备战中考物理培优 易错 难题(含解析)之滑轮组的省力问题附详细答(2)

D ．根据相互作用力可知，滑轮对天花板的拉力大小也为2mg ，即绳子对天花板的拉力为

2mg ，故D 正确；

C ．物体A 受三个力的共同作用，向下的重力G Mg =、绳子向上的拉力F =mg 和地面对物体A 向上的支持力N ；由于物体A 处于静止状态，所以物体A 所受的三个力的合力为0，即

F N

G +=

所以，地面对物体A 的支持力的大小为

N G F Mg mg M m g （）=-=-=-

故C 错误。

故选D 。

12．如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则（ ）

A ．甲、乙的拉力之比是2∶3

B ．甲、乙的机械效率之比是1∶1

C ．甲、乙拉力的功率之比是3∶2

D ．甲、乙绳的自由端速度之比是1∶1

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A ．不计绳重及摩擦，拉力

()1F G G n =+物

轮 由图知，n 甲=2，n 乙=3，所以绳端的拉力分别为

()12

F G G +甲物轮 ()13F G G =

+乙物轮 则甲乙拉力之比

()()1=32321F F G G G G =

++甲乙轮轮物物∶∶∶ 故A 错误；

D ．将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，则提升物体的速度相同，由图知，n 甲=2，n 乙=3，所以甲、乙绳的自由端速度分别为

v 甲=2v

v 乙=3v

所以，甲、乙绳的自由端速度之比

v 甲∶v 乙=2v ∶3v=2∶3

故D 错误；

C ．由P Fv =可得，甲、乙拉力的功率之比 32:1:123

F v P P F v ?=

==?甲甲乙乙乙甲 故C 错误； B ．不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W 额=G 轮h 、W 有=G 物h

可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，由W W η=有总

可得两滑轮组的机械效率相同，即甲、乙的机械效率之比

1::=1ηη甲乙

故B 正确。

故选B 。

13．如图所示，水平拉力 F 1（6N ）将物体（G =9N ）沿直线匀速拉动s 1的距离，做功 W 1，借助滑轮组，F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1，F 2所拉绳端的上升距离为s 2，做功为 W 2，则（ ）

A ．W 2 一定小于 W 1

B ．s 2 一定小于 s 1

C ．F 2 一定大于 G /3

D ．F 2 一定大于 F 1/3

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功：

111W F s =；

借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，拉绳端的上升距离为s 2，做功：

222W F s =；

A ．做功21W W W =+动，故A 错误；

B ．有3股绳子承担213s s =，故B 错误；

CD ．()2113

F G F =

+轮，故C 错误，D 正确。 故选D 。

14．质量是6kg 的物体A 放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.2m/s 的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N ，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g 取10N/kg ）（ ）

A ．作用在绳端的拉力F 为6N

B ．在1s 内拉力F 做功1.2J

C ．在1s 内拉力F 的功率是0.4W

D ．水平桌面对物体A 的摩擦力是2N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A ．绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N ，所以，作用在绳端的拉力F 为2N ．故A 错误；

B ．根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A 在1s 内通过的距离为

s′=vt =0.2m/s×1s=0.2m

绳子自由端移动的距离为

s =3s ′=3×0.2m=0.6m

在1s 内拉力F 做功为

W =Fs =2N×0.6m=1.2J

故B 正确；

C ．在1s 内拉力F 的功率为

1.2J 1.2W 1s

W P t =

== 故C 错误； D ．由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3，物体做匀速直线运动，则

3

f F =

所以 f =6N

故D 错误。

故选B 。

15．用同一滑轮按如图所示甲、乙两种方式匀速提升重均为10N 的A 、B 两物体，在相同时间内提升相同的高度；已知滑轮重1N ，绳重和滑轮摩擦力不计。则下列说法中正确的是（ ）

