2024年北京中考一模物理汇编：滑轮组机械效率

2024北京初三一模物理汇编 滑轮组机械效率 一、单选题 1．（2024北京东城初三一模）图甲所示的是某起重车的示意图，该车有四个支撑脚，起重时在支撑脚支撑作用下，轮胎离开地面，四个支撑脚与地面的总接触面积为，该车所受的重力为。图乙为起重车某次提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图，货物在钢丝绳的拉力作用下匀速上升，货物所受的重力为，钢丝绳的拉力为，货物上升的高度随时间变化的关系如图丙所示。提升货物过程中，下列说法正确的是（　　） A．起重车对水平地面的压强为 B．拉力的功率为 C．滑轮组的机械效率为80% D．动滑轮所受的重力为 2．（2024北京丰台初三一模）如图所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，对于此图片提供的信息，下列说法正确的是 （　　） A．大木料下放置小圆木是为了增大摩擦 B．支架下垫有石块是为了增大地面所受的压强 C．工人使用的横杆相当于省力杠杆 D．抬起大木料的过程中使用横杆可以省功 3．（2024北京顺义初三一模）某同学设计了一款家用手摇升降晾衣架，该装置有4个定滑轮、2个动滑轮、横杆、绳子及手柄组成，如图所示。若将共40N的衣物（带衣撑）挂在横杆上，摇动手柄使衣物匀速上升1m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平且质量不可忽略），此过程中该装置的机械效率为80%，不计绳重及摩擦。则下列判断正确的是（　　） A．动滑轮总重为10N B．该装置的有用功大于40J C．手柄处绳子拉力的功率为10W D．若将衣物匀速提升0.5m，该装置的机械效率变小 4．（2024北京房山初三一模）用图所示的装置提升重力为1000N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600N，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为200N B．物体A上升的速度为0.2m/s C．拉力F的功率为120W D．滑轮组的机械效率约为56% 5．（2024北京门头沟初三一模）小刚利用如图甲所示的滑轮组提升重物，其中绳子能够承受的最大拉力为300N。当所挂物体重GA=350N，在绳自由端施加竖直向下的拉力F=200N时，恰好将重物匀速提升了2m，此时滑轮组的机械效率为η，拉力做的总功为W。下列四个选项计算正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为η为75% B．动滑轮重为100N C．拉力做的总功W为800J D．此滑轮组能达到的最大机械效率为85% 6．（2024北京东城初三一模）如图所示，质量为65kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体以0.1m/s的速度匀速上升1m的过程中，额外功为200J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取N/kg，则下列说法正确的是（ ） A．滑轮组的机械效率约为66.7% B．地面对工人的支持力大小N C．工人做功的功率为W D．工人站在地面上能用这个滑轮组匀速提升重力为1000N的物体 7．（2024北京人大附中初三一模）用如图所示的滑轮组提起物体A，当卷扬机用500N的力拉钢丝绳，使物体A在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重及摩擦，下列判断正确的是（　　） A．物体A的重力为400N B．动滑轮的重力为200N C．卷扬机做的有用功为1200J D．卷扬机做功的功率为120W 二、多选题 8．（2024北京通州初三一模）工人利用如图所示的滑轮组将一批不同质量的货物提升至高处。小华和小强是一个工作组，一人负责运送货物并将货物挂在滑轮上，另一人负责拉动绳子自由端。按照工作要求，他俩可以互换岗位，但不能同时做相同的工作。在图中，当小华站在水平地面上用竖直向下的拉力匀速提升质量为70kg的货物时，他对绳子的拉力为366N。已知小华的重力为600N，小强的重力为800N，不计轮与轴的摩擦和绳重，g取10N/kg。则下列说法正确的有（　　） A．动滑轮的重力为32N B．小华用滑轮组一次能将120kg的货物匀速提升至高处 C．小强竖直向下拉动绳子，使120kg的货物以0.2m/s的速度匀速上升时，小强拉力的功率为246.4W D．该小组使用该滑轮组匀速提升货物时，能够达到的最大机械效率为98% 9．（2024北京朝阳初三一模）用如图所示的电动起重机提升质量为120kg 的物体，其中绳子左端固定在装置外壳上，绳子自由端连接在电动机转轴上。绳子自由端在拉力F 的作用下，使物体以0.1m/s的速度匀速上升10s。在此过程中，拉力F 为750N，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为300N B．拉力F做功为1200J C．动滑轮的机械效率为80% D．动滑轮的有用功率为120W 10．（2024北京丰台初三一模）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下的拉力F拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知该工人重650N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程下列说法正确的是（　　） A．