2019中考物理 知識點(diǎn)全突破系列 專題69 滑輪和功的綜合問題（含解析）.doc
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滑輪和功的綜合問題 一、單選題 1.如圖所示，用滑輪組將重為600N的重物勻速提升，如果拉力為350N，則下列結(jié)論中正確的是（ ） A.如果將物體提升2m，拉力做功1200J B.物體升高1m，機(jī)械所做的有用功為350J C.物體以0.5m/s速度勻速上升，拉力的功率為350W D.此滑輪組的機(jī)械效率為80% 2.如圖所示，豎直固定的測力計下端掛一個滑輪組，已知每個滑輪重均為50N，滑輪組下端掛有物體B，滑輪組繩的末端通過定滑輪沿水平方向與物體A相連，物體A在繩的水平拉力作用下向右做勻速直線運(yùn)動，此時測力計的示數(shù)為550N；在物體B下加掛重為90N的物體C后，用水平向左的力F拉動物體A可使其沿水平桌面向左做勻速直線運(yùn)動，此時物體B上升的速度大小為5cm/s. 若不計繩重及滑輪的摩擦，g取10N/kg，則下列說法中正確的是（ ） A.物體A所受滑動摩擦力大小為275N B.F的大小為530N C.F做功的功率為42w D.B的重力為500N 3.圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用動滑輪拉著它也在同一路面上勻速移動s的距離，水平拉力為F2 ． 使用動滑輪的過程中（ ） A.總功為W總=F2s B.有用功為W有=Gs C.機(jī)械效率為η= D.額外功為W額=2F2s﹣F1S 4.如圖所示，用20N的水平拉力F拉滑輪，可以使重15N的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動，物體B重8N，彈簧測力計的示數(shù)為3N且保持不變。若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪的摩擦，則下列說法中正確的是（ ） A.地面受到的摩擦力為10N B.滑輪移動的速度為0.4m/s C.在2s內(nèi)繩子對物體A所做的功為4J D.水平拉力F 的功率為4W 5.如圖所示，使用同一滑輪的甲、乙兩種裝置，勻速提升重均為10N的A、B兩物體，已知滑輪重1N不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，則下列說法中正確的是（ ） A.手的拉力F乙=10N B.A物體受到的合力與B物體受到的合力相等 C.若A、B兩物體都被提升0.5m，則手的拉力F乙做的有用功比較多 D.若A、B兩物體都被提升0.5m，則手的拉力F甲做的功比F乙做的功多 6.分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在5s內(nèi)將重為100N的物體G勻速提升2m，每個滑輪的重均為10N．不計繩重及摩擦，此過程中（ ?。? 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.甲滑輪組的機(jī)械效率小于乙滑輪組的機(jī)械效率 D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率 7.分別用如圖所示的（甲）、（乙）兩個滑輪組，在100s內(nèi)將重為400N 的物體G勻速提升10m，每個滑輪的重均為20N．不計繩重及摩擦，此過程中（ ） 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.利用如圖所示的裝置，工人用力F把重為100N的物體以0.2m/s的速度勻速提升6m．若不計繩重和摩擦，則這一過程中（ ） A.拉力F的大小為50N B.繩子自由端的速度為0.4m/s C.拉力F所做的功為600J D.拉力F的功率為10W 二、填空題 9.如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動了2m，物體與地面的滑動摩擦力為50N，則繩子自由端沿水平方向移動了________m，拉力所做的有用功是________J，總功是________J，滑輪組的機(jī)械效率為________。 10.用如圖所示的滑輪組將物體勻速向左拉動，繩端的拉力為200N，在10s內(nèi)將物體拉動了4m，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則物體受到地面的摩擦力為________N，繩端拉力的功率為________W. 11.如圖是用滑輪組提升物體A的示意圖，物體A受到的重力大小為GA=100N。在勻速豎直提升物體A的過程中，物體A上升的速度大小為V=0.4m/s,滑輪質(zhì)量、繩重及一切摩擦均可忽略不計， （1）繩子自由端的拉力大小F=________ N; （2）拉力F做功的功率P=________W。 （3）物體A的機(jī)械能________(填“增加”、“減少”或“不變”)。 12.