河北专版2020中考物理复习第四单元力学课时训练16滑轮斜面及其机械效率试题 9页

课时训练(十六)　滑轮、斜面及其机械效率 ‎(限时:40分钟)‎ ‎|基础巩固|‎ 一、选择题 ‎1.[2018·宜昌]下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是 (　　)‎ A.有用功越多,机械效率越高 B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高 C.额外功越少,机械效率越高 D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高 ‎2.[2019·泸州]用如图K16-1所示的滑轮组匀速竖直提升物体,不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是(　　)‎ 图K16-1‎ A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的‎1‎‎3‎ B.用该滑轮组提升不同的物体,物体越重,其机械效率越大 C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体,其机械效率相等 D.其他条件不变,仅将滑轮组中的动滑轮重力变大,其机械效率变大 ‎3.[2019·荆门]如图K16-2所示,用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程中滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是 (　　)‎ ‎①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大 ③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多 图K16-2‎ A.只有①③ B.只有②④‎ C.只有②③ D.只有①④‎ ‎4.(多选)[2018·唐山丰南区三模]用如图K16-3所示的滑轮组匀速提升重为200 N的物体,小明的体重为550‎ 9‎ ‎ N,对绳的拉力为125 N,不计绳重和摩擦。以下说法正确的是 (　　)‎ 图K16-3‎ A.动滑轮重为25 N B.滑轮组的机械效率为80%‎ C.小明对地面的压力为425 N D.若绳子不拉断,小明用此滑轮组一定能提起重1100 N的物体 ‎5.[2018·十堰]如图K16-4所示,滑轮组将重50 N的物体A以0.2 m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1 m,拉力F大小为10 N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是 (　　)‎ 图K16-4‎ A.拉力F做功的功率为2 W B.2 s内绳子自由端移动的距离为0.4 m C.滑轮组做的有用功为50 J D.物体A受到水平地面的摩擦力为16 N ‎6.[2019·宜昌]如图K16-5所示的吊车有大、小两个吊钩,在确保安全的前提下,下列关于吊车机械效率的说法正确的是 (　　)‎ 图K16-5‎ A.吊起相同货物,使用小吊钩机械效率高 B.吊起相同货物,上升速度快的机械效率高 C.每次吊起的货物越少,机械效率越高 D.货物升高的高度越高,机械效率越高 ‎7.(多选)[2018·聊城]如图K16-6所示,工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s。已知车厢高1.5 m,木板长3 m,货物质量为60 kg,沿斜面所用的拉力为400 N,g取10 N/kg,则下列说法正确的是(　　)‎ 9‎ 图K16-6‎ A.工人做的总功为900 J ‎ B.工人做的额外功为300 J C.工人做功的功率为60 W ‎ D.此斜面的机械效率为75%‎ 二、填空及简答题 ‎8.[2019·秦皇岛海港区一模]如图K16-7所示,工人用动滑轮匀速提升重物。使用动滑轮的好处是　　　　;若物体重450 N,工人所用拉力为250 N,则动滑轮的机械效率为　　　　%;用该滑轮以0.2 m/s的速度匀速提升重600 N的物体,若不计绳重和摩擦,则工人做功的功率为　　　　W。 ‎ 图K16-7‎ ‎9.[2019·唐山古冶二模]如图K16-8所示,斜面长6 m、高1 m,30 s内工人用500 N的力沿斜面把重2400 N的箱子匀速推到车上,推力对箱子做功的功率是　　　　W,斜面的机械效率是　　　　,箱子受到斜面的摩擦力是 ‎　　　　N。 ‎ 图K16-8‎ 三、实验探究题 ‎10.[2019·保定竞秀区质检]在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明和小红采用如图K16-9甲所示的实验装置完成了实验。‎ ‎(1)这个实验依据的公式是η=　　　　。 ‎ ‎(2)实验中应注意保持　　　　竖直向上拉动弹簧测力计。 ‎ ‎(3)在理想状态下,绳端移动的距离s和钩码上升的高度h的关系是s=　　　h。为了提高机械效率,请你提出一种改进意见　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 9‎ 图K16-9‎ ‎(4)小明提出:只要将弹簧测力计在水平位置,将指针调到“0”就可以采用图乙所示的实验方案测滑轮组的机械效率,他测量的机械效率值会　　　　。(选填选项符号) ‎ A.不受影响　　 B.偏大　　 C.偏小 ‎[拓展](5)柱形容器底面积为200 cm2,高度为15 cm,底部固定两个滑轮,放在水平桌面上。先向容器中注入10 cm深的水,再将物体A放在水中,物体A处于漂浮状态,此时水的深度是13 cm。用细线系住物体A并绕过两个定滑轮拉物体A,如图丙所示。物体A浸没于水中,且保障水不溢出,那么,物体A的最小密度是　　　　kg/m3。(物体A不接触容器底或容器壁) ‎ 四、计算应用题 ‎11.[2019·石家庄裕华区二模]如图K16-10甲所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。已知罐笼的底面积是1.6 m2,被提升的建筑材料重为2800 N,拉力F将它以0.5 m/s的速度匀速提升了20 s,拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计动滑轮和钢丝绳的重及摩擦。求:‎ ‎(1)拉力F的大小。‎ ‎(2)提升机在提升建筑材料时的机械效率。‎ ‎(3)当装有建筑材料的罐笼静止在水平地面上时,对地面的压强。‎ 图K16-10‎ 9‎ ‎|能力培优|‎ ‎12.(多选)[2019·唐山古冶一模]如图K16-11所示,甲、乙两个滑轮组中,所有滑轮的质量都相同,在FA和FB的作用下,重物A、B分别以相同的速度匀速上升。已知FA∶FB=3∶2,不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是(　　)‎ 图K16-11‎ A.两重物A、B所受的重力之比为2∶3 B.拉力FA和FB做功的功率之比为3∶2‎ C.在相同的时间内,拉力所做的额外功相同 D.甲、乙两滑轮组的机械效率之比为1∶1‎ ‎13.(多选)[2019·石家庄长安区模拟]用如图K16-12所示的滑轮组匀速提升重为G的物体,拉力大小为F,t时间内物体上升的高度为h,滑轮组的机械效率为η。则 (　　)‎ 图K16-12‎ A.若物重变为2G,则拉力也会变为2F ‎ B.若匀速提升的高度h增大,机械效率仍为η C.t时间内的额外功W额=Gh(1-η)‎η ‎ D.动滑轮的重力为G动=3F-G ‎14.[2018·遂宁]小丽同学用水平力F拉动如图K16-13所示装置,使重100 N的物体A4 s内在水平地面上匀速运动了80 cm,物体B重50 N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为10 N,弹簧测力计的示数为8 N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为　　　　 m/s,物体A受到B施加的摩擦力　　　　(选填“水平向左”“水平向右”或“为零”),水平拉力F为　　　　N,水平拉力F的功率为 ‎　　　　W。 ‎ 9‎ 图K16-13‎ ‎15.[2019·达州]救援车工作原理如图K16-14所示,当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103 N时,小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1 t,斜面高为2 m,斜面长为5 m。在小车A由水平路面被拉上救援车的过程中,钢绳所做的有用功为　　　　J,整个装置的机械效率为　　　　,小车A与斜面间的摩擦力大小为　　　　N。(不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦,g取10 N/kg) ‎ 图K16-14‎ ‎16.