物体A的重力为500N B．绳子自由端拉力的功率为100W C．该工人对地面的压力为400N D．支架受到滑轮组的拉力为800N 三、综合题 11．（2024北京西城初三一模）如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重为800N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F，物体A被竖直匀速提升0.5m，用时5s，此时，工人对水平地面的压力为100N。已知：工人重为600N。不计绳重和轴摩擦。 （1）画出图中工人的受力示意图； （2）求工人对绳端的拉力； （3）求绳端拉力的功率； （4）求该滑轮组的机械效率。 12．（2024北京人大附中初三一模）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为，此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，不计滑轮组的绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）画出工件的受力示意图； （2）工人对绳的拉力大小； （3）滑轮组的机械效率。 四、计算题 13．（2024北京平谷初三一模）在建筑工地，用如图甲所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。电动机用800N的力拉钢丝绳，在0~20s的过程中，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙所示，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。求： （1）在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功； （2）电动机对钢丝绳拉力做功的功率； （3）货物的重力。 14．（2024北京大兴初三一模）在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥的情境如图所示。某次提升水泥的过程中，电动机用30s的时间，将8袋水泥一起匀速提升6m，已知电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg，吊篮和绳子的质量忽略不计。求： （1）拉力F做功的功率； （2）滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。 2023北京初三一模物理汇编 滑轮组的机械效率 一、多选题 1．（2023北京石景山初三一模）如图甲所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其底面积为0.2m2，质量为50kg，卷扬机对绳子竖直向上的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为500N的物体A，经过2s物体A被提升了20cm。取g=10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率是60W B．动滑轮所受的重力为100N C．提升物体A时，动滑轮的机械效率约为83.3% D．提升物体A时，卷扬机对工作台面的压强为2500Pa 2．（2023北京东城初三一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升。已知物体A重550N，每个滑轮重均为50N，不计滑轮组的绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为120W B．支架对定滑轮的作用力为900N C．2s内滑轮组对物体A做的功为220J D．油轮组提升货物A的机械效率为61.1% 3．（2023北京燕山初三一模）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用的力竖直向上拉动绳子，使货物以的速度匀速上升。已知工人体重为，货物重为，货物与地面的接触面积为。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为 B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为 C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90% D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为 4．（2023北京海淀初三一模）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机拉力F所做的功W随时间t的变化关系图线分别为图乙中的a、b、已知两个滑轮的质量相等，两次提升时物体上升的速度均为0.2m/s，物体A的质量为180kg，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．物体B的质量为80kg B．提升物体A时滑轮组的机械效率为80% C．提升物体A时支架受到定滑轮的拉力为3200N D．