备战2021 中考科学 重难点练习 专题2.4 滑轮组、斜面 9页

专题 2.4 滑轮组、斜面 1.（2019·嘉兴、舟山 10）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。 若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ） A. 两个滑轮在装置中起的作用相同 B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C. 沿方向 1 与 2 匀速拉动配重，所用的力大小相等 D. 将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等 2.（2019·绍兴 15）如图是上肢力量健身器示意图。杠杆 AB 可绕 O 点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重 的重力为 120 牛。重力为 500 牛的健身者通过细绳在 B 点施加竖直向下的拉力为 F1 时，杠杆在水平位置平 衡，配重对地面的压力为 85 牛。在 B 点施加竖直向下的拉力为 F2 时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面 的压力为 60 牛。已知 F1：F2=2：3，杠杆 AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 配重对地面的压力为 50 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 160 牛 B. 配重对地面的压力为 90 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 120 牛 C. 健身者在 B 点施加 400 牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为 35 牛 D. 配重刚好被匀速拉起时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 540 牛 3.（2018 西湖区一模•26）（6 分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。如图所 示，工人用 3m 长的斜面，把 1200N 的重物提高 1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实 际 用 力 为 500N ， 斜 面 的 机 械 效 率 为 ， 物 受 到 的 摩 擦 力 为 （ g 取 10N/kg ）。 4. (2017 年杭州.11)如图所示装置，在水平拉力 F 的作用下，物体 M 沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧 秤读数为 10 牛，物体 M 的运动速度为 1 米/秒（若不计滑轮与绳子的重量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴 间的摩擦），那么在此过程中 A．物体 M 与地面间的摩擦力为 5 牛 B．物体 M 与地面间的摩擦力为 10 牛 C．水平拉力 F 做功的功率为 20 瓦 D．1 秒内滑轮对物体 M 做功为 10 焦 5、（2018 西湖区一模•11）（3 分）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提升重为 G 的物体，且物体 上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，以下说法正确的是（ ） A、甲的拉力小于乙的拉力 B、甲、乙绳子自由端移动的速度相同 C、甲、乙的机械效率相等 D、拉力甲的功率大于拉力乙的功率 6.某“山体滑坡”事故，救援过程中，工程队利用如图滑轮组搬开重物进行营救，若每个滑轮重为 30N，用这 个滑轮组把重 300N 的物体在 5s 内匀速提升 2m，不计绳重及摩檫，则下列说法正确的是（ ） A. 拉力 F 大小是 130N B. 滑轮组的机械效率约为 77% C. 拉力的功率为 132W D. 若再增加一个滑轮组能提高机械效率 7.如图所示，物体 B 放在水平桌面上，物体 A 通过滑轮组拉着物体 B，此时物体 B 保持静止状态。当用竖 直向下 4N 的力 F1 拉重为 2N 的物体 A 时，能使物体 B 以 0.6m/s 的速度匀速向右运动。若只用水平向左的 力 F2 拉物体 B 时，能使物体 A 以 0.3m/s 速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确 的是( ) A. 物体 B 受到的摩擦力为 6N B. 拉力 F2 大小为 10N C. 拉力 F2 的功率为 2.4W D. 拉力 F1 的功率为 0.4W 8.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体 M,已知被提升的物体 M 质量为 76kg,M 的体积为 3×10-3m3,在物体 M 未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0.5m/s 的速度匀速提升了 10m 的高度,此过程中, 拉力 F 做的功 W 随时间 t 的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。