6滑轮组的省力情况判断解析
2020-2021中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)含答案
一、初中物理滑轮组的省力问题1．小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），如图所示，其中所用动力最小的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】【分析】【详解】设物体重力为G，不计机械自重和摩擦；A图中为斜面，由功的原理可得F1×4m＝G×2m解得F1＝0.5G；B图中为滑轮组，通过动滑轮绳子段数n＝3，所以F2＝13 G；C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则F3＝2G；D图中是杠杆，设杆与水平面的夹角为α，则有F4×4cosα＝G×1×cosα解得F4＝14 G。
由此可知动力最小的是D。
故选D。
2．如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），其中甲装罝为____________滑轮，它的优点是可以____________，若相同时间内，拉力F1、F2做相同的功，则拉力F1、F2做功时的功率P1___________P2，重物被竖直提升的高度h甲___________h乙（最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”）．【答案】定可以改变用力的方向等于等于【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知，甲是定滑轮；[2]甲装置中物体向上运动，拉力的方向是向下，所以甲滑轮可以改变用力方向；[3]相同时间内，拉力F1、F2做相同的功，根据P=Wt可知，拉力F1、F2做功时的功率P1等于P2；[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），它们都是克服物体的重力做功，即W=Gh，因为拉力F1、F2做的功相同，所以重物被竖直提升的高度相同， h甲等于h乙．3．如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。
当用力F2匀速提升物体B 时，以滑轮的轴为参照物，物体B是______ 的（选填“静上”或“运动”），此时力F2大小为_______牛。
若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______，当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为________焦。
2020-2021中考物理压轴题专题复习—滑轮组的省力问题的综合含答案
一、初中物理滑轮组的省力问题1．小明用如图的滑轮组提升重为100N 的物体，使其在5s 内匀速上升2m ，动滑轮的重为10N ，不计绳重及摩擦，下列计算正确的是（ ）A ．拉力F 为50NB ．绳子自由端移动的距离为6mC ．此时滑轮组的机械效率为90.9%D ．拉力的功率为40W 【答案】C 【解析】 【详解】A ．由图知，通过动滑轮的绳子段数n =2，不计绳重及摩擦，则拉力：物动1（）（100N 10N ）=55N 2F G G =+=⨯+ ，选项不符合题意； B ．绳端移动的距离：2224s h m m ==⨯= ，选项不符合题意； C ．所做的有用功：有物100N 2m=200J W G h ==⨯ ，拉力做的总功：总55N 4m=220J W Fs ==⨯，滑轮组的机械效率：有用总200J100%=100%90.9%220JW W η=⨯⨯≈ ， 选项符合题意；D ．由C 可知，拉力做的功：W 总=220J ，拉力的功率：220J=44W 5sW P t == ， 选项不符合题意。
故选C。
2．用一个动滑轮提起重100N的物体（绳重与摩擦不计），所用拉力60N。
若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时，拉力功率为_____W。
较前一次提升物体，该滑轮的机械效率_____（选填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】44 变大【解析】【详解】[1]根据题意可知，物体以0.2m/s速度匀速上升，对于动滑轮，绳子移动的速度v=2⨯0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计，则拉力F=12(G物+G动)即60N=12(100N+G动)解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力F′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P=F′v=110N⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W。
[2]较前一次提升物体，物体的质量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不计、动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将增大。
中考物理滑轮组的省力问题(大题培优)及答案解析
6．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N，拉力F的功率为________W；将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。
【答案】1044
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图知，n=2，则拉力端移动的距离s=2h，滑轮组的机械效率：
则拉力
（2）拉力端移动的速度
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，
拉力做功功率:
P=Fv=10N×0.4m/s=4W；
（3）不计绳重及摩擦，拉力
动滑轮重力：
G动=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N．
f=nF=3×20N=60N
物体受到的摩擦力为60N。
[2]物体移动的距离
物体前进了2m。
[3]弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为
F弹＝2F＝20N×2＝40N
弹簧测力计的示数为40N。
4．如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮_______可以看作等臂杠杆（选填“A"或“B”）.若物体C重为50牛，滑轮重力不计，则力F2的大小为___________牛.
