资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台专题十与滑轮(组)相关计算类题解题技巧技巧一:简化法简化法:这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理,找出题目中的相关环节或相关点,使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化,可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱,把要解答的问题解决。1.(2020?烟台)在建筑工地上,小明同学利用如图所示的装置,用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍,不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力为 N,该装置的机械效率为 。若增加物体A的重力,仍使物体A匀速运动,则该装置的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。2.(2020?连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m,拉力大小为120N,拉力做功的功率为 W,有用功为 J,滑轮组的机械效率为 。3.(2020?天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:实验次数钩码所受的重力G/Ν提升高度h/m拉力F/Ν绳端移动的距离s/m机械效率η12.00.11.00.366.7%24.00.11.80.374.1%36.00.12.50.3请你解答如下问题:(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 ;根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式;(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”);(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。4.(2020?大庆)小红在测量滑轮组机械效率的实验中,用图的装置匀速竖直向上提升重物,并记录了部分实验数据如表:钩码总重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计拉绳端移动距离s/m30.10.3(1)上表中测力计拉力的示数如图17所示,则此时拉力的测量值为 N。(2)此次实验中滑轮组的机械效率为 。5.(2020?日照)由于突降暴雨,一件体积为0.3m3的物资浸没在了水坑中,其上表面距水面2m。如图是打捞物资所用起重机滑轮组的装置图,动滑轮重为600N且始终露在水面外,电动机的输出功率恒为9kW。打捞过程中,物资从水底开始运动到上表面刚露出水面前以某一速度做匀速直线运动;物资从完全离开水面到竖直提升到离水面3m高的过程中,保持1m/s的速度匀速运动,在此过程中电动机所拉绳子的拉力刚好达到这根绳子所能承受的最大拉力。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。不计绳子的重力、水和空气的阻力及绳子与滑轮组的摩擦。求:(1)物资浸没在水中时所受的浮力。(2)电动机所拉绳子承受的最大拉力(3)物资浸没在水中匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率。6.(2020?西藏)为了丰富学生的课余生活,某学校开设了“实验拓展课”。如图(甲)是某一学习小组设计的“测量滑轮组机械效率”的实验装置图,图(乙)是物体上升高度h随时间t变化的关系图象,已知物体的重力G=36N,不计绳重及摩擦,手对绳自由端施加的拉力F=20N,求:(1)0~2s内,滑轮组所做的有用功;(2)该滑轮组的机械效率;(3)0~2s内,拉力F的功率。7.(2020?甘南州)在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内,将450N的材料提升了10m,(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求:(1)拉力的功率是多少?(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是多少?(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少?8.(2020?南通)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg.(1)求提升重物做的有用功;(2)求绳端的拉力;(3)若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功.9.(2020?铜仁市)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为4.8×103N的物体时,物体4s内上升了6m,在此过程中,拉力F为2×103N.求:(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功;(2)滑轮组的机械效率;(3)拉力F的功率。10.(2020?沈阳)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材,质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上,在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%,滑轮组和绳子的自重不计。(g=10N/kg)求:(1)石材受到的阻力;(2)在石材移动40s过程中,工人做的有用功;(3)在石材移动40s过程中,工人作用在绳子自由端的拉力F。11.(2020?福建)美丽乡村建设中,工人用起吊装置提升建筑材料,如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m,用时15s,消耗电能1.5×104J.g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中:(不计绳与滑轮之间的摩擦)(1)材料所受拉力F的大小;(2)拉力F对材料做功的功率;(3)该装置的效率。12.(2020?邵阳)如图所示,用一个滑轮组匀速提升重0.9N的物体,在物体匀速上升5cm的过程中,弹簧测力计的示数为0.4N.(不计摩擦及绳重)求:(1)在此过程中拉力做的功。(2)该滑轮组的机械效率。(3)动滑轮受到的重力。