2022年 中考物理总复习专题系列之有关滑轮组的基础问题

2021-2022年人教版物理下册中考总复习专题系列 有关滑轮组的基础问题 一、常规滑轮 1．体重为600N的小明用如图甲所示的滑轮组提升物体；已知被提升的物体重为850N，小明用拉力F将物体以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示；不计绳重和摩擦，求： （1）滑轮组所做的有用功； （2）小明对绳的拉力F； （3）动滑轮的重力； （4）若想提高该滑轮组的机械效率，则可以采取的措施有哪些？（写出一种即可） 2．在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在10s内将420N的材料提升了10m，(不计绳重和摩擦，g= 10N/kg)。求： (1)拉力的功率是多少？  (2)提升420N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？   (3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？ 3．如图边长为a=10cm，密度ρ=8g/cm 3的立方体A放置于水平地面静止，一个体重为500N的人借助滑轮组用F1=20N的力，没有拉动物体，此时物体对地面的压强p=2000Pa。（不计绳重和摩擦）求： (1)正方体A的重力GA？ (2)该同学至少用多大的拉力才能拉动物体匀速运动？ (3)若用该装置在空气中匀速提升密度为5g/cm 3的物体B时，人对地面的压强p1与在空气中提升物体A时人对地面的压强p2比值p1∶p2=6∶5，求将物体B完全浸没于水中时滑轮组的机械效率η？ 4．为了将放置在水平地面上重为100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组组装。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求： （1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率； （2）在1～2s内，拉力F做的功； （3）若绳子能承受的最大拉力是1500N，小明同学重为500N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？ 二、仅物体水平 5．如图所示，质量为60kg的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向1s匀速运动10cm，已知运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，动滑轮重50N，不计绳重、滑轮间的摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。求： （1）绳子自由端运动的速度。 （2）人对地面的压力。 （3）此滑轮组机械效率。 6．如图所示，一个小电动机通过滑轮组匀速拉动物体在水平面上运动。物体质量为3kg，受到地面的摩擦阻力为其所受重力的0.1倍。若滑轮组对物体所做的功为30J，滑轮组自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为50%，小电动机的效率为80%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。（g取10N/kg）求： (1)物体受到的地面的摩擦力和物体运动的水平距离； (2)电动机对绳子的拉力； (3)电动机消耗的电能及其电功率。 三、装置水平 7．用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求： （1）10s内拉力做的功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 8．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。质量为的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（）求： (1)石材受到的阻力； (2)在石材移动过程中，工人做的有用功； (3)在石材移动过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 ( 第 2 页 共 14 页 ) ( 第 1 页 共 14 页 ) 参考答案 1．（1）6800J；（2）500N；（3）150N；（4）增大提升的物体重力 【详解】 解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功 （2）物体上升时间 由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，由图甲可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离 由可得，小明对绳的拉力 （3）不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮的重力 （4）不计绳重和摩擦，由 使用原来的滑轮组，动滑轮重力不变，若增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率；若提升同样的物重，减小动滑轮重力，也可以提高滑轮组的机械效率。 答：（1）滑轮组所做的有用功是6800J； （2）小明对绳的拉力为500N； （3）动滑轮的重力是150N； （4）增