2023年届中考物理知识点归纳总结全突破系列专题61滑轮组绳子拉力的计算含解析良心出品必属精品.pdf
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1、 1 滑轮组绳子拉力的计算 一、单选题 1.如图所示,动滑轮重 10N,不计绳重及滑轮和绳之间的摩擦,当动滑轮上挂重力为 50N的物体 A时,物体 B在水平桌面上恰好能向左做匀速直线运动则 B受到的摩擦力()A.方向水平向左,大小是 20N B.方向水平向右,大小是 N C.方向水平向左,大小是 N D.方向水平向右,大小是 20N 2.小王使用如图所示的滑轮组提升重物,用 300N的拉力在 10s 内将 540N的重物匀速提升了1m,在这个过程中()A.有用功为 540J B.拉力的功率为 90W C.滑轮组的机械效率为 60%D.绳子自由端移动的距离为 3m 3.如图所示,用 20N的水平
2、拉力 F拉滑轮,可以使重 15N的物体 A以 0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动,物体 B重 8N,弹簧测力计的示数为 3N且保持不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦,则下列说法中正确的是()A.地面受到的摩擦力为 10N B.滑轮移动的速度为 0.4m/s C.在 2s 内绳子对物体 A所做的功为 4J D.水平拉力 F 的功率为 4W 4.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是 1.2ms,拉绳的力 F是 9N。由此可知()。2 A.物重是 27N,物体的速度是 0.4ms B.物重是 18N,物体的速度是 0.6ms C.物体受到的摩擦力是 27N,
3、物体的速度是 0.4ms D.物体受到的摩擦力是 18N,物体的速度是 0.6ms 5.如图所示,滑轮组将重 50N的物体 A以 的速度沿水平地面匀速向前拉动了 lm,拉力 F大小为 10N,滑轮组的机械效率为,下列说法中正确的是 A.拉力 F做功的功率为 2W B.2s 内绳子自由端移动的距离为 C.滑轮组做的有用功为 50J D.物体 A受到水平地面的摩擦力为 16N 6.如图所示,用力 F把重为 400N的物体在 10s 内匀速提升 2m ,其中动滑轮重为 100N ,不计绳重和摩擦。则 A.绳子的拉力为 200N B.滑轮组的机械效率为 C.拉力的功率为 80W D.绳子自由端移动的速
4、度为 二、填空题 7.如图所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物 G=100N,每一个滑轮重 20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为_N。拉力F为_N时,恰能让重物 G匀速上升。若重物 G能以 0.1m/s 的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为_m/s。8.如图,小明在用动滑轮(不计绳重和摩擦)匀速提升不同重物时,记录下了在绳子自由端使用的拉力 F与对应所提升的物体重力 G,如表:分析表中数据可知,拉力 F与重力 G的关系式是:F=_;动滑轮重为_N;随着物重的增加,动滑轮的机械效率变_ 3 9.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极
5、与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 20 个相同的坠砣,每个坠砣质量为 25kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,输电线 A端受到的拉力大小为_N。若某段时间内坠砣串下降了 30cm,则输电线 A端向左移动了_cm。(g 取 10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)10.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重 100N,每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,则动滑轮重为_N;当某次运送 3 件货物时,绳子的拉力 F是_N(不考虑绳重和摩擦)11.如图所示,用滑轮组将 3kg 的物体匀速提高 1m,拉力 F为 200N,则有用
