2024年中考物理一轮复习专题：滑轮(含答案)
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2024年中考物理一轮复习专项训练：滑轮
知识点回顾
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
（4）特殊滑轮的机械效率：η=fnF×100%
专题练习
一、选择题
1． 如图所示，沿三种不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则（ ）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
2．现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》，书中将滑轮称为“绳制”。如图所示，现分别用甲、乙两种滑轮提升同一重物，不计绳重及摩擦，若将重物提升相同的高度，下列说法正确的是（ ）
A．使用甲滑轮更加省力 B．使用乙滑轮更加省距离
C．甲滑轮的机械效率更高 D．拉力F1和F2做的功一样多
3． 如图，用60N的拉力将80N的重物匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列选项正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是6m B．有用功是80J
C．拉力做的总功是180J D．动滑轮的重力是40N
4．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，不计绳重和摩擦，在物体匀速上升的过程中拉力F1、F2，两个滑轮组的机械效率η1、η2的大小关系正确的是（ ） A．F1＜F2，η1＝η2 B．F1＞F2，η1＜η2
C．F1＜F2，η1＞η2 D．F1＞F2，η1＝η2
5．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏，图乙是该游戏装置的示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩抓住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，女孩可以轻松把大人和男孩拉到一起（忽略绳与木棍之间的摩擦）。以下关于三人的拉力大小和运动距离的说法正确的是（ ）
A．大人的拉力最大，女孩的运动距离最长 B．女孩的拉力最大，运动距离也最长
C．大人和男孩的拉力一样大，女孩的运动距离最长 D．三人的拉力一样大，运动距离一样长
6．如图所示用滑轮组提升物体。测得物体重力为3N，滑轮组在1s内将物体匀速提升0.2m，绳子自由端拉力F为2N，不计绳重和轮轴间的摩擦。关于此过程，下列判断正确的是 （ ）
A．动滑轮重力为0.8N B．滑轮组做的有用功为1.2J
C．滑轮组的机械效率为75% D．绳子自由端移动的速度为1m/s
7．如图装置中，重600N、脚与地面的接触面积共为400cm2的人，用拉力F拉着重200N长方体A，使A以0.1m/s的速度匀速向左运动，拉力F的功率为6W，已知每个滑轮重均为10N，A受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，装置中绳子的方向为水平或竖直，则（ ）
A．人对地面的压强为1.5×104Pa B．克服绳重和绳与轮间摩擦的功率为2W
C．此滑轮组的机械效率为80% D．天花板对定滑轮的拉力为70N
8．如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重1200N，底面积为200cm2的方形货物。货箱20s内匀速上升了4m，工人所用拉力F为500N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．工人拉绳子的速度为0.2m/s
B．动滑轮的重力为100N
C．设装置的机械效率为80%
D．当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压强为6×103Pa
二、填空题
9．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝ N，物体A移动 m。
10．工人师傅用如图所示的滑轮组将重为450N的物体以0.5m/s的速度匀速竖直提升了2m，工人师傅对绳自由端竖直向上的拉力F为200N（不计绳重和摩擦），则动滑轮的重力为 N。当用该滑轮组提升600N的重物时，该滑轮组的机械效率是 %。
11． 如图所示，工人用滑轮组匀速提升重720N的货物A，所用的拉力F为400N，货物10s内匀速上升了3m。不计绳重和摩擦，在此过程中，拉力做功的功率是 W，滑轮组的机械效率是 %。
12．如图所示，B物重为30N，在物体A的作用下，物体B匀速上升1m，物体A受到的重力所做的功为40J。 若在滑轮b下改挂重为50N的另一物体C时，使物体C在10s内匀速上升1m，则应在物体上再加向下
N的拉力F。（不计绳重及轮轴间摩擦）
三、实验探究题
13．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。
序号 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 2.2 30 90.9%
4 6 10 2.2 45 90.9%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动；
（2）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重为______N；
（3）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______；
（4）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）； （5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度
四、计算题
14． 如图，用滑轮组提升重物时，重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，则提升重物的过程中；
（1）绳子自由端下降速度为多少m/s；
（2）滑轮组的机械效率为多少；
（3）拉力F的功率是多少W，如果重物为900N，则滑轮组的机械效率又为多少。
15．配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105帕，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：OB＝5：3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105帕。（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g＝10N/kg）
（1）求滑轮组的机械效率？
（2）配重M质量是多少千克？
（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？
16．在涪江六桥建筑工地，工人师傅正用塔吊通过滑轮组从河床吊起一如图甲所示工件。已知工件上下两部分都为正方体，重22500N，工件上升速度保持为0.1m/s。吊装过程中，滑轮组的机械效率随时间变化的图象如图乙所示，机械摩擦力及绳重忽略不计，（g=10N/kg）。问：
（1）河床受到水的压强多大？
（2）动滑轮的重力多大？
（3）工件完全露出水面后，拉力做功的功率多大？
（4）第15s时的机械效率多大？
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．D
5．A
6．C
7．D
8．C
9．30；1
10．150；80
11．240；90
12．10
13．匀速直线 0.4 40 88.9% 大 无关 B
14．（1）解：由图知n=2
绳子自由端被拉下的距离s=2h=2×1m=2m
绳子自由端下降的速度v=st=2m10s=0.2m/s
答：绳子自由端下降速度为0.2m/s；
（2）解：拉力做的有用功W有=G物h=400N×1m=400J
拉力做的总功W总=Fs=250N×2m=500J
滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=400J500J×100%=80%
答：滑轮组的机械效率为80%；
（3）解：拉力F的功率是P=Fv=250N×0.2m/s=50W
不计绳重和摩擦，根据公式F=1n(G物+G动)可知，动滑轮的重力G动=2F−G物=2×250N−400N=100N
如果重物为900N，根据公式η=W有W总=W有W有+W额=G物hG物h+G动h=G物G物+G动可知，
滑轮组的机械效率是η=G物G物+G动=900N900N+100N=90%
答：拉力F的功率是50W，如果重物为900N，则滑轮组的机械效率为90%。
