1、一、初中物理滑輪組的省力問題1.用同一滑輪按如圖所示甲、乙兩種方式勻速提升重均為10N的A、B兩物體，在相同時間內提升相同的高度；已知滑輪重1N,繩重和滑輪摩擦力不計。則下列說法中正確的是( )A.手的拉力F乙二10NB.利用乙種方式做的有用功比較多C.甲種方式的機械效率大于乙種方式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】【詳解】A.乙滑輪是動滑輪，繩重和摩擦不計，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和 滑輪總重力的一半，F(xiàn) 乙=1 (G+G 動產(chǎn) 1 X (10N+1N)=5.5N22故A錯誤；B.利用兩種滑輪都是將 G=10N的物體提升相同的高度 h,由公式 W有

2、用二Gh知，有用功相 同，故B錯誤；C.甲乙裝置所做的有用功相同，用乙裝置提重物時，得提起動滑輪所做額外功較多，也、，口 上e,， , ，q, ,Wr用- 舊、,人就是乙裝置的總功較大，由公式 f知，甲方式的機械效率較高，故 C正確；WD.因為乙裝置總功較大，并且在相同時間內提升物體，由公式 P=W知，乙裝置手的拉 t力做功功率較大，故 D錯誤。故選Co2.用一個動滑輪提起重 100N的物體(繩重與摩擦不計)，所用拉力 60N。若用此動滑輪 將重200N的物體以0.2m/s速度勻速上升時，拉力功率為 Wo較前一次提升物體，該 滑輪的機械效率 (選填“變大”、“不變”或“變小”)【答案】44變大

3、【解析】【詳解】1根據(jù)題意可知，物體以 0.2m/s速度勻速上升，對于動滑輪，繩子移動的速度v=2 0.2m/s=0.4m/s繩重與摩擦不計，則拉力1F = （G 物+G 動）2即60N= 1（100N+ G 動）解得G動=20N,用此動滑輪將重 200N的物體時，拉力F' =1 （200N+20N）=110N2拉力功率為P=F' v=110N 0.4m/s=44W拉力功率為44W。2較前一次提升物體，物體的質量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不計、動滑輪重 不變，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機械效率將增大。3 .如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體 A

4、、B均重為20牛。當用力F2勻速提升物體B時，以滑輪的軸為參照物，物體 B是 的（選填 靜上”或運動”），此時力F2大小為牛。若F1和F2所做的功相等，物體A、B移動的距離之比是 ,當繩子自由端 上升1米時，力F2所做的功為 焦?！敬鸢浮快o止 10 1:1 10【解析】【詳解】1以滑輪的軸為參照物，物體B相對與參照物的位置沒有改變，是靜止的；2B物體使用的是動滑輪，能省一半力，不計滑輪的重和摩擦，拉力：F2=1G = - X 20N=10N223因為使用任何機械都不能省功，當 F1和F2所做的功相等，物體 A. B重力相同，移動的 距離相同，故距離之比是 1:1。4當繩子自由端上升1米時，力F

5、2所做的功為：W=Fs=10N 1m=10J。4 .如圖所示的滑輪組，不計繩重及摩擦。水平拉力F作用下將重為30N的物體A勻速拉動，已知繩子自由端速度為0.3m/s,物體A受到的摩擦力f 0.1G ,水平拉力F為N ,在2s內物體移動的距離為 m。【答案】1 0.2【解析】【詳解】1由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù)n=3,由題意知，物體 A受到的摩擦力f 0.1G 0.1 30N 3N不計繩重及摩擦，則水平拉力：1 .1F -f - 3N 1Nn 32物體的速度：v物 v繩 一 0.3m/s 0.1m/sn 3上 S r 由v ;得，在2s內物體移動的距離s物 v物t 0.1m/s 2s 0.2

6、m故2s內物體移動的距離為0.2m o5.如圖所示，物體 A重100N,沿水平方向勻速拉動物體前進時，若物體 A與地面間摩擦 力f=60N,不計滑輪重和繩與滑輪間摩擦，則繩端的拉力F是 N,當繩子自由端向左移動3米時，物體 A向左移動 m。1 I $【答案】20 1【解析】【分析】由圖中滑輪組可知，n=3,由于不計繩重、摩擦及滑輪重，根據(jù)滑輪組的省力公式1 一一一，一，一，一 rF - f得到拉力大??；根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體運動的距離的對應關系得到物3體運動的距離?！驹斀狻?由圖可知，與動滑輪相連的繩子段數(shù)是 力n=3,因不計繩重、摩擦及滑輪重，則繩端的拉1 .1F f 60N 20N

