2019届中考物理重点知识点专项练习功与滑轮组 8页

功与滑轮题一：请在图中画出滑轮组最省力的绕法。题二：用图所示的滑轮组成滑轮组提升重物，在图中画出最省力的滑轮组的绕线。题三：某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中。实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率140.101.80.3260.102.50.3360.152.5（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上__________拉动弹簧测力计；（2）第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1m，则它运动的速度为________m/s；（3）第三次实验中，绳端移动的距离为_______m，滑轮组的机械效率为________；（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有_______W2有，滑轮组的机械效率η1______η2（两空均选填“＞”“＝”或“＜”）。由此可知，可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率。题四：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：序号动滑物重物重物体上升绳端受到绳端移动滑轮组的nG动/NG/N的高度h/m的拉力F/N的距离s/m机械效率η/%10.510.10.60.355.620.520.11.00.366.730.540.10.3（1）根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应____________（选填“保持静止”或“匀速上升”）。（3）第三次试验时，测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为________N，滑轮组的机械效率为__________%。（4）根据表格中的数据分析可知：①随着物重的增大，额外功__________（选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是_____________________________________________________。②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取______________________的措施。题一：图示为某健身器械结构示意图，其中每个小滑轮质量为1kg，重物质量为20kg。（不计摩擦、空气阻力和绳子重力。g取10N/kg）（1）图中滑轮A属于___________（选填“动滑轮”或“定滑轮”）；站在水平地面上的人匀速拉动绳子时，人对地面的压强比他不拉绳子时要________（选填“大”或“小”）；（2）使重物匀速上升时，人对绳子施加的拉力至少是多大？（3）若每分钟将重物提起15次，每次匀速提起的高度为60cm，求人做功的平均功率。题二：健身用的拉力器结构如图所示，在拉杆处用力往下拉，能把配重提起从而起到锻炼身体的作用。（1）该拉力器中滑轮A的作用是________________________。n（2）拉力器的配重是由许多块金属块组成，其中每一块金属块的质量为5千克，底面积为250厘米2，求一块金属块对地面的压强为多少？（3）小明用250牛的拉力向下拉动拉杆，使配重块匀速升高40厘米，一分钟小明连续做了30次，求小明锻炼时功率为多少？题一：如图所示，不计绳重和摩擦，拉力F是125N，在10s内将重物匀速提升2m，此时滑轮组的机械效率是80%，则下列说法正确的是（）A．动滑轮重是50NB．物体重是375NC．拉力F的功率是25WD．拉力F做的功是750J题二：如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（）A．作用在绳自由端的拉力F为125NB．在2s内拉力的功率为500WC．该套装置的机械效率为60%D．若所挂物体越重，该滑轮组机械效率越小题三：如图甲所示为小科设计的滑轮组装置，其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上，重物B的重力GB可改变（动滑轮重不计）。小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据，并绘制成曲线，即重物B的重力GB、滑块A运动速度v，滑块A在水平面上通过的距离s随时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示。若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。n（1）由图丙可知，重物B在哪个时间段内匀速下降？（2）求出在4～6s内，水平绳对A的拉力做的功；（3）求出在2～4s内，重力GB做功的功率；（4）求出在2～4s内，A受到的摩擦力的大小。题一：为了将放置在水平地面上重G＝200N，体积为5×10﹣3m3的重物A提升到高处，小芳同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当小芳同学用图乙所示随时间变化的拉力F竖直向下拉绳时，重物的移动速度v和上升的高度h随时间变化的关系图象如图丙、丁所示，求：（1）在0～2s内，拉力F做的功W；（2）在2～3s内，拉力F的功率P；（3）如果重物A浸没在水中，用同样的滑轮组匀速提升重物A，拉力F＝62.5N，此时滑轮组的机械效率为多少？（不计水对A的阻力，重物A在运动过程中未露出水面，g取10N/kg）n参考答案题一：如图所示。详解：由分析可知，动滑轮上承重的绳子段数越多越省力，根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多，即五股绕线的方法。题二：如图所示详解：当n为偶数时，承担物重的有4段绳子；n为奇数时，承担物重的有3段绳子，同时还会有一个动滑轮没法利用，因此n＝4时最省力，根据“奇动偶定”的原则，将绳子的固定端连在定滑轮上，如上图所示。