相同时间内，滑轮组提升物体A时做的额外功大于提升物体B时做的额外功 5．（2023北京门头沟初三一模）如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为240kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为80% ，g 取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．牵引车的速度是0.8m/s B．5s拉力F做的功为4000J C．动滑轮所受的重力为600N D．拉力F的功率为1200W 二、单选题 6．（2023北京朝阳初三一模）如图所示，用动滑轮把重90N的沙子从一楼地面运上二楼地面，每层楼高3m，动滑轮重10N。第一次用桶装沙子，桶重20N，第二次用布袋装沙子，布袋重5N，两次用时均为10s。下列说法错误的是（　　） A．第一次人对绳子的拉力为60N B．第二次动滑轮做的有用功为285J C．第二次人拉绳子的功率为31.5W D．第一次动滑轮的机械效率为75% 7．（2023北京房山初三一模）如图是利用滑轮组匀速提升圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，每个滑轮重为150N，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为1000N。圆柱体M在绳端拉力F作用下，以0.1m/s的速度匀速上升，在这个过程中，拉力F的功率为150W，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T。不计绳重、轮与轴的摩擦，下列选项中正确的是（　　） A．拉力F的大小为750N B．拉力T的大小为1650N C．滑轮组的机械效率η为90% D．该滑轮组能够提升的最大物重为2700N 8．（2023北京西城初三一模）如图所示，工人站在水平地面上用滑轮组提升货箱。工人用力拉绳子，使货箱以0.08m/s的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为90%。已知工人体重为600N，货箱重为810N，绳子所能承受的最大拉力为1000N。若不计滑轮组的绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．提升货箱时，此工人的拉力为300N B．提升货箱时，此工人对地面的压力为1050N C．提升货箱过程中，此工人拉力的功率为36W D．此工人使用该滑轮组可以提升重为1100N的货箱 三、计算题 9．（2023北京丰台初三一模）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物重4.5 N，绳子自由端的拉力F为1.5 N。在0~2 s的过程中，求： （1）有用功； （2）拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率。 2022北京初三一模物理汇编 滑轮组机械效率 一、多选题 1．（2022·北京大兴·一模）用如图甲所示的滑轮组提升物体，已知被提升的物体M质量为73kg，作用在绳子自由端竖直向下的拉力F=400N，绳子自由端沿竖直方向运动的距离随时间变化的关系如图乙所示，g=10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．动滑轮的重力为70N C．拉力F的功率为100W D．滑轮组提升物体M的机械效率为91.25% 2．（2022·北京丰台·一模）如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用400N竖直向下的拉力拉动绳子自由端使物体A匀速上升，物体上升的高度随时间变化的关系如图乙中图线所示。已知物体A重720N，两个滑轮的质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。在0~20s的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．绳子自由端拉力的功率为160W C．支架受到滑轮组的拉力为880N D．滑轮组的机械效率为90% 3．（2022·北京房山·一模）如图所示，是工人使用滑轮组提升建筑材料的示意图，工人在绳子自由端施加竖直向下的拉力F为600N，使重1000N的建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．建筑材料上升的速度是0.4m/s B．动滑轮所受的重力为200N C．拉力F的功率是240W D．滑轮组的机械效率约为83.3% 4．（2022·北京门头沟·一模）质量为60kg的工人站在水平地面上，利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将一质量为80kg的重物A以0.1m/s的速度匀速上升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（g取10N/kg）。对此工作过程及装置以下说法正确的是（　　） A．动滑轮重为200N B．工人对绳的拉力做功1000J C．拉力F的功率为50W D．工人对地面的压力为100N 5．（2022·北京海淀·一模）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，下列说法中正确的是（　　） A．