6、功为_J,滑轮组机械效率为_。若增加所提物体的重力,滑轮组机械效率_(选填“变小”、“变大”或“不变”)。(不计绳重和摩擦)12.如图所示,物体重为 20N,某人在 5s 内用 4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了 1m,则绳子自由端移动的速度为_,拉力做功为_J,此物休受到的摩擦力为_ 不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦 13.如图所示,物体 A在水平拉力 F的作用下,沿水平面以 0.4m/s 的速度作匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 5N不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。若物体 A匀速运动 2s,拉力 F做功为_J,拉力 F的功率为_W。14.如图所
7、示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为 10N的拉力 F拉重 50N的物体时,物体恰好以 v=2m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦 4 力为_N,拉力 F的功率为_W;将拉力 F增大为 20N时,物体受到水平面的摩擦力将_(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。15.一位同学在自家阳台设计了如图所示的升降装置,使用此装置的优点是_。他用此装置将重 200 N 的物体匀速提高 10 m,此过程中该装置的机械效率是 80%,所用拉力是_N。三、计算题 16.工人师傅利用如图所示的滑轮组,在 30s 内将重为 500N的物体匀速提升 3m,人匀速拉绳子的功
8、率为 60W,不计绳重及摩擦。求:(1)作用在绳子自由端的拉力;(2)滑轮组的机械效率;(结果保留一位小数)(3)若绳子所能承受的最大拉力为 500N,使用此滑轮组能提升的最大物重是多少?17.如图所示,大威用 40N的拉力,使物体 A以 0.1m/s 的速度竖直匀速上升,此时滑轮组的机械效率为 75%(不计绳重和摩擦),则:5 (1)物体 A的重力为多大?(2)拉力的功率多大?(3)若竖直匀速提升 120N的物体,滑轮组的机械效率为多大?18.小明家新买的房子准备装修,为了将水泥从地面送上楼,他在楼上安装了一个滑轮组,所用的滑轮每只质量为 2 kg,每次将一袋 50 kg 的水泥提升 5m。
9、求:(不计绳重和摩擦,g 取10 N/kg)(1)每袋水泥受到的重力大小;(2)每次做的有用功;(3)滑轮组的机械效率。6 19.为了改善老旧住宅楼的保温效果,沈阳开展了“暖房子工程”,如图为施工现场使用的提升装置。已知被提升的建筑材料的质量为 200kg,动滑轮重力为 500N,拉力 F在 10s 内将重物匀速提升了 10m,不计绳重及摩擦。(g=10N/kg)求:(1)提升装置所做的有用功;(2)拉力 F 功率;(3)该装置的机械效率。20.工人用如图所示的滑轮组提升建材,工人的重力是 700 N,双脚与地面的接触面积是 500 cm2。他将 540 N 的建材匀速提升了 3 m,滑轮组的
10、机械效率是 90%。试求:(1)提升建材所做的有用功是多少?(2)工人对绳子的拉力是多少?(3)提升建材时,工人对地面的压强是多少?7 21.如图所示,用 400N的拉力 F,将重 900N的木箱匀速提升 1m。求:(1)拉力所做的功;(2)该滑轮组的机械效率。22.小亮同学想把重 100N的物体拉到距地面 3m高的地方,用了三种不同的方法:(1)如图(甲)所示:小亮用竖直向上的力 F甲将物体匀速提升 3m,求拉力 F甲所做的功。(2)如图(乙)所示:斜面长 5m,高 3m,拉力 F乙=75N,小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。求使用该斜面工作时的机械效率。(3)如图(丙)所示:小亮站在地面上
11、通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物,在 2s 内将重物匀速提升 3m,已知动滑轮的重量为 10N。按要求画出滑轮组的绕线,求拉力 F丙做功的功率。(每段绳子可承重 80N,不计绳重及摩擦)。8 23.如图所示,物体 A的重力为 600N,工人用该滑轮组来竖直提升物体 A,工人对绳子竖直向下的拉力为 250N,当物体 A被匀速提升 2m时,不计绳重和摩擦。求 (1)工人的拉力做的功;(2)动滑轮的重力;(3)滑轮组的机械效率。24.如图所示,搬运工人用滑轮组提升重 540N的物体,所用拉力 F为 200N,5s 内匀速上升了2m(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求 (1)动滑轮的重力 (2)拉力 F所做
