2019中考物理知识点全突破系列专题69----滑轮和功的综合问题.docx
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1、滑轮和功的综合问题一、单选题1.如图所示,用滑轮组将重为600N的重物匀速提升,如果拉力为350N,则下列结论中正确的是( )A.如果将物体提升2m,拉力做功1200JB.物体升高1m,机械所做的有用功为350JC.物体以0.5m/s速度匀速上升,拉力的功率为350WD.此滑轮组的机械效率为80%2.如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为50N,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为550N;在物体B下加挂重为90N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做
2、匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为5cm/s. 若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )A.物体A所受滑动摩擦力大小为275NB.F的大小为530NC.F做功的功率为42wD.B的重力为500N3.图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2 使用动滑轮的过程中( )A.总功为W总=F2sB.有用功为W有=GsC.机械效率为= D.额外功为W额=2F2sF1S4.如图所示,用20N的水平拉力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
3、,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10NB.滑轮移动的速度为0.4m/sC.在2s内绳子对物体A所做的功为4JD.水平拉力F 的功率为4W5.如图所示,使用同一滑轮的甲、乙两种装置,匀速提升重均为10N的A、B两物体,已知滑轮重1N不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,则下列说法中正确的是( )A.手的拉力F乙=10NB.A物体受到的合力与B物体受到的合力相等C.若A、B两物体都被提升0.5m,则手的拉力F乙做的有用功比较多D.若A、B两物体都被提升0.5m,则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多6.分别用如图所
4、示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N不计绳重及摩擦,此过程中( )A.拉力F甲小于拉力F乙B.F甲做的功大于F乙做的功C.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率7.分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N 的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N不计绳重及摩擦,此过程中( )A. F甲做功的功率等于F乙做功的功率 B. F甲做功的功率小于F乙做功的功率C. F甲做的功大于F乙做的功 D. F甲做的功小于F乙做的功8.利用如图所示的装置,工人用力F把重为100N的物体以0.
5、2m/s的速度匀速提升6m若不计绳重和摩擦,则这一过程中( )A.拉力F的大小为50NB.绳子自由端的速度为0.4m/sC.拉力F所做的功为600JD.拉力F的功率为10W二、填空题9.如图所示,在20N的水平拉力F作用下,重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m,物体与地面的滑动摩擦力为50N,则绳子自由端沿水平方向移动了_m,拉力所做的有用功是_J,总功是_J,滑轮组的机械效率为_。 10.用如图所示的滑轮组将物体匀速向左拉动,绳端的拉力为200N,在10s内将物体拉动了4m,滑轮组的机械效率为80%,则物体受到地面的摩擦力为_N,绳端拉力的功率为_W.11.如图是用滑轮组提升物体
6、A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100N。在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为V=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,(1)绳子自由端的拉力大小F=_ N; (2)拉力F做功的功率P=_W。 (3)物体A的机械能_(填“增加”、“减少”或“不变”)。 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,一滑轮下端悬吊一个重50 N的物体,在拉力F的作用下使物体在2 s内上升了2 m(
7、不计滑轮、绳的重力和摩擦),则拉力F_N,动滑轮上升的速度是v_m/s,拉力F所做的功W_J.14.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛 . 当用力F2匀速提升物体B时,以滑轮的轴为参照物,物体B是_的(选填“静止”或“运动”),此时力F2大小为_牛 . 若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_.15.如图所示是一种塔式起重机的滑轮组,已知在匀速起吊900kg的物体时,滑轮组的机械效率是75%,使物体上升5m,所做的有用功是_J,绳端的拉力F是_N.(g=10N/kg)三、计算题16.如图甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组
8、提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,重物上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。已知在2s4s内重物上升的竖直高度为2m,求:(1)在4s6s内,重物克服重力做功的功率; (2)在2s4s内,绳自由端下降的平均速度; (3)在02s内,重物对地面的压力大小。 17.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
9、; (2)拉力F 功率; (3)该装置的机械效率。 18.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? 19.在小型建筑工地,常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料,其工作原理相当于如图所示的滑轮组某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上,用时40s,卷扬机提供的拉力F为2500N求在此过程中: (1)拉力F的功和功率; (2)滑轮组的机械效率 20.如图
10、是一个上肢力量健身器示意图。D是动滑轮;配重A的质量为140kg,底面积是8.010-2m2,杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=1:2。假定运动员体重是600N,一只脚板与地面的接触面积为2.010-2m2,(不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg)问: (1)当人将配重A匀速提升0.2m时,人做功340J,动滑轮重为多少? (2)当配重A匀速提起时,人对地面压力为多大? 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.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉
11、力为300N,时间为20s,不计摩擦和绳重,(g取10N/kg)求:(1)工人做的有用功; (2)工人做工的功率; (3)此过程中该装置的机械效率。 23.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所做的功; (3)拉力的功率 (4)滑轮组的机械效率。 24.体重700N的工人,用如图所示的滑轮组把重为300N的货物从地面匀速提升到离地面6m高的平台,已知动滑轮的质量为7.5kg。不计绳子的重力及它和滑轮间的摩擦力。求:(1)此过程中工人做的有用功; (2)此滑轮组的机械效率; (3)
12、若滑轮组所绕绳子的最大拉力为500N,则此滑轮组匀速提升货物时的最大机械效率。 25.在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:(1)人的拉力所做的功。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮受到的重力。 26.如图所示,工人通过滑轮组使重600N 的箱子以0.4m/s 的速度从地面升到12m高的五楼上。求:(1)工人吊起箱子过程中做的有用功是多少? (2)若滑轮组的机械效率为80%,则工人做的功
13、是多少?其功率为多少? 27.如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中: (1)绳子自由端移动的距离; (2)此滑轮组的机械效率; (3)拉力F的功率; 28.如图所示,重力为20N的物体在8N的拉力的作用下沿水平方向以4m/s的速度向左匀速运动了5s,若物体受到地面摩擦力的大小为10N,求: (1)拉力F做功的功率; (2)在此过程中,做的有用功为多少? (3)滑轮组的机械效率。 29.工人用如图所示装置在5s内将质量为48 kg的货物匀速提升1m,此过程中拉力
14、的功率为120 W。不计绳重和轮与轴的摩擦。g=10 N/kg。求:(1)此过程中的有用功; (2)工人所用的拉力; (3)滑轮组的机械效率。 30.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为300N,时间为20s不计摩擦和绳重,(g取10N/kg)求: (1)工人做的有用功; (2)工人做功的功率; (3)此过程中该装置的机械效率; (4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大 的拉力? 31.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,物体在10s内匀速上升了2m(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求: (1)动滑轮
15、的重力; (2)拉力F所做的功; (3)拉力的功率; (4)滑轮组的机械效率。 32.如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg,动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg小燕同学用力F拉动绳子自由端,在5s时间内使衣服匀速上移0.5m(g=10N/kg,不计绳重和摩擦)求: (1)绳子自由端拉力F的大小; (2)拉力所做的功W; (3)拉力的功率P; (4)整个过程中机械效率 33.在如图所示的滑轮组装置中,用弹簧测力计竖直向上拉动细绳。10s内将总重为6N的钩码匀速提升了10cm,拉力的大小如图所
16、示,则提升钩码的过程中,求: (1)绳子自由端拉力做的功; (2)绳子自由端拉力做功的功率; (3)额外功的大小; (4)滑轮组的机械效率。 34.有土豪购买120寸超级大电视,从楼底通过吊车(相当于如图的结构)把电视机吊到12楼破窗进入房间,假设每层楼层高为3m,起吊处为1楼,已知电视机带包装重为3500N,每个滑轮重100N,从底楼到12楼窗子处耗时10min,人拉绳的拉力F为1500N。求:(1)求运送电视机有用功功率是多少? (2)该吊车运送电视机,吊车的机械效率是多少?(结果保留1位小数) 35.一建筑工人,使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处,已知建筑材料的质量为80kg,人对绳
17、的拉力为500N,重物在拉力的作用下1min匀速上升了5m,绳重和摩擦不计. g取10N/kg,求:(1)人在1min内做的有用功; (2)滑轮组的机械效率; (3)工人做功的功率. 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【解析】【解答】 (1)由图可知,n=2,将物体提升2m时,拉力做的功:W总=Fs=Fnh=350N22m=1400J,A不符合题意;将物体提升1m时,做的有用功:W有=Gh=600N1m=600J,B不符合题意;由P= = =Fv可得,拉力的功率:P=Fv=350N20.5m/s=350W,C符合题意;(2)此滑轮组的机械效率:= = = = 100%= 100% 85.7
18、%.D不符合题意。故答案为:C.【分析】拉力做功W总=FS;机械所做的有用功W有用=Gh;拉力的功率P=FV;再利用机械效率的计算公式求得机械效率即可.2.【答案】B 【解析】【解答】设物体A所受摩擦力大小为f,则有2f 50N550N,所以f250N,A不符合题意;对于物体B,有3fGB G滑 , 即250N3GB 50N,所以GB700N,D不符合题意;加挂物体C后,有3(Ff)GB GC G滑 , 即3(F 250N)700N 90N 50N,解得F530N,B符合题意;物体B上升的速度为5cm/s,则拉力F端移动的速度v35cm/s0.15m/s,F的功率PFv530N0.15m/s7
19、9.5W,C不符合题意。故答案为:B。【分析】(1)不计绳重及滑轮的摩擦,滑轮组绳子末端受到的拉力F拉=(G轮+GB),据此可求B的重力;由于物体A匀速直线运动,A物体所受摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,可求A物体所受摩擦力;(2)同理,在物体B下加挂重为90N的物体C后,不计绳重及滑轮的摩擦,滑轮组绳子末端受到的拉力F拉=(G轮+GC+GB),由于力的作用相互的,可求物体A受到向右的拉力;由于物体A对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变,物体A受到摩擦力不变;此时物体A受到向左的拉力F、向右的拉力F右、向右的摩擦力f,由于物体A向左匀速直线运动,可得F=F右+f,据此求拉力F;物体A左移的速
20、度等于物体B移动速度的3倍,利用P=Fv求拉力F做功功率.3.【答案】D 【解析】【解答】A、如图使用动滑轮时,拉力端移动距离是物体移动距离的2倍,即 ,拉力做的总功为: ,A不符合题意;B、由于两图中物体和接触面都相同,所以使用动滑轮做的有用功,等于甲图中直接拉物体做的功,即 ,B不符合题意;C、机械效率为: ,C不符合题意;D、有用功与额外的和为总功,所以额外功为:,D符合题意。故答案为:D。【分析】利用W=Fs求拉力做的总功;使用动滑轮做的有用功,等于直接拉物体做的功;机械效率等于有用功与总功之比;额外功等于总功减去有用功.4.【答案】C 【解析】【解答】如图滑轮为一只动滑轮,拉力F与右
21、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. 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
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- 2019 中考 物理 知识点 突破 系列 专题 69 滑轮 综合 问题
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