13.(2020?遂宁)小雨同学家装修新房,看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料,感觉该装置简单易制、方便快捷,大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小雨观察到电动机的输出功率800W,将两袋(每袋质量50kg)水泥匀速提升到10m高的4楼需要用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小雨完成下列问题:(g=10N/kg)(1)此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大?(2)电动机对绳子的拉力多大?(3)该滑轮组的机械效率多大?14.(2020?黔南州)如图所示,某建筑工地用起重机将质量为3.6t的货箱以0.5m/s的速度匀速提升,吊臂上的滑轮组如图所示,若忽略绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率为80%.(g=10N/kg)求:(1)在10s内货箱上升的高度;(2)货箱的重力;(3)吊臂上电动机拉力F的大小;(4)依然利用此机械提升质量为4.1t的货箱,求此时滑轮组的机械效率。技巧二:直接法直接法是直接运用基本概念、基本规律,对备选项中的答案进行判断。选项常以物理学史、物理单位、物理现象、物理结论等内容为主,对应的题型多数是识记型选择题和填空题。这类题目主要用于考查学生对物理知识的记忆和理解程度,属常识性知识的题目。此类考题以选择题、填空题为主。1.(2020?绵阳)将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮,分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组.在图甲滑轮组,用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m;在图乙滑轮组,用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m.不计摩擦和绳重.设图甲滑轮组的机械效率为η甲,图乙滑轮组的机械效率为η乙,则( )A.η甲>η乙B.η甲<η乙C.η甲≈55.5%D.η乙≈83.3%2.(2020?盘锦)工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆(质量分布均匀)。如图所示,这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m,绳端拉力F=1000N.下列说法正确的是( )A.路灯杆一端刚被匀速拉起时,相当于费力杠杆B.路灯杆离地后,受到的拉力小于2400NC.路灯杆离地后,绳端拉力F做的功为1000JD.路灯杆离地后,滑轮组的机械效率为80%3.(2020?广安)如图所示,水平地面上的建筑工人利用滑轮组,将重为900N的物体在10s内匀速提升2m。工人对绳子竖直向下的拉力为500N,自身重力为700N,不计绳重和摩擦阻力。以下说法正确的是( )A.工人对地面的压力为700NB.拉力的功率为150WC.滑轮组的机械效率为60%D.动滑轮的自重为100N4.(2020?黄石)如图,是一位同学组装的提升重物装置,他用100N的拉力F,在10s内把重150N的重物G提升4m,则此过程中( )A.该滑轮组的效率为75%B.他做的总功为1200JC.他做的有用功为800JD.他对滑轮组做功的功率为60W5.(2020?永州)如图所示,用力F将重力G=10N的物体匀速向上提升2m,动滑轮重2N(不计绳重摩擦),下列正确的是( )A.绳子末端移动的距离为1mB.拉力大小为5NC.滑轮组的机械效率为100%D.物体克服重力所做的功为20J6.(2020?广州)如图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变),测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示,则( )F甲F乙F丙F丁GMGN5.5N12N5.5N8N5N10NA.甲的机械效率比丙的大B.乙、丁的机械效率相同C.使用丙提升物体M时省力D.实验测得的数据无法算出机械效率7.(2020?咸宁)用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,下列分析正确的是( )A.动滑轮的重力为5NB.该滑轮组的机械效率可以达到100%C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为5J8.(2020?宁夏)用如图所示滑轮组,将质量为50kg的物体,在10s内匀速向上提升2m,已知拉力F=300N.在此过程中,下列说法正确的是( )A.绳子自由端移动的距离为6mB.拉力F的功率为60WC.人所做的额外功为300JD.该滑轮组的机械效率约为83.3%9.(2020?随州)体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦,g取10N/kg),小明对此工作过程及装置作出了以下论断:①动滑轮重为200N②此过程中,工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中,它的机械能增大④若增大重物A的质量,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90%。关于小明的以上论断( )A.只有①③正确B.只有②③正确C.只有①②③正确D.①②③④都正确10.(2020?巴中)如图所示,物体重为50N,小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m,拉力为20N,不计绳重和摩擦,下列说法错误的是( )A.动滑轮的重力为10NB.拉力F的功率为2WC.该滑轮组的机械效率约为83.3%D.提升的物体越重时,该滑轮组的机械效率越高11.(2020?西宁)人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组,将重900N的物体匀速提升6m,用时15s,则所做的有用功为 J,拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示(忽略绳重和摩擦),滑轮组的机械效率是 。12.(2020?金昌)如图所示,在不计绳重和摩擦的情况下,用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体,物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。