A．80N，80J B．80N，160J C．40N，160J D．40N，80J
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为： ；由 得 ，提升重物所做的功： ．
故选B．
14．小明用如图的滑轮组提升重为100N的物体，使其在5s内匀速上升2m，动滑轮的重为10N，不计绳重及摩擦，下列计算正确的是（ ）
备战中考物理滑轮组的省力问题(大题培优 易错 难题)附详细答案
一、初中物理滑轮组的省力问题1．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。
在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是（ ）A ．F 1<F 2，η1>η2B ．F 1<F 2，η1=η2C ．F 1>F 2，η1<η2D ．F 1>F 2，η1=η2【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图可知，图甲中绳子承担重物的段数为3，图乙中绳子承担重物的段数为2，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计，则它们绳子末端的拉力各自为()()1113F G G G G n =+=+物动物动 ()()1112F G G G G n =+=+物动物动 所以F 1<F 2故CD 错误；绳子末端移动距离与物体上升高度关系s=nh滑轮相同，提升重物相同，由()100%100%100%100%1W G h G h G W Fs G G G G nh nη=⨯=⨯=⨯=⨯++有物物物总物动物动 可知η1=η2故A 错误，B 正确。
故选B 。
2．如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A 、B 均重为20牛。
当用力F 2匀速提升物体B时，以滑轮的轴为参照物，物体B 是______ 的 （选填“静上”或“运动”），此时力F 2大小为_______牛。
若F 1和F 2所做的功相等,物体A 、B 移动的距离之比是_______，当绳子自由端上升1米时，力F 2所做的功为________焦。
【答案】静止 10 1:1 10 【解析】 【详解】[1]以滑轮的轴为参照物，物体B 相对与参照物的位置没有改变，是静止的； [2]B 物体使用的是动滑轮，能省一半力，不计滑轮的重和摩擦，拉力：F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功，当F 1和F 2所做的功相等，物体A. B 重力相同，移动的距离相同，故距离之比是1:1。
2020-2021中考物理压轴题专题滑轮组的省力问题的经典综合题附答案解析
一、初中物理滑轮组的省力问题1．质量是6kg 的物体A 放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.2m/s 的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N ，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g 取10N/kg ）（ ）A ．作用在绳端的拉力F 为6NB ．在1s 内拉力F 做功1.2JC ．在1s 内拉力F 的功率是0.4WD ．水平桌面对物体A 的摩擦力是2N 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A ．绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N ，所以，作用在绳端的拉力F 为2N ．故A 错误；B ．根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。
物体A 在1s 内通过的距离为s′=vt =0.2m/s×1s=0.2m绳子自由端移动的距离为s =3s ′=3×0.2m=0.6m在1s 内拉力F 做功为W =Fs =2N×0.6m=1.2J故B 正确；C ．在1s 内拉力F 的功率为1.2J 1.2W 1sW P t === 故C 错误；D ．由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3，物体做匀速直线运动，则3fF =所以f =6N故D 错误。
故选B 。
2．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度，若不计绳子与滑轮的摩檫，__________装置更省力（选填“甲”或“乙”）。
甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率（选填“高于”、“低于”或“等于”）。
甲图中若钩码总重100N，动滑轮重为20N，不计摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升的高度为__________m，滑轮组的机械效率为__________。
【答案】甲等于 2 83. 3%【解析】【详解】[1]不计摩擦，拉力F=1n（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力：F甲=13（G物+G轮），F乙=12（G物+G轮），∴F甲<F乙，甲更省力；[2]动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，据η=WW有用总可知，滑轮组的机械效率相同，即：η甲=η乙；[3]如甲图，泥桶由3股绳子承担，则n=3，s=3h，s=6m，泥桶上升的高度为：h=13s=13⨯6m=2m；[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：η=WW有用总=WW W+有用有用额=GhGh G h+动=GG G+动=100N100N20N⨯+100%≈83.3%。
滑轮组的省力情况
滑轮组的省力情况：使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组由几股绳子承担物重：有几股绳与动滑轮相连，承担物重的绳子的股数n 就是几，而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是：s=nh。
如图：在动、定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算在动滑轮上的绳子的股数。
例1如图甲、乙滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重力为G／2，则力F1和F2之比为( )A．1：1B．3：2C．2：3D．3：4解析：当考虑动滑轮的重力，不计摩擦时，F=，由图中滑轮组的绕线方法可知：F1=。
答案：C滑轮组省力情况的判断1．滑轮组竖放：若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的动力就是物重的几分之一，即；若考虑动滑轮自重，但忽略摩擦，此式变为F拉= 。
用“连动法”，弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n，在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象，n=4，有四根绳子承担动滑轮及重物，所以用力。
同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的。
2．滑轮组横放：在不考虑绳、轮摩擦时，滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一，即：。