12、的功;(3)拉力的功率 (4)滑轮组的机械效率。9 25.如图所示,用力 F提升重为 60N的物体,物体在 1s 内匀速上升 0.1m,然后保持所提物体重力不变,将自由端拉力 F减小到 7N时,物体落到地面,物体的底面积为 10cm2 (不计绳重、机械间摩擦及动滑轮重)求:(1)物体匀速上升时绳自由端移动的速度 v。(2)当物体落地时,动滑轮对物体的拉力 F1。(3)物体落地时对水平地面的压强 P。26.如图所示,小明用 500N竖直向下的拉力 F能匀速提起一箱重 1200N的货物,已知货物的底面积是 300cm2 ,小明的体重为 600N,不计绳重和摩擦。求:(1)此时滑轮组的机械效率;(2
13、)动滑轮的重力;(3)若小明改用最大拉力(绳子没有断裂)提两箱相同的货物,结果没有把货物提起来,此时货物对地面的压强为多少?(两箱货物竖直叠放,与地面接触面积仍为 300cm2)10 答案解析部分 一、单选题 1.【答案】D 【解析】【解答】承担物重的绳子股数是 3,绳子自由端的拉力:F=20N;物体 B向左做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,物体 B所受摩擦力:f=F=20N,方向水平向右 故答案为:D【分析】不计绳重以及滑轮轮轴间摩擦,可求出绳子自由端的拉力,物体B匀速运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,可知物体B所受摩擦力的大小和方向.2.【答案】A 【解析】【解答】A.有用功为:,A
14、符合题意;B.拉力做的总功为:;拉力的功率为:,B不符合题意;C.滑轮组的机械效率为:,C不符合题意;D.由图知,两段绳子承重,即,所以绳子自由端移动的距离为:,D不符合题意;故答案为:A。【分析】根据 W=Gh 求出有用功;根据 s=nh 求出绳子自由端移动的距离;利用 W=Fs求出总功,再利用 P=求出功率;利用=100%求出滑轮组的机械效率.3.【答案】C 【解析】【解答】如图滑轮为一只动滑轮,拉力 F与右侧两段绳子的拉力相等,F移动的距离是物体 A移动距离的一半。B.物体 A以 0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动,则拉力 F移动的速度为物体 A移动速度的一半即,B不符合题意;A.
15、拉力 F与右侧两段绳子的拉力相等,物体 A受到绳子拉力、B的摩擦力、地面的摩擦力三个力的作用,三力为平衡力,即,所以物体 A受到地面的摩擦力为:,A不符合题意;C.在 2s 内绳子对物体 A所做的功为:,C符合题意;D.水平拉力 F 的功率为:,D不符合题意;故答案为:C。【分析】分别对 A、B进行受力分析(“隔离法”),求地面受到的摩擦力;滑轮为动滑轮,滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一;利用 W=Fs求做功大小;利用 P=Fv求拉力做功功率.4.【答案】C 【解析】【解答】滑轮组做功是克服摩擦力做功,有 3 段绳子承担拉力,因此物体受到的摩擦力是 f=39N=27N;物体移动的速度:
16、v=0.4m/s 故答案为:C 11 【分析】滑轮组用几段绳子拉着物体,拉动物体所用的力就是摩擦力的几分之一,绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.5.【答案】D 【解析】【解答】A、如图可知,有两段绳子拉着动滑轮,所以拉力做的功:;由 可得做功时间为:;拉力的功率:,A不符合题意;B、2s 内物体移动距离,自由端移动的距离:,B不符合题意;C、由公式 得,C不符合题意;D、根据 得,D符合题意。故答案为:D。【分析】根据 W=Fs求出拉力做的功,由速度的变形公式 t=求出时间,然后根据 P=求出拉力的功率;根据 sF=nsA ,求出 2s 内绳子自由端移动的距离;根据=求出
17、滑轮组做的有用功及摩擦力 f.6.【答案】B 【解析】【解答】A、由图知,不计绳重和摩擦,绳子的拉力:,A不符合题意;B、有用功:,绳子自由端移动的距离:,拉力做功:,滑轮组的机械效率:,B符合题意;C、拉力做功的功率:,C不符合题意。D、由前面解答可知,绳子自由端移动的距离,绳子自由端移动速度:,D不符合题意;故答案为:B。【分析】利用 s=nh 求出拉力移动的距离,不计绳重和摩擦,利用 F=(G物+G轮)求拉力大小,利用 W=Gh 求有用功,再利用 W=Fs求拉力做功,利用功率公式 P=求拉力的功率;利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率,最后利用速度计算公式 v=求绳子自由端移动的速度.二
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