2020-2021培优易错试卷滑轮组的省力问题辅导专题训练及详细答案.docx

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1、一、初中物理滑轮组的省力问题1．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率ηG物的关系，改变G物，竖直向与物重上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，最后等于100%B．此滑轮组动滑轮的重力为5NC．当G物=15N时，滑轮组机械效率为η=75%D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变【答案】D【解析】【分析】【详解】A．使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于1

2、，即同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能等于100%，故A错误；B．由图可知，G物=12N，此时η=80%，则G物hFs且有80%nFG物G动snh代入可得G物12N80%G物G动12NG动故滑轮组动滑轮的重力为G动3N故B错误；C．当G物=15N时，滑轮组机械效率为G物15N83%G物G动15N3N故C错误；D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略绳重及摩擦时，额外功相同，所以总功相同，滑轮组的机械效率仍不改变，故故选D。D正确。2．用一个动滑轮将重为8N的

3、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____%；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

4、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2J2Nh1m不计绳重和摩擦，则有F1G动G物2N18N10N2拉力做的总功W总Fs10N2m20J3．用四只完全相同的滑轮和

5、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[1]不计摩擦，拉力F=（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力：

6、n1F甲=（G物+G轮），F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W有用有用功相同、额外功相同，总功相同，据η=可知，滑轮组的机械效率相同，即：η甲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=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GhG动hG=100%≈83.3%。W总W有用G动100N20N4．如图所示，物体A重100N，沿水平方

7、向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f=60N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，则绳端的拉力移动3米时，物体A向左移动______m。F是______N，当绳子自由端向左【答案】201【解析】【分析】由图中滑轮组可知，n=3，由于不计绳重、摩擦及滑轮重，根据滑轮组的省力公式1Ff得到拉力大小；根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物3体运动的距离。【详解】[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数是n=3，因不计绳重、摩擦及滑轮重，则绳端的拉力F1f160N20N33[2]物体运动的距离为s物s拉3m31m3【点睛】本题考查滑轮组省力公式

8、的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