下列分析不正确的是（ ） A.此过程中，绳子自由端拉力 F 大小为 400N B.动滑轮重为 70N C.当物体 M 没有露出水面时，动滑轮下端绳子上的拉力为 730N D.当物体 M 没有露出水面时,滑轮组机械效率为 95% 9.如图所示装置，在水平拉力 F 的作用下，物体 A 沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为 10 牛， 物体 A 的运动速度为 1 米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)，那么在此过 程中( ) A.物体 A 与地面间的摩擦力为 5 牛 B.物体 A 与地面间的摩擦力为 20 牛 C.水平拉力 F 做功的功率为 10 瓦 D.1 秒内重力对物体 A 做功为 10 焦 10.如图所示,用 10N 的水平拉力 F 拉滑轮,使足够长的物体 A 以 0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测 力计的示数为 3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有( ) A.以 A 为参 照物，B 是静止的 B.滑轮移动的速度为 0.4m/s C.绳子拉物体 A 的功率为 1W D.在运动过程中若将拉力 F 增大，弹簧测力计的示数也会增大 11.在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到斜面顶端，如图所示．斜面长 2m、高 1m，沿斜面向上的拉 力为 40N，g 取 10N/kg，下列说法正确的是( ) A. 物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 B. 做的有用功为 40J C. 该斜面的机械效率为 62.5% D. 物体受到的摩擦力大小为 10 N 12.如图所示，把同一物体沿斜面 BA 和 CA 分别拉到顶端 A，若沿斜面的拉力 F1=F2，则斜面两边的机械效 率ηB、ηC 和的大小关系是（ ） A. ηB＜ηC B. ηB=ηC C. ηB＞ηC D. 不能确定 13.如图所示，在水平拉力 F 作用下，使重 40N 的物体 A 匀速移动 5m，物体 A 受到地面的摩擦力为 5N，不 计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力 F 的大小及做的功为（ ） A. 5N；50J B. 10N；25J C. 10N；100J D. 5N；200J 14.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体 A 相对于地面静止,物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直 线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ ） A. F2 的功率为 0.6W B. 弹簧测力计读数为 9N C. 物体 A 和地面之间有摩擦力 D. 如果增大 F2,物体 A 可能向左运动 15.如图，斜面长为 L、高为 h，物体重为 G，用一个水平推力 F 将物体匀速推上斜面的顶端．则下列说法正 确的是（ ） A. 斜面的效率为η=Gh/FL B. 斜面的效率为η=Gh/F C. 斜面对物体的摩擦力为 f=（FL-Gh）/L D. 力 F 对物体所做的功，等于物体机械能的增加值 16.如图所示,物体 B 放在水平桌面上,物体 A 通过滑轮组拉着物体 B,此时物体 B 保持静止状态.当用竖直向下 4N 的力 F1 拉重为 2N 的物体 A 时,能使物体 B 以 0.2m/s 的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力 F2 拉物体 B 时,能使物体 A 以 0.3m/s 速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦.下列判断正确的是( ) A. 物体 B 受到的摩擦力为 8N B. 拉力 F2 大小为 10N C. 拉力 F2 的功率为 2.4W D. 拉力 F1 的功率为 1.2W 17.如图所示（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）物体 A 重 50N，物体 B 重 30N，物体 A 在物体 B 的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体 A 上加一个水平向左的力 F 拉动物体 A，使物体 B 匀 速上升，则该拉力 F 的大小为（ ） A. 10N B. 20N C. 30N D. 50N 18.用如图所示滑轮组拉起 G=100N 的重物,不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力,拉力 F 为（ ） A. 25N B. 12.5N C. 100N D. 200N 19.一位建筑工人把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊篮的质量为 m1，建筑 材料的质量为 m2，人对绳子的拉力为 F，吊篮在拉力的作用下匀速上升的距离为 h，不计绳重和轮与轴的摩 擦.下列表述正确的是( ) A. 有用功为 m2gh，动滑轮重为 2F－(m1＋m2)g B. B. 