如圖所示，物體重為20N，某人在5s內(nèi)用4N的拉力勻速地將該物體在水平方向移動了1m，則繩子自由端移動的速度為________ ，拉力做功為________J，此物休受到的摩擦力為________ 不計滑輪重、繩重、滑輪與軸及滑輪與繩之間的摩擦 13.如圖所示，一滑輪下端懸吊一個重50 N的物體，在拉力F的作用下使物體在2 s內(nèi)上升了2 m(不計滑輪、繩的重力和摩擦)，則拉力F＝________N，動滑輪上升的速度是v＝________m/s，拉力F所做的功W＝________J. 14.如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體A、B均重為20牛 . 當(dāng)用力F2勻速提升物體B時，以滑輪的軸為參照物，物體B是________的（選填“靜止”或“運(yùn)動”），此時力F2大小為________牛 . 若F1和F2所做的功相等，物體A、B移動的距離之比是________. 15.如圖所示是一種塔式起重機(jī)的滑輪組，已知在勻速起吊900kg的物體時，滑輪組的機(jī)械效率是75%，使物體上升5m，所做的有用功是________J，繩端的拉力F是________N.（g=10N/kg） 三、計算題 16.如圖甲所示的滑輪組裝置，不計繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均為豎直方向。用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，重物上升的速度v隨時間變化的圖象如圖丙所示。已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，求： （1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率； （2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度； （3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小。 17.為了改善老舊住宅樓的保溫效果，沈陽開展了“暖房子工程”，如圖為施工現(xiàn)場使用的提升裝置。已知被提升的建筑材料的質(zhì)量為200kg，動滑輪重力為 500N，拉力F在10s內(nèi)將重物勻速提升了10m，不計繩重及摩擦。（g=10N/kg）求： （1）提升裝置所做的有用功； （2）拉力F 功率； （3）該裝置的機(jī)械效率。 18.工人用如圖所示的滑輪組提升建材，工人的重力是700 N，雙腳與地面的接觸面積是500 cm2。他將540 N的建材勻速提升了3 m,滑輪組的機(jī)械效率是90%。試求： （1）提升建材所做的有用功是多少？ （2）工人對繩子的拉力是多少？ （3）提升建材時，工人對地面的壓強(qiáng)是多少？ 19.在小型建筑工地，常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組．某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時40s，卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N． 求在此過程中： （1）拉力F的功和功率； （2）滑輪組的機(jī)械效率． 20.如圖是一個上肢力量健身器示意圖。D是動滑輪;配重A的質(zhì)量為140kg,底面積是8.010-2m2,杠桿EH可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,OE：OH=1：2。假定運(yùn)動員體重是600N,一只腳板與地面的接觸面積為2.010-2m2,（不計杠桿重、繩重及摩擦,g取10N/kg）．問： （1）當(dāng)人將配重A勻速提升0.2m時,人做功340J,動滑輪重為多少? （2）當(dāng)配重A勻速提起時,人對地面壓力為多大? 21.如圖所示，用400N的拉力F，將重900N的木箱勻速提升1m。求： （1）拉力所做的功； （2）該滑輪組的機(jī)械效率。 22.建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為500N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為300N，時間為20s，不計摩擦和繩重，（g取10N/kg）求： （1）工人做的有用功； （2）工人做工的功率； （3）此過程中該裝置的機(jī)械效率。 23.如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組提升重540N的物體，所用拉力F為200N，5s內(nèi)勻速上升了2m（不計繩重，繩與滑輪的摩擦）求 （1）動滑輪的重力 （2）拉力F所做的功； （3）拉力的功率 （4）滑輪組的機(jī)械效率。 24.體重700N的工人，用如圖所示的滑輪組把重為300N的貨物從地面勻速提升到離地面6m高的平臺，已知動滑輪的質(zhì)量為7.5kg。