培优易错难题滑轮组的省力问题辅导专题训练含详细答案.docx

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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口.己知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力720N，人对绳子水平向右的拉力300N.(不计绳重及摩擦)求：(1)人做的有用功W有用;(2)动滑轮的重力G动;(3)人拉起货物时的机械效率.【答案】(1)1440J；(2)180N；(3)80%。【解析】【详解】(1)物体所受重力720N，被提升了2m，则人做的有用功为：W有用=Gh=720N×2m=1440J；(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为G+G动，则动滑轮的重力为：n=3，根据F=nG动=nF-G=3×300N-720N=180N；(3)根据=

2、W有用=Gh=Gh=G，W总FsFnhFn人拉起货物时的机械效率为：G720N===80%。Fn300N3答：(1)人做的有用功为1440J；(2)动滑轮的重力为180N；(3)人拉起货物时的机械效率为80%。2．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摩擦，小夏对地面的压强为_____Pa。120N，若不计绳重和【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

3、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．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

4、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283.3%【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=1（G物+G轮），3F乙=1（G物+G轮），2∴F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=W有用η甲可知，滑轮组的机械效率相同，即：W总=η乙；[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：11h

5、=s=6m=2m；33[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：W有用W有用Gh=G100Nη==W额==100%≈83.3%。W总W有用GhG动hGG动100N20N4．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，不计绳重和摩擦，当拉力

6、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30

7、N3p=S210-2m2=1.5×10Pa5．如图所示，在力F作用下使重200N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】608【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：1Ff，2即物体受到的摩擦力是：f=2F=2×30N=60N；[2]由于n=2，所以，当物体移动4m时