中考物理一轮复习夯实基础过教材第11章《简单机械第2节滑轮斜面及机械效率》复习练习册 (含答案)

第二节　滑轮　斜面及机械效率

基础达标训练

一、选择题

1. (柳州)如图所示是工人提升重物的情景，若不计滑轮所受重力及摩擦力，其中最省力的是(　　)

2. 下列说法正确的是(　　)

A. 裁纸刀是费力杠杆

B. 机械效率大的滑轮组功率一定大

C. 功率小的滑轮组做功慢

D. 增加动滑轮的个数既可以省力也可以提高机械效率

3.  (云南)如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是(忽略绳重和摩擦)(　　)

第3题图

A. 改变绕绳方式

B. 减小动滑轮的质量

C. 减小提升重物的高度

D. 减小被提升物的质量

4. (长春)如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，若不计绳重和摩擦，比较甲乙两滑轮组，下列说法正确的是(　　)

A. 甲的拉力大      B. 乙的额外功少

C. 甲的拉力功率大  D. 乙的机械效率低

第4题图

5. (随州)同一物体(质量为m)先用滑轮组(如图甲)匀速提升，后沿斜面(如图乙)匀速拉升，两次提升高度均为h，两次拉力大小均为mg，斜面长AB＝2h，则这两次提升物体的机械效率比较(　　)

第5题图

A. η甲>η乙  B. η甲<η乙

C. η甲＝η乙  D. 条件不足无法比较

6. (广安)如图所示，通过滑轮组提升重100 N的物体，在4 s内物体提升了1 m，不计机械自重及摩擦阻力，g取10 N/kg，则下列说法正确的是(　　)

A. 绳的拉力是60 N

B. 拉力的功率是20 W

C. 拉力所做的功为120 J

D. 绳子自由端向下移动了2 m

第6题图

7. (铜仁模拟)如图所示，用滑轮组拉着重 600 N的物体A沿水平方向匀速移动，在40 s内移动了8 m，拉力F做的功为1 280 J，若动滑轮重12 N，不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是(　　)

第7题图

A. 拉力F的大小是70 N

B. 拉力F的功率是42 W

C. 该滑轮组的机械效率是92.5%

D. 绳子自由端移动的速度是0.2 m/s

二、填空题

8. (毕节模拟)如图所示，小明用动滑轮把90 N的重物匀速提升4 m，所用的拉力是60 N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______．

第8题图

9. (绥化)如图，工人利用滑轮组将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上，则他所用的拉力为________N，绳子自由端向下移动的距离为________m．(不计绳重、动滑轮重及摩擦)

第9题图

10. (2018原创题)工人利用如图所示的滑轮组将重为600 N的物体匀速提升到6 m高的楼顶上(不计摩擦和绳重)，人站在地面上所用的拉力为250 N，则该滑轮组所做的有用功是 ________J，此滑轮组的机械效率为________，动滑轮的总重为________ N.

第10题图

11. (本溪)新房装修时，用如图所示的滑轮组，将重400 N的装修材料匀速提升到3 m高的二楼，此时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦)，则拉力大小为________N，动滑轮重为________N；第二次匀速向上提升重300 N的装修材料，则滑轮组的机械效率与第一次相比将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．

第11题图

12.  (烟台)往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去．如图所示，工人用 3 m长的斜面，把120 kg的重物提高1 m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为________；若实际用力为500 N，斜面的机械效率为________，重物受到的摩擦力为________．(g取10 N/kg)

第12题图

三、作图题

13. (淮安)画出图中使用滑轮组提升物体最省力的绳子绕法．

第13题图

四、实验探究题

14. (宜昌)小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验(如图所示)，用同一滑轮组缓慢提升不同数量的钩码，记录数据如下表所示．

第14题图

(1)观察图中测力计的示数，表格中①处的数值是________；②处的数值是________．

(2)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法．汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义．请你指出以下三种提高效率的方法中，方法________与本实验是同理的．

方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；

方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑．

(3)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率．小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了．你认为________的看法是正确的．

五、计算题

15. (河南)如图所示，工人用沿斜面向上、大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s，到达C点．已知AB长3 m，BC长1.2 m，距地面高1.5 m．试问：

(1)利用斜面搬运货物主要是为了________；

(2)货物在水平台面上运动的速度为多少？

(3)水平推力做功的功率为多少？

(4)斜面的机械效率为多少？

第15题图

16. (铜仁模拟)建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230 N的建材从地面匀速送到6 m高处，所用拉力为125 N，时间为20 s，求：

