中考专题训练---滑轮附详细解析教师版

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一、单选题（共6题；共12分）

1.如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩擦，则（   ） 

A. F1＜F2＜F3＜F4             B. F1＞F2＞F3＞F4             C. F1＝F2＝F3＜F4             D. F1＝F2＝F3＞F4

【答案】 D  

【解析】【解答】解：不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；

a、b、c图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力；故F1＝F2＝F3＝G。

d图用的是动滑轮；能够省一半的力，故F4＝ G。

所以，F1＝F2＝F3＞F4。

故答案为：D。

 【分析】定滑轮可以改变力的方向，但不改变力的大小，动滑轮可以省力一半。

2.如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，物重G＝5N，则弹簧测力计A和B的示数分别为（   ） 

A. 5N，0N                            B. 0N，5N                            C. 5N，5N                            D. 5N，10N

【答案】 C  

【解析】【解答】解：因为物重G＝5N，所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力，静止，向左受的拉力也是5N，示数也为5N；

同理，B测力计两端受的力都是5N，示数也为5N。

故答案为：C。

 【分析】根据物体处于静止状态，得出物体受平衡力的作用，从而得出测力计的示数，同时涉及到了定滑轮的特点.

3.在如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝20N，F＝12N．这一过程中，不可能得到的结论是（  ） 

A. 绳子自由端上升0.4m         B. 拉力F做功4.8J         C. 动滑轮重4N         D. 该滑轮的机械效率为90%

【答案】 D  

【解析】【解答】解：由图示可知，滑轮承重绳子的有效股数n＝2，

A、绳子自由端上升的高度s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，A不符合题意；

B、拉力的功W＝Fs＝12N×0.4m＝4.8J，B不符合题意；

C、根据F＝ 可得，动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝2×12N﹣20N＝4N，C不符合题意；

D、有用功W有＝Gh＝20N×0.2m＝4J，滑轮的效率η＝ ×100%＝ ×100%≈83.33%，D错误，符合题意；

故答案为：D

 【分析】利用s＝nh求得绳子自由端上升的高度，再利用W＝Fs求得拉力的功，根据F＝ 可得动滑轮的重力；利用W有＝Gh求得有用功，利用η＝ ×100%求得滑轮的效率.

4.如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（    ） 

A. 150N                                  B. 200N                                  C. 300N                                  D. 400N

【答案】 B  

【解析】【解答】作用在杠杆左端的拉力为  ， 根据杠杆平衡条件，杠杆上的拉力  ， F=200N，B符合题意。

 故答案为：B.

 【分析】根据动滑轮特点计算绳子自由端的拉力，根据杠杆平衡条件计算拉力。

5.如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮重力为50N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（     ）

A. 218N                                  B. 220N                                  C. 210N                                  D. 236N

【答案】C 

【解析】【解答】使用滑轮组时，拉力和绳子的股数有关，图中人在吊篮中，所以人手中的绳子也是绳子股数之一，所以图中有5股绳子承担总重力，则F=（400N+50N+600N）÷5=210N，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C.

【分析】滑轮组是省力的简单机械，用的力是绳子股数分之一，当人是物重之一时，人手中的绳子是总股数之一.

6.如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动．物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）．下列说法正确的是（   ） 

A. 物体A受到地面的摩擦力是5N                             B. 滑轮移动的速度是0.4m/s

C. 水平拉力F的功率是4.8W                                    D. 在2s内绳子对物体A做的功为4.8J

【答案】D 

【解析】【解答】解：A、因为F=24N，所以对A的拉力为 ×24N=12N，弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为12N﹣5N=7N，所以A错误； 

B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为 ×0.2m/s=0.1m/s，所以B错误；

C、水平拉力F的功率P= = =Fv=24N×0.1m/s=2.4W，所以C错误；

D、绳子的拉力是12N，根据v= 可得2s物体A移动的距离为s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，