1s内滑轮对物体A做的有用功为1800J B．动滑轮的质量为50kg C．提升物体A时，动滑轮的机械效率为90% D．提升物体A时，工作台面对卷扬机的支持力为3000N 6．（2022·北京西城·一模）如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　  ） A．工人的体重不能小于900N B．动滑轮所受的重力为100N C．绳端拉力F的功率为200W D．该滑轮组的机械效率为80% 二、单选题 7．（2022·北京顺义·一模）用如图甲所示的滑轮组和卷扬机打捞水中的物体，动滑轮的重力为100N，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。当使用这个装置提升重为900N的物体A时，A浸没在水中被竖直匀速提升，已知物体A的体积V为2×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。对于提升A（A未露出水面）的过程，下列判断正确的是（　　） A．卷扬机对绳子的拉力大小为500N B．滑轮组的机械效率为90% C．物体A受到的浮力大小为900N D．动滑轮对A的拉力的功率为52.5W 三、计算题 8．（2022·北京东城·一模）图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率P为200W，不计绳重和摩擦。求： （1）有用功W有； （2）动滑轮的重力G动； （3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。 9．（2022·北京石景山·一模）如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为，拉力F的功率为P，动滑轮的机械效率为％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取。求： （1）拉力F的大小； （2）平台对卷扬机的支持力； （3）拉力F的功率P； （4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？ 10．（2022·北京平谷·一模）小明体重600N，用如图所示滑轮组匀速竖直向上提升800N的重物A，提升的过程中，小明用竖直向下的力匀速拉动绳子，使物体A在2s内上升0.8m。已知小明拉力的功率为400W。求： （1）机械效率； （2）人对地面的压力。 11．（2022·北京朝阳·一模）如图所示，用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A 以0. lm/ s的速度匀速上升的过程中，电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，g 取10N/ kg。求： （1）物体A受到的重力G； （2）电动机对绳子自由端的拉力F； （3）该滑轮组的机械效率η。 12．（2022·北京通州·一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，在其自由端施加竖直向下的拉力F，使重为360N的物体A匀速竖直上升了1m，用时5s，滑轮组的额外功为40J。在此过程中，求： （1）滑轮组的有用功W有； （2）滑轮组的机械效率η； （3）拉力F的功率P。 四、填空题 13．（2022·北京延庆·一模）如图所示，是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，物体A重800N，在卷扬机对绳子的拉力作用下，绳自由端在50s的时间里匀速竖直上升了20m。在这个过程中，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳自由端的拉力是_____________N，动滑轮的机械效率是_________。 2024北京初三一模物理汇编 滑轮组机械效率 参考答案 1．C 【详解】A．提升货物过程中，起重车对水平地面的压强 故A错误； B．由图丙可知，货物在10s内上升了2.5m，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×2.5m=7.5m 拉力所做的功 W总=Fs=5×103N×7.5m=3.75×104J 则拉力的功率 故B错误； C．拉力所做的有用功 W有=Gh=1.2×104N×2.5m=3×104J 滑轮组的机械效率 故C正确； D．若不计绳子重和摩擦，由题意可知 则 但题干未说不计绳重于摩擦，因此动滑轮重小于3000N。故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．大木料下放置小圆木是通过用滚动代替滑动的方式来减小摩擦，故A错误； B．支架下垫有石块是为了增大受力面积减小地面所受的压强，故B错误； C．工人使用的横杆动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故C正确； D．抬起大木料的过程中使用横杆可以省力，因任何机械的机械效率都不可能达到或超过100%，所以不能省功，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率 动滑轮和杆的总重 动滑轮的总重力小于10N，故A错误； B．有用功 W有=Gh=40N×1m=40J 故B错误； C．手柄处绳子拉力做的功 拉力做功的功率 故C正确； D．