内容正文:
甘肃
物 理
分层练习册
1
模块四 力学
第十二单元 简单机械
第2节 滑轮 斜面 机械效率
2
一阶 基础达标练
3
一、选择题
1.(2025烟台)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图
所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是 ( )
C
第1题图
是定滑轮,可以省力
B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向
D. 是动滑轮,可以改变力的方向
4
2.(2024盐城)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 ( )
A
A. B. C. D.
5
3.如图是甲、乙两个滑轮使用方法的示意图。下列说法不正确的是 ( )
B
第3题图
A. 甲滑轮是动滑轮
B. 使用甲滑轮时,如果不计绳重和摩擦,就可以省一半的力
C. 乙滑轮是定滑轮,使用时可以改变力的方向,但不能省力
D. 甲图中绳端移动的距离是物体移动距离的二倍
6
4.(2025广元)用如图所示的滑轮组将重450 N的物体M 沿水平地面匀速拉
动1 m,绳子末端拉力F大小为40 N,物体M 所受摩擦力大小是物重的0.2倍。
则下列说法错误的是 ( )
C
第4题图
A. 物体所受摩擦力方向水平向左
B. 绳子末端移动的距离为3 m
C. 该滑轮组的机械效率为70%
D. 在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
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二、填空题
5.(2025白银三模)在小区改造中,工人用如图所示的滑轮组匀速提升重
为360 N的货物,其中滑轮___(选填“A”或“B”)可以起到省力的作用;不
计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦,则绳子自由端的拉力为_____ N 。
A
180
第5题图
8
6.如图所示,水平向右的拉力作用于物块A,通过动滑轮
拉动着物体B 向右做匀速直线运动,使物体B在3 s内向右
移动了4.5 m。地面对B 的摩擦力大小是4 N,拉力F大小
等于20 N;在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,则物块A受到
的摩擦力大小是____N,移动的速度是_____m/s ,拉力F的功率是____W 。
12
0.75
15
第6题图
9
7.(2025威海)如图所示,用150 N的推力沿斜面向上将重
为500 N 的小车从斜面(高1.2 m,长5 m)底端匀速推到顶端,
用时20 s 。则推力做功为_____J,有用功的功率为____W 。
750
30
第7题图
10
第8题图
8.小明用如图所示的装置将物体匀速提升2 s ,已知小明对绳端
的拉力为200 N(方向不变),且拉力做的功为400 J,若此过
程中的机械效率为80%,则物体的重力为_____N ,物体移动的
速度为____m/s。
320
0.5
11
9.(2025宜宾)某款重力为2 N的电动玩具小车,以P=3 W的功率在水平路
面上匀速运动,此过程中所受摩擦阻力恒为0.6 N ,则匀速运动时的速度v=
___m/s;现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4 m 的路程,对应上升2 m
的高度,此过程中所受摩擦阻力恒为0.5 N ,则玩具小车所用时间t=___s 。
5
2
12
【解析】以P=3 W 的功率在水平路面上匀速运动,此过程中所受摩擦阻力
恒为0.6 N,根据二力平衡条件可知,牵引力也是0.6 N ,根据P =
Fv,有3 W=0.6 N×v,解得速度v=5 m/s;现在小车以相同功率在斜面上
匀速运动4 m的路程,对应上升2 m的高度,有用功 =Gh=2 N×2 m=
4 J,额外功=fs=0.5 N×4 m=2 J,总功 =4 J+2 J=
6 J,则玩具小车所用时间t = =2 s。
13
三、作图题
10.(2025麦积区模拟)甲、乙两位同学用器材测量滑轮组的机械效率,
表格记录了他们实验中的一组数据。请分析表格数据,在图中画出他们实
验时滑轮组绳子的绕法。
钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m
甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3
乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3
第10题图
如答图所示
第10题答图
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四、计算题
第11题图
11.如图所示,体重为400 N的工人通过滑轮组用200 N的拉力F把重为480 N
的物体A缓慢提升了2 m ,不计绳重和摩擦。求:
(1)绳子自由端移动的距离为多少?
解:由图可知,动滑轮上的绳子段数为n=3
故绳子自由端移动的距离s=nh=3×2 m=6 m
(2)动滑轮所受重力为多少?
不计绳重和摩擦,则动滑轮所受的重力=nF-G=3×200 N-480 N=120 N
15
(3)若绳子所能承受的最大拉力为600 N,则滑轮组的最大
机械效率为多少?
工人施加的最大拉力等于工人的重力,由于工人的体重为
400 N,而绳子所能承受的最大拉力为600 N ,则工人对绳
子的最大拉力为400 N,不计绳重和摩擦,工人所能提起的最大物重G′=
nF′- =3×400 N-120 N=1 080 N
滑轮组的最大机械效率η=
90%
第11题图
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二阶 能力提升练
17
12.【学科融合】(2025天津改编)用图甲所示的动滑轮,先后将两个不同
重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图乙所示。第一
次的额外功为900 J ,不计绳重和摩擦,则 ( )
D
第12题图
A. 第二次提升重物时机械效率较高
B. 第二次提升重物时的额外功较大
C. 先后两次提升重物的重力之比为7:9
D. 先后两次提升重物的总功率之比为6:5
18
【解析】由图乙可知,第一次机械效率75%,第二次机械效率 =70%,
所以第一次提升重物时机械效率较高,A错误;不计绳重和摩擦,使用动
滑轮时额外功h,因为动滑轮重力不变,提升高度相同,所以两次
额外功相同, 900 J ,B错误;根据η=
有:第一次:75%=,解得 ;第二次:
,解得 。则,C错误;总功
,,3 000 J。
时间相同,根据P = ,有 。D正确。故选D。
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第13题图
13.(2025新疆)如图所示,若一根重心在B 点的木棒
可绕O点无摩擦转动,在D点施加竖直向上的力缓慢
提升重物。已知木棒的长度为1 m ,将同一重物分别
挂在A点、B点、C点时,重物被提升的高度分别为0.1 m、0.2 m、0.3 m,
对应的机械效率分别为、、 。则 ( )
A
A. B.
C. D.
20
【解析】重物挂在A点,则重物被提升的高度为=0.1 m,该过程中的有
用功 ,杠杆重心提升的高度为,由几何关系可知, ,
额外功;重物挂在B 点,则重物被提升的高度为0.2 m,
该过程做的有用功 ,杠杆重心提升的高度亦为 0.2 m,额
外功 。则, ,则
1,由于机械效率,可得
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;重物挂在C点,则重物被提升的高度为 =0.3 m,该过程中的有
用功,杠杆重心提升的高度 ,由几何关系可知,,
额外功 ;则, ,则
,由于机械效率,
可得 ;综上可得 ,故选A。
23
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