2019年中考物理重點知識點專項練習(xí) 功與滑輪組

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1、功與滑輪 題一： 請在圖中畫出滑輪組最省力的繞法。 題二： 用圖所示的滑輪組成滑輪組提升重物，在圖中畫出最省力的滑輪組的繞線。 題三： 某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中。 實驗 次數(shù) 鉤碼重/N 鉤碼上升的高度/m 繩端的 拉力/N 繩端移動的距離/m 機械效率 1 4 0.10 1.8 0.3 2 6 0.10 2.5 0.3 3 6 0.15 2.5 （1）實驗中，使用滑輪組提升重物時，應(yīng)豎直向上__________拉動彈簧測力計； （2）第二次實驗中，2s內(nèi)鉤碼上升的高度為

2、0.1m，則它運動的速度為________m/s； （3）第三次實驗中，繩端移動的距離為_______m，滑輪組的機械效率為________； （4）分析比較第一、二兩次實驗數(shù)據(jù)，有用功W1有_______W2有，滑輪組的機械效率η1______η2（兩空均選填“＞”“＝”或“＜”）。由此可知，可采用________的方法來提高滑輪組的機械效率。 題四： 在“探究影響滑輪組機械效率的因素”的實驗中，小明用同一滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表： 序號 動滑物重 G動/N 物重 G/N 物體上升的高度 h/m 繩端受到的拉力 F/N 繩端移動的距離s/m 滑輪組的

3、機械效率η/% 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.3 （1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出滑輪組的繞繩方法。 （2）實驗中，沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使物體緩緩上升，在測量繩端所受的拉力時，彈簧測力計應(yīng)____________（選填“保持靜止”或“勻速上升”）。 （3）第三次試驗時，測力計示數(shù)如圖乙所示，此時繩端受到的拉力為________N，滑輪組的機械效率為__________%。 （4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知： ①隨著物重的增大，額外

4、功__________（選填“變小”、“不變”或“變大”），原因是_____________________________________________________。 ②要提高同一滑輪組機械效率，可以采取______________________的措施。 題五： 圖示為某健身器械結(jié)構(gòu)示意圖，其中每個小滑輪質(zhì)量為1kg，重物質(zhì)量為20kg。（不計摩擦、空氣阻力和繩子重力。g取10N/kg） （1）圖中滑輪A屬于___________（選填“動滑輪”或“定滑輪”）；站在水平地面上的人勻速拉動繩子時，人對地面的壓強比他不拉繩子時要________（選填“大”或“小”）； （2）

5、使重物勻速上升時，人對繩子施加的拉力至少是多大？ （3）若每分鐘將重物提起15次，每次勻速提起的高度為60cm，求人做功的平均功率。 題六： 健身用的拉力器結(jié)構(gòu)如圖所示，在拉桿處用力往下拉，能把配重提起從而起到鍛煉身體的作用。 （1）該拉力器中滑輪A的作用是________________________。 （2）拉力器的配重是由許多塊金屬塊組成，其中每一塊金屬塊的質(zhì)量為5千克，底面積為250厘米2，求一塊金屬塊對地面的壓強為多少？ （3）小明用250牛的拉力向下拉動拉桿，使配重塊勻速升高40厘米，一分鐘小明連續(xù)做了30次，求小明鍛煉時功率為多少？ 題七： 如圖所示，不計繩

6、重和摩擦，拉力F是125N，在10s內(nèi)將重物勻速提升2m，此時滑輪組的機械效率是80%，則下列說法正確的是（） A．動滑輪重是50N B．物體重是375N C．拉力F的功率是25W D．拉力F做的功是750J 題八： 如圖所示的滑輪組，每個滑輪重50N，用這個滑輪組把質(zhì)量為45kg的重物在2s內(nèi)勻速提升2m，不計繩重和摩擦，下列說法中正確的是（） A．作用在繩自由端的拉力F為125N B．在2s內(nèi)拉力的功率為500W C．該套裝置的機械效率為60% D．若所掛物體越重，該滑輪組機械效率越小 題九： 如圖甲所示為小科設(shè)計的滑輪組裝置，其中滑塊A置于表面粗糙程度各處相同的水