不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率 将衣物匀速提升0.5m时，被提升物体的重力G和动滑轮和杆的重力G动杆都没有发生变化，因此滑轮组的机械效率不变，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．由图可知，n=2，不计绳子和摩擦，动滑轮重力为 解得，题目并未说明不计绳子和摩擦，所以动滑轮的重力小于200N，故A错误； B．滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s，即绳子自由端移动的速度为 则物体A上升的速度为0.1m/s，故B错误； C．拉力F的功率 故C正确； D．滑轮组的机械效率 故D错误。 故选C。 5．C 【详解】AC．由图可知，滑轮组的绳子段数为2，则绳子自由端移动的距离为 则拉力所做的总功为 提升重物所做的有用功为 则滑轮组的机械效率为 故A错误，C正确； B．克服动滑轮的重力所做的功为额外功，即 则动滑轮的重力为 故B错误； D．根据可知，有用功越大，滑轮组的机械效率越高。绳子能够承受的最大拉力为300N，则动滑轮受到向上的力最大为 与绳子向上的拉力平衡的力为动滑轮的重力和物体的重力，则物体的重力最大为 则能达到的最大机械效率为 故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．在物体以0.1m/s的速度匀速上升1m的过程中，额外功为200J，绳重和摩擦均可忽略不计，只需要考虑克服动滑轮重力做功，则动滑轮重为 滑轮组的机械效率约为 故A错误； B．从滑轮组可知，一共有两段绳子分担动滑轮重，故n=2，则绳子的拉力为 对人进行受力分析，人受到了向下的重力，还受到了地面对人的支持力，受到了绳子的拉力为400N，故地面对人的支持力为 故B错误； C．工人做功的功率为 故C错误； D．根据工人的重力可知，人能够提供的最大拉力为 这个滑轮组能够匀速提升最大物重为 1000N小于1100N，故工人站在地面上能用这个滑轮组匀速提升重力为1000N的物体，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】D．由图可知，承重的绳子段数n=3，卷扬机拉力端移动的距离 卷扬机做的总功为 由可得，卷扬机做功的功率为 故D错误； AC．已知滑轮组的机械效率为80%，由 可得，卷扬机所做的有用功 由W有用=Gh可得，物体的重力 故A错误，C正确； B．若忽略绳重和摩擦，由 可得，则动滑轮的重力为 故B错误。 故选C。 8．ACD 【详解】A．由题可知，货物的重力为 动滑轮上的绳子有两段，则 解得，故A正确； B．小华的重力为600N，则他对绳子的拉力最大为600N，能够提升的重力为 120kg的货物的重力为 因为还有动滑轮的重力，所以小华用滑轮组一次不能将120kg的货物匀速提升至高处，故B错误； C．小强对绳子的拉力为 小强拉力的功率为 故C正确； D．由题可知拉力最大为800N，则所能提升货物的最大重力为 能够达到的最大机械效率为 故D正确。 故选ACD。 9．CD 【详解】A．物体重力为 由图可知，有效承担物重的绳子段数，不计绳重和摩擦，动滑轮重力为 但题中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力小于100N，故A错误； B．物体上升高度为 绳子自由端移动距离为 则拉力F做功为 故B错误； C．动滑轮的机械效率为 故C正确； D．动滑轮的有用功率为 故D正确。 故选CD。 10．BCD 【详解】A．由图可知 由图象可知，当拉力F所做的功W是100J时，做功时间是1s，由题意可知，物体A以0.2m/s的速度匀速上升，所以物体上升的高度 由可知，拉力移动的距离 由可知，拉力的大小是 因提升过程中滑轮组的机械效率为90%，根据 可知 则物体A的重力为 故A错误； B．物体A以0.2m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度 绳子自由端拉力的功率 故B正确； C．由力作用的相互性可知，绳子对人向上的拉力等于人对绳子向下的拉力，则该工人对地面的压力 故C正确； D．不计滑轮组的绳重和摩擦，由 可得，动滑轮的重力 两个滑轮质量相等，其重力相等，则定滑轮的重力也为50N，物体间力的作用是相互的，且定滑轮处于静止状态，则支架受到滑轮组的拉力 故D正确。 故选BCD。 11．（1）；（2）500N；（3）100W；（4）80% 【详解】解：（1）工人站在水平地面上，处于静止状态，工人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，如下图所示： （2）工人在竖直方向处于平衡状态，所以工人对绳端的拉力为 F拉=F=G工人-N=600N-100N=500N （3）物体移动的速度为 绳端拉力的功率 P=Fv绳=F·2vA=500N×2×0.1m/s=100W   （4）该滑轮组的机械效率为 η= 答：（1）见解析； （2）工人对绳端的拉力为500N ； （3）绳端拉力的功率为100W； （4）该滑轮组的机械效率为80%。 12．（1）；（2）100N；（3）75% 【详解】（1）工件在竖直方向上受重力和支持力，水平方向上受拉力和摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，拉力和摩擦力是一对平衡力，如图所示： （2）工人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，大小相等，则地面对人的支持力 工人的重力 工人对绳的拉力 （3）动滑轮的重力 不计滑轮组的绳重和摩擦，与工件相连的绳子的拉力大小 滑轮组的机械效率 13．