13.(2020?徐州)如图所示,塔式起重机上的滑轮组既可以 ,又可以改变施力的 ,若用它将900N的物体匀速吊起5m高,拉力为400N,则滑轮组的机械效率为 。14.(2020?常州)利用如图所示的滑轮组,小明在50s内将重450N的物体匀速吊起10m高,已知动滑轮重50N,不计绳重及摩擦,绳端处拉力F做功的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。15.(2020?益阳)小芳利用如图装置测量滑轮组提升某重物时的机械效率,测得这个重物重为1N,物体被缓慢提升的高度为0.2m,竖直向上的拉力为0.4N.则绳端移动的距离为 m,此时该滑轮组的机械效率为 (保留一位小数)。16.(2020?眉山)如图甲所示,某人用200N的力F使物体A沿水平方向匀速直线运动了2m,这个人克服物体A的重力做功 J.若将此滑轮组用来提升物体A,如图乙所示(不计绳的重力和滑轮各处的摩擦),这时滑轮组的机械效率为75%,为了提高机械效率,改用轻质材料的新动滑轮后,再提升同一物体A,此时滑轮组的机械效率提高到80%,那么新的动滑轮是原动滑轮重的 倍。技巧三:应用类分析法应用类分析法:运用数学工具解决物理问题,是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题,都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量,我们可以根据题目的数据建立两个方程,然后求解未知量。此类考题主要是综合计算题。1.(2020?重庆)如图所示,是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg.30s内货物A被匀速提升了3m,动滑轮的重为3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是( )A.钢绳自由端的移动速度为0.1m/sB.拉力F的功率为1.5×103WC.滑轮组的机械效率为90%D.钢绳的拉力F的大小为1.0×104N2.(2020?常德)如图所示,用F1的力将物体B匀速提升h,F1做功600J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为1000J.下列说法正确的是( )A.两个过程中的拉力F1=3F2B.F1做功的功率比F2做功的功率小C.滑轮组机械效率为40%D.F2做功的距离为3h3.(2020?黔西南州)如图所示,工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,若不计摩擦和绳重,则F1 F2,机械效率ηA ηB.(填“>”“=”或“<”)4.(2020?达州)如图所示,工人师傅用150N的力,使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m,此时物体A受到水平向左的拉力为240N.在此过程中物体A移动的速度是 m/s,工人师傅拉绳子的力做功的功率是 W,该装置的机械效率η= 。当物体A的速度增大到0.5m/s时,物体A受到的摩擦力是 N。5.(2020?扬州)如图,“测动滑轮机械效率”时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N,弹簧测力计的示数为 N,动滑轮的机械效率是 。6.(2020?朝阳)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,第三次实验时的拉力如图所示。实验次数钩码所受的重力G/N钩码上升的高度h/cm拉力F/N绳自由端移动的距离s/cm机械效率η12100.83083.3%24101.530②3610①30(1)实验中应 拉动弹簧测力计使钩码上升;(2)表格中编号①的数据应为 ;编号②的数据应为 ;(3)比较实验数据可得出的实验结论是:使用同样的滑轮组, ;(4)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力为 N。7.(2020?湘潭)测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。实验次数钩码重力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η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%(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。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。(3)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”)。(4)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8.(2020?长沙)某实验小组用下图的实验装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如表所示。(1)实验中应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计;(2)第一次实验中测得滑轮组的机械效率为 %;(3)分析以上数据可知,使用同一个滑轮组提升重物时,被提升物体的重力越 ,滑轮组的机械效率越高。实验次数物理量1234钩码重G物/N0.51.01.52.0钩码上升高度h/m0.10.10.10.1绳端拉力F/N0.30.50.70.9绳端移动距离s/m0.30.30.30.3机械效率η67%71%74%9.(2020?泰州)小明利用如图所示的滑轮组,将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m,竖直向上的拉力为360N.求:(1)物体的重力(g取10N/kg);(2)小明拉力的功率?(3)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。10.(2020?黑龙江)如图所示,人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s,人对绳子向下的拉力为300N.求:(1)物体上升的高度;(2)滑轮组的机械效率;(3)拉力的功率。解析与答案技巧一:简化法简化法:这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理,找出题目中的相关环节或相关点,使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化,可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱,把要解答的问题解决。