不計繩子的重力及它和滑輪間的摩擦力。求： （1）此過程中工人做的有用功； （2）此滑輪組的機(jī)械效率； （3）若滑輪組所繞繩子的最大拉力為500N，則此滑輪組勻速提升貨物時的最大機(jī)械效率。 25.在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2米。人的拉力為18牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計繩重及機(jī)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）動滑輪受到的重力。 26.如圖所示，工人通過滑輪組使重600N 的箱子以0.4m/s 的速度從地面升到12m高的五樓上。求： （1）工人吊起箱子過程中做的有用功是多少？ （2）若滑輪組的機(jī)械效率為80%，則工人做的功是多少？其功率為多少？ 27.如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景，在10s的時間內(nèi)，工人師傅用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了1m，已知拉力F為400N，建筑材料的重力G為900N，求這個過程中： （1）繩子自由端移動的距離； （2）此滑輪組的機(jī)械效率； （3）拉力F的功率； 28.如圖所示，重力為20N的物體在8N的拉力的作用下沿水平方向以4m/s的速度向左勻速運(yùn)動了5s，若物體受到地面摩擦力的大小為10N，求： （1）拉力F做功的功率； （2）在此過程中，做的有用功為多少? （3）滑輪組的機(jī)械效率。 29.工人用如圖所示裝置在5s內(nèi)將質(zhì)量為48 kg的貨物勻速提升1m，此過程中拉力的功率為120 W。不計 繩重和輪與軸的摩擦。g=10 N/kg。求： （1）此過程中的有用功； （2）工人所用的拉力； （3）滑輪組的機(jī)械效率。 30.建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為500N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為300N，時間為20s．不計摩擦和繩重，(g取10N/kg)求： （1）工人做的有用功； （2）工人做功的功率； （3）此過程中該裝置的機(jī)械效率； （4）如果用這個滑輪組勻速提起400N的重物，需要用多大 的拉力？ 31.如圖所示，搬運(yùn)工人用滑輪組提升重540N的物體，所用拉力F為200N，物體在10s內(nèi)勻速上升了2m（不計繩重，繩與滑輪的摩擦）求： （1）動滑輪的重力； （2）拉力F所做的功； （3）拉力的功率； （4）滑輪組的機(jī)械效率。 32.如圖是現(xiàn)代家庭使用的升降衣架的結(jié)構(gòu)示意圖，它可以很方便晾起洗好的衣服，其實(shí)就是通過一些簡單機(jī)械的組合來實(shí)現(xiàn)此功能的．已知晾衣架上所掛衣服質(zhì)量為4kg，動滑輪、桿和晾衣架總質(zhì)量為1kg．小燕同學(xué)用力F拉動繩子自由端，在5s時間內(nèi)使衣服勻速上移0.5m（g=10N/kg，不計繩重和摩擦）求： （1）繩子自由端拉力F的大?。? （2）拉力所做的功W； （3）拉力的功率P； （4）整個過程中機(jī)械效率η． 33.在如圖所示的滑輪組裝置中，用彈簧測力計豎直向上拉動細(xì)繩。10s內(nèi)將總重為6N的鉤碼勻速提升了10cm，拉力的大小如圖所示，則提升鉤碼的過程中，求： （1）繩子自由端拉力做的功； （2）繩子自由端拉力做功的功率； （3）額外功的大?。? （4）滑輪組的機(jī)械效率。 34.有土豪購買120寸超級大電視，從樓底通過吊車（相當(dāng)于如圖的結(jié)構(gòu)）把電視機(jī)吊到12樓破窗進(jìn)入房間，假設(shè)每層樓層高為3m，起吊處為1樓，已知電視機(jī)帶包裝重為3500N，每個滑輪重100N，從底樓到12樓窗子處耗時10min，人拉繩的拉力F為1500N。求： （1）求運(yùn)送電視機(jī)有用功功率是多少？ （2）該吊車運(yùn)送電視機(jī)，吊車的機(jī)械效率是多少？（結(jié)果保留1位小數(shù)） 35.一建筑工人，使用了如圖所示的裝置將建筑材料提上高處，已知建筑材料的質(zhì)量為80kg，人對繩的拉力為500N，重物在拉力的作用下1min勻速上升了5m，繩重和摩擦不計. g取10N/kg，求： （1）人在1min內(nèi)做的有用功； （2）滑輪組的機(jī)械效率； （3）工人做功的功率. 答案解析部分 一、單選題 1.【答案】C 【解析】【解答】 (1)由圖可知，n=2，將物體提升2m時，拉力做的功：W總=Fs=Fnh=350N22m=1400J，A不符合題意；將物體提升1m時，做的有用功：W有=Gh=600N1m=600J，B不符合題意；由P= = =Fv可得，拉力的功率：P=Fv=350N20.5m/s=350W，C符合題意；(2)此滑輪組的機(jī)械效率：η= = = = 100%= 100% 85.7%.D不符合題意。 