2019年中考物理重点知识点专项练习 功与滑轮组

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资源描述
功与滑轮题一: 请在图中画出滑轮组最省力的绕法。题二: 用图所示的滑轮组成滑轮组提升重物,在图中画出最省力的滑轮组的绕线。题三: 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在表中。实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率140.101.80.3260.102.50.3360.152.5(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上_拉动弹簧测力计;(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为_m/s;(3)第三次实验中,绳端移动的距离为_m,滑轮组的机械效率为_;(4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W1有_W2有,滑轮组的机械效率1_2(两空均选填“”“”或“”)。由此可知,可采用_的方法来提高滑轮组的机械效率。题四: 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:序号动滑物重G动/N物重G/N物体上升的高度h/m绳端受到的拉力F/N绳端移动的距离s/m滑轮组的机械效率/%10.510.10.60.355.620.520.11.00.366.730.540.10.3(1)根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应_(选填“保持静止”或“匀速上升”)。(3)第三次试验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为_N,滑轮组的机械效率为_%。(4)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功_(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是_。要提高同一滑轮组机械效率,可以采取_的措施。题五: 图示为某健身器械结构示意图,其中每个小滑轮质量为1kg,重物质量为20kg。(不计摩擦、空气阻力和绳子重力。g取10N/kg)(1)图中滑轮A属于_(选填“动滑轮”或“定滑轮”);站在水平地面上的人匀速拉动绳子时,人对地面的压强比他不拉绳子时要_(选填“大”或“小”);(2)使重物匀速上升时,人对绳子施加的拉力至少是多大?(3)若每分钟将重物提起15次,每次匀速提起的高度为60cm,求人做功的平均功率。题六: 健身用的拉力器结构如图所示,在拉杆处用力往下拉,能把配重提起从而起到锻炼身体的作用。(1)该拉力器中滑轮A的作用是_。(2)拉力器的配重是由许多块金属块组成,其中每一块金属块的质量为5千克,底面积为250厘米2,求一块金属块对地面的压强为多少?(3)小明用250牛的拉力向下拉动拉杆,使配重块匀速升高40厘米,一分钟小明连续做了30次,求小明锻炼时功率为多少?题七: 如图所示,不计绳重和摩擦,拉力F是125N,在10s内将重物匀速提升2m,此时滑轮组的机械效率是80%,则下列说法正确的是()A动滑轮重是50NB物体重是375NC拉力F的功率是25WD拉力F做的功是750J题八: 如图所示的滑轮组,每个滑轮重50N,用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是()A作用在绳自由端的拉力F为125NB在2s内拉力的功率为500WC该套装置的机械效率为60%D若所挂物体越重,该滑轮组机械效率越小题九: 如图甲所示为小科设计的滑轮组装置,其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上,重物B的重力GB可改变(动滑轮重不计)。小科在某次使用该装置进行实验时记录了一些数据,并绘制成曲线,即重物B的重力GB、滑块A运动速度v,滑块A在水平面上通过的距离s随时间t的变化曲线分别如图乙、丙、丁所示。若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,跨过滑轮的绳或竖直或水平,A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。(1)由图丙可知,重物B在哪个时间段内匀速下降?(2)求出在46s内,水平绳对A的拉力做的功;(3)求出在24s内,重力GB做功的功率;(4)求出在24s内,A受到的摩擦力的大小。题十: 为了将放置在水平地面上重G200N,体积为5103m3的重物A提升到高处,小芳同学设计了如图甲所示的滑轮组装置,当小芳同学用图乙所示随时间变化的拉力F竖直向下拉绳时,重物的移动速度v和上升的高度h随时间变化的关系图象如图丙、丁所示,求:(1)在02s内,拉力F做的功W;(2)在23s内,拉力F的功率P;(3)如果重物A浸没在水中,用同样的滑轮组匀速提升重物A,拉力F62.5N,此时滑轮组的机械效率为多少?(不计水对A的阻力,重物A在运动过程中未露出水面,g取10N/kg)参考答案题一: 如图所示。详解:由分析可知,动滑轮上承重的绳子段数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即五股绕线的方法。题二: 如图所示详解:当n为偶数时,承担物重的有4段绳子;n为奇数时,承担物重的有3段绳子,同时还会有一个动滑轮没法利用,因此n4时最省力,根据“奇动偶定”的原则,将绳子的固定端连在定滑轮上,如上图所示。