初中物理滑轮组经典习题(含答案)

..滑轮组经典习题30道答案与评分标准一、选择题（共18小题）1、（2009•包头）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%考点：滑轮组及其工作特点；功的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。专题：计算题；比较思想。分析：（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，工作特点是：可以达到既省力又改变力的作用方向．动滑轮由几段绳子承担，绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍．（2）结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率，然后和所提供的计算结果比较，得出正确的判断．解答：解：A、∵用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功．∴所做的有用功W用=Gh=10N×0.1m=1J．∴该选项中，所做的有用功为1J，计算结果正确．B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一，则：动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N．2/30∴动滑轮自重0.2N，计算结果不正确．C、∵用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率．∴拉力F做功的功率为0.3W，计算结果不正确．D、∵该滑轮组的机械效率η=．∴该滑轮组的机械效率为83.3%，计算结果正确．本题计算结果正确的有两个：A和D．故选A、D．点评：本题考查滑轮组的工作特点，利用公式逐个计算，然后和选项比较，计算过程注意格式，过程和结果都有单位．2、如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（）A、有用功是400J，总功是840JB、有用功是840J，额外功是400JC、总功是12O0J，机械效率是7O%D、有用功是400J，机械效率是7O%考点：功的计算；有用功和额外功；斜面的机械效率。专题：计算题；应用题。分析：知道木箱重，将木箱提升1m做的功为有用功，利用W=Gh求解；知道沿斜面方向用的推力大小和移动的距离，利用W=Fs求总功，再利用机械效率的公式求斜面的机械效率．3/30额外功等于总功和有用功的差．解答：解：对木箱做的有用功：W有=Gh=840N×1m=840J，利用斜面做的总功：W总=Fs=400m×3m=1200J；额外功W额=W总﹣W有用=1200J﹣840J=360J，斜面效率：η==×100%=70%．故选C．点评：本题考查了功的计算、机械效率的计算，能区分并计算有用功和总功是本题的关键．3、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度相同．不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效率高B、两次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲装置做的功多D、两次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙装置时功率大考点：功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。专题：应用题。4/30分析：从题中知：重物的质量相同，两次拉绳的速度相等，重物上升的高度相同，滑轮相同．先根据W=Fs求出小明的拉力所做的功W甲与W乙；再由η=求出机械效率；最后根据P=Fv比较功率的大小．解答：解：（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，所以两次做功相等；（2）由W=Gh知，两次所做的有用功相等，所以机械效率相等；（3）因为甲图中有3段绳子拉着动滑轮所以F甲=（G物+G轮）；乙图中有2段绳子拉着动滑轮，所以F乙=（G物+G轮）；F甲＞F乙，V甲=V乙，根据P=Fv得P甲＞P乙．故选D．点评：考查了功、功率、机械效率的计算，特别注意滑轮组的使用方法，滑轮组省力但不省功，机械效率等于有用功与总功的比值．4、（2010•泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重800N的重物匀速提高5m，拉力所做的功为4800J，则该滑轮组的机械效率是（）A、67%B、73%5/30C、83%D、100%考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算；有用功和额外功。专题：计算题。分析：由装置可知承担物重的绳子股数n=2，重物上升h，则拉力端移动的距离s=2h，知道物重G和拉力大小F可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率．解答：解：由图可知，n=2，s=2h=2×5m=10m，当提升G=800N的重物时，W有用=Gh=800N×5m=4000J，W总=4800J，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=83%．故选C．点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，因条件已给出，难度不大．5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则（）A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高C、F2做功的功率大D、F1、F2做功的功率一样大考点：滑轮（组）的机械效率；功率的计算。6/30分析：滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值，要正确地解决此题，关键是搞清有用功与总功的计算，还要分清每个滑轮组由几段绳子承担物重．功率是表示物体做功快慢的物理量，一定要注意题目中比较哪个功的功率．解答：解：甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以S1=3h1则η1=乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以S2=2h2则η2=又因为G1=G2，F1=F2，所以乙滑轮组的效率高．两物体上升速度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度．