故答案為：C. 【分析】拉力做功W總=FS；機(jī)械所做的有用功W有用=Gh；拉力的功率P=FV；再利用機(jī)械效率的計算公式求得機(jī)械效率即可. 2.【答案】B 【解析】【解答】設(shè)物體A所受摩擦力大小為f，則有2f 50N＝550N，所以f＝250N,A不符合題意；對于物體B，有3f＝GBG滑 ， 即250N3＝GB50N，所以GB＝700N，D不符合題意；加掛物體C后，有3（F—f）＝GBGCG滑 ， 即3（F 250N）＝700N 90N 50N，解得F＝530N，B符合題意；物體B上升的速度為5cm/s，則拉力F端移動的速度v＝35cm/s＝0.15m/s，F(xiàn)的功率P＝Fv＝530N0.15m/s＝79.5W，C不符合題意。 故答案為：B。 【分析】（1）不計繩重及滑輪的摩擦，滑輪組繩子末端受到的拉力F拉=（G輪+GB），據(jù)此可求B的重力；由于物體A勻速直線運(yùn)動，A物體所受摩擦力和拉力是一對平衡力，大小相等，可求A物體所受摩擦力； （2）同理，在物體B下加掛重為90N的物體C后，不計繩重及滑輪的摩擦，滑輪組繩子末端受到的拉力F拉=（G輪+GC+GB），由于力的作用相互的，可求物體A受到向右的拉力；由于物體A對桌面的壓力、接觸面的粗糙程度不變，物體A受到摩擦力不變；此時物體A受到向左的拉力F、向右的拉力F右、向右的摩擦力f， 由于物體A向左勻速直線運(yùn)動，可得F=F右+f，據(jù)此求拉力F； 物體A左移的速度等于物體B移動速度的3倍，利用P=Fv求拉力F做功功率. 3.【答案】D 【解析】【解答】A、如圖使用動滑輪時，拉力端移動距離是物體移動距離的2倍，即 ，拉力做的總功為： ，A不符合題意； B、由于兩圖中物體和接觸面都相同，所以使用動滑輪做的有用功，等于甲圖中直接拉物體做的功，即 ，B不符合題意； C、機(jī)械效率為： ，C不符合題意； D、有用功與額外的和為總功，所以額外功為： ，D符合題意。 故答案為：D。 【分析】利用W=Fs求拉力做的總功；使用動滑輪做的有用功，等于直接拉物體做的功；機(jī)械效率等于有用功與總功之比；額外功等于總功減去有用功. 4.【答案】C 【解析】【解答】如圖滑輪為一只動滑輪，拉力F與右側(cè)兩段繩子的拉力相等，F(xiàn)移動的距離是物體A移動距離的一半。 B. 物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動，則拉力F移動的速度為物體A移動速度的一半即 ，B不符合題意； A. 拉力F與右側(cè)兩段繩子的拉力相等，物體A受到繩子拉力、B的摩擦力、地面的摩擦力三個力的作用，三力為平衡力，即 ， 所以物體A受到地面的摩擦力為： ，A不符合題意； C. 在2s內(nèi)繩子對物體A所做的功為： ，C符合題意； D. 水平拉力F 的功率為： ，D不符合題意； 故答案為：C。 【分析】分別對A、B進(jìn)行受力分析（“隔離法”），求地面受到的摩擦力； 滑輪為動滑輪，滑輪移動的速度等于物體移動速度的二分之一； 利用W=Fs求做功大?。焕肞=Fv求拉力做功功率. 5.【答案】B 【解析】【解答】乙為動滑輪，所以手的拉力為 ，A不符合題意。 B．A、B兩物體都做勻速運(yùn)動，都處于平衡狀態(tài)，所受合力都為0，即A物體受到的合力與B物體受到的合力相等，B符合題意。 C．兩物體的重力相等，提升高度相等，由W有用=Gh可知，兩次所做有用功相等，C不符合題意。 D．不計繩重和摩擦，A、B兩物體都被提升0.5m，所做有用功相等，由于F乙還要提升動滑輪，要做一部分額外功，所以手的拉力F乙做的功多，D不符合題意。 故答案為：B。 【分析】定滑輪特點(diǎn)：不省力，但能改變動力的方向.（實(shí) 質(zhì)是個等臂杠桿） 動滑輪特點(diǎn)：省一半力，但不能改變動力方向,要費(fèi)距離(實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿) 由W有用=Gh可知，兩次所做有用功的關(guān)系. 6.【答案】D 【解析】【解答】由題可知,甲乙兩滑輪組均將相同物體提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不計繩重及摩擦,均只需克服動滑輪自重做額外功,甲乙中均只有一個動滑輪,且動滑輪的重相同,由W額＝G動h可知W甲額＝W乙額 ， 因?yàn)閃總＝W有+W額,所以W總甲＝W總乙。A. 由圖可知,n1＝2,n2＝3，不計繩重及摩擦，則F甲＝ (G+G動)＝ (100N+10N)＝55N，F(xiàn)乙＝ (G+G動)＝ (100N+10N)＝36.7N下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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