7、平面上，重物B的重力GB可改變（動滑輪重不計）。小科在某次使用該裝置進行實驗時記錄了一些數(shù)據(jù)，并繪制成曲線，即重物B的重力GB、滑塊A運動速度v，滑塊A在水平面上通過的距離s隨時間t的變化曲線分別如圖乙、丙、丁所示。若不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，跨過滑輪的繩或豎直或水平，A距水平面上的定滑輪、B距水平面均足夠遠。 （1）由圖丙可知，重物B在哪個時間段內(nèi)勻速下降？ （2）求出在4～6s內(nèi)，水平繩對A的拉力做的功； （3）求出在2～4s內(nèi)，重力GB做功的功率； （4）求出在2～4s內(nèi)，A受到的摩擦力的大小。 題十： 為了將放置在水平地面上重G＝200N，體積為5×10﹣3m3的重

8、物A提升到高處，小芳同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的滑輪組裝置，當小芳同學(xué)用圖乙所示隨時間變化的拉力F豎直向下拉繩時，重物的移動速度v和上升的高度h隨時間變化的關(guān)系圖象如圖丙、丁所示，求： （1）在0～2s內(nèi)，拉力F做的功W； （2）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率P； （3）如果重物A浸沒在水中，用同樣的滑輪組勻速提升重物A，拉力F＝62.5N，此時滑輪組的機械效率為多少？（不計水對A的阻力，重物A在運動過程中未露出水面，g取10N/kg） 參考答案 題一： 如圖所示。 詳解：由分析可知，動滑輪上承重的繩子段數(shù)越多越省力，根據(jù)題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數(shù)最多，即五股繞

9、線的方法。 題二： 如圖所示 詳解：當n為偶數(shù)時，承擔物重的有4段繩子；n為奇數(shù)時，承擔物重的有3段繩子，同時還會有一個動滑輪沒法利用，因此n＝4時最省力，根據(jù)“奇動偶定”的原則，將繩子的固定端連在定滑輪上，如上圖所示。 題三： （1）勻速（2）0.05（3）0.4580%（4）＜＜增加物重 詳解：（1）實驗中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定； （2）鉤碼運動的速度為：v＝＝＝0.05m/s； （3）由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n＝3， 第3次測量中，繩端移動的距離s＝nh＝3×0.15m＝0.45m； 滑輪組的機械效率：η3＝＝×100%＝8

10、0%； （4）根據(jù)第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，有用功分別為： W有1＝G1h1＝4N×0.1m＝0.4J；W有2＝G2h2＝6N×0.1m＝0.6J； 總功分別為：W總1＝F1s1＝1.8N×0.3m＝0.54J；W總2＝F2s2＝2.5N×0.3m＝0.75J； 機械效率分別為：η1＝＝×100%≈74%；η2＝＝×100%＝80%； 兩次所用滑輪組相同，但第二次物重大于第1次物重，機械效率也大于第一次的機械效率，所以可得：使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機械效率。 題四： （1）如圖（2）勻速上升（3）1.874.1（4）①變大克服摩擦做功更多 ②增加提起的物重或減輕動滑

11、輪重 詳解：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知，動力作用點移動的距離s是鉤碼上升高度h的3倍，說明由三段繩子承擔物重，故滑輪組的繞線情況如圖所示； （2）在緩慢提升物體時，還需克服機械摩擦做功，所以為了測量滑輪組提升物體時的機械效率，需在緩慢勻速提升時讀數(shù)； （3）圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，所以拉力F＝1.8N，第三次試驗時，滑輪組的機械效率為：η＝＝×100%≈74.1%； （4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知： ①滑輪組做的額外功為克服動滑輪重力和繩子間的摩擦力做的功；隨著物重的增大，動滑輪的重力不變，物重越大，摩擦力越大，所以額外功變大； ②提高滑輪組機械效率可以增大提升的物重、換

12、用輕質(zhì)的動滑輪、減小摩擦等。 題五： （1）動滑輪小（2）410N（3）30.75W 詳解：（1）圖中滑輪A隨物體一塊移動，所以它是動滑輪； 站在水平地面上的人勻速拉動繩子時，根據(jù)力的作用是相互的可知，繩子對人也有一個向上的拉力，所以人對地面的壓力減小，根據(jù)p＝可知，在受力面積不變的情況下，壓力減小，壓強也會減小； （2）人對繩子施加的拉力： F＝2G物+G動＝2m物g+m動g＝2×20kg×10N/kg+1kg×10N/kg＝410N； （3）拉力移動距離s＝h＝×0.6m＝0.3m， 拉一次做的功：W＝Fs＝410N×0.3m＝123J， 拉15次做的總功：W總＝15W＝1