7、332物體運動的距離為3m1m本題考查滑輪組省力公式的應用，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對動滑輪上繩 子段數(shù)的判斷。6 .小紅利用彈簧測力計、鉤碼來研究動滑輪的作用，每次都勻速提物體，做實驗情況如圖 所示，請觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結論。(1)由(a) (b)兩圖。(2)由(c) ( b)兩圖。【答案】使用動滑輪勻速(豎直)提物體，省力但是不能改變用力的方向。使用同一動滑輪勻速(豎直)提不同物體，物體越輕，拉力越小?！窘馕觥俊驹斀狻?由圖可知比較(a)、(b)兩圖提起物體一樣重，(b)中彈簧測力計示數(shù)小于(a)中彈簧測力計 示數(shù)，所以：使用動滑輪可以省力，動滑輪相

8、當于一個動力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向；(2)2比較圖(b)與(c)可得：使用動滑輪勻速提升不重物時，物體重力越輕，所用的拉力越小，越省力。7 . 一名質量為55kg、雙腳與地面接觸面積為0.04m2的學生站在水平地面上，要用滑輪組在20s內將600N的重物勻速提升 1m。( g=10N/kg)求：(1)他站在地面上時對地面的壓強多大？(2)畫出滑輪組的繞線方式。(3)若勻速提升過程中滑輪組的機械效率是75%,拉力的功率多大?【答案】13750Pa； (2) /；(3)40W【解析】【分析】【詳解】mgS(1)站在地面上時，對地面的壓力大小等于自身重力，則對地面的壓強為1375

9、0Pa55kg 10N/kg20.04m2(2)因為重物運動方向向上，人在地面上通過上方定滑輪改變力的方向，拉力方向向下, 股繩子與動滑輪接觸以省力，故滑輪組的繞線方式如圖所示：(3)有用功為克服重物重力勢能做的功，為拉力做的總功為拉力的功率與所用時間的乘積，為W總Pt滑輪組的機械效率為100%可知W有G物h Pt600N 1m 40W20s 0.75答：(1)他站在地面上時對地面的壓強是13750Pa；8.工人利用圖甲所示的滑輪組將重為【解析】之”)(2)滑輪組的繞線方式見解析;(3)拉力的功率是40W。400N的物體向上勻速提起 2m,所用拉力為250N.(1)求滑輪組的機械效率； (2)

10、如果要用這個滑輪組達到更省力的效果，繩子應該怎樣繞，請在圖乙中畫出繩子的繞法；(3)用甲乙兩個滑輪組把同一物體提升同樣高度，不計繩重和摩擦，機械效率的關系是(1)由圖甲可知，滑輪組承擔重物和動滑輪重的繩子的股數(shù)n=2,則拉力端移動距離s=2h=2 X 2m=4m工人做的有用功：W 有用=Gh=400隙 2m=800J ,工人做的總功：WFs=250NX 4m=1000J滑輪組的機械效率：刀 W 100% 竺0J 100% 80%；W 息1000J(2)如果要用這個滑輪組達到更省力的效果，繩子應從動滑輪上面的掛鉤開始繞起，依次 繞過上面的定滑輪和下面的動滑輪，如圖所示：(3)用甲乙兩個滑輪組把同

11、一物體提升同樣高度，做的有用功相同；不計繩重和摩擦，做 的額外功是提升動滑輪做的功，由題意可知，動滑輪的重力相同，提升動滑輪的高度也相 同，由W=Gh可知做的額外功相同；因為 W/W.+W額，所以做的總功相同，由W100%可知兩個滑輪組的機械效率相同，即刀甲二刀乙.W心、9 . (1)如圖甲所示，圖中的裝置相當于一個 (填一種簡單機械的名稱).甲(2)如圖乙所示，使用此簡單機械的主要目的是 (3)如圖丙所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系一個鉤碼，就做成了能 自動回頭的 魔罐“，當將"魔罐 在水平地面上滾出后，還能自動滾回來，這說 明丙【答案】滑輪組 省力機械能之間可以