如图K16-15所示,滑轮组、绳的重力及滑轮与绳之间的摩擦不计,两小物体M、m的重力分别为GM=100 N,Gm=40 N,斜面高度h=6 m,斜面长度s=10 m,连接M的绳子与斜面平行。物体M从A以速度v=2 m/s匀速运动到C的过程中,求:‎ ‎(1)物体m上升的高度H。‎ ‎(2)动滑轮对物体m的拉力所做的功W1。‎ ‎(3)物体M的重力所做的功W2。‎ ‎(4)物体M的重力所做功的功率P。‎ 图K16-15‎ 9‎ 9‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B　2.B　3.B ‎4.BC　[解析] 由图可知,该滑轮组n=2,不计绳重和摩擦,F=‎1‎n(G+G动),则G动=nF-G=2×125 N-200 N=50 N,A错误。滑轮组的机械效率η=W有W总=GhFs=GhFnh=GFn=‎200N‎125N×2‎=80%,B正确。小明静止站于地面上,受平衡力作用,地面对他的支持力F支=G人-F=550 N-125 N=425 N,他对地面的压力与支持力大小相等,也等于425 N,C正确。若绳子不拉断,提起1100 N的物体,需要的拉力为F'=‎1‎n(G'+G动)=‎1‎‎2‎(1100 N+50 N)=575 N>G人=550 N,此时小明无法将重物提起,D错误。‎ ‎5.D ‎6.A ‎7.BD ‎8.省力　90　130‎ ‎9.100　80%　100‎ ‎10.(1)W有W总=‎GhFs ‎(2)匀速 ‎(3)3　增加物体(或钩码)的重力 ‎(4)B ‎(5)0.6×103‎ ‎11.解:(1)建筑材料20 s上升高度 h=vt=0.5 m/s×20 s=10 m,‎ 由图甲可知,n=2,拉力端移动的距离 s=2h=2×10 m=20 m,‎ 由图乙可知,20 s拉力F做的总功W总=40000 J,‎ 拉力F=W总s=‎40000J‎20s=2000 N。‎ ‎(2)拉力做的有用功 W有=Gh=2800 N×10 m=28000 J,‎ 提升机在提升建筑材料时的机械效率η=W有W总=‎28000J‎40000J=70%。‎ ‎(3)由于不计动滑轮、钢丝绳的重及摩擦,则F=‎1‎‎2‎(G+G笼),‎ 故G笼=2F-G=2×2000 N-2800 N=1200 N,‎ 9‎ 装有建筑材料的罐笼静止在水平地面上时,‎ 对地面的压力F压=G+G笼=2800 N+1200 N=4000 N,‎ 罐笼与地面的接触面积S=1.6 m2,‎ 则对地面的压强 p=F压S=‎4000N‎1.6‎m‎2‎=2500 Pa。‎ ‎12.CD ‎13.BC ‎14.0.1　水平向右 ‎36　3.6‎ ‎[解析] 物体A运动的速度v物=s物t=‎0.8m‎4s=0.2 m/s,滑轮移动的速度v滑=‎1‎nv物=‎1‎‎2‎v物=‎1‎‎2‎×0.2 m/s=0.1 m/s。物体B与A始终接触,且弹簧测力计的示数为8 N,则物体B受到A施加的摩擦力为8 N,方向水平向左,故物体B对A施加的摩擦力f=8 N,水平向右;物体A受到地面和B施加的摩擦力f总=f+f'=8 N+10 N=18 N,F=nf总=2f总=2×18 N=36 N,拉力F的功率为P=Fv滑=36 N×0.1 m/s=3.6 W。‎ ‎15.2×104　80%　103‎ ‎[解析]钢绳克服小车的重力做的有用功W有=Gh=mgh=103 kg×10 N/kg×2 m=2×104 J。钢绳自由端移动的距离s=nL=2×5 m=10 m,钢绳拉力做的总功W总=Fs=2.5×103 N×10 m=2.5×104 J,则该装置机械效率η=W有W总=‎2×1‎0‎‎4‎ J‎2.5×10‎‎4‎‎ J=80%。额外功W额=W总-W有=2.5×104 J-2×104 J=5×103 J,在此过程中,额外功就是克服A与斜面间摩擦力所做的功,所以摩擦力f=W额L=‎5×10‎‎3‎‎ J‎5m=103 N。‎ ‎16.解:(1)物体m上升的高度H=s‎2‎=‎10m‎2‎=5 m。‎ ‎(2)因为物体M做匀速直线运动,所以物体m也做匀速直线运动,‎ 动滑轮对物体m的拉力F=Gm=40 N,拉力所做的功W1=FH=40 N×5 m=200 J。‎ ‎(3)物体M的重力所做的功W2=GMh=100 N×6 m=600 J。‎ ‎(4)物体M的下滑的时间t=sv=‎10m‎2m/s=5 s,重力所做功的功率P=W‎2‎t=‎600J‎5s=120 W。‎ 9‎