2018年中考物理专题复习-专项突破集训四-滑轮组相关计算题

1（2018·娄底）如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA= 100N。在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为v=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计，

(1)绳子自由端的拉力大小F=__ 50 _ N；

(2)拉力F做功的功率P= 40 W。

(3) 物体A的机械能 增加 (填“增加”、“减少”或“不变”)。

2（2018·孝感）

3．(2018达州)（7分）如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N，此时滑轮组的机械效率η1为75%（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，g=10N/kg）。

（简单机械和浮力压强）

（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的

图。

（2）工人的质量为60kg，双脚与地面接触面积为2.5×10﹣3m2，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa，求物体浸没在水中时受到的浮力。

（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为180W，求物体上升的速度。

解：（1）当物体完全露出水面时，滑轮组的机械效率：η===，

所以通过动滑轮绳子的段数：n====3，

A图中通过动滑轮绳子的段数为3，B图中通过动滑轮绳子的段数为4，C图中通过动滑轮绳子的段数为5，所以工人所使用的滑轮组是A图；

（2）由题知，绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，当物体完全露出水面时，F=（G物+G动）

G动=3F﹣G物=3×400N﹣90kg×10N/kg=300N，

此时人对地面压力：F压=G人﹣F=60kg×10N/kg﹣400N=200N， 物体完全浸没在水中时对滑轮组的拉力：F拉'=G物﹣F浮，完全露出后物体对滑轮组拉力F拉=G物，所以物体被打捞出水面后对滑轮组拉力增大，绳子自由端拉力随之变大，人对地面压力变小，压强变小，

06含有滑轮组复杂装置的浮力、机械效率综合计算

1．如图是在岸边打捞水中金属块的装置示意图，均匀实心金属块的体积为33-510m，质量

为40kg。若水对金属块的阻力忽略不计，33=1.010kg/m



水，g

取10N/kg，试解答下列问

题：（不计绳重和摩擦）

(1)在金属块还未露出水面时，求金属块所受到的浮力；

(2)若人用200N的拉力使金属块在水中匀速上升3m后还未露出水面，求人的拉力所做的功；(3)求金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率。

1．(1)50N；(2)1200J；(3)87.5%

【解析】

(1)因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积为

-33510mVV

排金

金属块所受的浮力为

3333110kg/m10N/kg510m=50NFgV





浮水排

(2)由图知，使用的滑轮组2n

，拉力端移动距离为

223m=6msh

人的拉力所做的功为

200N6m=1200JWFs

(3)金属块重力为

40kg10N/kg=400NGmg

金金金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率为

()()

400N-50N

100%87.5%

222200NWGFhGFhGF

WFsFhF



有用浮浮浮金金金

总

【答案】(1)在金属块还未露出水面时，金属块所受到的浮力为50N；

(2)人的拉力所做的功为1200J；

(3)金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率为87.5%。

2．如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是

卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是

V

=0.6m3

，重力G

物=2.4×104

N。若在打捞前起重机对地面的压强p

1=1.8×107

Pa，当物体在水

中匀速上升时起重机对地面的压强为p

2=2.4×107

Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对

地面的压强p

3=2.6×107

Pa。重物出水前滑轮组的机械效率为90%，重物出水前卷扬机牵引力

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，最后等于100%

B．此滑轮组动滑轮的重力为5N

C．当 G物=15N 时，滑轮组机械效率为η=75%

D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于1，即同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能等于100%，故A错误；

B．由图可知，G物=12N，此时η=80%，则

80%GhFs物

且有

nFGG物动

snh

代入可得

12N80%12NGGGG物物动动

故滑轮组动滑轮的重力为

3NG动

故B错误；

C．当 G物=15N 时，滑轮组机械效率为 15N83%15N3NGGG物物动

故C错误；

D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略绳重及摩擦时，额外功相同，所以总功相同，滑轮组的机械效率仍不改变，故D正确。

故选D。

2．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度，若不计绳子与滑轮的摩檫，__________装置更省力（选填“甲”或“乙”）。甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率（选填“高于”、“低于”或“等于”）。甲图中若钩码总重100N，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升的高度为__________m，滑轮组的机械效率为__________。

2018年中考物理真题汇编--力学综合计算及答案

2018年中考物理真题汇编——力学综合计算题及答案

1、(2018•湖南) 为了节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为$S_1=100cm^2$且足够高，略大于出水口的圆形阀门（厚度不计）的表面积为$S_2=20cm^2$，浮筒与阀门用细杆相连，不计浮筒、阀门、轻杆的重量。通常情况下，水龙头以滴漏形式向储水桶供水，当储水罐水位上升到20cm时，浮筒即将通过轻杆将阀门拉起冲水，问即将开始冲水时（$g=10N/Kg$，$\rho_{水}=1.0×10^3kg/m^3$）：

1）阀门所受水的压强$p$为多少？

2）浮筒对阀门的拉力为多大？

3）浮筒浸入水中部分的深度$H$为多少？

解：（1）$p=\rho

gh=1.0×10^3J/kg×10N/kg×0.2m=2000Pa$ 2）阀门刚被拉起时，因为不计重力，故阀门在竖直方向只受到细杆的拉力$F$和水的压力而平衡。拉力$F=F_{压}=pS=2000Pa×2×10^{-3}m^2=4N$

3)浮筒刚被拉起时，因为不计重力，故浮筒在竖直方向只受到浮力和细杆的拉力$F'=F=4N$。由力的平衡得$F'=F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，$\therefore4N=1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×10^{-2}m^2×H$，$\therefore H=0.04m$

2、（2018•广西）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为$1m^3$，密度为$0.5×10^3kg/m^3$．动滑轮重为$1×10^3N$，电动机工作时拉绳子的功率为$1.2×10^3W$且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：（1）A的重力；

2）A浸没在水中受到的浮力；

3）A向下运动的最小速度；

4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。