1、 第 7 讲 简单机械第二节 滑轮 滑轮组玩转重庆 10 年中考真题(20082017) 命题点 1 滑 轮 组 及 其 机 械 效 率 的 相 关 计 算1(2011 重庆 7 题 3 分)如图所示，用拉力 F 使物体竖直匀速上升 ，下列说法正确的是 ( )第 1 题图A. 对物体做的功是额外功B. 拉力 F 做的功是有用功C. 拉力 F 移动的距离是物体移动距离的 2 倍D. 增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率2(2013 重庆 A 卷 7 题 3 分)小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为 3 N的物体匀速提高了 0.5 m，已知绳端的拉力 F 为 2 N，则绳端移动的距离
2、s 及提起重物时滑轮组的机械效率是 ( )第 2 题图A. s1.5 m， 50% B. s1.5 m， 80%C. s1 m， 75% D. s1 m， 37.5%3(2017 重庆 A 卷 7 题 3 分)工人师傅用图中所示的滑轮组，将重为 800 N 的物体缓慢匀速竖直提升 3 m，人对绳端的拉力 F 为 500 N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则 ( ),第 3 题图A. 绳子自由端移动的距离为 9 mB. 动滑轮的重力为 200 NC. 人通过滑轮组做的有用功为 1 500 JD. 滑轮组的机械效率为 53.3%4(2015 重庆 A 卷 7 题 3 分 )如图所示，不计摩擦和绳重，
3、把一个重为 20 N 的物体沿竖直方向在 4 s 内匀速提升了 2 m，所用拉力 F 为 12.5 N下列说法中正确的是 ( )第 4 题图A. 动滑轮重 7.5 NB. 4 s 内拉力 F 做功 25 JC. 4 s 内拉力 F 的功率为 6.25 WD. 滑轮组的机械效率为 80%5(2017 重庆 B 卷 7 题 3 分)工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为 300 N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离 F1、 F2始终沿竖直方向；图甲中 OB2 OA，图乙中动滑轮重为 60 N，重物上升速度为 0.01 m/s. 不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是 ( )第 5 题图A
4、. 甲乙两种方式都省一半的力B. 甲方式 F1由 150 N 逐渐变大C. 乙方式机械效率约为 83.3%D. 乙方式 F2的功率为 3 W6(2013 重庆 B 卷 11 题 2 分)用如图所示滑轮组提升正方体物体，动滑轮重 2 N，不计摩擦和绳重物体边长为 0.1 m，密度为 2103 kg/m3，物体的质量是_kg；作用在绳端的拉力 F 为_N 时，物体对水平地面的压强为 600 Pa. 第 6 题图7(2014 重庆 A 卷 11 题 2 分)科学家最新揭秘，明代工人在建造故宫时，利用道路冰面泼热水充当润滑剂来实现巨石的搬运在泼热水的冰面上，只需要用 2.4104 N 的水平力就可以拉
5、着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力约为_N若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石，拉力 F 为 2104 N，则滑轮的机械效率是_第 7 题图 8(2016 重庆 A 卷 11 题 2 分)某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力 F为 400 N，能将 75 kg 的物体以 0.1 m/s 的速度匀速提升，则拉力 F 的功率为_W，此时滑轮组的机械效率为_%(不计绳重和摩擦)第 8 题图9(2016 重庆 B 卷 12 题 2 分)如图所示的滑轮组(不计绳重及摩擦)，工人师傅用 40 N 的拉力将质量为 5 kg、底面积为 1 600 cm2的空吊篮 A 匀
6、速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为_%；若静止在二楼平台的吊篮里装了 1 020 N 的砖块，绳子 B 和 C 能承受的最大拉力分别为 1 000 N 和 600 N，当质量为 50 kg 的工人师傅拉绳子 C 时，吊篮对二楼平台的最小压强为_Pa. 第 9 题图 10(2012 重庆 12 题 2 分)用如图所示滑轮组匀速提升重为 200 N 的物体，人对绳的拉力为 125 N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为_如果人的体重为 600 N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为_N.第 10 题图11(2014 重庆 B 卷 11 题 2 分)工人借助如图所示的装置，在