（1）4800J；（2）480W；（3）2160N 【详解】解：（1）由图可知，动滑轮上绳子的有效段数为3，由图可知，在10s内建筑材料匀速上升2m，钢丝绳移动距离 在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功 （2）电动机对钢丝绳做功的功率为 （3）由得，电动机做的有用功 电动机做的有用功即为建筑材料提升过程中克服重力做的功，即可得 答：（1）在10s内电动机对钢丝绳拉力所做的功4800J； （2）电动机对钢丝绳拉力做功的功率480W； （3）货物的重力2160N。 14．（1）960W；（2）83.3% 【详解】解：（1）拉力F做功的功率 （2）滑轮组的机械效率 滑轮组的机械效率 答：（1）拉力F做功的功率为960W； （2） 滑轮组的机械效率为83.3%。 2023北京初三一模物理汇编 滑轮组的机械效率 参考答案 1．AC 【详解】A．由题意可得，物体提升的速度为 动滑轮上有两股绳，则绳子的速度为 由图可得，当绳子的速度为0.2m/s时，绳子的拉力为F=300N，由P=Fv可得拉力F的功率为 P=Fv=300N×0.2m/s=60W 故A正确； B．由于绳子与滑轮间有摩擦力的存在，所以由题意可得，绳子的拉力为 结合上述分析可得 动滑轮所受的重力小于100N，故B错误； C．设A提升高度为h，由上述分析可得，总功为 有用功为 动滑轮的机械效率为 故C正确； D．提升物体A时，卷扬机对工作台面的压力为 F压=GA+F=500N+300N=800N 提升物体A时，卷扬机对工作台面的压强为 故D错误。 故选AC。 2．AC 【详解】A．物体A重550N，每个滑轮重均为50N，动滑轮上的绳子段数n=2，不计滑轮组的绳重和摩擦，绳子自由端拉力 物体A上升的速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度 v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s 绳子自由端拉力的功率 P=Fv绳=300N×0.4m/s=120W 故A正确； B．对支架受力分析可得，支架受到滑轮组的拉力和定滑轮的重力 F拉=3F+G定=3×300N+50N=950N 故B错误； C．2s内物体A运动的高度 h=v物t=0.2m/s×2s=0.4m 滑轮组对物体A做的功 W=Gh=550N×0.4m=220J 故C正确； D．滑轮组的机械效率 故D错误。 故选AC。 3．BC 【详解】A．第一次拉动绳子时，工人对对水平台面的压力 故A错误； B．第二次匀速拉动绳子时，由图可知，承担物重绳子的段数为3段，可得 解得 第一次拉动绳子时，绳子对货物的拉力 第一次拉动绳子时，货物对地面的压力 第一次拉动绳子时，货物对地面的压强 故B正确； C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率 故C正确； D．绳子自由端的速度 第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率 故D错误。 故选BC。 4．AC 【详解】A．由题意知，物体A的重力为 由图乙可知，拉物体A时拉力的功率为 提升重物的绳子有两段，由P=Fv，可知，提升物体A时，绳端的拉力为 动滑轮的重力为 拉物体B时，拉力的功率为 提升物体B时，绳端的拉力为 动滑轮的重力为200N，则物体B的重力为 则物体B的质量为 故A正确； B．由可知，提升物体A时滑轮组的机械效率为 故B错误； C．由图甲可知，定滑轮上有3根绳子，每根绳子的拉力为1000N，两个滑轮的质量相等，则提升物体A时支架受到定滑轮的拉力为 故C正确； D．不计绳重与摩擦，提升物体做的额外功等于动滑轮做的功，动滑轮的重力不变，两次提升物体上升的速度相等，则相同时间内，动滑轮被提升的高度相同，则额外功相同，故D错误。 故选AC。 5．CD 【详解】BC．重物的重力 由图可知，n=3，由 可得，拉力的大小 滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，由 可得，动滑轮所受的重力 5s拉力F做的功 故B错误，C正确； AD．车的速度等于绳端移动的速度 拉力F的功率 故A错误，D正确。 故选CD。 6．B 【详解】A．由可知，第一次人对绳子的拉力为 故A正确，不符合题意 B．由可知，第二次动滑轮做的有用功为 故B错误，符合题意； C．第二次做的额外功为 第二次做的总功为 由可知，第二次人拉绳子的功率为 故C正确，不符合题意； D．第一次动滑轮做的有用功为 第一次做的额外功为 第一次做的总功为 第一次动滑轮的机械效率为 故D正确，不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】A．由图示知，滑轮组承重绳子为3根，则绳子端移动的速度 据P=Fv得，拉力 故A错误； B．定滑轮静止，受到竖直向上的钢架的拉力作用及竖直向下的重力、两根绳子的拉力作用，处于平衡状态，这三个力是平衡力，所以钢架的拉力 T=G定+2F=150N+2×500N=1150N 故B错误； C．不计绳重及摩擦时，据得，圆柱体的重力 滑轮组的机械效率 故C正确； D．