(1)工人做的有用功；

(2)工人做的总功；

(3)工人做功的功率．

第16题图

17. (襄阳)质量为60 kg的工人用如图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像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．(g＝10 N/kg)

(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是______________________________；

(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，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？

第17题图

能力提升拓展

1. (广州)图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s，改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图乙)．此过程滑轮组(　　)

第1题图

A. 总功为F2s

B. 额外功为F1s

C. 机械效率为

D. 额外功为3F2s－F1s

2. (包头)如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为30°的斜面底端匀速拉到斜面的顶端．已知物体所受重力为G，斜面的机械效率为75%.若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则(　　)

A. F＝G　f＝G  B. F＝G　f＝G

C. F＝G　f＝G  D. F＝G　f＝G

第2题图

3. (泸州)如图所示，将一个重10 N的物体用沿斜面向上的拉力F＝7.5 N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升的高度h为3 m，则人对物体做的有用功是________J，斜面的机械效率为________．在高度相同时，斜面越长越________(选填“省力”或“费力”)．

第3题图

4. (巴彦淖尔)用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为1 m，底面积为0.12 m2，质量为200 kg.物体始终以0.5 m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示．(不计绳重、摩擦及水的阻力．ρ＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求：

(1)当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强；

(2)物体浸没在水中时受到的浮力；

(3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力；

(4)物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率；

(5)物体出水后绳端拉力的功率．

第4题图

答案

基础达标训练

1. D　2. C　3. B　

4.  A　【解析】由题图可知，n甲＝2，n乙＝3；所以拉力F甲＝(G＋G轮)，F乙＝(G＋G轮)，又因为所提升的物重相同，G轮相同，所以F甲>F乙，A正确；由于甲、乙用相同的动滑轮把同一物体提升相同的高度，所以做的额外功相同，B错误；用滑轮组在相同时间提升同一物体到相同高度，对物体做的有用功、额外功都相同，因W总＝W有用＋W额，所以拉力做的总功也相等，根据公式P＝可知，P1＝P2，C错误；因为动滑轮重和物重都相同，根据公式η＝×100%＝可知，η甲＝η乙，D错误．故选A.

5.  C　【解析】使用滑轮组或斜面时，均需要克服重力做有用功，W有＝Gh＝mgh，显然m、h是相同的，故W有相同；使用滑轮组或斜面时，拉力F所做的总功分别为W总＝Fs，拉力相同，s也相同(都是2h)，故W总相同，则机械效率η＝×100%相同．故选C.

6. D 　【解析】由题图可知，承担物重的绳子段数n＝2，由于不计机械自重及摩擦力，所以施加在滑轮组上绳子的拉力是F＝G＝×100 N＝50 N，A错误；物体被提升的高度h＝1 m，则绳子移动距离为s＝2h＝2×1 m＝2 m，D正确；拉力做功为：W＝Fs＝50 N×2 m＝100 J，C错误；拉力所做功的功率为P＝＝＝25 W，B错误．故选D.

7. C　【解析】已知s物＝8 m，t＝40 s，WF＝1 280 J，G动＝12 N，n＝2，由WF＝Fs得F＝＝＝＝80 N，P＝＝＝32 W，W额＝G动s物＝12 N×8 m＝96 J，W有＝W总－W额＝1 280 J－96 J＝1 184 J，η＝×100%＝×100%＝92.5%，v＝＝＝0.4 m/s，故选C.

8. 360　75%　【解析】提起物体所做的有用功：W有用＝Gh＝90 N×4 m＝360 J；由题图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，s＝2h＝2×4 m＝8 m，提起物体所做的总功：W总＝Fs＝60 N×8 m＝480 J，动滑轮的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%.

9. 100　 4　【解析】由于不计绳重、动滑轮重及摩擦，由题图可判断绳子段数n＝2，F＝＝＝100 N；绳子自由端移动距离s＝nh＝2×2 m＝4 m.

10. 3.6×103　60%　400　【解析】由题意可知该滑轮组有4段绳子承担物重，有用功为W有＝Gh＝600 N×6 m＝3.6×103 J；η＝×100%＝×100%＝×100%＝60%；由F＝(G＋G动)可得动滑轮的总重G动＝4F－G＝4×250 N－600 N＝400 N.

11. 250　100　变小　【解析】F＝＝＝250 N；G动＝nF－G物＝2×250 N－400 N＝100 N；仅增加物重，滑轮组机械效率增大，减小物重，机械效率减小．

12. 400 N　80%　100 N　【解析】假设斜面很光滑，没有摩擦，则工人没有做额外功，总功等于有用功，即FL＝Gh，F×3 m＝120 kg×10 N/kg×1 m，F＝400 N；若实际用力为500 N，斜面的机械效率为η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；由于额外功W额＝W总－W有用＝F实L－Gh＝500 N×3 m－120 kg×10 N/kg×1 m＝300 J，则摩擦力f＝＝＝100 N.