例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动，如下图所示，托力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则( )A．F甲<F乙<F丙B．F甲>F乙>F丙C．F甲>F乙=F丙D．F甲=F乙>F丙解析：三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f，甲是定滑轮，F甲=f，乙是动滑轮，，丙是滑轮组，，即，选B。
例2如图甲所示，物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数是5N，那么拉力，为_____N，物体A与地面间的摩擦力为_____N。
解析：本题动滑轮的动力施加在转轴上，是一种费力的用法，其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆，要费力，其杠杆示意图如图所示。
中考物理滑轮组的省力问题-经典压轴题及答案
【解析】
【详解】
[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉力：
F= f= ×60N=20N；
[2]绳子自由端移动的速度为：
v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；
则拉力F的功率为：
P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W。
5．如图所示的滑轮组（不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦），在拉力F的作用下，物体水平向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为6N，则物体受到地面的摩擦力大小为_________N。一段时间内物体沿水平方向移动了5m，拉力F做功_____J。
D．由C可知，拉力做的功：W总=220J，拉力的功率：
，
选项不符合题意。
故选C。
17．如图所示的甲、乙两滑轮组，所用滑轮的规格相同，用它们将相同的重物G匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，以下说法正确的是
(1)起降设备中滑轮组的结构示意图如图乙所示，请你用笔画线代表钢丝绳，画出最省力的绕线方法____。
(2)该起降设备若在1min内将“潜龙三号”匀速提升了20m，该过程中钢丝绳的拉力由电动机提供，电动机的输出功率是10kW，则钢丝绳的拉力是多少____？
(3)该滑轮组的机械效率是多少____？
【答案】 7500N50%
B．由图像可知滑轮组n=3，则 ，故正确，不符合题意；
C．由图像可知动滑轮动力作用在轴上，则 ，故错误，符合题意；
D．不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足FL=Gh，即 ，故正确，不符合题意。
故选C。
14．用如图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重不计）（ ）
A． B． C． D．
所以选D．
12．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力和绳重忽略不计。在物体匀速上升过程中，甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是（ ）
中考物理滑轮组的省力问题的综合热点考点难点附答案
一、初中物理滑轮组的省力问题1．体重为60kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg 的重物A 匀速提升1m ，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g 取10N/kg ），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：①动滑轮重为200N②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中，它的机械能增大④若增大重物A 的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90% 关于小明的以上论断（ ）A ．只有①③正确B ．只有②③正确C ．只有①②③正确D ．①②③④都正确【答案】C【解析】【分析】【详解】由题意物体所受的重力 80kg 10N/kg=800N G m g ==⨯物物物体上升的高度1m h =，此时滑轮组做的有用功为=h 800N 1m 800J W G ⋅=⨯=物有 根据机械效率公式=100%=80%W W η⨯有总有，总功为800J ===1000J 80%W W η有总 而=W W W +总额有有==1000J 800J=200J W W W --额总有又因为=W G h ⋅额动可得200J =200N 1mW G h ==额动 ①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到90%，由效率公式有 =100%90%1(g g)33W m gh W m m h η⨯=+⋅有物总物动＝化解可得当=9m m 物动时，滑轮组的效率能到达90%，则若增大重物A 的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。
故选C 。
2．(1)如图甲所示，图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称)．(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是_______．(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能自动回头的“魔罐”，当将”魔罐“在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说 明_______．【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)[1]由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)[2]图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，因为在斜面高一定时，斜面越长越省力，所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；(3)[3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
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2.n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上(即
“奇动”)，如果不需要改变用力的方向，则动滑
轮和定滑轮的个数都等
于
,如图丙所
示；如果需要改变用力
方向，则需要再加一个
定滑
，如图丁所示.
综上所述，滑轮组设计原则可归纳为：偶定奇动 ，一动配一定，偶数减一定，变向加一定.
滑轮组在绕绳时如果动滑轮少，那么绳的起 始端就固定在动滑轮上向定滑轮绕起，反之定滑 轮少,则绳的起始端就固定在定滑轮上向动滑轮绕 起；绕绳时，绳不可相交.
滑轮组的组装 组装原则： 奇动偶定；一动配一定，
偶数减一定，变向加一定。
例如：一根绳子只能承受100N的力，要把 330N的物体拉起，怎样组装滑轮？
G 330N
n
=---= F
1-0-0-N-
=
3.3(股)
绳子的股数必须是整数，因此需要4股
答 案 ：
F
F
谢谢
滑轮组的省力情况判断
例 如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A， 请画出最省力的绕绳方法.