7、 20 s 时间内将重 700 N 的货物匀速提升了 4 m，已知他对绳子的拉力为 500 N该过程中，工人所用装置的机械效率为_，工人对绳子拉力的功率为_W(不计绳重和摩擦)第 11 题图12(2015 重庆 B 卷 19 题 8 分)有一质量为 60 kg、底面积是 0.5 m2 的物体先静置在水平地面上，然后工人用如图所示的装置在 20 s 内将物体匀速提升 2 m已知拉力 F 的大小为400 N，在此过程中不计绳重和摩擦， g 取 10 N/kg.求：第 12 题图(1)物体静置时对水平地面的压强；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力 F 的功率考 向 拓 展1如图所示，动滑轮重 5 N
8、，物体 D 重 100 N，不计摩擦，当 OA2 OB 时，为使轻质杠杆保持水平平衡，求：(1)在 A 端所加的力 F 应为多少？(2)若在 A 端所加的力 F 为 100 N，动滑轮能提升的物体重量是多少？(3)若 OA3 OB 时，为使轻质杠杆保持水平平衡，在 A 端所加的力又为多少？考向拓展 1 题图命题点 2 探究影响滑轮组机械效率的因素13(2009 重庆 17 题 6 分)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：第 13 题图实验次数钩码重 G/N钩码上升的距离 h/cm弹簧测力计的读数 F/N弹簧测力计上升的距离
9、s/cm机械效率1 2 8 0.8 24 83.3%2 4 5 1.5 153 6 10 90.9%(1)在表中的空格处填上适当的数据(机械效率用百分数表示，保留一位小数)(2)在实验操作中应竖直向上_拉动弹簧测力计(3)从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率(4)滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与_有关(写出一种影响因素即可)答 案1. D 【解析】该题中滑轮组对物体做的功为有用功，拉力 F 做功是总功，故 A、B 两项错误；滑轮组是由 3 段绳子承担物重的，所以 s3 h，故 C 项错误；额外功是由于动滑轮的重力产生的，即
10、W 额 不变，物重增加， W 有 增大， 100% 100%W有W总 W有W有 W额100%，故 增加，所以选项 D 正确故选 D.11 W额W有2. C 【解析】由题图可知，本题中使用滑轮组时；滑轮组用两段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的两倍： s2 h20.5 m1 m滑轮组的机械效率： 100% 100% 100%75%.故选 C.W有 用W总 GhFs 3 N0.5 m2 N1 m3. B 【解析】由图可知：承担物体重力绳子的段数 n2，则绳子自由端移动的距离s nh23 m6 m，A 错误；由 F (G G 动 )可得：500 N (800 N G 动 )，解得：
11、 G 动1n 12200 N，B 正确；人通过滑轮组做的有用功 W 有 Gh800 N3 m2 400 J，C 错误；人通过滑轮组做的总功 W 总 Fs500 N6 m3 000 J，则滑轮组的机械效率 100% 100%80%，D 错误故选 B.W有W总 2 400 J3 000 J4. D 【解析】题图中有两段绳子承担物重，绳子自由端的拉力 F (G G 动 )，绳子自由12端移动的距离 s2 h.代入数据得：12.5 N (20 N G 动 )，解得： G 动 5 N，A 选项错误；124 s 内拉力 F 做的功为 W 总 Fs F2h12.5 N22 m50 J，B 选项错误；4 s
12、内拉力F 的功率为 P 总 12.5 W，C 选项错误；4 s 内滑轮组做的有用功： W 有W总t 50 J4 s Gh20 N2 m40 J，则滑轮组的机械效率： 100 % 100%80%，DW有W总 40 J50 J选项正确故选 D.5. C 【解析】甲图中动力臂是阻力臂的两倍，根据杠杆的平衡条件可知，动力应为阻力的二分之一，即 F1150 N，所以甲图会省一半的力；乙图中由三段绳子连接动滑轮，n3， F2 (G G 滑 ) (300 N60 N)120 N150 N，所以乙图不是省一半的力，A1n 13错误；甲图中由于 F 的方向始终竖直向下，与阻力的方向平行，所以动力臂始终为阻力臂的
