专题10-与滑轮(组)相关计算类题解答技巧-决战2018中考物理题型解答策略学案(解析版)

更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher【决战中考·2018】物理题型解答策略专题十与滑轮（组）相关计算类题解答技巧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，即物GnF1（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）；如果不忽略动滑轮的重量则：滑物GGnF1。（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：%100总有用WW。1）竖直方向提升物体：FSGh（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：FSfl（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：FSGh(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（2017•德州）如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（）。更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacherA．0.4J、83.3%；B．0.8J、91.7%；C．0.8J、83.3%；D．0.4J、91.7%【解析】（1）题目没有指明不计摩擦和绳重，因此是需要计摩擦和绳重，此时额外功不能直接计算，需要用总功减去有用功得到，W总=FS，W有用=Gh，W额=W总﹣W有用；（2）根据总有WW求出机械效率。解答：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；（2）滑轮组的机械效率：%3.838.44JJWW总有。故选：C。【答案】C。【跟踪训练】1.（2017•滨州）（多选题）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（）。A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；B．做的有用功是50J；C．此斜面的机械效率为62.5%；D．物体受到的摩擦力大小为10N更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacherC：拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：%5.628050JJWW总有，故C正确。学/*科..+网D：克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：NmJSWf15230额，故D错误。故选B、C。【答案】B、C。2.（2017•伊春）分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（）。A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由总有WW可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选A。更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher【答案】A。3.（2017•杭州）如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（）。A．物体M与地面间的摩擦力为5牛；B．物体M与地面间的摩擦力为10牛；C．水平拉力F做功的功率为20瓦；D．1秒内滑轮对物体M做功为10焦【解析】把这个分析给出简化：该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=FS公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算拉力F的功率。A、B：如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F=2×10N=20N；故A、B错误。C、D：物体移动的路程S′=v物t，拉力移动的距离：S=2S′=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，拉力做功：W=FS=10N×2m=20J，拉力做功功率：WsJtWP20120；故C正确，D错误。故选C。【答案】C。4.（2017•福建）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用F1、F2匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲η乙；若FA=FB，则GAGB。（选填“＞”、“＜”或“=”）【解析】（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，根据动动总有）GGGhGGGhWW(结合GA＞GB比较两滑轮组的机械效率关系；（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据）动GGnF(1结合FA=FB得出提升物体的重力关系。更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher【答案】＞、＜。5.（2017•天水）如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。（1）实验时应竖直向上拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；（2）若钩码上升的高度为10cm，该滑轮组的机械效率为；（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【解析】（1）实验时应匀速拉动测力计；（2）根据实验数据，由效率公式求出滑轮组的效率；（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大。（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组的机械效率：%805.236NNFnGFnhGhFSGHWW总有。（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大。故答案为：（1）匀速；（2）80%；（3）增大。【答案】（1）匀速；（2）80%；（3）增大。6．（2017•济宁）小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为N。更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher故答案为：100、20。【答案】100、20。7.（2017•德阳）某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为W，此时滑轮组的机械效率为%。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）学-*+科*/网【解析】（1）知道拉力大小，由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用W总=FS求拉力做功，再利用功率公式求拉力做功功率；（2）知道物重G和提升的高度，利用W=Gh求有用功；再利用效率公式求滑轮组的机械效率。（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W总=FS=400N×6m=2400J；拉力F做功的功率：WsJtWP240102400总；（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher滑轮组的机械效率：%8024001920JJWW总有。故答案为：240、80。【答案】240、80。8.（2017•襄阳）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g=10N/kg）（1）影响滑轮组机械效率的因素之一是；（2）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。（3）求动滑轮受到的重力。（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？解答：（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重；（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，拉力做的功：W=FS=400N×18m=7200J，拉力的功率：WsJtWP120607200；（3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher所以，滑轮组的机械效率：%60300300(动动动总有）GNNGGGhGGGhWW，解得：G动=200N。（4）已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，由F=n1（G+G动）可得，提升的最大物重：G大=nF大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N，则滑轮组的最大机械效率：%9.8820016001600NNNGGG动大大大。答：（1）物重（或动滑轮重）；（2）拉力的功率为120W；（3）动滑轮受到的重力为200N；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。【答案】（1）物重（或动滑轮重）；（2）拉力的功率为120W；（3）动滑轮受到的重力为200N；（4）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。9.（2017·北京）图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：（1）滑轮组的机械效率η；（2）拉力F的功率P。10.（2017•大庆）如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。求：FA更多内容见微信公众号历史文章或联系小编微信公众号：数学第六感；小编微信：AA-teacher（1）物体A的质量mA和动滑轮的质量m。（2）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？【解析】（1）知道压强和受力面积，利用F=pS求A对地面的压力；由于物体A在水平地面上，A的物体A的质量：mA=gGA=kgNN/10420=42kg；用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，