拉力尸所做的功卬隨時間f的變化關(guān)系圖線分別為圖乙中的。、b,已知兩個滑輪的質(zhì)量相等，兩

次提升時物體上升的速度均為0.2m/s,物體A的質(zhì)量為180kg,不計繩重和摩擦，g取10N/kg。下列說法

正確的是（）

甲乙

A.物體B的質(zhì)量為80kg

B.提升物體A時滑輪組的機械效率為80%

C.提升物體A時支架受到定滑輪的拉力為3200N

D.相同時間內(nèi)，滑輪組提升物體A時做的額外功大于提升物體B時做的額外功

5.（2023?北京通州?統(tǒng)考一模）一個重700N的工人站在地面上，利用如圖甲所示的滑輪組提升一批不同重

力的貨物。此時，工人正在用豎直向下的拉力F使重為500N的貨物A以0.2m/s的速度勻速上升，拉力F

所做的功卬與時間f的關(guān)系如圖乙所示。已知纏繞滑輪組的繩子最多只能承受550N的拉力，在不計繩重

和摩擦的情況下，下列說法中正確的有（）

MJ

甲乙

A.拉力尸為300N

B.拉力廠的功率為120W

C.此人使用該滑輪組最多能使重為1300N的貨物勻速上升

D.此人使用該滑輪組勻速提升貨物時，最大的機械效率約為90.9%

6.（2023?北京門頭溝?統(tǒng)考一模）如圖所示，小型牽引車通過滑輪組可以將重物勻速吊起，每次重物均以

0.4m/s的速度勻速上升，且滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計。當(dāng)?shù)跗鹳|(zhì)量為240kg的重物A時，牽引車對

繩的拉力為凡滑輪組的機械效率為80%,g取10N/kg。下列說法正確的是（）

A.牽引車的速度是0.8m/sB.5s拉力F做的功為4000J

C.動滑輪所受的重力為600ND.拉力F的功率為1200W

7.（2023?北京?統(tǒng)考一模）如圖所示，工人站在水平臺面上用滑輪組提貨物。工人第一次豎直向上用200N

的力拉繩子時，貨物未離開水平地面；第二次用300N的力豎直向上拉動繩子，使貨物以0.08m/s的速度勻

速上升。已知工人體重為600N,貨物重為810N,貨物與地面的接觸面積為0.In?。不計滑輪組的繩重和摩

貨物

A.第一次拉繩子時，工人對水平臺面的壓力為400N

B.第一次拉繩子時，貨物對地面的壓強為3000Pa

C.第二次拉繩子的過程中，該滑輪組的機械效率為90%

D.第二次拉繩子的過程中，工人拉力的功率為24W

三、計算題

8.（2023.北京豐臺?統(tǒng)考一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系

如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物重4.5N,繩子自由端的

拉力F為1.5N。在0~2s的過程中，求：

（1）有用功；

（2）拉力尸的功率；

（3）滑輪組的機械效率。

9.（2023?北京平谷?統(tǒng)考一模）如圖所示滑輪組將重600N的物體勻速提起，如果重物以0.2m/s的速度勻速

上升1m,人對繩子的拉力尸的功率為150W,求：

（1）物體上升的時間；

（2）人對繩子的拉力F所做的功；

（3）滑輪組的機械效率。

\\\\\\\\

10.（2023?北京延慶?統(tǒng)考一模）用如圖所示的滑輪組，將質(zhì)量為80kg的建筑材料A從地面勻速提高了

2m,用時10s,在這個過程中，拉力廠為500N,g取10N/kg。求：

（1）建筑材料受到的重力G；

（2）滑輪組的機械效率〃；

（3）拉力廠做功的功率P。

參考答案

1.B

【詳解】A.由F=Q烏可知，第一次人對繩子的拉力為

2

G+G動90N+20N+10N.....