有用功为 m2gh 滑轮组的机械效率为 m1g/2F C. 有用功为(m1＋m2)g，滑轮组的机械效率为 m1g/2F D. 额外功为(2F－m1g－m2g)A，绳子移动的距离为 2h 20.为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，晓龙同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木 块、小车等器材设计了如图所示的实验装置，实验测量的数据如表 实验 次 斜面倾斜 小车重量 斜面高度 沿斜面拉 斜面长度 机械 效 数 程度 G/N h/m 力 F/N s/m 率 l 较缓 3 0.2 1.6 l 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题： (1)在第 2 次实验中，斜面的机械效率是 。 (2)斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系是 。 (3)在实验中,用弹簧测力计拉物体在斜面上做 运动，物体受到的摩擦力 f 与拉力 F 的大小关系为 f F(选填“>”、“=”或“<”)。 (4)斜面的机械效率还可能与 有关。 21.某同学的质量为 60 千克，每只鞋底与地面的接触面积为 0.02m2，图甲是该同学用滑轮组匀速提升水中物 体 A 时的情形，图乙是动滑轮挂钩对物体的拉力与物体浸入水中的深度的变化图象。当物体完全浸没于水 中时，该同学对地面的压强为 1×104Pa，（忽略摩擦绳重）。求： （1）物体 A 浸没时所受到的浮力是多少？ （2）物体 A 的密度为多少？ （3）此滑轮组中的动滑轮重为多大？ 22.证明题：用一滑轮组匀速提升重物，不计绳重及摩擦。试证明提升的重物越重，机械效率越大。 23.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： ①用轻绳悬挂杠杆一端的 O 点作为支点，在 A 点用轻绳悬挂总重为 G 的钩码，在 B 点用轻绳竖直悬挂一个 弹簧测力计，使杠杆保持水平； ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持 O 点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为 F，利用 刻度尺分别测出 A、B 两点上升的高度为 h1、h2。 回答下列问题： （1）杠杆静止时，若杠杆自重和摩擦不计，弹簧秤示数应为多少？ （2）杠杆缓慢转动时，其机械效率为多少？ （3）若只将钩码的悬挂点由 A 移至 C，O、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度（不计摩擦阻力），则杠 杆的机械效率将如何变化，请简单说明理由？ 24.2017 年将要竣工的福建龙岩大桥，超过了法国的本艾因大桥成为世界上最重的转体结构大桥，如图 1 所 示。高架桥限速 60km/h，主桥长 340m，引桥总长 1449m。 （1）、为监控龙岩大桥上行驶的车辆是否超速，可以在桥面布点安装工作原理如图 2 所示的传感电路。传感 器 A、B 采集车辆经过它们正上方时的时间间隔 t 给计算机系统进行处理，若超速，则启动违章拍照。若 L0=10m，试计算 t 小于多少秒时，系统启动架设在桥面上方的照相机 C 对超速车辆拍照。 （2）、假设一辆轿车从一侧引桥驶入龙岩大桥。 ①若轿车在正桥水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力（填“大于”、 “等于”或“小于”）轿车的总重，其解释原理是气体的流速越大的地方，气体的压强就越。 ②若轿车以 80kW 的恒定功率通过一侧引桥用时 50s，则轿车通过该引桥时所做的功是多少焦耳？ （3）、物理学中常把实际的研究对象抽象为“物理模型”，引桥可以看作是斜面机械模型。如图 3 所示，若斜 面的高度 H 一定，斜面的长度Ｌ可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力 F 将重为 G 的 物体匀速拉上斜面顶端，Ｌ越长，F 越小。 25.利用如图所示的斜面装置用时 10s 可以把重为 600N 的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为 5m，高为 2m， 实际拉力为 300N.求： (1)拉力做功的功率； (2)该斜面装置的机械效率； (3)若沿斜面方向的拉力为 F，物重为 G，斜面长为 L，高为 H，请利用总功、有用功和额外功的关系推导出 摩擦力 f 的表达式，并由表达式判断说明，拉力 F 和摩擦力 f 不是一对平衡力。 26.如图是在一些公共场所残疾人专用通道（斜面）。已知某斜面长为 L，高度为 H，用与斜面平行的水平力 F 将物体拉上斜面，物体在斜面上受到的摩擦力为 f，机械效率为η，证明: f=（1—η）F 27.小陈开着一辆质量为 M 小车从水平路面驶入西湖大道，再从高架入口驶入引桥。引桥长度为 L，高为 h， 如图所示。 (1)当汽车在水平路面行驶时,发动机输出功率恒为 P1，此时汽车以 v 的最大速度匀速行驶，求汽车受到的阻 力多大? (2)当汽车驶入高架引桥,发动机输出功率恒定为 P2,已知汽车从引桥底部行驶到顶部所用时间为 t,那么在引桥 上行驶时汽车做的(输出)总功是多少? (3)在第(2)问的基础上,试推导汽车在引桥上受到的阻力是水平路面受到阻力的 k 倍,证明：k=(P2t−Mgh)v/LP1.