《2020-2021备战中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)附答案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020-2021备战中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)附答案(18页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离F1、 F2 始终沿竖直方向;图甲中BO=2AO,图乙中动滑轮重为50N,重物上升速度为 0.02m/s 不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是()A甲方式 F1 由 150N 逐渐变大C甲乙两种方式都省一半的力B乙方式 F2 的功率为3WD乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%【答案】D【解析】【详解】A由图知道,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F1 的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值是:L1OB2L2OA1所以,动力F1 的大小始终不变,故
2、A 错误;BC由于在甲图中,OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2 倍,由于不计摩擦及杠杆自重,所以,由杠杆平衡条件知道,动力为阻力的一半,即11F1G400N200N22由图乙知道,承担物重是绳子的段数是n=3,不计绳重和摩擦,则F21G G动1500N+50N150N ,22即乙中不是省力一半;所以,绳子的自由端的速度是:v 绳 =0.02m/s 3=0.06m/s,故乙方式F2 的功率是:P=F2 v 绳 =150N0.06m/s=9W,故 BC错误;D不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率是:W有用100%=Gh400N88.9%W总100%=100%Gh G轮 h400N 50N故 D
3、 正确2 如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、 B 均重为 20 牛。当用力F2 匀速提升物体B时,以滑轮的轴为参照物,物体B 是 _ 的 (选填 “静上 ”或“运动 ”),此时力F2 大小为_牛。若 F1 和 F2 所做的功相等 ,物体 A、 B 移动的距离之比是_,当绳子自由端上升 1 米时,力F2 所做的功为 _焦。【答案】静止101:110【解析】【详解】1 以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的;2B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F2=1G=1 20N=10N223 因为使用任何机械都不能省功,当F 1 和 F2所做的功相等,物
4、体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是 1:1。4 当绳子自由端上升 1 米时,力 F 2 所做的功为:W=Fs =10N1m=10J。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 _%;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
5、,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F1nG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snh2 1m2m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10J2 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2J
6、2Nh1m不计绳重和摩擦,则有F1 G动G物2N 18N10N2拉力做的总功W总F s 10N 2m20J4 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 -2 2为 0N。若重物与地面的接触面积S=2 10 m ,不计绳重和摩擦,每个滑轮质量相同,绳对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】 901.510【解析】【分析】【详解】12 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
7、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 =340N-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30N3p=2 10-2m2 =1.5 10PaS5 如图所示,
8、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 350N120N 30N2 拉力做的有用功W 有用 Gh 120N2m 240J拉力端移动的距离s 3h 3 2m 6m拉力做的总功W 总 Fs 50N6m300J额外功W 额 W 总 - W 有用 300J-240J=60J3 滑轮组的机械效率W有用240J=80%W总300J6 如图所示的滑轮
9、组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为6N, 则物体受到地面的摩擦力大小为_N。一段时间内物体沿水平方向移动了5m,拉力F 做功 _J。【答案】 1260【解析】【分析】【详解】1 由图可知, n=2,弹簧测力计的示数为 6N,则拉力为 6N ,摩擦力f=2 6N=12N摩擦力为12N。2 拉力移动的距离s =2s=25m=10m拉力做的功W=Fs=6N 10m=60J拉力做的功为60J。7 如图所示,物体A 在水平桌面上,绳重及摩擦不计,动滑轮重力为2N。当 B 物体重力为 8N 时,它恰好能匀速下降。( 1)以上装置中属于动滑轮
10、的是 _(填字母)。( 2)物体 A 所受的摩擦力为 _N。(3)若用一个水平向左的力F 拉物体 A,使其向左匀速运动,则这个力F 大小应为_N。【答案】 M510【解析】【详解】1 由于 M 随物体移动而发生位置变化,所以M 是动滑轮。2A 对 B 的拉力为F,动滑轮M 和 B 受力分析可知中:2F=GM +GB2N8NF5N2A 受力平衡,所以摩擦力f=F=5N 。3A 向左匀速运动时,受力平衡:F 左 =f+F=5N+5N=10N 。8 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7