所以W=Fs=12N×0.4m=4.8J．故D正确．

故选D．

【分析】A、要判断出A所受的摩擦力，首先根据拉力F和动滑轮的特点，计算出绳子对A的拉力，对A进行受力分析，根据平衡力的特点计算出A受地面的摩擦力；

B、根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；

C、根据公式P= = =Fv计算出拉力F的功率；

D、绳子对物体A做的功即克服物体B和地面的摩擦力做的功．

二、填空题（共6题；共17分）

7.在图中，A装置是________滑轮（选填“定”或“动”），若用35N的拉力将旗帜匀速提升8m，则拉力所做的功为________J。 

【答案】 定；280  

【解析】【解答】由图可知，A装置中的滑轮工作时不随国旗移动，属于定滑轮；使用定滑轮时拉力移动距离等于旗帜上升的高度，即S=h=8m，所以W=Fs=35N×8m=280J。

【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力，结合拉力大小和移动距离，利用公式W=Fs求解即可。

8.如图所示，分别用甲、乙两个相同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体，使它们均升高0．2m，测得A、B所受的重力为GA=4．5N，GB=9N，甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2N，则甲滑轮组的机械效率为________，乙滑轮组中，弹簧测力计的示数FB=________N(不计绳重和摩擦)  

【答案】 75%；3.5  

【解析】【解答】根据滑轮组上的物体重力和绳子自由端的拉力，计算机械效率为  ， 滑轮组中动滑轮的重力为G动=3×2N-4.5N=1.5N，乙滑轮组中的拉力为。

 故答案为：75%；3.5。

 【分析】根据物体重力和滑轮组绳子的拉力计算滑轮组的机械效率，利用物体重力、滑轮重力，结合绳子的股数，计算绳子拉力的大小。

9.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为________W，该装置的机械效率是________%．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为________N。

【答案】15；80；20 

【解析】【解答】绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m，拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×6m＝300J，则拉力的功率：P＝ ＝15W。拉力做的有用功：W有＝Gh＝80N×3m＝240J，则该装置的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。不计绳重及摩擦，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×50N﹣80N＝20N。

故答案为：15；80；20.

【分析】利用物体重力和高度计算有用功，利用拉力和绳子移动的距离计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率，功和时间的比值计算功率，结合动滑轮上物体重力和拉力计算动滑轮的重力.

10.如图所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物．使用动滑轮的好处是________．若物体重450N，工人所用拉力为250N，则动滑轮的机械效率为________；用该滑轮匀速提升重600N的物体，若不计绳重和摩擦，则工人所用的拉力为________N．

【答案】省力；90%；325 

【解析】【解答】解：使用动滑轮的好处是省力；η= =90%；由F= （G+G动）得：G动=2F-G=2×250N-450N=50N, F’= = =325N.

故答案为：省力；90%；325。

【分析】动滑轮的特点：省力但不能改变力的方向；根据η= 求解；先根据F= （G+G动）求出动滑轮的重力，再根据F= （G+G动）求解。

11.工人站在地面上，用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处，使用定滑轮的优点是________．若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是________ N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则人所做的有用功是________ J，定滑轮的机械效率是________（g取10N/kg）．   

【答案】 改变施力方向；270；2700J；90%  

【解析】【解答】解：物体重力：G=mg=27kg×10N/kg=270N， 

定滑轮的实质是个等臂杠杆，使用定滑轮的目的是可以改变施力方向，但不能省力．

所以若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是F′=G=270N；

若匀速吊运时的实际拉力是300N，

W总=Fs=300N×10m=3000J，

W有用=Gh=270N×10m=2700J，

η= ×100%= ×100%=90%

故答案为：改变施力方向，270；2700J；90%．

【分析】（1）定滑轮的使用特点是：可以改变力的方向，但不省力；（2）利用G=mg求重力，利用W总=Fs求总功，再利用W有用=Gh求有用功，即可利用η= ×100%求机械效率．

12.工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。 

（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是________N；   

（2）此滑轮组中，动滑轮重力为________N。   

（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是________N。   

【答案】 （1）500

（2）400

（3）600  

【解析】【解答】（1）根据物体的质量计算重力为；（2）滑轮组的机械效率为50%时，物体重力为400N，根据  ， G动=400N；（3）当机械效率为60%，  ， 物体重力为G'=600N.