13、5×123J＝1845J， 拉力的功率P＝＝＝30.75W。 題六： （1）改變力的方向（2）2×103Pa（3）50W 詳解：（1）該拉力器中滑輪A是定滑輪，因為有定滑輪所以能改變力的方向，向上提重物通過定滑輪改變力方向，向下拉繩子即可把重物提上去。 （2）F＝G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，S＝250cm2＝2.5×10﹣2m2， 壓強為；p＝＝＝2×103Pa； （3）拉動拉桿一次做功W＝Fs＝250N×0.4m＝100J， 則做了30次所做的功W總＝W×30＝100J×30＝3000J， ∴功率P＝＝＝50W。 題七： D 詳解：由圖知，s＝3h＝3×2m＝

14、6m， 拉力做功：W總＝Fs＝125N×6m＝750J，故D正確； 拉力做功功率：P＝＝＝75W，故C錯； ∵η＝，∴W有＝W總×η＝750J×80%＝600J， ∵W有＝Gh，∴提升的物體重：G＝＝＝300N，故B錯； ∵W總＝W有+W額，∴W額＝W總﹣W有＝750J﹣600J＝150J， 又∵不計繩重和摩擦，W額＝G輪h，∴動滑輪重：G輪＝＝＝75N，故A錯。故選D。 題八： B 詳解：物體受到的重力為G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N； 由圖知：承擔物重的繩子有3段，作用在繩子自由端的拉力為 F＝（G+G動）＝×（450N+50N）≈167N，故A錯誤； 在

15、2s內(nèi)拉力的功率：P＝＝＝＝500W，故B正確； 滑輪組的機械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故C錯誤； 不計繩重和摩擦，動滑輪重力一定，滑輪組提起的物重越大，有用功越多，但額外功不變，所以機械效率越高，故D錯誤。故選B。 題九： （1）4～6s（2）600J（3）250W（4）15N 詳解：（1）根據(jù)圖丙可知，在4～6s內(nèi)，重物B勻速下降； （2）根據(jù)圖乙可知，在4～6s內(nèi)，GB＝30N，A和B均做勻速運動，A向左滑行的距離：s＝vt＝20m/s×（6s﹣4s）＝40m， A受水平繩的拉力：F＝（GB+G）＝×30N＝15N， 水平繩對

16、A的拉力做的功：W＝Fs＝15N×40m＝600J； （3）根據(jù)圖乙可知，在2～4s內(nèi)，重力GB＝50N；根據(jù)圖丁可知，A向左滑行的距離s′＝20m，B下降的距離h＝s′＝×20m＝10m， WGB′＝GB′h′＝50N×10m＝500J，功率：P＝＝＝250W。 （4）在4～6s內(nèi)，物體A做勻速直線運動，由二力的平衡條件：f＝F＝15N 因為物體A與接觸面的粗糙程度、壓力的大小均不變，因此A在2～4s內(nèi)所受滑動摩擦力大小不變，即A在2～4s內(nèi)所受滑動摩擦力大小也為15N。 題十： （1）202.5J（2）360W（3）80% 詳解：（1）由圖丁可知，在0～1s內(nèi)，物體在拉力的方向

17、上沒有移動距離，所以做功為零；在1～2s內(nèi)，拉力F1＝90N，重物上升高度h1＝0.75m， 因為從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n＝3， 拉力F的作用點下降的距離s1＝3h1＝3×0.75m＝2.25m， 拉力做的功：W＝F1s1＝90N×2.25m＝202.5J； （2）由圖可知在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，v＝1.50m/s，拉力F2＝80N， 所以拉力F的作用點下降的速度v′＝3v＝3×1.50m/s＝4.5m/s， 由P＝＝Fv可得，拉力做功功率：P＝F2v′＝80N×4.5m/s＝360W； （3）如果重物A浸沒在水中，重物A所受浮力： F?。溅阉甮V排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝50N， 此時滑輪組提升的重力：G′＝G﹣F?。?00N﹣50N＝150N， 根據(jù)η＝＝＝可得， 此時滑輪組的機械效率：η＝＝＝80%。 9