13. 如答图所示

第13题答图

14. (1)2.3　87%　(2)一　(3)小明　

【解析】(1)测力计分度值为0.1 N，读出示数是2.3 N；第三次实验的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈87%；(2)通过本实验可得，增加被提升物体的重力，尽量多做有用功，可以提高机械效率，所以方法一与本实验同理；(3)因为绳子移动距离与钩码提升高度有固定倍数关系，由η＝×100%可知，只要钩码重力不变，机械效率与钩码提升的高度无关，所以小明的看法是正确的．

15. (1)省力

解：(2)货物在水平台面上运动的速度v＝＝＝0.24 m/s

(3)水平推力做功的功率P＝＝＝Fv＝100 N×0.24 m/s＝24 W

(4)斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%.

16. 解：(1)工人做的有用功：W有＝Gh＝230 N×6 m＝1 380 J

(2)由图可知n＝2，则绳端移动的距离：s＝nh＝2×6 m＝12 m

工人做的总功：W总＝Fs＝125 N×12 m＝1 500 J；

(3)工人做功的功率：P＝＝＝75 W.

17.  (1)动滑轮受到的重力(或物重)

解：(2)由图甲知，承担物重的绳子段数n＝3，绳端移动的距离s＝nh＝3×6 m＝18 m

拉力做的功W总＝Fs＝400 N×18 m＝7 200 J，拉力的功率P＝＝＝120 W

(3)滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，则有F＝(G＋G动)，s＝nh，机械效率η＝×100%＝×100%，解得G动＝G，由图乙可知，当G＝300 N时，滑轮组的机械效率η＝60%，则G动＝G＝×300 N＝200 N

(4)同一滑轮组提升货物，货物的重力越大，滑轮组的机械效率就越大．当绳端的拉力等于人的重力时，滑轮组提升货物的重力最大，机械效率最大，此时绳端的拉力F′＝G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N，由F＝(G＋G动)得，货物的重力G′＝nF′－G动＝3×600 N－200 N＝1 600 N，则滑轮组机械效率最大值为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈88.9%

能力拓展提升

1. D　【解析】甲图中拉力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动s，根据二力平衡可知，物体A受到的摩擦力为f＝F1.图乙中使用滑轮组拉动物体A在同一路面上匀速运动s时，物体A受到的摩擦力仍为f＝F1，此过程中克服摩擦力做的功即为有用功，W有＝fs＝F1s；图乙中有3段绳子与动滑轮相连，所以当物体A匀速运动s时，绳子自由端移动的距离为s绳＝3s，所以拉力做的总功为W总＝F2×3s＝3F2s，额外功为W额＝W总－W有＝3F2s－F1s，滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%，只有D项正确．故选D.

2. B　【解析】有用功：W有＝Gh，拉力做的功为总功：W总＝FL；由倾角为30°的斜面可得L＝2h，斜面的机械效率：η＝＝＝＝，代入数据，75%＝，计算得出F＝G；额外功就是克服摩擦所做的功：W＝fL，f＝F－＝G－＝G，故选B.

3. 30　80%　省力　【解析】克服物体重力所做的功为有用功，则有用功：W有＝Gh＝10 N×3 m＝30 J；拉力做的总功：W总＝Fs＝7.5 N×5 m＝37.5 J；斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；由功的原理可以知道，在高度相同时，斜面越长越省力．

4. 解：(1)根据p＝ρgh可得，当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强为：

p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m＝10 000 Pa

(2)物体浸没在水中时：V排＝V物＝0.12 m2×1 m＝0.12 m3，

受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝ρ水V物g＝1.0×103 kg/m3×0.12 m3×10 N/kg＝1 200 N

(3)由乙图可知，物体在10 s内F所做的W＝6 000 J，

绳端所移动的距离：s＝4s＝4vt＝4×0.5 m/s×10 s＝20 m，

拉力F拉＝＝＝300 N

(4)物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组对物体的拉力：F＝G－F浮＝mg－F浮＝200 kg×10 N/kg－1 200 N＝800 N，

η＝＝＝＝≈66.7%

(5)G动＝4F－G′＝4×300－(2 000 N－1 200 N)＝400 N

F＝(G动＋G)＝600 N　V＝4V物＝2 m/s

P＝Fv＝600 N×2 m/s＝1200 W.