1.【解答】(1)因为物体A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍,所以物体受到的摩擦力:f=0.2G=0.2×300N=60N;因物体A匀速运动,绳子对物体的拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以滑轮组对物体的拉力F拉=f=60N,由图知n=3,不计绳重与摩擦,由F=(G动+F拉)可得动滑轮受到的重力:G动=nF﹣F拉=3×25N﹣60N=15N;(2)滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%;(3)若增加物体A的重力,仍使物体A匀速运动,因物体对地面的压力增大,则摩擦力增大,克服物体与地面间摩擦力做的有用功增大,在额外功不变的情况下,有用功在总功中所占的比例增大,则机械效率将增大。故答案为:15;80%;增大。2.【解答】(1)由图知,n=3,拉力端移动距离s=3h=3×1m=3m,拉力做的总功:W总=Fs=120N×3m=360J;拉力做功的功率:P===36W;(2)已知G=300N,h=1m,拉力做的有用功:W有用=Gh=300N×1m=300J;(3)滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%。故答案为:36;300;83.3%。3.【解答】(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为:η====80%;由s=nh可得绳子的有效段数:n===3,该滑轮组的绕线方式如下图所示:(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高;(3)为了验证猜想二,滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,要改变动滑轮的重力,故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。故答案为:(1)80%;如上图所示;(2)越高;(3)几个自重不同的滑轮。4.【解答】(1)测力计分度值为0.2N,则此时拉力的测量值为1.6N。(2)此次实验中滑轮组的机械效率为:η===×100%≈62.5%。故答案为:(1)1.6;(2)62.5%。5.【解答】(1)物资浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N;(2)由图知,n=3,则物资在完全离开水面后电动机拉绳子的速度:v=3v物=3×1m/s=3m/s,由P===Fv可得电动机所拉绳子承受的最大拉力:F最大===3000N;(3)不计绳子的重力、空气的阻力及绳子与滑轮组的摩擦,最大拉力:F最大=(G+G动),物资的重力:G=3F最大﹣G动=3×3000N﹣600N=8400N;物资浸没在水中匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率:η===×100%=90%.答:(1)物资浸没在水中时所受的浮力为3000N;(2)电动机所拉绳子承受的最大拉力为3000N;(3)物资浸没在水中匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率为90%.6.【解答】(1)由图乙可知,2s时,物体上升0.2m,有用功W有=Gh=36N×0.2m=7.2J;(2)滑轮组的动滑轮绕3段绳,总功:W总=Fs=F×3h=20N×3×0.2m=12J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=60%;(3)0~2s内,拉力F的功率:P===6W。答:(1)0~2s内,滑轮组所做的有用功是7.2J;(2)该滑轮组的机械效率是60%;(3)0~2s内,拉力F的功率是6W。7.【解答】(1)由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×10m=30m,拉力做的功:W总=Fs=250N×30m=7500J,则施加拉力的功率:P===375W;(2)有用功:W有用=Gh=450N×10m=4500J,机械效率:η==×100%=60%;(3)由F=(G+G动)可得动滑轮的重力:G动=nF﹣G=3×250N﹣450N=300N;由F=(G+G动)可得最大物重:G′=nF′﹣G动=3×400N﹣300N=900N;此滑轮组的最大机械效率:η′=====75%。答:(1)拉力的功率是375W;(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是60%;(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。8.【解答】(1)提升重物做的有用功:W有用=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J;(2)由η==80%可得拉力做的总功:W总===3×104J;由图可知,承担物重绳子股数n=3,绳子自由端移动的距离:s=3h=3×2m=6m;由W总=Fs可得拉力:F===5000N;(3)对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功:W额=W总﹣W有用=3×104J﹣2.4×104J=6000J,提升动滑轮做的额外功:W额1=G动h=m动gh=40kg×10N/kg×2m=800J,克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功:W额2=W额﹣W额1=6000J﹣800J=5200J.答:(1)提升重物做的有用功为2.4×104J;(2)绳端的拉力为5000N;(3)克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J.9.【解答】(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功:W有用=Gh=4.8×103N×6m=2.88×104J;(2)由图知,n=3,拉力端移动距离s=3h=3×6m=18m,拉力F做的总功:W总=Fs=2×103N×18m=3.6×104J,滑轮组的机械效率:η==×100%=80%;(3)拉力F的功率:P===9×103W。答:(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功为2.88×104J;(2)滑轮组的机械效率为80%;(3)拉力F的功率为9×103W。10.