2024年中考物理三轮复习突破讲义简单机械（滑轮）含答案

这是一份2024年中考物理三轮复习突破讲义简单机械（滑轮）含答案，共13页。学案主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.定滑轮：
（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮；
（2）实质： 杠杆；
（3）特点：改变拉力的方向，不能省力；
（4）F移动距离（s）和G移动距离（h）的关系：s h；
（5）F与G大小的关系（不计绳重及摩擦）：F G物；
（6）绳子自由端移动速度等于重物移动的速度：vF=vG。
2.动滑轮：
（1）定义：和重物一起移动的滑轮（可以上下移动，也可以左右移动）；
（2）实质：动力臂为阻力臂的2倍的 杠杆；
（3）特点：不改变拉力方向，省一半力；
（4）F移动距离（s）和G移动距离（h）的关系：s h；
（5）F与G大小的关系（不计绳重、动滑轮重及摩擦）：F G物；
（6）F与G大小的关系（不计绳重及摩擦）：F= ；
（7）绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度：vF=2vG。
3.滑轮组：
（1）定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组；
（2）特点：既省力又可以改变力的方向；
（3）F移动距离（s）和G移动距离（h）的关系：s h；
（4）F与G大小的关系（不计绳重、动滑轮重及摩擦）：F G物；
（5）F与G大小的关系（不计绳重及摩擦）：F= ；
（6）绳子自由端移动速度等于2倍重物移动的速度：vF=nvG。（n表示直接连接动滑轮的绳子股数）
4.滑轮组的绕线方式：
（1）从轮子数量少的开始；
（2）定动交替；
（3）就近原则；
（4）奇动偶定。
5.滑轮组的机械效率：
（1）概念：η=W有W总×100%
（2）计算：η=GhFs×100%=GnF×100%
（3）提高滑轮组机械效率的方法：
①增加物重（增加有用功占比）
②减轻动滑轮重
③减少摩擦
特殊滑轮的机械效率：

η=fnF×100% η=GhFs×100%
专题训练
一、选择题
1．如图所示，下列各事例中利用动滑轮的是 （ ）
A．B．
C．D．
2．在北京天安门广场，伴随着嘹亮的国歌声，五星红旗冉冉升起．这是因为旗杆顶部有一个滑轮，如图，该滑轮的作用是（ ）
A．增大绳子自由端移动的距离C．减少拉力做功
B．改变拉力的方向D．减小拉力
3．如图所示，将细绳的一端固定在天花板上，细绳绕过滑轮后，手作用在细绳的B点，利用滑轮匀速提升物体。若不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体克服重力做的功是总功B．物体和绳子上B点移动的距离相等
C．手对B点施加的拉力所做的功是有用功D．绳子上A点和B点受到的拉力大小相同
4．如图所示，小明用滑轮组把重力为400N的重物匀速提升2m，动滑轮重50N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端的拉力F为180NB．绳子自由端移动的距离为4m
C．使用滑轮组可以省功D．拉力所做的有用功800J
5．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（ ）
A．拉力F1一定小于F2B．甲滑轮组的机械效率较高
C．F1和F2做的功相同D．甲的有用功与额外功的比值较小
6．如图所示的滑轮组恰处于静止状态。甲物体所受重力为6N，两个滑轮的质量相等，拉乙物体的绳子所受的拉力为10N，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．使用A滑轮的作用是省力B．若甲物体上升1m，则乙物体需要下降2m
C．A滑轮上的挂钩所受拉力为12ND．单个滑轮受到的重力为2N
7．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体A以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（ ）
A．物体A受到的重力对物体A所做的功大小为100J
B．物体A受到地面的摩擦力大小为20N，方向向右
C．拉力对物体A做的功为20J
D．拉力F的功率为8W
8．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（ ）
A．A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B．B物体下落速度为1m/s
C．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N
D．若用F＝15N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
二、填空题
9． 工人用一只动滑轮将重800N的木箱匀速向上提升2m，工人所用的拉力大小500N(如图所示)，则这一提升过程中，木箱的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)；拉力做功 J；动滑轮的效率是 。
10．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮A的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 N。
11． 一名工人用如图所示的滑轮组提起41kg的重物，物体受到的重力为 N，若动滑轮重10N，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力为 N，如果绳子自由端移动的距离为9m，则重物上升 m。
12．小明用如图所示滑轮组提起3个钩码（每个钩码重1.8N），匀速拉动弹簧测力计向上移动30cm，用时2s，弹簧测力计示数如图，则克服钩码重力所做有用功为 J，滑轮组的机械效率是 %。