F=--------=--------------------=60N

22

故A正確，不符合題意

B.由可知，第二次動滑輪做的有用功為

Wfi=G物h=90Nx3m=270J

故B錯誤，符合題意；

C.第二次做的額外功為

嗎K=(G動+G布袋)/?=(K)N+5N)x3mm5J

第二次做的總功為

%=卬有+%=270J+45J=315J

由“=此可知，第二次人拉繩子的功率為

2=畦=膽=31.5W

t10s

故C正確，不符合題意；

D.第一次動滑輪做的有用功為

IV；f=G物h=90Nx3m=270J

第一次做的額外功為

%=(G動+GhJ/?=(10N+20N)x3m=90J

第一次做的總功為

叱j=必［+嶗尸270J+90J=360J

第一次動滑輪的機械效率為

270T

n=—?X1OO%=——X100%=75%

町360J

故D正確，不符合題意。

故選B。

2.D

【詳解】A.由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩子，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率

%Gh_G

I/————

%%+%Gh+G動hG+G動

此時滑輪組的機械效率為90%,即

810N+G動

解得動滑輪的重力G行90N,提升貨箱時，此工人的拉力為

尸=g（G+G動）=gx（810N+90N）=450N

故A錯誤；

B.提升貨箱時，此工人受到的支持力

Fi=Gz-F=600N-450N=150N

由力的作用相互性可知此工人對地面的壓力為

尸產(chǎn)尸尸150N

故B錯誤；

C.自由端繩子移動的速度

v=2v行2x0.08m/s=0.16m/s

提升貨箱過程中，此工人拉力的功率為

wFs

P=y=—-=Fv=450NX°-16rn/S=72W

故C錯誤；

D.工人體重為600N,繩子所能承受的最大拉力為1000N,則提升貨箱的最大拉力是600N,提升貨箱的

最大重力

GX=2Fz-G,^=2x600N-90N=l1ION

此工人使用該滑輪組可以提升重為H00N的貨箱，故D正確。

故選D。

3.C

【詳解】A.由圖示知，滑輪組承重繩子為3根，則繩子端移動的速度

%=3也枝體=3、0.101/$=0.3m/s

據(jù)尸=Fv得，拉力

v0.3m/s

故A錯誤；

B.定滑輪靜止，受到豎直向上的鋼架的拉力作用及豎直向下的重力、兩根繩子的拉力作用，處于平衡狀

態(tài)，這三個力是平衡力，所以鋼架的拉力

T=G定+2F=150N+2x500N=1150N

故B錯誤；

C.不計繩重及摩擦?xí)r，據(jù)F=；（G物+G動）得，圓柱體的重力

G圓柱體=3尸一G動=3x500N-150N=1350N

滑輪組的機械效率

〃=風(fēng)衛(wèi)=%￡也==_^迎匚100%=90%

W也FsFx3h3F3x500N

故C正確；

D.繩子能承受的最大拉力尸產(chǎn)1000N,滑輪組能提升的最大物重

G大=3七一G動=3x1000N-150N=2850N

故D錯誤。

故選C。

4.AC

【詳解】A.由題意知，物體A的重力為

GA=mg=\80kgx1ON/kg=1800N

由圖乙可知，拉物體A時拉力的功率為

心=叢4x10^

=400W

100s

提升重物的繩子有兩段，由P=4,〃=%=0.2m/s可知，提升物體A時，繩端的拉力為

動滑輪的重力為

G動=2吊一G.=2x1000N-1800N=200N

拉物體B時，拉力的功率為

提升物體B時，繩端的拉力為

FB=工.20°W..=5OON

vB2x0.2m/s

動滑輪的重力為200N,則物體B的重力為

Gp=2外一=2x500N-200N=800N

則物體B的質(zhì)量為

GR800N6

m=—=---------=80kg

HglON/kg

故A正確;

%GhGhG

B-由"=亡百=肅=族可知，提升物體A時滑輪組的機械效率為

G、1800N…

77=--=-------------=90%

nF.2xl000N

故B錯誤;

