备战中考物理压轴题专题复习——滑轮组的省力问题的综合及详细答案.docx

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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1．为了开发和利用深海的资源，我国某科研考察队在远海进行科学实验时，使用母船上的起降设备，将我国最新自主研制的“潜龙三号”无人潜水器，从母船甲板上吊起并降到海面上，如图甲所示，该起降设备利用了液压装置、杠杆、滑轮组等，“潜龙三号”潜水器是我国最新研制的具有高智能的自动巡航潜水器，长3.5米、高1.5米、重1.5吨，可抵达3850米深海连续航行42小时48分钟、航程15682公里。(1)起降设备中滑轮组的结构示意图如图乙所示，请你用笔画线代表钢丝绳，画出最省力的绕线方法____。(2)该起降设备若在1min内

2、将“潜龙三号”匀速提升了20m，该过程中钢丝绳的拉力由电动机提供，电动机的输出功率是10kW，则钢丝绳的拉力是多少____？(3)该滑轮组的机械效率是多少____？【答案】7500N50%【解析】【分析】(1)在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向。(2)已知作用在动滑轮上的绳子段数和“潜龙三号”上升的高度，可以得到钢丝绳拉下的长度；已知电动机的输出功率，可以得到拉力做的功；已知拉力做的功和做功时间，利用公式PW得到拉力。t(3)根据Gmg和W有Gh求出有用功，再根据=W有100%求出该滑轮组的机械效W

3、总率。【详解】(1)[1]对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有4股和5股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有5股绕线的方法拉力方向向上；有4股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知拉力方向向下，因此从定滑轮上固定，如图所示：(2)[2]钢丝绳端移动的距离snh420m80m把“潜龙三号”提升20m拉力做的功WPt10103W60s6105J钢丝绳的拉力W6105JF7500Ns80m(3)[3]“潜龙三号”的重力Gmg1.5103kg10N/kg1.5104N有用功W有Gh1.5104N20m3105J

4、滑轮组的机械效率W有100%3105J50%W6100%105J2．小夏利用如图所示的滑轮组将重为280N的物体匀速提起。已知他自身所受的重力为500N，双脚与地面的总接触面积为400cm2，动滑轮所受的重力为120N，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F1(GG动)1(280N120N)200N22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500N200N300N由于

5、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S400cm20.04m2小夏对地面的压强F压300N7500Pap0.04m2S3．如图所示，用滑轮组提重力为140N的物体，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N。若重物与地面的接触面积-22，不计绳重和摩擦，每个滑轮质量相同，绳对S=2×10m滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。若拉力F为40N，则定滑轮对天花板的拉力为_______N，重物对地面的压强为_______Pa。3【答案】901.5×10【解析】【分析】【详解】[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳，不计绳

6、重和摩擦，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N，拉力的大小11(G+G动)F=3动滑轮的重力G动=3F1-G=3×50N-140N=10N每个滑轮质量相同，定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N，对定滑轮受力分析，受到重力、下方两段绳子的拉力，天花板的拉力，根据平衡条件得到F天=G定+2F=10N+2×40N=90N由力的作用相互性可知，定滑轮对天花板的拉力是90N。拉力F为40N时，滑轮组的动滑轮对物体的拉力F2=3F-G动=3×40N-10N=110N地面对物体的支持力F支=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互

7、性可知物体对地面的压力F压=F支=30N物体对地面的压强F压30N3p=210-2m2=1.5×10PaS4．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。则：（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是_______。动滑轮的重力是_______N。（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升12m，作用在绳上的拉力为500N时，拉力的功率是_______W，运送建材的重力是_______N，此时的机械效率是_______。【答案】5

8、0%40020060060%.【解析】【分析】【详解】(1)[1]建材质量为40kg，其重力为Gmg=40kg10N/kg=400N由图乙得，当建材重力为400N时，滑轮组机械效率为50%。[2]此时机械效率G400==