谢谢
滑轮组的省力情况判断
例 使用定滑轮时，沿竖直方向向下拉，跟沿斜
的方向向下拉，所用拉力的大小 相等 ，
这是因为它的力臂 不变
。
如右图所示，人的重量为500N，忽
略滑轮、绳、木板的重量，系统保持静止，则人拉绳的
力大小为： 125N 。
T1
T2
T2
T3
F
谢谢
若动滑轮重不可忽略，上述力的关系式 应写成Ｆ＝（Ｇ物+G动）／n．
思考题： 在左图所示的滑轮组中，F与G 的关系。
分析：图中吊起动滑轮的绳子股数为5
(a)若动滑轮重G/不计，拉力F是多少？
F
F＝ 1 G
G/
5
(b)若动滑轮重G/不能忽略，那么图中的
拉力F应等于多少？
G
F＝
1 5
(G+G')
滑轮组水平拉物体
F＝
1 2
G
F＝
1 2
G
F＝
1 3
G
n=2
n=2
n=3
实验结果：
拉力F的大小与承担物体总重的 绳子段数n有关。
物体的总重有几段绳子承担， 所用力就是物重的几分之一即
F＝
1 n
G
A．探究一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组的 绕线方法；
B．探究由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 的省力情况及移动距离的情况．
F
FF
F
F
滑轮组的绕法
F
F
F
F
绕绳的起点：偶定奇动
滑轮组的组装（即绕线方法）
F F
n=2
n=3
组装方法：先确定滑轮组的省力情况，即绳 子的段数n，再进行绕线。
口诀：“奇动 偶定”，即奇数段绳子就从动 滑轮开始绕线，偶数段绳子就从定滑轮开始绕 线。
滑轮组的组装与设计 组装时一般采用“偶定奇动”的简单原则 1.n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上(即“偶定 ”)，如果不需要改变用力的方向(例如：自由端向上拉) ，则需要的动滑轮个数为n/2个，定滑轮的个数比动滑轮 少一个，如图甲所示； 如果需要改变用力的方 向(例如：自由端向下 拉)，则动滑轮和定滑 轮个数都等于n/2,如图 乙所示
a．绕成两段绳子承担重物，由铁架台竖杆上 的等距离红线格测定动力作用点（绳端）移动的距 离 s和砝码升高的距离 h的关系．
结论：可知Ｆ＝Ｇ／２，s ＝2 h．
b．绕成三段绳子承担重物，分别用弹簧测力计 拉动力的大小；由弹簧测力计竖直向上拉测动力的大 小；两个距离仍由铁架台竖杆上的等距离红线格测 定．
结论：可知Ｆ＝Ｇ／３，s＝３h．
C．探究由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组的省力 情况及移动距离的情况．
a．绕成四段绳子承担重物．得出结论：Ｆ＝Ｇ／4， s＝4h．
b．绕成五段绳子承担重物．
得出结论：Ｆ＝Ｇ／5，s＝5h．
使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳 子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动 力（或绳子自由端）移动的距离s就是重物升高的距离h 的几倍．即Ｆ＝Ｇ／n，s＝nh．n为绳子的段数，省了 力就要多移动距离．
【解析】本滑轮组的结构为一定一动滑轮组，因此有 两种绳子的绕法，始端系在定滑轮上，将有2段绳子承 担摩擦力，始端系在动滑轮上，将有3段绳子承担摩擦 力，因此我们选择后者. 答案：如图所示
谢谢
滑轮组的省力情况判断
例 如图所示，滑轮重、绳重、摩擦力均忽略 不计，利用两个滑轮提升同一重物，哪种 组合最省力( C )
滑轮组的省力情况判断
教师：张薇
定滑轮虽然能改变力的方向，使我们工作方便 ，但不能省力；
而动滑轮虽然能省一半力，但不能改变力的 方向，使用时经常感觉不便．
于是人们就把定滑轮和动滑轮组合起 来使用，把它们各自的优点结合起来， 这样就组成了滑轮组．
F
F
F
G
G
G
实验结果： 拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子股数n有关。
如何判定滑轮组承担物重的绳子股数？
绳子的股数是指“直接承担”物重的绳子股数！ 方法一：先看动滑轮的个数(每只动滑
轮由两股绳子承担),再看绳子的自由端是否 承重。绳子自由端上拉承重，下拉不承重。
若最后一段绳子是从动滑轮出来的， 此段计入n;若最后一段绳子是从定滑 出来的，此段绳子不计入n。
滑轮组的绕法
实验表明，使用滑轮组沿水平方向拉重物时，若动滑 轮重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子拉住，所用的力 就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即
N
F
F
. . T’=T=3F T=f摩
f摩
F
G
如图所示，拉力F的大小等于
。
滑轮组装配： 竖直装配F= G物或F= （G物+G′）
水平装配：F=
f摩
绳子自由端移动距离S与物体移动距 离S’的关系：S=nS′