初中物理中考复习 专题25 滑轮及其工作特点（原卷版）-2022年中考物理二轮专项复习核心考点突破与必刷题型汇编（全国通用）

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专题25 滑轮及其工作特点【核心考点讲解】1、定滑轮、动滑轮及其特点（1）定滑轮①定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变。②定滑轮的特点：不省力也不费力，但可以改变作用力方向。③定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂、阻力臂等于滑轮半径，根杠杆平衡条件可以得出定滑轮不省力的结论。（2）动滑轮①动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动。②动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。 ③动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（）为阻力臂（）二倍的省力杠杆，使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半，使用动滑轮虽然省了力，但动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费距离。2、滑轮组及其特点（1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。（2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力F＝，若忽略滑轮重，则有F＝，其中n为承担物重的绳子的段数。（3）用滑轮组提升物体时，虽然省力，但是费距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s＝n h（n表示承担物重的绳子的段数）。3、机械效率的计算（1）用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，即η＝。（2）由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因此机械效率总小于1。（3）计算方法：杠杆滑轮或滑轮组斜面提升重物水平匀速拉动物体η＝＝其中G为提升重物重力；h为重物上升高度；F为动力；s为动力作用点移动距离。①η＝＝＝②不计绳重及摩擦η＝＝其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升高度；s为绳自由端移动距离；n为承担物重的绳子段数。η＝＝＝其中F摩为物体与水平面的摩擦力；F为拉力；s物为物体移动的距离；S绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的段数。①η＝＝②η＝其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；F摩为摩擦力【必刷题型精练】1．（2021•盐城中考）旗杆顶端装有定滑轮，升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起。下列说法正确的是（　　）A．旗手对绳的拉力一定等于国旗重力 B．旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半 C．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离 D．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半2．（2020•绍兴中考）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　）  A．  B．  C．  D．3．（2021•青岛中考）如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（　　）A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油 C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力4．（2021•淄博中考）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度5．（2021•永州中考）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（　　）A．绳子末端移动的距离是0.2m B．拉力做的功是2.7J C．滑轮组的机械效率是90% D．动滑轮的重力是1N6．（2021•南通中考）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（　　）A．      B． C．      D．7．（2021•长春中考）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（　　）A．绳端移动的距离是物体上升距离的5倍 B．被提升的物重是绳子拉力的4倍 C．增大物重，所做的有用功增大 D．增大物重，“车梯”的机械效率变高8．（2021•鄂尔多斯中考）甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（　　）A．动滑轮所受的重力为15N B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J C．此装置最多能匀速运载160N重的货物 D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%9．（2020•绵阳中考）将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（　　）A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%10．（2021•自贡中考）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（　　）A．拉力F1一定大于F2 B．乙滑轮组的机械效率较高 C．甲、乙滑轮组的有用功相同 D．甲的额外功与有用功的比值较小11．（2020•广州中考）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（　　）F甲F乙F丙F丁GMGN5.5N12N5.5N8N5N10NA．甲的机械效率比丙的大 B．乙、丁的机械效率相同 C．使用丙提升物体M时省力 D．实验测得的数据无法算出机械效率12．（2020•盘锦中考）工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F＝1000N。下列说法正确的是（　　）A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆 B．路灯杆离地后，受到的拉力小于2400N C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000J D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%13．（2021•陕西中考）如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，它既可以 　   　，又可以改变施力的方向。现将重1.5×104N的物体沿竖直方向匀速向上吊起3m，滑轮组的机械效率为75%，此过程提升重物的有用功为
　   　J，绳端的拉力为 　   　N。14．（2021•娄底中考）小明用如图所示的滑轮组将600N的物体匀速提升1m，绳子自由端施加的拉力为250N，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为 　   　J，滑轮组的机械效率为 　   　。15．（2021•德阳中考）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30N，则滑轮组的机械效率是 　   　；当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为 　   　N。16．（2021•自贡中考）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为 　   　N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为 　   　%（不考虑绳重和摩擦）。17．（2020•烟台中考）在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力为　   　N，该装置的机械效率为　   　。若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。18．（2020•眉山中考）如图甲所示，某人用200N的力F使物体A沿水平方向匀速直线运动了2m，这个人克服物体A的重力做功　   　J．若将此滑轮组用来提升物体A，如图乙所示（不计绳的重力和滑轮各处的摩擦），这时滑轮组的机械效率为75%，为了提高机械效率，改用轻质材料的新动滑轮后，再提升同一物体A，此时滑轮组的机械效率提高到80%，那么新的动滑轮是原动滑轮重的　   　倍。19．（2021•徐州中考）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。20．（2021•鄂尔多斯中考）如图1是一款升降座椅装置，其简图如图2，请在图2中画出滑轮组的绕线情况，要求绳子的末端绕至按钮处。21．（2020•湘潭中考）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.05 1555.6%21.550.815 32.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　   　运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　   　N。（2）第2次实验时所做的有用功为　   　J，滑轮组的机械效率是　   　。（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　   　（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　   　（选填“有关”或“无关”）。（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　   　。A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度22．（2021•遂宁中考）涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%（1）实验中应沿竖直方向 　   　拉动弹簧测力计。（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　   　图所示装置来完成的。（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。（4）通过比较 　   　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 　   　。A.减轻动滑轮重B.增加所提物体重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度23．（2020•沈阳中考）工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。（g＝10N/kg）求：（1）石材受到的阻力；（2）在石材移动40s过程中，工人做的有用功；（3）在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。24．（2021•达州中考）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（ρ盐水＞ρ水），用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g＝10N/kg。（1）图丙中 　   　（选填“A”“B”）曲线表示拉力F随时间t变化的图像。（2）求物体M浸没在水中受到的浮力。（3）如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1＝25：24，η0：η2＝20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。