2022年中考物理知识点二轮复习专题练习——滑轮及滑轮组

滑轮及滑轮组

一、选择题（共15题）

1．工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把同样一袋沙提升相同的高度，已知沙和袋总重为100N，滑轮重20N（绳重和摩擦力不计），则下列说法正确的是（　　）

A．甲比乙更省力

B．甲做的总功比乙的多

C．甲做的有用功比乙的多

D．甲的机械效率比乙的高

2．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s

B．动滑轮重120N

C．该工人对地面的压力为200N

D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%

3．如图所示，工人用动滑轮匀速提升物体，下列判断正确的是（　　）

A．人的拉力与物体重力是平衡力 B．物体升高的距离等于滑轮左侧绳子减小的长度

C．人的拉力做的功等于克服滑轮重力做的功 D．动滑轮的机械效率一定等于50%

4．如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动，此时弹簧测力计的示数是8N，若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，那么物体A与水平面的摩擦力以及2s内F的功率分别为（　　）

A．16N，16W B．16N，32W C．8N，16W D．8N，32W

5．两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，（每个滑轮重相同）使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ）

A．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率

B．甲滑轮组拉力的功率小于乙滑轮组拉力的功率

C．甲、乙两滑轮组的有用功相同

D．甲、乙动滑轮的重力为2N

6．图中甲、乙两套装置滑轮质量均相等。用它们分别将质量相同的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，若不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　）

A．两重物上升的速度相等

B．两滑轮组绳端的拉力相等

C．甲滑轮组的总功比乙少

D．两滑轮组的机械效率相等

7．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的大小关系是（　　）

A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3

C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1

8．如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同

C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多

9．小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（　　）

A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力

B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功

C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆

D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同

10．如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（   ）

A．一定是10N B．一定是15N

C．一定大于10N D．一定大于15N

11．如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力

C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍

12．在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（　　）

A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f

13．如图所示的简单机械中，省距离的是（　　）

A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子

C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路

14．如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（　　）

A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3

15．A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）

A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个

二、非选择题

16．为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码。（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量G与对应拉力的变化量F，记录在表格的最后两列中。

（1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：使用动滑轮匀速提升物体时，___________；

（2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时，___________；

（3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为___________牛；

（4）进一步分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论：___________；

（5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用___________继续进行实验。

A 提起更多不同重力的重物。

B 提起重物通过不同的距离，

C 选用不同重力的滑轮。

17．使用简单机械可以给人们的生活带来便利，（1）旗杆的顶端安装着一个______（选填“定”或“动”滑轮）。（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是______（选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。

18．如图为航母上简化的蒸气弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，牵引索与蒸气活塞连接的两个滑轮为______（选填“定”或“动”）滑轮；气缸内蒸气体积膨胀对外做功，内能______（选填“增大”“减小”或“不变”），同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。

19．如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以 ______；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知 ______的机械效率较高。

20．某班学生在物理实验室中，探究滑轮组的相关知识，用如图所示的滑轮组将一个重12N的物体匀速提升30cm，所用的拉力为5N，不计绳重及摩擦。求：

（1）所做的有用功；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）在绳子承受限度内，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，通过计算说明此时滑轮组的机械效率如何变化？

21．如图所示，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦阻力，用100N的竖直向上拉力F通过滑轮拖着重为190N的物体A做竖直向上移动，物体A运动时的图像如图所示。求：

（1）物体A运动10s通过的路程s；

（2）滑轮所受重力的大小G轮。

22．如图所示，重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动，若绳子自由端所受拉力F为10牛，（不计绳与滑轮的摩擦），求：

（1）物体所受的摩擦力f的大小；

（2）绳子自由端在10秒内移动的距离。

23．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。

（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？

（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；

（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？

参考答案

1．D

【详解】

A．由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，为100N；乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则

所以

F甲＞F乙

故A错误；

BCD．把同样一袋沙提升相同的高度，由W有=Gh可知有用功是相同的，绳重和摩擦不计，甲做的总功等于有用功，乙做的总功等于有用功和克服动滑轮的重力做功之和，乙做的总功较多，由可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以

