2020-2021培优易错难题滑轮组的省力问题辅导专题训练附答案.docx

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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1．小明用如图的滑轮组提升重为100N的物体，使其在5s内匀速上升2m，动滑轮的重为10N，不计绳重及摩擦，下列计算正确的是（）A．拉力F为50NB．绳子自由端移动的距离为6mC．此时滑轮组的机械效率为90.9%D．拉力的功率为40W【答案】C【解析】【详解】A．由图知，通过动滑轮的绳子段数n=2，不计绳重及摩擦，则拉力：1F（G物G动）（100N10N）=55N，2选项不符合题意；B．绳端移动的距离：s2h22m4m，选项不符合题意；C．所做的有用功：WGh100N2m=200J，有物拉力做的总功：WFs55

2、N4m=220J，总滑轮组的机械效率：W100%=200J100%90.9%，有用W220J总选项符合题意；D．由C可知，拉力做的功：W总=220J，拉力的功率：W220JP=44W，t5s选项不符合题意。故选C。2．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】901.5×1

3、0【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，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N，拉力的大小1F1=(G+G动)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

4、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30N3p=210-2m2=1.5×10PaS3．如图所示，用滑轮组将重120N的物体匀速提升2m，拉力为50N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，动滑轮重为_____N，额外功为_____，滑轮组的机械效率为_____。【答案】306080%【解析】【分析】【详解】[1]由图知，n＝3，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，拉力F＝1（G+G动）3则动滑轮的重力G动＝3F﹣G＝3×50N﹣120N＝30N[2]拉力做的有用功W

5、有用＝Gh＝120N×2m＝240J拉力端移动的距离s＝3h＝3×2m＝6m拉力做的总功W总＝Fs＝50N×6m＝300J额外功W额＝W总-W有用＝300J-240J=60J[3]滑轮组的机械效率η＝W有用240J=80%W总300J4．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

6、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】50%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==50%GG动400+G动解得G动=400N。(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，与动滑轮相连的绳子有两段，则该滑轮组可以省一半的力，建材向上提升了12m，则绳子段移动的距离为

7、24m，拉力功率PWFs=500N24m=200Wtt60s[4]滑轮组省一半的力，所以G材+G动=2F解得G材=600N。[5]此时的机械效率为G材=600=60%=G动600+400G材5．如图所示，在水平拉力F的作用下，重为300N的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做匀速直线运动，此时物体与桌面的摩擦力大小为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），则拉力F=_________N及其功率P=_______W。【答案】206【解析】【详解】[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端

8、的拉力：F=1f=1×60N=20N；33[2]绳子自由端移动的速度为：v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W。6．如图所示的滑