中考物理复习之滑轮计算题

中考复习之滑轮

解答题（共7小题）

1．一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升20kg的货物，所用拉力为60N，绳子自由端在10s内被拉下400cm．（g=10N/kg）

求：（1）货物所受的重力是多少N？

（2）拉力F的功率是多少？

（3）此滑轮组的机械效率多大？（计算结果保留两位小数）

（4）若不计绳重和摩擦，则每个动滑轮重多少？

2．如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知货物的重力为6000N，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，在此过程中，人

的拉力是250N，把物体拉动了400米，求：

（1）人做的有用功为多大？

（2）滑轮组的机械效率是多少？

3．某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是

0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，

人在绳子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取

10N/kg）求：（1）工件的质量是多少千克？

（2）动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将

如何变化，并分析原因．

4．用如图甲所示的滑轮组提起重为900N的物体A，使物体在1min内上升了4m，

所用的拉力为400N（不计绳重以及绳和轮之间摩擦），求：

（1）拉力F克服物体的重力所做的功；（2）拉力F做功的功率；

（3）该滑轮组的机械效率；（4）在图乙中画出滑轮组的另一种绕法．

5．2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg （设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）

=1.0×103kg/m3）

（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ

水

（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？

（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F 的功率．

6．为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨找来一只圆柱形木桶，当空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa．通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中，已知木桶的底面积为0.2m2，动滑轮重30N．（不计绳重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的压力多大？

（2）在桶入水前，滑轮组的机械效率多大？

（3）叶子姐姐爬进水桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m．小雨用力将木桶拉出水面，使木桶在空中匀速上升到达井口，将叶子姐姐救上来．已知小雨的体重为

500N，两脚与地的接触面积为0.04m2，求木桶离水后在上升过程中，小雨

对地面的压强．（画出小雨受力的示意图）

7．如图所示，是利用电动机通过滑轮组提升水中物体A的示意图，当浸没在水中的物体A匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%；当物体A离开水面后，以0.1m/s的速度匀速上升时，电动机的功率为P，已知物体A的体积V=0.2m3，质量m=0.5t，不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：

（1）动滑轮重G动；（2）电动机的功率P．

2017年01月19日好好学习的初中物理组卷

参考答案与试题解析

二．解答题（共7小题）

1．（2016春?鄂托克旗期末）一个工人用如图所示的滑轮组匀速提升20kg的货物，所用拉力为60N，绳子自由端在10s内被拉下400cm．（g=10N/kg）

求：

（1）货物所受的重力是多少N？

（2）拉力F的功率是多少？

（3）此滑轮组的机械效率多大？（计算结果保留两位小数）

（4）若不计绳重和摩擦，则每个动滑轮重多少？

【解答】解：

（1）货物受到的重力：

G=mg=20kg×10N/kg=200N；

（2）拉力移动速度v===40cm/s=0.4m/s，

拉力的功率：

P===Fv=60N×0.4m/s=24W；

（3）由图知．n=4，拉力端移动距离s=4h，

滑轮组的机械效率：

η=====×100%≈83.3%；

（4）不计绳重和摩擦，拉力F=（G+G

）

轮

动滑轮总重力：

G轮=4F﹣G=4×60N﹣200N=40N，

共两个动滑轮，每个动滑轮重为20N．

答：

（1）货物所受的重力是200N；

（2）拉力F的功率为24W；

（3）滑轮组的机械效率为83.3%；

（4）每个动滑轮重为20N．

2．（2016春?深圳校级期末）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知货物的重力为6000N，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，在此过程中，人的拉力是250N，把物体拉动了400米，求：

（1）人做的有用功为多大？

（2）滑轮组的机械效率是多少？

【解答】解：（1）由图可知，n=3；

根据题意可得，物体所受摩擦力：f=0.1G=0.1×6000N=600N，

人做的有用功：W

有

=fs=600N×400m=2.4×105J；

（2）绳端移动的距离：s

绳

=ns=3×400m=1200m，

总功：W

总=Fs

绳

=250N×1200N=3×105J，

滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．

答：（1）人做的有用功为2.4×105J；

（2）滑轮组的机械效率是80%．

3．（2017?江津区模拟）某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考虑摩擦及水

的阻力，g取10N/kg）求：

（1）工件的质量是多少千克？

（2）动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？

（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因．

【解答】解：（1）由ρ=可得，工件的质量：

m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg；

（2）工件浸没在水中时，受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N，

工件受到滑轮组的拉力：

F拉=G﹣F浮=mg﹣F浮=560kg×10N/kg﹣1600N=4000N，

由图可知，n=3，

由F=（F

拉+G

动

）可得，动滑轮的重力：

G动=nF﹣F拉=3×1800N﹣4000N=1400N，

滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时的机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%≈74.1%；

（3）工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的体积减小，工件受到的浮力减小，

滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎不变，由此可知动滑轮的机械效率变大．

答：（1）工件的质量是560kg；

（2）动滑轮重为1400N，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是74.1%；

（3）机械效率将变大；由机械效率的公式可知，在额外功不变的情况下，有用功变大，所以有用功占总功的比值就变大，即机械效率变大．

4．（2017春?扬中市月考）用如图甲所示的滑轮组提起重为900N的物体A，使物体在1min内上升了4m，所用的拉力为400N（不计绳重以及绳和轮之间摩擦），求：

（1）拉力F克服物体的重力所做的功；

（2）拉力F做功的功率；

（3）该滑轮组的机械效率；

（4）在图乙中画出滑轮组的另一种绕法．

【解答】解：

（1）拉力F克服物体的重力所做的功（有用功）：

W有用=Gh=900N×4m=3600J；

（2）由图知，n=3，拉力端移动的距离s=3h=3×4m=12m，

拉力F做的功：

W总=Fs=400N×12m=4800J；

拉力F做功的功率：

P===80W；

（3）该滑轮组的机械效率：

η==×100%=75%；

（4）另一种绕法是从定滑轮开始绕起，依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，