【解答】(1)石材的重力:G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,石材受到的阻力:f=0.1G=0.1×1.8×104N=1800N;(2)由乙图可得,在t=10s内石材移动的距离s=1.0m,石材匀速运动的速度:v===0.1m/s,石材在t′=40s移动的距离:s′=vt′=0.1m/s×40s=4m,因为石材做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则滑轮组对石材的拉力:F拉=f=1800N,工人做的有用功:W有用=F拉s′=1800N×4m=7200J;(3)由η==75%可得工人做的总功:W总===9600J,由图知,n=3,工人拉力端移动的距离:sF=3s′=3×4m=12m,由W总=Fs可得工人的拉力:F===800N。答:(1)石材受到的阻力为1800N;(2)在石材移动40s过程中,工人做的有用功为7200J;(3)在石材移动40s过程中,工人作用在绳子自由端的拉力为800N。11.【解答】(1)匀速提升材料过程中,材料所受拉力:F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N;(2)拉力F对材料做的功,即有用功:W有用=Fs=2000N×6m=1.2×104J,拉力F对材料做功的功率:P===800W;(3)该装置的效率:η==×100%=80%。答:(1)材料所受拉力F的大小是2000N;(2)拉力F对材料做功的功率是800W;(3)该装置的效率是80%。12.【解答】(1)已知h=5cm=0.05m,则绳子移动的距离s=3h=3×0.05m=0.15m;在此过程中拉力做的功W总=Fs=0.4N×0.15m=0.06J;(2)有用功W有用=Gh=0.9N×0.05m=0.045J,该滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%;(3)由F=(G+G动)可得,动滑轮受到的重力G动=3F﹣G=3×0.4N﹣0.9N=0.3N。答:(1)在此过程中拉力做的功为0.06J。(2)该滑轮组的机械效率为75%。(3)动滑轮受到的重力为0.3N。13.【解答】(1)物体上升的速度v===m/s,由图可知,水泥由3段绳子承担,则此次吊装过程中绳子自由端移动的速度v绳=3v=3×m/s=2m/s,(2)由P=可得电动机做功:W总=Pt=800W×15s=1.2×104J,由W总=Fs可得电动机对绳子的拉力:F===400N,(3)有用功:W有=Gh=2×50kg×10N/kg×10m=1.0×104J。该滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%。答:(1)此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是2m/s,(2)电动机对绳子的拉力为400N,(3)该滑轮组的机械效率为83.3%。14.【解答】(1)由v=可得,在10s内货箱上升的高度:h=s货箱=vt=0.5m/s×10s=5m,(2)货箱的重力:G=mg=3.6×103kg×10N/kg=3.6×104N;(3)由图可知,动滑轮上绳子的段数为3,该滑轮组的机械效率η====,即:80%=。解得F=1.5×104N,即吊臂上电动机拉力为1.5×104N;(4)忽略绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=3F﹣G=3×1.5×104N﹣3.6×104N=9×103N,依然利用此机械提升质量为4.1t的货箱,此时货箱的重力:G′=m′g=4.1×103kg×10N/kg=4.1×104N,忽略绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:η′=====82%。答:(1)在10s内货箱上升的高度为5m。(2)货箱的重力为3.6×104N。(3)吊臂上电动机拉力F的大小为1.5×104N;(4)依然利用此机械提升质量为4.1t的货箱,求此时滑轮组的机械效率为82%。技巧二:直接法直接法是直接运用基本概念、基本规律,对备选项中的答案进行判断。选项常以物理学史、物理单位、物理现象、物理结论等内容为主,对应的题型多数是识记型选择题和填空题。这类题目主要用于考查学生对物理知识的记忆和理解程度,属常识性知识的题目。此类考题以选择题、填空题为主。1.【解答】根据图示可知,n甲=2,n乙=3;由F=(G+G动)可得,G动=2F1﹣G=2×36N﹣60N=12N;则F2=(G+G动)=×(60N+12N)=24N;由η===可得,甲滑轮组的机械效率:η甲=×100%=×100%≈83.3%;乙滑轮组的机械效率:η乙=×100%=×100%≈83.3%;故ABC错误,D正确。故选:D。2.【解答】A、路灯杆一端刚被匀速拉起时,阻力为路灯杆的重力G,作用点在重心上,绳子对路灯杆的拉力是动力F,支点为路灯杆的左端,可见,动力臂大于阻力臂,所以路灯杆相当于省力杠杆,故A错误。B、路灯杆离地后被匀速提升,杆受到的拉力与重力是一对平衡力,则拉力为:F拉=G=2400N,故B错误。C、由图可知承担物重的绳子段数n=3,路灯杆离地后被匀速提升1m,则绳子自由端移动距离为:s=3h=3×1m=3m,绳端拉力F做的功为:W总=Fs=1000N×3m=3000J,故C错误。D、路灯杆离地后,所做有用功为:W有=Gh=2400N×1m=2400J,滑轮组的机械效率为:η==×100%=80%,故D正确。故选:D。3.【解答】A、工人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得:F+F支=G,则F支=G﹣F=700N﹣500N=200N,因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:F压=F支=200N;故A错误;B、物体速度:v物===0.2m/s,由图可知n=2,绳端移动的速度:v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s,拉力的功率:P=Fv绳=500N×0.4m/s=200W,故B错误;C、此滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%,故C错误;D、由F=(G+G动)可得动滑轮重:G动=nF﹣G=2×500N﹣900N=100N,故D正确。故选:D。4.【解答】(1)他做的有用功:W有用=Gh=150N×4m=600J,故C错误;(2)由图可知,n=2,拉力端端移动的距离:s=nh=2×4m=8m,他做的总功:W总=Fs=100N×8m=800J,故B错误;(3)他对滑轮组做功的功率:P===80W,故D错误;(4)滑轮组的机械效率:η==×100%=75%,故A正确。