13、两倍，所以动力始终为阻力的一半，即 F1150 N 保持不变，B 错误；乙图的机械效率为 100% 100%83.3%，C 正确； F2的功率为 P F2v 绳 F2nv 物GnF2 300 N3120 N120 N30.01 m/s3.6 W，D 错误故选 C.6. 2 8 【解析】物体的质量 m V 210 3 kg/m3(0.1 m)32 kg； G mg2 kg10 N/kg20 N，物体对地面的压力为 F pS600 Pa(0.1 m)26 N，即地面对物体的支持力为 6 N，拉力 F (G G 动 F) (20 N2 N6 N)8 N.12 127. 2.4104 60% 【解析】
14、由于巨石做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力 F 和摩擦力f 为一对平衡力，故巨石受到的摩擦力 f F2.410 4 N；由题意可知，巨石受到的摩擦力 f2.410 4 N，若拉力 F210 4 N 时， n2， s2 ns1，故滑轮的机械效率 100% 100% 100% 100%60%.W有W总 fs1Fs2 fs1Fns1 2.4104 N2104 N28. 120 62.5 【解析】由题图可知：承担物重的绳子段数 n3，则绳子自由端移动的速度 v 拉 nv 物 30.1 m/s0.3 m/s，拉力 F 的功率 P 拉 Fv 拉 400 N0.3 m/s120 W；物体的重力 G mg75
15、 kg10 N/kg750 N，此时滑轮组的机械效率 100%W有W总100% 100% 100% 100%62.5%.GhFs GhFnh GnF 750 N3400 N9. 62.5 625 【解析】吊篮的重力 G mg5 kg10 N/kg50 N，故滑轮组的机械效率 100% 100%62.5%；由 F (G G 动 )可得， G 动 2 F G240 GnF 50 N240 N 12N50 N30 N，工人师傅的重力 G mg50 kg10 N/kg500 N，小于绳子 C 能承受的最大拉力，此时对绳子 B 产生的最大拉力是 FB2 G G 动 2500 N30 N970 N(小于
16、1 000 N，绳子不会断)，则吊篮对地面的最小压力 F1 020 N50 N970 N100 N故其对地面的最小压强是 p 625 Pa.FS 100 N1 60010 4 m210. 80% 1 150 【解析 】由题图知 n2， 100% 100% 100%W有W总 GhFs GnF100%80%；在不计摩擦与绳重时， F (G 物 G 动 )，即 125 N (200 N G200 N2125 N 12 12动 )，所以 G 动 50 N，由题意得人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力 F G600 N，因为 F (G 物 G 动 )即 600 N (G 物 50 N
17、)，有 G 物 12 121 150 N.11. 70% 200 【解析】根据题目已知：作用在绳子自由端的拉力 F500 N，货物的重力G700 N，货物上升的距离 h4 m；由题图可知，承担物重的绳子段数 n2，则绳子自由端移动的距离 s nh24 m8 m则有用功 W 有 Gh700 N4 m2 800 J，总功 W 总 Fs500 N8 m4 000 J，故滑轮组提升货物的机械效率 100% 100%70%；拉力的功率 P 200 W.W有W总 2 800 J4 000 J W总t 4 000 J20 s12. 解：(1)物体对水平地面的压力F G mg60 kg10 N/kg600 N
18、静置时物体对水平地面的压强 p 1 200 Pa(2 分)FS 600 N0.5 m2(2)由题图可知：承担物重的绳子段数 n2滑轮组的机械效率 100% 100%75%(3 分)GhFs GhFnh 600 N2 m400 N22 m(3)拉力 F 的总功 W 总 Fs400 N2 m21 600 J拉力 F 的功率 P 80 W(3 分)W总t 1 600 J20 s13. (每空 1 分，共 6 分)(1)88.9% 2.2 30 (2)匀速 (3)增加物重 (4)动滑轮的质量【解析】(1)由 100% 100%得，第二组实验中，W有W总 GhFs 2 100% 100% 100%88.
19、9%， s33 h310 cm30 W有W总 G2h2F2s2 4 N5 cm1.5 N15 cmcm，由题图可得， F32.2 N；(2)为了达到较理想的效果，在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；(3)通过对比发现增加物重可以提高滑轮组的机械效率；(4)滑轮组的机械效率还与动滑轮的质量有关【考向拓展】1. 解：由杠杆平衡条件： FBOB FOA， FB (GD G 动 )，将 OA2 OB 代入，得12F (GD G 动 )，则：14(1)在 A 端所加的力为： F (100 N5 N)26.25 N14(2)动滑轮能提升的物体重量 GD4 F G 动 400 N5 N395 N(3)在 A 端所加的力 F (GD G 动 ) (100 N5 N)17.5 N16 16