绳子能承受的最大拉力F大=1000N，滑轮组能提升的最大物重 故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 此时滑轮组的机械效率为90%，即 解得动滑轮的重力G动=90N，提升货箱时，此工人的拉力为 故A错误； B．提升货箱时，此工人受到的支持力 F支=G人-F=600N-450N=150N 由力的作用相互性可知此工人对地面的压力为 F压=F支=150N 故B错误； C．自由端绳子移动的速度 v=2v物=2×0.08m/s=0.16m/s 提升货箱过程中，此工人拉力的功率为 故C错误； D．工人体重为600N，绳子所能承受的最大拉力为1000N，则提升货箱的最大拉力是600N，提升货箱的最大重力 G大=2F大-G动=2×600N-90N=1110N 此工人使用该滑轮组可以提升重为1100N的货箱，故D正确。 故选D。 9．（1）0.45J；（2）0.3W；（3）75% 【详解】解：（1）由图像可知，物体上升的高度为0.1m，有用功为 （2）由图像可知，绳子自由端移动的距离为0.4m，拉力做的总功为 由图像可知，做功的时间为2s，拉力的功率为 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）有用功为0.45J； （2）拉力F的功率为0.3W； （3）滑轮组的机械效率为75% 2022北京初三一模物理汇编 滑轮组机械效率 参考答案 1．AD 【详解】A．如图所示，当绳子自由端移动的距离为，，其速度为 故A正确； B．提升的物体重为 如图所示，2段绳子承担重力，如果不考虑摩擦及绳子重，则动滑轮的重力为 所以考虑摩擦及绳子重，则动滑轮的重力小于70N。故B错误； C．拉力F的功率为 故C错误； D．如图所示，滑轮组提升物体M的机械效率为 故D正确。 故选AD。 2．BD 【详解】A．物体上升的速度 由图可知n=2，绳子自由端移动的速度为 v=nvA=2×0.2m/s=0.4m/s 故A错误； B．绳子自由端拉力的功率为 故B正确； C．动滑轮的重力 G动=nF-G=2×400N-720N=80N 由两个滑轮质量相等和G=mg可知，定滑轮的重力 G定=G动=80N 以定滑轮为研究对象进行受力分析可知，定滑轮受到竖直向上的支架对它的拉力、竖直向下的重力和三股绳子向下的拉力作用处于平衡状态，由定滑轮受到的合力为零可得 F拉=G定+3F=80N+3×400N=1280N 因支架对定滑轮的拉力和支架受到滑轮组的拉力是一对相互作用力，所以，支架受到滑轮组的拉力 F拉′=F拉=1280N 故C错误； D．滑轮组的机械效率 故D正确。 故选BD。 3．BCD 【详解】A．建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，则建筑材料上升的速度为 故A错误； B．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，则有 即 则 G动=200N 故B正确； C．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，则绳自由端通过的距离为 s=23m=6m 则拉力做的功为 W总=Fs=600N6m=3600J 则拉力F的功率是 故C正确； D．有用功为 拉力做的总功为 W总=3600J 滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选BCD。 4．BD 【详解】B．重物的质量为80kg，则重物的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 重物上升1m，则有用功 W=Gh=800N×1m=800J 由图可知，动滑轮上的绳子段数是2段，该滑轮组的机械效率为80%，由可知，滑轮组做的总功是 即工人对绳的拉力做功1000J，故B正确； C．绳子自由端移动的距离 s=nh=2×1m=2m 则绳子自由端的拉力 绳子自由端移动的速度 v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s 拉力F的功率 P=Fv=500N×0.2m/s=100W 故C错误； A．若不计摩擦和绳重，由可得，动滑轮的重力 G动=2F-G=2×500N-800N=200N 由于实际上绳重和摩擦是存在的，则动滑轮重不等于200N，故A错误； D．因工人受到竖直向上的支持力和拉力以及竖直向下的重力而处于平衡状态，所以工人受到地面的支持力 F支持=G人-F=mg-F=60kg×10N/kg-500N=600N-500N=100N 又因工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力等于地面对人的支持力，即100N，故D正确。 故选BD。 5．BCD 【详解】A．1s内物体A被竖直匀速提升了 h=20cm=0.20m 1s内滑轮对物体A做的有用功为 故A错误； B．1s内卷扬机做的总功 W总=Pt=1000W×1s=1000J 1s内卷扬机做的额外功 W额外= W总- W有用=1000J-900J=100J 不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功就是全部的额外功，则动滑轮的重力为 动滑轮的质量为 故B正确； C．提升物体A时，动滑轮的机械效率为 故C正确； D．