η甲＞η乙

故BC错误，D正确。

故选D。

2．C

【详解】

A．由图可知，滑轮组承担物重绳子的有效股数n=2，5s内绳子自由端移动的距离

s=nh=2×1m=2m

绳子自由端移动的速度

故A错误；

B．由

可得，绳子自由端的拉力

动滑轮重

G动=nF-G=2×400N-720N=80N

故B错误；

C．地面对工人的支持力

F支=G人-F=600N-400N=200N

该工人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力，它们大小相等，所以该工人对地面的压力

F压=F支=200N

故C正确；

D．工人施加的最大拉力

F′=G人=600N

不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦，提升物体的最大重力

G大=2F′-G动=2×600N-80N=1120N

此时滑轮组的机械效率最大，滑轮组的最大机械效率

故D错误。

故选C。

3．B

【详解】

A．人的拉力作用在绳子上，物体的重力作用在物体上，二力没有作用在同一物体上，所以人的拉力与物体重力不是平衡力，故A错误；

B．对动滑轮来说，物体上升的高度为h时，左侧绳子和右侧绳子都缩短h，这样才能满足s＝2h，因此物体升高的距离等于滑轮左侧绳子减小的长度，故B正确；

C．人拉力做的功为总功，滑轮对重物做的功为有用功；因为使用动滑轮要克服摩擦、克服动滑轮的重力做额外功，所以总功大于有用功，即人拉力做的功大于滑轮对重物做的功，故C错误；

D．根据选项C中额外功的来源，故可知不能确定有用功和总功及额外功的大小，根据，所以不能确定动滑轮的机械效率是多少，故D错误。

故选B。

4．B

【详解】

由图中可知，弹簧测力计的示数为8N，因绳子上的拉力处处相等，故绳端的拉力F为8N，图中为动滑轮，因滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计，则由受力分析可知，物体A在水平方向上所受水平面的摩擦力等于两股绳子的拉力，即

f=2F=2×8N=16N

因动滑轮上有两股绳子承重，故绳端移动的速度为物体A移动速度的两倍，即

v绳=2v物=2×2m/s=4m/s

由P=Fv可得，F的功率为

P=Fv绳=8N×4m/s=32W

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

5．C

【详解】

AC．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由

W额=G动h、W有用=G物h

可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总=W有用+W额可知拉力做的总功相同，由得到两滑轮组的机械效率相同，故A错误，C正确；

B．由图甲可知，n1=3，则绳端移动的距离

s1=n1h=3×20cm=60cm=0.6m

由图乙可知，n2=2，则绳端移动的距离

s2=n2h=2×20cm=40cm=0.4m

甲滑轮组拉力的功

W1总=F1s1=6N×0.6m=3.6J

甲滑轮组拉力的功率

乙滑轮组拉力的功

W2总=F2s2=9N×0.4m=3.6J

乙滑轮组拉力的功率

甲滑轮组拉力的功率等于乙滑轮组拉力的功率，故B错误；

D．动滑轮的重力

G动=2F1-G=3×6N-17N=1N

故D错误。

故选C。

6．D

【详解】

A．由图示知，甲滑轮的承重绳子为2根，乙滑轮组承重绳子为3根，在相等时间内两装置绳端移动的距离相等，则绳端移动的速度相等，据v绳端=nv重物知，甲重物移动的速度快，故A错误；

B．两个重物的质量相等，装置中滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，据知，乙滑轮组绳端的拉力小，故AB错误；