12、相互轉化【解析】【詳解】(1)1由圖甲可知，繩子和木棍組合在一起，起到滑輪組的作用，用較小的力就可以使作用 有較大力的兩根木棍靠攏，說明使用該滑輪組可以省力；(2)2圖乙是過盤山公路，盤山公路相當于斜面，山高一定，盤山公路相當于增大了斜面長 度，因為在斜面高一定時，斜面越長越省力，所以人們修建盤山公路的目的是為了省力； (3)3魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉化為橡皮筋的彈性勢 能，當動能為零時，彈性勢能最大，魔罐開始向回滾動，在魔罐滾回來的過程中橡皮筋彈 性勢能減小，罐子動能增大，彈性勢能轉化為動能。魔罐來回滾動，說明了機械能是可以 相互轉化的。10 .質量是6kg的

13、物體A放在水平桌面上，利用圖所示的裝置使物體以 0.2m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數(shù)為2N,不計滑輪和繩子的重和滑輪組內部的摩擦，則(g取10N/kg)()A.作用在繩端的拉力 F為6NB.在1s內拉力F做功1.2JC.在1s內拉力F的功率是0.4WD.水平桌面對物體 A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.繩子上的力是相等的，因為彈簧測力計的示數(shù)是2N,所以，作用在繩端的拉力F為2N.故A錯誤；A在1s內通過的距離為B.根據(jù)圖示可知，滑輪組動滑輪上有三股繩子。物體s=vt=0.2m/s x 1s=0.2m繩子自由端移動的距離為s=3s' =3

14、X0.2m=0.6m在1s內拉力F做功為W=Fs=2NX 0.6m=1.2J故B正確；C.在1s內拉力F的功率為1.2J1.2W1s故C錯誤;D.由圖可知，承擔摩擦力的繩子股數(shù)是3,物體做勻速直線運動，則所以f=6N故D錯誤。故選Bo11.用圖3甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重 20N、繩重和摩擦力不計.則A.手的拉力：F ?=F 機械效率：刀甲二刀乙B.手的拉力：F甲F乙；機械效率：刀甲刀乙C.手的拉力：5甲5乙；機械效率：刀甲刀乙D.手的拉力：F甲F乙；機械效率：刀甲刀乙【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力

15、；乙滑輪是動滑輪，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，則手的拉力：甲F乙；兩幅圖中的 W有是克服物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要克服動滑W輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結合機械效率公式可知，有用功相W息同時，總功越大的，機械效率越??；所以選D.12.用一動滑輪將重物勻速提升2 m,人對繩子的自由端所用力是40 N,不計滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是A. 80N, 80JB. 80N, 160J 卜 C. 40N, 160J-' D. 40N, 80J【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】動滑輪省一半力，多費一倍的距離，所以物體

16、的重為：G 2F 2 40N 80N ;由h 2m得s 2h 2 2m 4m,提升重物所做的功：W Fs 40N 4m 160J.故選B.13.如圖，某同學旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械。當?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100N的重物（不計摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A.可以把A、B簡化看成動滑輪B.人將繩拉過1m時，物體也上升1mC.物體勻速上升時，人對繩的拉力為20ND.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由圖知道，提升物體時，A的軸固定不動，即屬于定滑輪；而B和物體一起移動，屬于動滑

17、輪，故A錯誤；B.由圖知道，A、B組成的是滑輪組，且 n=5,所以，拉力端移動距離s=5h當人將繩拉過1m時，物體上升的高度 h=0.2m,故B錯誤；C.不計摩擦和裝置的自重，人對繩的拉力1 -1F1 -G - 100N20N55故C正確；D.由以上分析及圖示知道，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故 D錯誤。故選C。14 .工人用如圖所示的滑輪組，在4s內將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動2m的過程中，所用的拉力大小為375N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過程中卜列說法不正確的是() A.繩子自由端沿水平方向移動了4m B.物體受到的拉力為 750NC.拉力F的功

18、率為375WD.該滑輪組的機械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s nSA求出繩子自由端沿水平方向移動;(2)物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，二力的大小相等，根據(jù)Fa f 0.4G求出物體受到的拉力； W根據(jù)W Fs求出拉力F做的功，根據(jù)P J求出拉力F的功率；(4)任何機械效率一定小于 100%。【詳解】A.由圖可知，n=2,則繩子自由端沿水平方向移動的距離s nsA 2 2m 4m故A正確，不符合題意；0.4G0.4 1500N600NB.物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是