故选:A。5.【解答】A、由图可知,n=2,绳子末端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,故A错误;B、不计绳重、摩擦,拉力F=(G+G动)=×(10N+2N)=6N,故B错误;CD、拉力做的总功:W总=Fs=6N×4m=24J,所做的有用功,即物体克服重力所做的功:W有用=Gh=10N×2m=20J,该滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%,故C错误、D正确。故选:D。6.【解答】设承担物重的绳子股数为n,则拉力端移动的距离s=nh,拉力做的有用功W有用=Gh,拉力做的总功W总=Fs=F×nh=nFh,机械效率η===。甲图中,使用的是定滑轮,n甲=1,机械效率η甲==×100%≈90.9%;乙图中,使用的是定滑轮,n乙=1,机械效率η乙==×100%≈83.3%;丙图中,使用的是动滑轮,n丙=2,机械效率η丙==×100%≈45.5%;丁图中,使用的是滑轮组,n丁=2,机械效率η丁==×100%=62.5%。A、由上面计算可知,η甲≈90.9%,η丙≈45.5%,所以甲的机械效率比丙的大,故A正确;B、由上面计算可知,η乙≈83.3%,η丁=62.5%,所以乙的机械效率比丁的大,故B错误;C、使用丙提升物体M时,GM=5N,F丙=5.5N,F丙>GM,是费力的,故C错误;D、由上面计算可知,利用实验测得的数据可以算出机械效率,故D错误。故选:A。7.【解答】A、由图乙可知,提升物重G=10N时,滑轮组的机械效率η=50%,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η=====50%,解得动滑轮重力:G动=10N,故A错误;B、使用滑轮组时,需要提升动滑轮做额外功,使得有用功小于总功,滑轮组的机械效率总小于100%,故B错误;C、滑轮组的机械效率越高,说明有用功与总功的比值越大,拉力做功不一定少,故C错误;D、由题知,利用滑轮组每次物体被提升的高度均为0.5m,提升动滑轮上升的高度也都是0.5m,则每次提升重物时,不计绳重和摩擦,滑轮组做的额外功都为:W额=G动h=10N×0.5m=5J,故D正确。故选:D。8.【解答】A、由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,故A错误;B、拉力做的总功:W总=Fs=300N×4m=1200J,拉力做功的功率:P===120W,故B错误;C、拉力做的有用功:W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×2m=1000J,因为W总=W有+W额,所以拉力做的额外功:W额=W总﹣W有用=1200J﹣1000J=200J;故C错误;D、滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%,故D正确。故选:D。9.【解答】(1)重物A的重力:GA=mAg=80kg×10N/kg=800N不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η=====80%,解得动滑轮重力:G动=200N,故①正确;(2)工人对重物A做的有用功:W有用=Gh=800N×1m=800J,由η==80%可得工人对绳的拉力做功(总功):W总===1000J,故②正确;(3)重物匀速上升过程中,质量不变、速度不变,动能不变;质量不变、高度增大,重力势能增大,它的机械能增大,故③正确;(4)若增大重物A的质量,重物的重力增大,滑轮组的机械效率增大,同时工人的拉力增大,工人的最大拉力:F最大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,由图知,n=3,不计绳重和摩擦,最大拉力F最大=(G最大+G动),提升的最大物重:G最大=3F最大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N,因为不计绳重和摩擦,滑轮组的最大机械效率η===,所以最大机械效率:η最大==≈88.9%,所以,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90%,故④正确。故①②③④正确。故选:D。10.【解答】A、由图知,n=3,不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮的重力:G动=3F﹣G=3×20N﹣50N=10N,故A正确;B、拉力端移动距离:s=3h=3×0.3m=0.9m,拉力做的总功:W总=Fs=20N×0.9m=18J,拉力做功的功率:P===6W,故B错误;C、所做的有用功:W有用=Gh=50N×0.3m=15J,滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%,故C正确。D、增加提升的物重,在动滑轮、摩擦不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增加了,有用功在总功中所占的比例增大,则滑轮组的机械效率就会提高,故D正确。故选:B。11.【解答】(1)将重900N的物体匀速提升6m,则所做的有用功:W有=Gh=900N×6m=5400J;(2)据图乙可知,15s内拉力做的总功是6000J,则滑轮组的机械效率:η==×100%=90%。故答案为:5400;90%。12.【解答】(1)由图知,n=3,拉力端移动的距离s=3h=3×0.4m=1.2m,由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,即拉力F=2.4N,拉力做的总功:W总=Fs=2.4N×1.2m=2.88J,拉力做功的功率:P===0.72W;(2)有用功:W有=Gh=6N×0.4m=2.4J,滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%。故答案为:0.72;83.3%。13.【解答】(1)在图中的滑轮组中,使用下面的动滑轮可以省力,使用上面的定滑轮可以改变用力的方向,所以使用图中的滑轮组,即可以省力,也可以改变施力的方向;(2)拉力做的有用功:W有用=Gh=900N×5m=4500J;由图知,承担物重的绳子股数n=3,拉力端移动的距离:s=3h=3×5m=15m,拉力做的总功:W总=Fs=400N×15m=6000J,滑轮组的机械效率:η==×100%=75%。故答案为:省力;方向;75%。14.