 【分析】(1)根据物体的质量计算重力；

 (2)根据物体重力和机械效率可以计算动滑轮重力；

 (3)根据机械效率和动滑轮重力可以计算机械效率的大小。

三、计算题（共3题；共23分）

13.用如图所示的滑轮组提升重物，摩擦不计，当物重G=1800N、拉力F为500N时，可使物体匀速上升。求： 

（1）当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升；   

（2）当被提起的重物G=2400N时，拉力F为多大时可以使物体匀速上升。   

【答案】 （1）解：由图可知n=4，则拉绳的速度v=4v物=4×0.65m/s=2.6m/s  

答：当拉绳的速度为2.6m/s，可使重物以0.65m/s的速度匀速上升

（2）解：绳重和摩擦不计，拉力    

则动滑轮重力

当被提起的重物G=2400N时，拉力

答：当被提起的重物G=2400N时，拉力F为650N时可以使物体匀速上升。

【解析】【分析】（1）滑轮组上，绳子移动速度与物体移动速度的关系，和绳子股数有关；

 （2）滑轮组上有几股绳子，拉力就是总重力的几分之一。

14.如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重为120N的物体匀速提起，在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m．  

（1）计算物体上升的速度；   

（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率；   

（3）若克服绳重和摩擦做的额外功为10J，求动滑轮的重．   

【答案】 （1）解：物体上升的高度为1m  

上升速度v物＝ ＝ ＝0.1m/s

（2）解：W总＝Fs＝50N×3m＝150J  

有用功W有用＝Gh＝120N×1m＝120J

   机械效率

（3）解：全部的额外功W额＝W总－W有用＝150J－120J＝30J  

克服动滑轮重的额外功W动＝30J－10J＝20J

动滑轮的重G动＝

【解析】【分析】（1）根据距离和时间的比值计算速度的大小；

 （2）根据拉力和绳子拉长的长度计算总功，利用物体重力和上升的高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值计算机械效率；

 （3）根据总功和有用功、对摩擦力做的额外功的差计算对滑轮做的额外功，再根据距离计算滑轮的重力。

15.如图甲所示，A物体重90N，在水平力F的作用下，以10cm/s的速度在水平面上沿直线匀速向右运动，此时F=10N，则：

（1）A物体受到的摩擦力是________N；（不计动滑轮重、绳重和绳与滑轮间摩擦）   

（2）拉力F在10s内所做的功是多少？功率是多少？（不计动滑轮重、绳重和绳与滑轮间摩擦）   

（3）若将该装置竖放如图乙所示，使A匀速上升，若G动=20N，不计绳重及摩擦，则该装置的机械效率为多少？

【答案】 （1）5N

（2）解：拉力的功率为：P = Fv = 10 × 0.05 = 0.5W，拉力F在10s内所做的功是：W = Pt = 0.5 × 10 = 5J；

（3）解：拉力的大小为：F1=2GA + G动= 2×90+20=200N，该装置的机械效率为 .

【解析】【解答】（1）由题意可知，物体A匀速运动，所受的摩擦力等于绳了对A的拉力，由图示可知，此滑轮为动滑轮，绳子对A的拉力应等于人手对滑轮的拉力的一半为5N；

故答案为：（1）5N（2）5J（3）90%

【分析】本题考查了动滑轮的特点及机械效率的计算，根据动滑轮能够省一半的力进行分析，理解机械效率在图示装置中的定义，进行计算.