19、一對平衡力，則 物體受到的拉力故B錯誤，符合題意；W諄心、Fs 375N 4m 1500JC.拉力F做的功則拉力F的功率W 巧 1500J-500J 375W4s故C正確，不符合題意；D.該滑輪組克服摩擦做額外功，故該滑輪組的機械效率一定小于100%,故D正確，不符合題意。故選B。15 .如圖，小華用滑輪組勻速提升一個重為900N的物體，人拉繩的力F為350N,不計繩重和摩擦，若用這個滑輪組勻速提升2100N的物體，繩未斷裂，人的拉力為（A. 650N【答案】CB. 700NC. 750ND. 800N【解析】【分析】【詳解】由圖可知，通過動滑輪繩子的段數(shù):不計繩重和摩擦，繩子自由端拉力:n=

20、3,1Fi= （G+G 動），3由此可得動滑輪重:G 動=3Fi-G=3X 350N-900N=150N當提起2100N物體時，人的拉力：F2=1 （Gi+G動）=1 X （2100N+150N） =750N. 33故選C.600N的物體，人拉繩的力 F為250N1200N的物體時，人的拉力 F為16 .如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個重為 （不計繩重和摩擦）。若用這個滑輪組豎直勻速提升 （ ）A. 400N【答案】B【解析】B. 450NC. 500ND. 600N【分析】【詳解】的物體時，拉繩的力 F為由圖可知，繩子承擔重物的段數(shù)n為3,提升一個重為600N_1 一250N,根據(jù)F

21、G物 G動求出動滑輪的重力為n當提升一個重為1200NG動3F的物體時,G 物 3 250N 600N人的拉力為150N450N1-1200N 150N3綜上所述，ACD項不符合題意，B項符合題意。故選B。17 .如圖所示，在粗糙水平地面上，用 10N的力F沿水平方向拉滑輪（不計滑輪重力）木板B靜止，木塊 A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運動， 5s內木塊A移動了 0.5m,滑輪組的機械效率為 80%?下列說法正確的是（A.木塊A受到的摩擦力為5NB.地面對木板 B的摩擦力為4NC. 5s內繩子拉力對木板 B做的功為2JD.拉力F的功率為0.5W【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.滑輪組的

22、機械效率為 80%,根據(jù)公式W總一FesF繩2s-可算出繩子上的力為F拉 80% 10N 80% =4N木塊A在粗糙木板B上水平向左做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，摩擦力等于繩子上的 力，為4N, A錯誤；5N,方向向右，還受到木B.木板B靜止，受力平衡，對其受力分析，受到繩子的拉力為塊A的摩擦力為4N,方向向左，因此地面給木板B的摩擦力大小為1N,方向向左，B錯誤；C. 5s內木板B靜止，繩子拉力對木板 B做的功為0J, C錯誤；D. 5s內木塊A移動了 0.5m,則拉力拉著滑輪移動了0.25m,拉力F的功率為0.5WW Fs 10N 0.25mP t t 5sD正確。故選DoGi18.如圖所

23、示，不計繩子的質量和一切摩擦作用，整個系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物二100N,每一個滑輪重力均為20N,則下列說法正確的是（）A. b處繩子的拉力為50NB. G2=280NG e處繩子的拉力為140ND. G2=200N【答案】C【解析】【分析】【詳解】Gi由A.由圖知，a、b、c、d在同一根繩上，拉力相同；e、f在同一根繩上，拉力相同;兩根繩子承擔Gi G 動2Fb則b處繩子的拉力為FbGiG動100N+20N260N故A錯誤；C. e處繩子的拉力為Fe 2Fb G 動2 60N 20N 140N故C正確；BD. G2由兩根繩子加上f承擔，則G2 G 動 2Fb FfFf 2Fb G 動則G2 4Fb 4 60N240N故B、D錯誤。故選Co19.如圖所示，重300N的物體在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了 10s,滑輪組的機械效率為 80%,則在此過程中下列說法正確的是( )A.繩子自由端移動的距離為2mB.物體與地面間的滑動摩擦力為48NC.拉力F的功率為4WD.有用功為120J【答案】B【解析】【分析