CD．由题意知

s甲=s乙，F甲>F乙，G甲=G乙

据W总=Fs知

W甲总>W乙总

在不计绳重及摩擦时，据

所以

η甲=η乙

故C错误，D正确。

故选D。

7．B

【详解】

不计机械自重和摩擦时：

第一个图是等臂杠杆，力臂

由杠杆平衡条件可得

第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数

拉力

第三个图是动滑轮，动力作用在轴上

故

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

8．C

【详解】

A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力

又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；

B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；

CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；

将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。

故选C。

9．B

【详解】

A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；

B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；

C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；

D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。

故选B。

10．C

【详解】

由可得物体A受到的摩擦力大小为

由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以

故选C。

11．C

【详解】

如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为

所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。

故选C。

12．C

【详解】

当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则

得

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

13．B

【详解】

A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；   

B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；   

C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；   

D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。

故选B。

14．C

【详解】

使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即

F1=F2=F3=G

定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。

故选C。

15．A

【详解】

由图甲可知，当m＝20g时

VA＝10cm3

VB＝40cm3

则

ρA＝＝＝2g/cm3

ρB＝＝＝0.5g/cm3

所以

ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1

因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比

GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1

由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有

N•GB＝·GA

则

N＝×＝×＝2

故A符合题意；BCD不符合题意。

故选A。

16．可以省力    费距离    0.4N    F与G物成正比    C   

【详解】

（1）分析表中第二列与第三列中的数据可知，动滑轮的重力相同，被提升的物重G物越大，拉力F越大，且拉力F小于物重G物，使用动滑轮可以省力。

（2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可知使用动滑轮时，绳自由端移动的距离大于物体上升的距离，即使用动滑轮费距离。

（3）由第一组数据可知，动滑轮的重力为

G轮=2F-G=20.7N-1N=0.4N

即动滑轮的重力为0.4N。

（4）分析比较表中F与G物的数据及相关条件，可发现

由此可得出的初步结论是：使用动功滑轮匀速提起物体，拉力的变化量F与物体所受重力的变化量成正比。

（5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用不同重力的滑轮继续进行实验。

17．定    减小   

【详解】

（1）在升旗时，旗杆顶端滑轮的位置不会发生改变，是一个定滑轮。

（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力与动力臂不变的情况下，阻力臂越短，所需的动力就越小。剪刀的支点在转动轴处，为了更省力，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，就是减小了阻力臂。

18．定    减小   

【详解】

定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮。

气缸内蒸气体积膨胀对外做功，蒸汽的内能减小，转化为机械能，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。

19．改变力的方向，但不能省力    甲   

【详解】

从甲图中可以看出，三次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。

由甲图中数据可知，定滑轮的机械效率为

由乙图中数据可知，动滑轮的机械效率为

可知η定>η动，即甲的机械效率高。

20．（1）3.6J；（2）80%；（3）机械效率变大

【详解】

（１）将一个重12N的物体匀速提升

h=30cm＝0.3m

所做的有用功

W有＝Gh＝12N×0.3m＝3.6J

（2）由图知，绳子的有效段数n＝3，拉力端移动距离为

s＝3h＝3×0.3m＝0.9m

拉力做功为

W总＝Fs＝5N×0.9m＝4.5J

滑轮组的机械效率

（3）不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力

动滑轮的重力

G动＝3F﹣G＝3×5N﹣12N＝3N

本实验中，不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，滑轮组的机械效率

故此时滑轮组的效率变大。

答：（1）所做的有用功为3.6J；

（2）滑轮组的机械效率为80%；

（3）此时滑轮组的机械效率变大。

21．（1）6m；（2）10N；

【详解】

解：（1）由图像可知，物体A运动10秒通过的路程s为6m。

（2）由 可知，滑轮所受重力的大小为

答：（1） 物体A运动10秒通过的路程s为6m；

（2）滑轮所受重力的大小G轮为10N。

22．（1）20N；（2）4m

【详解】

解：（1）滑轮是动滑轮，不计滑轮自重和滑轮绳子间的摩擦，则拉力，则物体A与地面间的滑动摩擦力

f=2F=2×10N=20N

（2）物体移动的速度0.2m/s，则绳子自由端移动速度为物体移动速度的2倍，为0.4m/s，所以绳子自由端在10秒内移动的距离为

s=vt=0.4m/s×10s=4m

答：（1）物体所受的摩擦力f的大小为20N。

（2）绳子自由端在10秒内移动的距离为4m。

23．（1）50%；（2）12000J；（3）600N

【详解】

解：（1）建材的重力

由图象可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率得

（2）由图可知n=2，则1min内绳子自由端移动的距离

拉力做的功

（3）由（1）可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率η=50%，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，则滑轮组的机械效率

即

解得

作用在钢绳上的拉力为500N时，由可得运送建材的重力

答：（1）某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是50%；

（2）拉力的功是12000J；

（3）作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是600N。