天津市2005_2020年中考物理真题分类汇编专题12滑轮及斜面含解析20201210512

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【答案】12
【解析】B物体在重力和拉力的作用下处于静止状态，故F=GB，对滑轮进行受力分析，滑轮受到了弹簧向上的拉力、本身的重力、两端绳子的拉力，根据力的平衡，可知弹簧秤示数=G滑轮+2F，故物体B的重力GB=12N。
2.（2007天津，13，多选）关于机械效率，下面说法正确的是（）
A. 功率越大的机械，机械效率越高 B. 机械效率大小与功率大小无关
C. 机械效率越低的机械，做的功就越少 D. 由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
【答案】BD
【解析】
A、功率表示做功快慢的物理量，机械效率是指有用功与总功的比值，二者没有必然联系，故A错误；
B、机械效率是指有用功与总功的比值，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率大小与功率大小无关，故B正确；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率低不一定做的功就少，故C错误；
D、因为机械效率是指有用功与总功的比值，而有用功总小于总功，故机械效率总小于1，故D正确．
故选BD
3.（2009天津，17，填空）物体重1000 N，如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用N的力；如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用N的力(不计摩擦滑轮自重)．
【答案】1000N；500N
【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不省力，所以需要1000N的力；动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆，能省一半力，所以需要500N的力。
4.（2011天津，13，多选）粗糙斜面高度为h，长为l，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W，则（）
A．拉力大小为hG/l B．拉力大小为W/l
C．物体所受摩擦力大小为（W-hG）/l D．物体所受摩擦力大小为（W-lG）/h
【答案】BC
【解析】A、斜面长l，拉力做的功为W，因为W=Fl，所以拉力F=W/l，A错误，B正确。
CD、拉力做的总功W=Gh+fl，所以f=（W-hG）/l，C正确，D错误。
故选BC
5.（2014天津，12，多选）如图，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从低端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则（ ）
A．斜面的机械效率为80% B．拉力做的总功为4.8J
C．提升物体所做的有用功为4.8JD．物体由斜面底端运动到顶端用时2s
【答案】ACD
【解析】W总=Fs=5N×1.2m=6J；W有=Gh=16N×0.3m=4.8J；
η=W有/W总=4.8J/6J×100%=80%；
根据公式P=W总/t，物体由斜面底端运动到顶端用时t=W总/P=6J/3W=2s；
由以上分析可知ACD正确，B错误．
故选ACD．
6.（2016天津，12，多选）建筑工地上，工人师傅用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至楼上，如图6所示。若水泥重为G0，桶重为G1，动滑轮中为G2，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为η，则工人师傅作用在绳子自由端的拉力F为（）
A.F=G0+G1+G2/3 B.F=G0/3η+G1 C.F=G0+G1/3 D.F=G0/3η
【答案】AD
【解析】由图知，n=3，不计绳重和摩擦，拉力F=1/3（G0 +G1 +G2），故A正确、B错；
由图知，n=3，则拉力端移动的距离s=3h，由η=W有用/W总=G0h/Fs=G0h/(F×3h)=G0/3F得：F=G0/3η，故C错、D正确，故选AD。
7.（2017天津，18，填空）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，该滑轮组的机械效率是，拉力F的功率是W．
【答案】（1）80%（2）180
【解析】由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×2m=6m，
拉力做的功：W总=Fs=150N×6m=900J，
有用功：W有=Gh=360N×2m=720J，
滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=720J/900J×100%=80%；
拉力F的功率：P=W总/t=900J/5s=180W．
8.（2018天津，18，第二空）利用图中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为N。
【答案】300
【解析】由图可知绳子的有效股数n=3，拉力F=1/3G物=1/3×900N=300N。
简答与计算：
1.（2006天津，33）斜面是简单机械之一，如图所示，一个重物在沿斜面的拉力作用下，沿斜面从底端被匀速拉到顶端的过程中，拉力做了功，为了测定该斜面的机械效率，需要测量哪些物理量?请你用所测量的物理量推导出该斜面的机械效率的数学表达式.
【答案】见解析
【解析】利用斜面做功时，克服重力做功为有用功，利用W有=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W总=Fs计算，因此需要测量的物理量有：物体的重力G、沿斜面向上拉物体的力F、斜面的长度L、斜面的高度h。斜面的机械效率：
2.（2010天津，26）某建筑工地上，工人用图中所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，若已知动滑轮此时的机械效率为90％。请计算：
(1)工人提升重物所做的有用功是多少?
(2)工人提升重物所做的总功是多少?
【答案】（1）2700J；（2）3000J
【解析】（1）；
（2）根据，得。
3.（2011天津，23）如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如表所示。求：
（1）手的拉力所做的有用功；
（2）手的拉力所做的总功。
【答案】（1）30J；（2）36J
【解析】（1）手的拉力做的有用功：W有=Gh=100N×0.3m=30J；
（2）拉力所做的总功：W总=Fs=60N×0.6m=36J．
4.（2012天津，24）如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N（忽略摩擦和绳重，g取10N/kg）求：
（1）工人做的总功；
（2）工人做的额外功．
【答案】（1）3600J；（2）600J
【解析】解析：（1）由图知，n=2，拉力端移动的距离S=2h=2×6m=12m，拉力做功：
W总=FS=300N×12m=3600J；
（2）∵忽略摩擦和绳重，
∴W额=（G桶+G动）h=（m桶+m动）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×6m=600J．
5.（2013天津，23）建筑工地上，工人师傅将图中所示的滑轮装配成最省力的滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳提升重物。（1）请在图中画出滑轮组的绕线；（2）利用此滑轮组，工人用500N的力将1200N的重物匀速提升4m，求滑轮组的机械效率。
【答案】（1）见解析；（2）80%
【解析】（1）滑轮组绕行如图；
（2）滑轮组的机械效率：
6.（2013天津，26）斜面是人们生产和生活中经常使用的一种可以省力的简单机械。下面是某同学针对斜面问题进行的理论研究的过程。请你帮他完成“理论论证”。
提出问题：使用斜面为什么可以省力？
建立模型：如图所示，斜面的长为L，高为h，沿光滑斜面匀速向上拉动重为G的物体，所用拉力为F。
理论论证：运用功的原理证明:F【答案】见解析
【解析】将重为G的物体升高h，直接用手做的功W1=Gh，利用斜面做的功W2=FL，
根据功的原理W2=W1，即：FL= Gh，因为L>h，所以F7.（2015天津，21）利用图中所示的滑轮组，在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为125N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力的功率。
【答案】（1）80%；（2）15W
【解析】
（1）滑轮组的机械效率：
（2）拉力的功率：
8.（2018天津，25）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：
实验一：将重为G的物块A放在一水平溥木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0；
实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F1，请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题（阅读图丙）：
（1）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图；
（2）求出物块A对斜面的压力FN。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】（1）物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：
（2）设物块在平面和斜面上受到的滑动摩擦力分别为f0和f，
由W总=W有+W额得，F1s=Gh+fs，所以，，
由题意可知，f=μFN，f0=F0=μG，综上可得。
9.（2019天津，23）用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
【答案】（1）75%（2）60W
【解析】（1）从图中可以看出，与动滑轮相连的绳由3段；根据滑轮组工作原理，物体上升2m时，绳子拉升长度为：2×3m=6m；根据W=Fs得，拉力所作得功为：W=200N×6m=1200J；该滑轮组此次所作有用功为：W有=Gh=450N×2m=900J；故滑轮组的机械效率为：η===75%；
（2）根据物体匀速直线运动规律，s=vt得：t===20s，根据P=得，拉力的功率为：P==60W。