13．工人用如图所示滑轮组提升重物，物重G=900N ，拉力F=400N，不计绳重和摩擦，重物匀速提升2m。此过程中，拉力F做功 J，滑轮组的机械效率为 %；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 N的重物。
三、作图题
14．如图所示，人站在一斜面顶上，用滑轮组将一重物G拉上来，请画出最省力的绕线方式。
15．若用一个定滑轮和两个动滑轮组成滑轮组提升重物，请你用画线代替绳子，画出最省力的绕线方法。
四、实验探究题
16．小红在“测滑轮组效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计，使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 (填“正确”或“不正确”)。
（2）表格中，①、②两处的数据应该是 和 。
（3）通过比较 (填实验次序)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的效率与绳子段数无关。
（4）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的效率，钩码上升的高度和绳端移动距离 (填“可以不测量”或“一定要测量”)；
（5）结合生产生活实际，用提升重物时，下列选项中可以提高效率的是____。
A．增加物体提升的高度B．加快提升物体的速度
C．减小动滑轮的重力D．减小物体的重力
五、计算题
17． 北京冬奥会开幕式既展现当代中国形象又富有冬奥特色，给世界留下美好的奥运记忆。在北京冬奥会场部建设过程中，某建筑工人使用了如图所示的装置运送建筑材料，这位建筑工人的重力为600N，当篮内的建筑材料质量为 16kg时，人对绳子的拉力为110N。吊篮在拉力的作用下 10s内匀速上升了3m，不计吊篮重、绳重和摩擦。求：
（1）人的拉力做功的功率。
（2）用此滑轮组运送建筑材料时，滑轮组的机械效率的最大值是多少?
18．工人用如图甲所示的滑轮组将重为100N的物体匀速提升3m，已知动滑轮重为10N，F大小为60N，求：
（1）拉力F做的功。
（2）该甲滑轮组的机械效率。
（3）将绳子的绕法调整为图乙的滑轮组。请根据滑轮组的特点试推导，若不计绳重和摩擦，两个滑轮组的机械效率相同。
19．某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1600N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取g=10N/kg）求：
（1）工件的质量是多少？
（2）求动滑轮的重力？
（3）滑轮组将物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率是多大？若钢丝绳拉力F的功率恒为3200W，求物体离开水面后上升的速度？
参考答案
1．D
2．B
3．D
4．D
5．B
6．D
7．D
8．B
9．增大；2000；80%
10．省力；1600
11．410；140；3
12．0.54；75
13．2400；75；1200
14．
15．解：如图所示：
16．（1）匀速；不正确
（2）0.4；80%
（3）12
（4）可以不测量
（5）C
17．（1）解：由图可知：n=2 s绳=nh=2×3m=6m
W总=F1s=110N×6m=660J
P=W总t=660J10s=66W
（2）解：G1=m1g=16kg×10N/kg=160N
由F=G1+G动n得G动=nF1−G1=2×110N−160N=60N-
依题意，人所能施加的最大拉力等于人的重力， 即Fmax=G人=600N-
则Gmax=nFmax−G动=2×600N−60N=1140N
ηmax=W有用maxW总max×100%=GmaxhFmaxs绳×100%=GmaxhFmaxnh×100%=1140N2×600N×100%=95%
18．（1）解： 由图甲可知，n=2，拉力F做的总功为：
W总=Fs=Fnh=60N×2×3m=360J；
（2）解： 甲滑轮组的有用功为：
W有=Gh=100N×3m=300J，
则该甲滑轮组的机械效率为： η=W有W总×100%=300J360J×100%≈83.3%
（3）解： 若不计绳重和摩擦，额外功的唯一来源为克服动滑轮自重做的功，甲、乙两滑轮组绳子绕法不同，但有用功均为提升重物做的功，额外功为克服动滑轮自重做的功，根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动 可知，
甲滑轮组机械效率为：η甲=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=100N100N+10N×100%≈90.9%
甲滑轮组机械效率为：η乙=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=100N100N+10N×100%≈90.9%
即两个滑轮组的机械效率相同。
19．（1）解：工件的质量：m=ρv=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg；
（2）解：工件的重力：G=mg=560kg x 10N/kg =5600N，
工件浸没在水中时，V排=V=0.16 m3， 则工件受到的浮力为：F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N，
由图可知，动滑轮上绳子股数n=3，根据F=13（G+G动−F浮）可得，
动滑轮重力为：G动=3F−G+F浮=3×1600N−5600N+1600N=800N；
（3）解：滑轮组将物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动=5600N5600N+800N×100%=87.5%，
绳子上的拉力为：F/=13(G+G动)=13(5600N+800N)=64003N，
绳子自由端移动的速度为：V绳=PF/=3200W64003N=1.5m/s，
物体离开水面后上升的速度：V物=V绳n=1.5m/s3=0.5m/s。
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②