C.由圖甲可知，定滑輪上有3根繩子，每根繩子的拉力為1000N,兩個滑輪的質(zhì)量相等，則提升物體4

時支架受到定滑輪的拉力為

=3￡|+G定=3x1000N+200N=3200N

故C正確；

D.不計繩重與摩擦，提升物體做的額外功等于動滑輪做的功，動滑輪的重力不變，兩次提升物體上升的

速度相等，則相同時間內(nèi)，動滑輪被提升的高度相同，則額外功相同，故D錯誤。

故選ACo

5.ABD

【詳解】A.由圖乙可知，Is內(nèi)拉力做的功為120J,Is內(nèi)貨物上升的高度

/?=v/t/=0.2m/sxls=0.2m

由圖可知滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)n=2,繩子自由端移動的距離

s=2x0.2m=0.4m

由W=Fs可知拉力

F=—=1^2l=3OON

s0.4m

故A正確；

B.拉力的功率

P=7=T=120W

故B正確；

C.不計繩重和摩擦的情況，動滑輪的重力

G,k"F-G=2x300N-500N=100N

人通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力

F人麻產(chǎn)GA=700N

由于繩子所能承受的最大拉力為550N,即繩子所能承受的最大拉力小于人的最大拉力，因此此人使用該

滑輪組提升貨物時繩子自由端的最大拉力

Fwx=550N

貨物的最大重力

G於產(chǎn)〃尸折2x550N-100N=1000N

故C錯誤；

D.不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率

匕GhG

//————

"%+%Gh+G*G+G動

滑輪組的最大機械效率

1000N

x100%?90.9%

“廿G胃大TG動1000N+100N

故D正確。

故選ABDo

6.CD

【詳解】BC.重物的重力

G*=mg=240kgxlON/kg=2400N

由圖可知，〃=3,由

X1OO%=—X1OO%=--X1OO%=一X100%

7=叱總FsFnhFn

可得，拉力的大小

歌加。N

滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計，由

F=/（G+G動）

可得，動滑輪所受的重力

6動=nF-6人=3x1000N-2400N=600N

5s拉力F做的功

%=Fs=1000Nx5sx3x0.4m/s=6000J

故B錯誤，C正確；

AD.車的速度等于繩端移動的速度

口車=%=nv物=3x0.4m/s=1.2m/s

拉力F的功率

p=fV=1000Nx1.2m/s=1200W

故A錯誤，D正確。

故選CD。

7.BC

【詳解】A.第一次拉動繩子時，工人對對水平臺面的壓力

F=G人+%=600N+200N=800N

故A錯誤；

B.第二次勻速拉動繩子時，由圖可知，承擔(dān)物重繩子的段數(shù)為3段，可得

耳；=%G貨+GQ

解得

G滑=3x300N-810N=90N

第一次拉動繩子時，繩子對貨物的拉力

F'=3Fj;,-G...j=3x200N-90N=510N

第一次拉動繩子時，貨物對地面的壓力

F；：=G箕-F'=810N-510N=300N

第一次拉動繩子時，貨物對地面的壓強

F-_300N

a=3000Pa

V-O.lm2

故B正確;

C.第二次拉繩子的過程中，該滑輪組的機械效率

〃=NtxlOO%=—紐一xlOO%=—員—810N

xlOO%=x100%=90%

%G^h+G滑hG貨+G滑810N+90N

故C正確;

D.繩子自由端的速度

v'-3%=3x0.08m/s=0.24m/s

第二次拉繩子的過程中，工人拉力的功率

IV

P=半=/'/=300NX0.24m/s=72W

故D錯誤。

故選BC。

8.(1)0.45J；(2)0.3W；(3)75%

【詳解】解：(1)由圖像可知，物體上升的高度為0.1m,有用功為

皿行=G物/?=4.5Nx().lm=0.45J

(2)由圖像可知，繩子自由端移動的距離為0.4m,拉力做的總功為

=F5=1.5Nx0.4m=0.6J

由圖像可知，做功的時間為2s,拉力的功率為

P=%=幽=0.3W

t2s

(3)滑輪組的機械效