【解答】(1)由图可知,n=2,不计绳重及摩擦,拉力:F=(G+G动)=×(450N+50N)=250N,由图可知,n=2,拉力端端移动的距离:s=nh=2×10m=20m,小明做的总功:W总=Fs=250N×20m=5000J,拉力做功功率:P===100W;(2)小明做的有用功:W有用=Gh=450N×10m=4500J,滑轮组的机械效率:η==×100%=90%。故答案为:100;90%。15.【解答】(1)由图知,n=3,则绳端移动的距离s=3h=3×0.2m=0.6m;(2)拉力做的有用功:W有用=Gh=1N×0.2m=0.2J,拉力做的总功:W总=Fs=0.4N×0.6m=0.24J,滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%。故答案为:0.6;83.3%。16.【解答】(1)物体A沿水平方向匀速直线运动,在重力的方向上没有移动距离,则这个人克服物体A的重力做功为0J;(2)用如图乙的滑轮组提升物体A时,不计绳的重力和滑轮各处的摩擦,则滑轮组的机械效率:η====75%,则=G+G动,解得物体A的重力:G=3G动,﹣﹣﹣﹣﹣①改用轻质材料的新动滑轮后,再提升同一物体A,此时滑轮组的机械效率:η′==80%,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②将①代入②可得:=80%,化简解得:G动′=G动=0.75G动。故答案为:0;0.75。技巧三:应用类分析法应用类分析法:运用数学工具解决物理问题,是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题,都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量,我们可以根据题目的数据建立两个方程,然后求解未知量。此类考题主要是综合计算题。1.【解答】A、物体上升的速度v===0.1m/s,由图可知,2段绳子承担物重,钢绳自由端的移动速度v绳=2v=2×0.1m/s=0.2m/s;故A错误;BD、A的重力G=mg=2.7×103kg×10N/kg=2.7×104N,不计起重机钢绳重和切摩擦,钢绳的拉力:F=(G+G动)=×(2.7×104N+3×103N)=1.5×104N,拉力做的总功:W总=Fs=F×2h=1.5×104N×2×3m=9×104J,拉力F的功率:P===3×103W,故BD错误;C、有用功W有用=Gh=2.7×104N×3m=8.1×104J,滑轮组的机械效率:η==×100%=90%,故C正确。故选:C。2.【解答】A、用F1的力将物体B匀速提升,F1=G;由图可知,不计绳重与摩擦,拉力F2=(G+G动),不知道提升物重与动滑轮重力的大小关系,无法确定F1与F2的关系,故A错误;B、F1做功600J,F2做功为1000J,由于不知道做功的时间,根据P=可知,无法判断F1、F2的功率关系,故B错误;C、F1做的功600J为使用滑轮组时做的有用功,F2做的功为1000J是总功,滑轮组的机械效率η==×100%=60%,故C错误;D.由图可知,滑轮组n=3,F2做功的距离,s=nh=3h,故D正确;故选:D。3.【解答】工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,由图知n分别为3、2,不计摩擦及绳重,提升等重的建筑材料时拉力分别为:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),比较可知F1<F2;因不计摩擦及绳重,额外功的来源是克服动滑轮自重做的功,滑轮组的机械效率η===,因动滑轮的重力不变、提起物体的重力相同,故ηA=ηB。故答案为:<;=。4.【解答】在此过程中物体A移动的速度v===0.2m/s;绳子移动的速度v绳=2v=2×0.2m/s=0.4m/s,工人师傅拉绳子的力做功的功率P===Fv=150N×0.4m/s=60W;因为物体匀速运动,A受到水平向左的拉力F拉=f=240N,该装置的机械效率η=====80%。当物体A的速度增大到0.5m/s时,压力和接触面的粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力不变,还是240N。故答案为:0.2;60;80%;240。5.【解答】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;(2)由图知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为0.6N;(3)动滑轮的机械效率:η=====×100%≈83.3%。故答案为:竖直;0.6;83.3%。6.【解答】(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,此时系统处于平衡状态,测力计示数大小才等于拉力大小;(2)由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力为2.2N;第2次实验的机械效率为:η===×100%≈88.9%;(3)实验选用的同一滑轮组,动滑轮的重力不变,由表中实验数据分析可知,同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;(4)根据表中数据,在第一次实验做的总功:W总1=F1s1=0.8N×0.3m=0.24J,做的有用功:W有1=G1h=2N×0.1m=0.2J,做的额外功:W额外=W总1﹣W有1=0.24J﹣0.2J=0.04J,因忽略绳重和摩擦,故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功,则动滑轮的重力为:G动===0.4N。故答案为:(1)竖直向上匀速;(2)2.2;88.9%;(3)提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;(4)0.4。7.【解答】(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为0.6N;(2)第2次实验时所做的有用功为:W有用2=G2h2=1.5N×0.05m=0.075J;第2次做的总功:W总2=F2s2=0.8N×0.15m=0.12J;滑轮组的机械效率是:η==×100%=62.5%;(3)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,重物重力越大,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无关;(4)A.增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小;B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大;C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据v=,机械效率与物体提升的速度无关,故选B。