题三: (1)匀速(2)0.05(3)0.4580%(4)增加物重详解:(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证弹簧测力计示数稳定;(2)钩码运动的速度为:v0.05m/s;(3)由图示可知,滑轮组承重绳子有效股数n3,第3次测量中,绳端移动的距离snh30.15m0.45m;滑轮组的机械效率:3100%80%;(4)根据第1次和第2次数据可知,有用功分别为:W有1G1h14N0.1m0.4J;W有2G2h26N0.1m0.6J;总功分别为:W总1F1s11.8N0.3m0.54J;W总2F2s22.5N0.3m0.75J;机械效率分别为:1100%74%;2100%80%;两次所用滑轮组相同,但第二次物重大于第1次物重,机械效率也大于第一次的机械效率,所以可得:使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率。题四: (1)如图(2)匀速上升(3)1.874.1(4)变大克服摩擦做功更多增加提起的物重或减轻动滑轮重详解:(1)分析表中数据可知,动力作用点移动的距离s是钩码上升高度h的3倍,说明由三段绳子承担物重,故滑轮组的绕线情况如图所示;(2)在缓慢提升物体时,还需克服机械摩擦做功,所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,需在缓慢匀速提升时读数;(3)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,所以拉力F1.8N,第三次试验时,滑轮组的机械效率为:100%74.1%;(4)根据表格中的数据分析可知:滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功;随着物重的增大,动滑轮的重力不变,物重越大,摩擦力越大,所以额外功变大;提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦等。题五: (1)动滑轮小(2)410N(3)30.75W详解:(1)图中滑轮A随物体一块移动,所以它是动滑轮;站在水平地面上的人匀速拉动绳子时,根据力的作用是相互的可知,绳子对人也有一个向上的拉力,所以人对地面的压力减小,根据p可知,在受力面积不变的情况下,压力减小,压强也会减小;(2)人对绳子施加的拉力:F2G物+G动2m物g+m动g220kg10N/kg+1kg10N/kg410N;(3)拉力移动距离sh0.6m0.3m,拉一次做的功:WFs410N0.3m123J,拉15次做的总功:W总15W15123J1845J,拉力的功率P30.75W。题六: (1)改变力的方向(2)2103Pa(3)50W详解:(1)该拉力器中滑轮A是定滑轮,因为有定滑轮所以能改变力的方向,向上提重物通过定滑轮改变力方向,向下拉绳子即可把重物提上去。(2)FGmg5kg10N/kg50N,S250cm22.5102m2,压强为;p2103Pa;(3)拉动拉杆一次做功WFs250N0.4m100J,则做了30次所做的功W总W30100J303000J,功率P50W。题七: D详解:由图知,s3h32m6m,拉力做功:W总Fs125N6m750J,故D正确;拉力做功功率:P75W,故C错;,W有W总750J80%600J,W有Gh,提升的物体重:G300N,故B错;W总W有+W额,W额W总W有750J600J150J,又不计绳重和摩擦,W额G轮h,动滑轮重:G轮75N,故A错。故选D。题八: B详解:物体受到的重力为Gmg45kg10N/kg450N;由图知:承担物重的绳子有3段,作用在绳子自由端的拉力为F(G+G动)(450N+50N)167N,故A错误;在2s内拉力的功率:P500W,故B正确;滑轮组的机械效率:100%100%100%100%90%,故C错误;不计绳重和摩擦,动滑轮重力一定,滑轮组提起的物重越大,有用功越多,但额外功不变,所以机械效率越高,故D错误。故选B。题九: (1)46s(2)600J(3)250W(4)15N详解:(1)根据图丙可知,在46s内,重物B匀速下降;(2)根据图乙可知,在46s内,GB30N,A和B均做匀速运动,A向左滑行的距离:svt20m/s(6s4s)40m,A受水平绳的拉力:F(GB+G)30N15N,水平绳对A的拉力做的功:WFs15N40m600J;(3)根据图乙可知,在24s内,重力GB50N;根据图丁可知,A向左滑行的距离s20m,B下降的距离hs20m10m,WGBGBh50N10m500J,功率:P250W。(4)在46s内,物体A做匀速直线运动,由二力的平衡条件:fF15N因为物体A与接触面的粗糙程度、压力的大小均不变,因此A在24s内所受滑动摩擦力大小不变,即A在24s内所受滑动摩擦力大小也为15N。题十: (1)202.5J(2)360W(3)80%详解:(1)由图丁可知,在01s内,物体在拉力的方向上没有移动距离,所以做功为零;在12s内,拉力F190N,重物上升高度h10.75m,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n3,拉力F的作用点下降的距离s13h130.75m2.25m,拉力做的功:WF1s190N2.25m202.5J;(2)由图可知在23s内,重物做匀速运动,v1.50m/s,拉力F280N,所以拉力F的作用点下降的速度v3v31.50m/s4.5m/s,由PFv可得,拉力做功功率:PF2v80N4.5m/s360W;(3)如果重物A浸没在水中,重物A所受浮力:F浮水gV排水gV物1.0103kg/m310N/kg5103m350N,此时滑轮组提升的重力:GGF浮200N50N150N,根据可得,此时滑轮组的机械效率:80%。9
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