根据P=Fv，拉力F相同，所以F1的功率大．故选B．点评：此题主要考查了滑轮组机械效率的计算，以及功率的计算．同时还用到了绳端移动距离与物体上升高度的关系．6、用完全相同的A、B两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），分别提升重为G1和G2的两物体，若G1＞G2，它们的机械效率分别为ηA和ηB，则（）A、ηA＞ηBB、ηA＜ηBC、ηA=ηBD、无法判断考点：滑轮（组）的机械效率；机械效率的大小比较。专题：推理法。分析：知道绳重及摩擦忽略不计，利用滑轮组做的额外功就是提升动滑轮做的功，因为用的7/30是完全相同的滑轮组，所以将重物提升高度相同时做的额外功相同；提升的物重不同，当提升高度相同时，有用功不同，利用机械效率的公式η==分析机械效率的大小变化情况．解答：解：设将两个物体提升高度均为h，∵使用滑轮组时，绳重及摩擦忽略不计，∴W额=G轮h，当提升的物重变化时，额外功大小不变；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①∵η==，∴==1+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②∵G1＞G2，W有用=Gh，∴做的有用功：W1＞W2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③综合分析：ηA＞ηB．故选A．点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，利用好“当绳重及摩擦忽略不计时，W额=G轮h”是本题的关键．7、两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（）8/30A、6：7B、7：6C、5：6D、5：7考点：滑轮（组）的机械效率；功的计算；有用功和额外功；机械效率的大小比较。专题：计算题；推理法。分析：若将物体提升h，知道提升的物重利用功的公式求有用功；因为摩擦和绳重均不计，知道每个滑轮重，可以计算使用滑轮组时的额外功（甲图有1个动滑轮，乙图有两个动滑轮）；利用W总=W有用+W额分别求出总功，再利用机械效率的公式求出滑轮组的机械效率，最后求两个滑轮组的机械效率的比值．解答：解：设物体被提升的高度为h，W有用=Gh=5G0h；∵摩擦和绳重均不计，∴使用滑轮组时做的额外功就是将动滑轮提升h做的功，∵甲图有1个动滑轮，∴使用甲滑轮组时的额外功：W额=G轮h=G0h，使用甲滑轮组时的总功：W总=W有用+W额=5G0h+G0h=6G0h，使用甲滑轮组时的机械效率：9/30η===，∵乙图有2个动滑轮，∴使用乙滑轮组时的额外功：W额′=2G轮h=2G0h，使用乙滑轮组时的总功：W总′=W有用+W额′=5G0h+2G0h=7G0h，使用乙滑轮组时的机械效率：η′===，∴=：=．故选B．点评：本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的计算方法，能根据W额=G轮h求额外功是本题的关键．8、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；（2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关；（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关．10/30然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是（）A、（1）B、（2）C、（3）D、（4）考点：滑轮（组）机械效率的测量实验。专题：实验探究题；控制变量法。分析：（1）影响滑轮组机械效率的因素有被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等；（2）比较两个图中的相同因素和不同因素，研究的是机械效率与不同因素的关系．解答：解：（1）比较两图发现：绳子段数相同，动滑轮重相同，提升高度也相同，只有被提升物体的重力不同；（2）结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系．故选B．点评：（1）运用控制变量法探究实验时，一定抓住相同因素和不同因素；（2）结论的一般形式是：在（相同因素）相同时，（不同因素）越（），（研究的物理量）越（）9、（2007•恩施州）下列关于简单机械的理解，正确的是（）A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时，筷子是个省力杠杆11/30C、使用杠杆，就是为了省力D、使用定滑轮不省力，但可以省距离考点：杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；滑轮（组）的机械效率。专题：定性思想。分析：机械效率是有用功跟总功的比值．总功是有用功和额外功之和，使用滑轮组时，克服动滑轮重力做的功是额外功．杠杆的种类有三种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力．解答：解：A、克服动滑轮重力做的功是额外功．如果动滑轮重力小，则有用功在总功中所占的百分比就高，即机械效率高；反之，如果动滑轮重力大，则有用功在总功中所占的百分比就低，即机械效率低，故A正确；B、吃饭时，食指和拇指对筷子的力是动力，食物对筷子的力是阻力．此种情况下，动力臂比阻力臂短，所以筷子是个费力杠杆，故B错误；C、我们使用杠杆有时是为了省力，有时是为了省距离，故C错误；D、定滑轮实质是个等臂杠杆，既不省力也不省距离，故D错误．故选A．点评：本题考查了学生对简单机械的了解．要知道机械效率是有用功跟总功的比值，知道滑轮组的机械效率与物重和滑轮重有关；掌握判断杠杆是哪一种杠杆的方法：可根据动力臂和阻力臂的关系去判断或根据该杠杆在生活中的实际用途去判断．10、（2006•大连）如图所示，工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为G物，动滑轮的重力为G动，此装置的机械效率为η，不计绳重和摩擦．则工人所用的拉力为12/30（）A、B、C、D、考点：动滑轮拉力的计算；功的计算；有用功和额外功。专题：推理法。分析：由图知使用动滑轮时承担物重的绳子股数n=2，设物体升高的高度h，可求绳子自由端通过的距离s，拉力F的大小有多种解法：①不计绳重和摩擦，拉力的大小F=（G物+G动）；②提升重物做的功为有用功W=Gh，拉力做的功为总功W=Fs，机械效率等于有用功与总功的比值，根据机械效率可求拉力的大小；③求出了有用功，知道动滑轮的重和提升的高度，可以求出额外功，进而求出总功（总功等于有用功加上额外功），再根据W=Fs求拉