2020-2021备战中考物理压轴题专题滑轮组的省力问题的经典综合题.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-7

2、20N=180N；(3)根据=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．用一个动滑轮提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用拉力60N。若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时，拉力功率为_____W。较前一次提升物体，该滑轮的机械效率_____（选填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】44变大【解析】【详解】[1]根据题意可知，物体以0.2m/s速度匀速上升

3、，对于动滑轮，绳子移动的速度v=20.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计，则拉力1F=(G物+G动)2即160N=(100N+G动)2解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力1F′=(200N+20N)=110N2拉力功率为P=F′v=110N0.4m/s=44W拉力功率为44W。[2]较前一次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。3．用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5N，则动滑轮的机械效率为____%

4、；用此动滑轮将重为18N物体也提高1m时，所做的总功是_______J。（不计绳重和摩擦）【答案】8020【解析】【分析】使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子末端移动的距离s=2h，有用功就是将物体提升对物体做的功（W有Gh），拉力F做的功为总功（W总Fs），再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率；根据W总W有W额求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W额G轮h，知道提升的高度，可以求出动滑轮重；再利用F1G轮G物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（总n功）大小，根据WGh求出有用功，利用效率公式求

5、出此时滑轮组的机械效率。【详解】[1]使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，物体被提升的高度h=1m，拉力移动距离snh21m2m有用功为W有Gh8N1m8J拉力做的总功为W总Fs5N2m10J滑轮组的机械效率W有100%8J100%80%W总10J[2]根据W总W有W额可知，额外功为W额W总W有10J8J2J不计绳重和摩擦，根据W额G轮h可知，动滑轮的重力G动W额2Jh2N1m不计绳重和摩擦，则有F1G动G物2N18N10N2拉力做的总功W总Fs10N2m20J4．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

6、，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300N7500Pap0.04m2S5．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳

7、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+

8、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