不计绳重和摩擦的情况下，提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力为 卷扬机受到绳子的拉力和卷扬机对绳子的拉力为相互作用力，大小相等方向相反，即卷扬机受到绳子的拉力 F′= F=2500N 卷扬机受到重力为 G′=mg=50kg×10N/kg=500N 由于卷扬机受到重力、绳子的拉力和支持力的作用，由三力平衡可知，工作台面对卷扬机的支持力为 N= G′+ F′=500N+2500N=3000N 故D正确。 故选BCD。 6．BC 【详解】B．不计绳重和摩擦，额外功来自于克服动滑轮的重力做功，动滑轮的重力为 故B正确； AC．同一根绳子上的力相等，由图可知与动滑轮相连的绳子根数为2，对动滑轮受力分析，动滑轮受向下的物体重力和动滑轮的重力，受到2根绳子向上的拉力，即 所以绳子的拉力为 绳子的拉力不能大于工人的重力，否则把工人会从地面拉起，故工人的体重不能小于500N。绳子移动的速度为 绳端拉力F的功率为 故A错误，C正确； D．该滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选BC。 7．D 【详解】AC．物体A浸没在水中受到的浮力为 卷扬机对绳子的拉力大小为 故AC错误； B．由图甲可知，动滑轮上绳子的段数n为2，滑轮组的机械效率为 故B错误； D．由乙图可知，当拉力为400N时，绳子的速度为0.15m/s，则动滑轮对A的拉力的速度为 动滑轮对A的拉力的功率为 故D正确。 故选D。 8．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）物体A匀速直线上升，以物体A为研究对象，其受力分析如图1所示，所受拉力T与其重力G二力平衡 所以有T=GA，故动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为 （2）根据可知，物体运动的速度为 由动滑轮特点可知，绳子末端移动距离是物体移动的二倍，运动时间相同，故绳子末端运动的速度时物体速度的二倍，速度为 根据 可得物体运动过程中所受牵引力大小为 以动滑轮和物体A为研究对象，其受力分析如图2所示 可得 故动滑轮重力为 （3）卷扬机做的总功为 则动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为 答：（1）有用功W有为8000J； （2）动滑轮的重力G动为200N； （3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为80%。 9．（1）240N；（2）840N；（3）960W；（4）85％ 【详解】解：（1）由图甲可知，绳子的段数为2段，则s=2h，所以 由于动滑轮的机械效率为η=75％，物体的重力为G=360N，则 解得：拉力F=240N。 （2）卷扬机受到重力、绳子的拉力和平台对它的支持力，且卷扬机处于静止状态，则平台对卷扬机的支持力 F支=G机+F=600N+240N=840N （3）2s内运动的高度为4m，则2s内绳子移动的距离为 s=2×4m=8m 2s内拉力做功为 拉力F的功率为 （4）吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，这种情况下，则 ，由于n=2，则 若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是Gm=680N，此时动滑轮提升重物的机械效率是 答：（1）拉力F的大小为240N； （2）平台对卷扬机的支持力为840N； （3）拉力F的功率为960W； （4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是85％。 10．（1）80%；（2）100N 【详解】解：（1）滑轮组做的有用功为 小明拉力做的功为 机械效率 （2）绳子的拉力为 根据力的相互性，绳子拉人的力也为500N，故人对地面的压力 答：（1）机械效率为80%； （2）人对地面的压力为100N。 11．（1）2×104N；（2）8000N；（3）83.3% 【详解】解：（1）物体A的质量为2×l03kg，则重力 （2）动滑轮上的绳子段数为3段，物体A以0.lm/s的速度匀速上升，则绳端的移动速度是 电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，则绳端拉力               （3）物体A上升时的功率 滑轮组的机械效率               答：（1）物体A受到的重力是2×104N； （2）绳子自由端的拉力是8000N； （3）滑轮组的机械效率是83.3%。 12．（1）360J；（2）90%；（3）80W 【详解】解：（1）物体的重力G=360N，提升的高度h=1m，则滑轮组的有用功为 W有=Gh=360N1m=360J （2）滑轮组的额外功W额=40J，可知滑轮组的总功为 W总=W有+W额=360J+40J=400J 则滑轮组的机械效率为      （3）时间t=5s，可知拉力的功率为 答：（1）滑轮组的有用功W有为360J； （2）滑轮组的机械效率η为80%； （3）拉力F的功率P为80W。 13．     500     80% 【详解】[1]拉力做的总功 W总=P总t=200W×50s=1×104J 绳自由端的拉力 [2]由图可知n=2，建筑材料上升的高度 有用功 W有=Gh=800N×10m=8000J 动滑轮的机械效率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$