故答案为:(1)匀速;0.6;(2)0.075;62.5%;(3)大;无关;(4)B。8.【解答】(1)要正确测量绳端拉力,需竖直向上匀速拉动测力计。(2)第1次实验测得的机械效率为:η===≈56%;(3)分析以上数据可知:使用同一滑轮组,增大物重可以提高滑轮组的机械效率。故答案为:(1)匀速;(2)56;(3)大。9.【解答】(1)物体受到的重力为G=mg=90kg×10N/kg=900N;(2)由图知,n=3,拉力端移动的距离:s=3h=3×5m=15m,拉力做的总功:W总=Fs=360N×15m=5400J,拉力做功的功率:P===90W;(3)拉力做的有用功:W有用=Gh=900N×5m=4500J,滑轮组的机械效率:η==×100%≈83.3%。答:(1)物体的重力是900N;(2)小明拉力的功率90W;(3)滑轮组的机械效率为83.3%。10.【解答】(1)由v=可得,物体上升的高度:h=vt=0.1m/s×5s=0.5m;(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,滑轮组的机械效率:η=====×100%=90%;(3)拉力端移动距离s=3h=3×0.5m=1.5m,总功:W总=Fs=300N×3h=300N×1.5m=450J,拉力的功率:P===90W。答:(1)物体上升的高度为0.5m;(2)滑轮组的机械效率为90%;(3)拉力的功率为90W。21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台专题十与滑轮(组)相关计算类题解题技巧1.概述:与滑轮(组)相关计算题是常考题型,占有的分值比例较高,故打好此类题型解题方法对做好应考准备工作具有实际意义。2.与滑轮(组)有关的考题主要分为三个方面:(1)力的问题;(2)动力移动距离问题;(3)效率问题。(1)力的问题:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即(条件:不计动滑轮、绳重和摩擦);如果不忽略动滑轮的重量则:。(2)动力移动距离问题:动力移动距离和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,即S=nh。(n表示承担物重绳子的段数)(3)效率问题:机械效率的计算题是中考的常考题型,同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧,准确地辨析哪个力做的功是有用功,哪个力做的功又是总功,就能正确快速地解题。机械效率计算公式:。?1)竖直方向提升物体:(h为物体提升高度,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。?2)水平方向拉动物体:(f为摩擦力,l为物体移动距离,F为拉力,S为绳子自由端走的距离)。? 3.斜面的机械效率:(h为斜面高,S为斜面长,G为物重,F为沿斜面对物体的拉力)。技巧一:简化法简化法:这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理,找出题目中的相关环节或相关点,使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化,可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱,把要解答的问题解决。【例题展示】例题1(2019?呼伦贝尔)搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m,当提升货物重为360N时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮重为N(不计绳重和摩擦);若将所提升货物重增大到480N,此时滑轮组的机械效率为。【答案】120;80%。技巧二:直接法直接法是直接运用基本概念、基本规律,对备选项中的答案进行判断。选项常以物理学史、物理单位、物理现象、物理结论等内容为主,对应的题型多数是识记型选择题和填空题。这类题目主要用于考查学生对物理知识的记忆和理解程度,属常识性知识的题目。此类考题以选择题、填空题为主。【例题展示】例题2(2020?金昌)如图所示,在不计绳重和摩擦的情况下,用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体,物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为W,滑轮组的机械效率为。【答案】0.72;83.3%。【解析】(1)由图知,n=3,拉力端移动的距离s=3h=3×0.4m=1.2m,由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,即拉力F=2.4N,拉力做的总功:W总=Fs=2.4N×1.2m=2.88J,拉力做功的功率:P=;(2)有用功:W有=Gh=6N×0.4m=2.4J,滑轮组的机械效率:η=×100%≈83.3%。故答案为:0.72;83.3%。技巧三:应用类分析法应用类分析法:运用数学工具解决物理问题,是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题,都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量,我们可以根据题目的数据建立两个方程,然后求解未知量。此类考题主要是综合计算题。【例题展示】例题3(2020?南京)如图所示,物体重210N,动滑轮重25N.工人用125N的拉力将物体匀速提升3m,用了10s,此过程中有用功是J,拉力的功率是W,滑轮的机械效率是,克服动滑轮重所做的额外功占总功的%。【答案】630;75;84%;10。【解析】(1)拉力做的有用功:W有用=Gh=210N×3m=630J;(2)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×3m=6m,拉力做的总功:W总=Fs=125N×6m=750J,拉力做功的功率:P=;(3)滑轮组的机械效率:η=×100%=84%;(4)提升动滑轮做的额外功:W额1=G动h=25N×3m=75J,×100%=10%,即:克服动滑轮重所做的额外功占总功的10%。故答案为:630;75;84%;1021世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【备考2021】中考物理题型解读与技巧点拨专题十 与滑轮(组)相关计算类题解题技巧 (跟踪训练+解析 ).docx 【备考2021】中考物理题型解读与技巧点拨专题十 与滑轮(组)相关计算类题解题技巧学案.docx