A ．手的拉力F 乙=10N

B ．利用乙种方式做的有用功比较多

C ．甲种方式的机械效率大于乙种方式

D ．手的拉力F 甲做功的功率比F 乙做功的功率大 【答案】C

【解析】

【详解】

A ．乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，

F 乙=

12(G +G 动)=1 2×(10N+1N)=5.5N 故A 错误；

B ． 利用两种滑轮都是将G =10N 的物体提升相同的高度h ，由公式W 有用=Gh 知，有用功相同，故B 错误；

C ．甲乙装置所做的有用功相同，用乙装置提重物时，得提起动滑轮所做额外功较多，也就是乙装置的总功较大，由公式η=W W 有用

总知，甲方式的机械效率较高，故C 正确；

D ． 因为乙装置总功较大，并且在相同时间内提升物体，由公式P

=W t

知，乙装置手的拉力做功功率较大，故D 错误。

故选C 。

16．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50N

B ．绳子自由端移动的距离为6m

C ．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：

物动1（）（100N 10N ）=55N 2

F G G =+=?+ ，

选项不符合题意；

B ．绳端移动的距离： 2224s h m m ==?= ，

选项不符合题意；

C ．所做的有用功：

有物100N 2m=200J W G h ==? ，

拉力做的总功：

总55N 4m=220J W Fs ==?，

滑轮组的机械效率：

有用总200J 100%=100%90.9%220J

W W η=

??≈ ， 选项符合题意； D ．由C 可知，拉力做的功：W 总=220J ，拉力的功率：

220J =44W 5s

W P t =

= ， 选项不符合题意。

故选C 。

17．如图,水平桌面上的物体A 重100N ，物体B 重40N ，此时物体B 恰能匀速下降；当用一水平向左的力F 拉动物体A 在2s 内匀速向左移动1m 的过程中，若不计动滑轮和绳的重力，不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A ．

B 上升了2m

B ．拉力F 的功率为20W

C ．物体A 与桌面间的滑动摩擦力为40N

D ．吊着B 物体的绳子所做的功为40J

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】 A ．滑轮组的动滑轮绕2段绳，当用一水平向左的力F 拉动物体A 在2s 内匀速向左移动1m 的过程中，A 移动的距离为B 升高高度的2倍，B 上升了

h B =

1m 2=0.5m ， 故A 错误；

BC ．当A 向右做匀速直线运动，A 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，故

f =12G B =12

×40N=20N ， 当A 向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B 对A 的拉力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f =20N ．A 向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力为：

F =f +

12G B =20N+20N=40N ， 拉力F 的功率为：

P =

40N 1m 2s W Fs t t ?===20W ， 故B 正确，C 错误；

D ．绳子拉力对物体B 所做的功为：

W =G B h B =40N×0.5m=20J ，

D 错误．

18．利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是( )

A ．甲图中绳自由端移动距离较小

B ．乙图中绳自由端作用力较小

C ．两种方式所做的额外功相等

D ．增大提升高度，机械效率都会变大

【答案】C

【解析】

【详解】 A ．若物体升高高度为h ，则拉力移动的距离为2s h =甲，2s h =乙，则s s =甲乙。故A 错误；

B ．甲中：2=+F G G 甲动，乙中：2=F G G +乙动，所以=F F 甲乙。故B 错误；

C ．甲中：=W G h 甲额动，乙中：=W G h 乙额动，所以=W W 甲额乙额。故C 正确；

D ．机械效率公式： ==W Gh Gh G W Fs Fnh nF

η==有总， 所以机械效率跟物体升高的高度无关。故D 错误。

19．用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体G ；

A ．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即12F G =；

B ．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F G =；

C ．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则13F G =

； D ．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则12F G =。 由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C 。

故选C 。

20．一名质量为55kg 、双脚与地面接触面积为0.04m 2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s 内将600N 的重物匀速提升1m 。（g =10N/kg ）求：

(1)他站在地面上时对地面的压强多大？

(2)画出滑轮组的绕线方式。

(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？

【答案】(1)13750Pa ；(2)；(3)40W

【解析】

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