题三：（1）匀速（2）0.05（3）0.4580%（4）＜＜增加物重详解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证弹簧测力计示数稳定；（2）钩码运动的速度为：v＝＝＝0.05m/s；（3）由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n＝3，第3次测量中，绳端移动的距离s＝nh＝3×0.15m＝0.45m；滑轮组的机械效率：η3＝＝×100%＝80%；（4）根据第1次和第2次数据可知，有用功分别为：W有1＝G1h1＝4N×0.1m＝0.4J；W有2＝G2h2＝6N×0.1m＝0.6J；总功分别为：W总1＝F1s1＝1.8N×0.3m＝0.54J；W总2＝F2s2＝2.5N×0.3m＝0.75J；机械效率分别为：η1＝＝×100%≈74%；η2＝＝×100%＝80%；两次所用滑轮组相同，但第二次物重大于第1次物重，机械效率也大于第一次的机械效率，所以可得：使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。题四：（1）如图（2）匀速上升（3）1.874.1（4）①变大克服摩擦做功更多②增加提起的物重或减轻动滑轮重n详解：（1）分析表中数据可知，动力作用点移动的距离s是钩码上升高度h的3倍，说明由三段绳子承担物重，故滑轮组的绕线情况如图所示；（2）在缓慢提升物体时，还需克服机械摩擦做功，所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，需在缓慢匀速提升时读数；（3）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力F＝1.8N，第三次试验时，滑轮组的机械效率为：η＝＝×100%≈74.1%；（4）根据表格中的数据分析可知：①滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功；随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大，所以额外功变大；②提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦等。题一：（1）动滑轮小（2）410N（3）30.75W详解：（1）图中滑轮A随物体一块移动，所以它是动滑轮；站在水平地面上的人匀速拉动绳子时，根据力的作用是相互的可知，绳子对人也有一个向上的拉力，所以人对地面的压力减小，根据p＝可知，在受力面积不变的情况下，压力减小，压强也会减小；（2）人对绳子施加的拉力：F＝2G物+G动＝2m物g+m动g＝2×20kg×10N/kg+1kg×10N/kg＝410N；（3）拉力移动距离s＝h＝×0.6m＝0.3m，拉一次做的功：W＝Fs＝410N×0.3m＝123J，拉15次做的总功：W总＝15W＝15×123J＝1845J，拉力的功率P＝＝＝30.75W。题二：（1）改变力的方向（2）2×103Pa（3）50W详解：（1）该拉力器中滑轮A是定滑轮，因为有定滑轮所以能改变力的方向，向上提重物通过定滑轮改变力方向，向下拉绳子即可把重物提上去。（2）F＝G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，S＝250cm2＝2.5×10﹣2m2，压强为；p＝＝＝2×103Pa；（3）拉动拉杆一次做功W＝Fs＝250N×0.4m＝100J，则做了30次所做的功W总＝W×30＝100J×30＝3000J，n∴功率P＝＝＝50W。题一：D详解：由图知，s＝3h＝3×2m＝6m，拉力做功：W总＝Fs＝125N×6m＝750J，故D正确；拉力做功功率：P＝＝＝75W，故C错；∵η＝，∴W有＝W总×η＝750J×80%＝600J，∵W有＝Gh，∴提升的物体重：G＝＝＝300N，故B错；∵W总＝W有+W额，∴W额＝W总﹣W有＝750J﹣600J＝150J，又∵不计绳重和摩擦，W额＝G轮h，∴动滑轮重：G轮＝＝＝75N，故A错。故选D。题二：B详解：物体受到的重力为G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N；由图知：承担物重的绳子有3段，作用在绳子自由端的拉力为F＝（G+G动）＝×（450N+50N）≈167N，故A错误；在2s内拉力的功率：P＝＝＝＝500W，故B正确；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故C错误；不计绳重和摩擦，动滑轮重力一定，滑轮组提起的物重越大，有用功越多，但额外功不变，所以机械效率越高，故D错误。故选B。题三：（1）4～6s（2）600J（3）250W（4）15N详解：（1）根据图丙可知，在4～6s内，重物B匀速下降；（2）根据图乙可知，在4～6s内，GB＝30N，A和B均做匀速运动，A向左滑行的距离：s＝vt＝20m/s×（6s﹣4s）＝40m，A受水平绳的拉力：F＝（GB+G）＝×30N＝15N，n水平绳对A的拉力做的功：W＝Fs＝15N×40m＝600J；（3）根据图乙可知，在2～4s内，重力GB＝50N；根据图丁可知，A向左滑行的距离s′＝20m，B下降的距离h＝s′＝×20m＝10m，WGB′＝GB′h′＝50N×10m＝500J，功率：P＝＝＝250W。（4）在4～6s内，物体A做匀速直线运动，由二力的平衡条件：f＝F＝15N因为物体A与接触面的粗糙程度、压力的大小均不变，因此A在2～4s内所受滑动摩擦力大小不变，即A在2～4s内所受滑动摩擦力大小也为15N。题一：（1）202.5J（2）360W（3）80%详解：（1）由图丁可知，在0～1s内，物体在拉力的方向上没有移动距离，所以做功为零；在1～2s内，拉力F1＝90N，重物上升高度h1＝0.75m，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，拉力F的作用点下降的距离s1＝3h1＝3×0.75m＝2.25m，拉力做的功：W＝F1s1＝90N×2.25m＝202.5J；（2）由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v＝1.50m/s，拉力F2＝80N，所以拉力F的作用点下降的速度v′＝3v＝3×1.50m/s＝4.5m/s，由P＝＝Fv可得，拉力做功功率：P＝F2v′＝80N×4.5m/s＝360W；（3）如果重物A浸没在水中，重物A所受浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝50N，此时滑轮组提升的重力：G′＝G﹣F浮＝200N﹣50N＝150N，根据η＝＝＝可得，此时滑轮组的机械效率：η＝＝＝80%。