滑轮组经典习题30道
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1J B、动滑轮自重0.2N C、拉力F做功的功率为0.3W D、该滑轮组的机械效率为83.3%
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840J B、有用功是840J,额外功是400J C、总功是12O0J,机械效率是7O% D、有用功是400J,机械效率是7O%
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 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% C、83% D、100%
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 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>ηB B、ηA<ηB C、ηA=ηB D、无法判断
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( ) A、6:7 B、7:6 C、5:6 D、5:7
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. 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) 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 C、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
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( )
A、 B、
C、 D、
11、(2011?包头)如图所示,斜面长6m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m,下列说法正确的是( ) A、滑轮组的机械效率是40% B、物体重300N C、拉力F做的功是600J D、拉力F的功率是40W
12、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m,动滑轮重200N,不计绳重和摩擦,,则上述两种情况中不正确的是( ) A、滑轮组的机械效率不相等 B、人做的额外功相等 C、人做的总功相等 D、绳子自由端移动的距离相等
13、从井中提水时,常常会发生吊水桶落入井里的事情.用物理知识分析下列说法,其中错误的是( ) A、用吊水桶向上提水,人对桶和水做的功都是有用功 B、用吊水桶向上提水,人对桶做的功是额外功 C、吊水桶掉在井里,打捞水桶时桶里会带些水,这时人对水做的功是额外功 D、吊水桶掉在井里,打捞水桶时,人对桶做的功是有用功 14、下列关于机械效率的说法中,正确的是( ) A、做功多的机械,机械效率一定高 B、越省力的机械,机械效率越高 C、使用机械的目的是为了提高机械效率 D、使用任何机械,它的机械效率都小于1 15、(2007?无锡)如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则( ) A、W1=W2,η1=η2 B、W1=W2,η1<η2 C、W1<W2,η1>η2 D、W1>W2,η1<η2 16、(2011?烟台)在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)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,则下列选项正确的是( ) A、η组<η动<η定 B、η定<η动<η组 C、η动<η定<η组 D、η定<η组<η动 17、(2010?广西)用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m.关于这个滑轮组工作的下列说法中,正确的是( ) A、总功是800J B、额外功是100J C、有用功是400J D、机械效率是62.5%
18、通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( ) A、增加动滑轮,减小拉力 B、改用质量小的动滑轮
C、减少提升高度,减少做功 D、增加提升重物重力,增大有用功 二、填空题(共12小题) 19、一座高达40米的大桥,总长为8350米,其中正桥只有850米,而两侧引桥却长达7500米.一座大桥为什么要有这么长的引桥呢小明很奇怪,请教老师后.他明白了引桥相当于一个斜面.
(1)小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸.在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度.发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小.由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到 _________ (“省力“或“省功“)的作用.
( 2 )一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥(长3750米),需要的时间为 _________ 秒,所做的有用功为 _________ 焦. 20、(2008?黄冈)建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如图).绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊 _________ N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是 _________ W,机械效率为 _________ .若吊起的建筑材料 重力减小,机械效率将 _________ .(“增大”、“减小”或“不变”) 21、(2010?攀枝花)如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上,推力对木箱做的功是 _________ J,斜面的机械效率是 _________ . 22、(2010?黄冈)如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行.则扶梯对他做的功是 _________ J,对他做功的功率是 _________ W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将 _________ (填“变大”、“变小”或“不变”).若小华为较快上楼,在扶梯以上述速度上行的同时,他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,则他从一楼到达二楼所需的时间为 _________ s. 23、用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体,拉力F的大小为400N,若将物体提升0.3m,则拉力做的功为 _________ J,该装置的机械效率为 _________ . 24、(2004?河北)如图所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉,所用的拉力为100N,则动滑轮的机械效率为 _________ .若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米,当拉绳子的速度为 _________ m/s时,拉力的功率为54W.(取g=10N/kg,绳重与摩擦不计) 25、一个质量为70kg的工人,用如图所示的装置(包括滑轮组及装砖的托板)提升一堆砖.已知装砖的托板重200N,每块砖重100N.滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人匀速提升10块砖时,此装置的机械效率为80%.那么,该人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中,此装置的机械效率最高可达到 _________ .(取g=10N/kg,结果保留1位小数) 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1J B、动滑轮自重0.2N C、拉力F做功的功率为0.3W D、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. ∴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840J B、有用功是840J,额外功是400J C、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.
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。 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% C、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%.