内容正文:
物 理
第十二讲 简单机械
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
考点1 滑轮与滑轮组
1.(2024·庐江县三模)使用如图所示的滑轮匀速提起重为10 N的物体,以滑轮为参照物,物体是 (选填“运动”或“静止”)的。当绳子自由端被提升2 m时,物体提升____ m;若不计摩擦和滑轮重力,则拉力F1大小为 N。
5
1
静止
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
2.(2024·合肥二模)如图所示,绳重和动滑轮自重忽略不计,两图中物体重力相同,则F甲∶F乙= 。
4∶1
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3.(2024·宣城模拟)如图所示,物体A在水平桌面上,绳重及绳与动滑轮的摩擦不计,动滑轮重为4 N。当B物体重力为10 N时,它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左做匀速直线运动,则这个力F大小应为 N。
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4.(2024·江苏无锡期中)如图是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是 ;若衣服和晾衣架的总重为120 N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳末端的拉力F= N。
30
B
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5.(2024·定远县校级一模)如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是( )
A
A B C D
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6.(2024·安徽淮南期中)如图所示是吊装工具示意图,杠杆AB的支点为O,物体M为重5 000 N的配重,OA∶OB=1∶2,每个滑轮重100 N。重700 N的工人用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。求:
(1)工人对地面的压力。
(2)物体M对地面的压力。
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解:(1)工人用300 N的力竖直向下匀速拉动绳子时,绳子对工人竖直向上的拉力也等于300 N,工人对地面的压力等于地面对工人的支持力,F1=F支=G人-F拉=700 N-300 N=400 N。
(2)A端受到向下的拉力FA=3F拉+G定=3×300 N+100 N=1 000 N,B端受到向下的拉力FB==500 N,物体M受到绳子的拉力F'拉=FB=500 N,物体M对地面的压力等于地面对物体M的支持力,即F压=F支=GM-F'拉=5 000 N-500 N=4 500 N。
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
考点2 机械效率的计算
7.(2024·阜阳二模)如图是某电梯的工作原理图,A、B为滑轮,F为电动机对滑轮组施加的拉力。若人的重力为600 N,电动机带动轿厢匀速上升时,拉力F为1 250 N。则电梯的机械效率为 。
24%
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8.(2024·安徽模拟)如图所示,在绳子的自由端施加15 N的水平拉力F。使重为30 N的物体匀速移动1 m,已知物体与地面间的滑动摩擦力为27 N,该滑轮组的机械效率为 %。
90
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9.(2024·包河区校级二模)如图所示,斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500 N的力,将重800 N的货物沿斜面匀速推上车厢,不考虑斜面形变,斜面的机械效率为 。
80%
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10.(2024·芜湖模拟)一人用50 N的力往下按杠杆,把一个重为180 N的物体举高0.5 m,若该杠杆的机械效率是90%,则这个人所做的额外功是 J,这个人将杠杆按下了 m。
2
10
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11.(2024·庐江县三模)如图所示,用滑轮组提升重物时,将重600 N的物体在10 s内匀速提升了2 m,已知动滑轮重为100 N(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中正确的是( )
A.绳子自由端拉力移动的速度为0.6 m/s
B.绳子自由端拉力F的大小为300 N
C.绳子自由端拉力F的功率为150 W
D.滑轮组的机械效率为85.7%
D
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12.为了将重为G=20 N的物体A水平向右匀速拉动1 m,小聪和小明分别采用如下方法:小聪直接对A施加水平向右的拉力F1=18 N;小明利用滑轮组,拉细线的力为F2=10 N。关于用滑轮组拉物体的过程,下列判断正确的是( )
A.有用功为20 J B.总功为10 J
C.额外功为18 J D.机械效率为60%
D
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13.(2024·太和县一模)如图所示,在斜面上将一个重9 N的物体从A处匀速拉到B处,沿斜面向上的拉力F=3 N,此过程中( )
A.木块所受的重力和支持力是一对相互作用力
B.这个斜面装置没有省力
C.对重物做的有用功为0.9 J
D.斜面的机械效率是75%
D
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14.(2024·重庆九龙坡模拟)小明同学利用如图所示滑轮组竖直匀速提升重物,已知重物质量是30 kg,拉力大小为125 N,物体5 s内上升了1 m,不计摩擦和绳重,g取10 N/kg,下列有关说法中正确的是( )
A.物体移动的速度为0.6 m/s
B.小明同学拉绳子的功率为75 W
C.滑轮组所做有用功为600 J
D.该滑轮组的机械效率约为83.3%
B
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15.(2024·合肥模拟)建筑工地用如图1所示的装置提升重物A,电动机拉动绳子的功率保持不变,电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。重物A以0.1 m/s的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦。下列分析与计算正确的是(g=10 N/kg)( )
A.重物A以0.1 m/s的速度匀速上升时,电动机对绳子的拉力为600 N
B.重物A的重力为600 N
C.动滑轮重为120 N
D.匀速提升108 kg的重物B时,重物B在30 s上升的高度为4.5 m
C
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B
D
C
A
16.(2024·天长市三模)如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,不计绳重和摩擦。现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的( )
B
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
17.(2024·蚌埠模拟)如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500 N的推力,将底面积8 dm2重800 N的货物从A点匀速推至B点;再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s,到达C点。已知AB长3 m,BC长1.2 m,距地面高1.5 m。试求:
(1)水平推力做功的功率。
(2)斜面的机械效率。
(3)在斜面上运动时受到的阻力。
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
解:(1)水平推力做的功W=FsBC=100 N×1.2 m=120 J,推力做功功率P==24 W。
(2)在斜面上推力做的有用功W有用=Gh=800 N×1.5 m=1 200 J,推力做的总功W总=F's=500 N×3 m=1 500 J,斜面的机械效率η=×100%=×100%=80%。
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
(3)推力做的额外功W额=W总-W有用=1 500 J-1 200 J=300 J,由W额=fs可得在斜面上运动时受到的阻力f==100 N。
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考点3 测量滑轮组的机械效率
18.(2024·芜湖模拟)测滑轮组的机械效率,先用已调好的弹簧测力计测出钩码所受的重力G,然后按照如图所示组装好实验器材,记下钩码及绳自由端的初位置。拉动弹簧测力计使所受重力为G的钩码升高时,用弹簧测力计测出绳自由端所受到的拉力F;用刻度尺分别测出钩码被提升的高度h和绳自由端移动的距离s,并将F、h和s记录在数据记录表格中。
第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
(3)用公式η=×100%=×100%计算机械效率的条件是 ,得到的结果 (选填“大于”“等于”或“小于”)用η=×100%=×100%计算出的结果。
大于
(1)在钩码升高的过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)保持此装置不变,更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G,滑轮组的机械效率将 。
不计绳重和轴摩擦
变大
匀速
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