2020-2021全国中考物理滑轮组的省力问题的综合中考真题汇总含答案解析

一、初中物理滑轮组的省力问题

1．如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G1G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2（忽略绳重和摩擦），则下列选项中正确的是（ ）.

A．F1F2 12 P1P2 C．F1F2 12 P1P2 【答案】B 【解析】 【详解】

CD．不计绳重及摩擦，因为拉力:

B．F1F2 1=2 P1P2 D．F1F2 12 P1P2

1F（GG动）

nn12，n23，所以绳子受到的拉力分别为：

1F1（G1G动）

21F2（G2G动）

3因为G1G2，故：

F1＞F2

故CD项错误；

AB．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额G轮h，W有用G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；由同，即：

W有W总100%可知，机械效率相

12

又因为所用时间相同，由PW可知，拉力做功的功率： tP1P2

故A项错误，B项正确。

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=

即

1(G物+G动) 21(100N+G动) 2解得G动=20N，用此动滑轮将重200N的物体时，拉力

60N=

F′=(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。

12

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。

【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：

F2=

11G=×20N=10N 22[3]因为使用任何机械都不能省功，当F1和F2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。

[4]当绳子自由端上升1米时，力F2所做的功为：

W=Fs=10N1m=10J。

4．如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦。水平拉力F作用下将重为30N的物体A匀速拉动，已知绳子自由端速度为0.3m/s，物体A受到的摩擦力f0.1G，水平拉力F为_____N，在2s内物体移动的距离为_____m。

【答案】1 0.2 【解析】 【详解】

[1]由图可知，连接动滑轮的绳子股数n=3，由题意知，物体A受到的摩擦力

f0.1G0.130N3N

不计绳重及摩擦，则水平拉力：

F[2]物体的速度：

11f3N1N n311v物v绳0.3m/s0.1m/s

n3由vs得，在2s内物体移动的距离 ts物v物t0.1m/s2s0.2m

故2s内物体移动的距离为0.2m。

5．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=

1（G物+G轮），n甲=3，n乙=2，绳子受的拉力： nF甲=F乙=

1（G物+G轮）， 31（G物+G轮）， 2F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==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：

W有用W总可知，滑轮组的机械效率相同，即：η甲

11s=6m=2m； 33[4]不计摩擦及绳重，则滑轮组的机械效率为：

h=

η=

W有用W总=

W有用W有用W额=

GhG100N100%≈83.3%。 ==

GhG动hGG动100N20N

6．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.

【答案】A 25 【解析】 【详解】

[1]由图可知，A滑轮是定滑轮，所以滑轮A是等臂杠杆。 [2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。

7．小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G物=720N，在t=5s内货物被匀速竖直提升了h=1m，小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F=400 N且竖直向下。求在此过程中：

(1)动滑轮对货物做的有用功； (2)拉力F所做的总功； (3)拉力F做功的功率；

(4)使用该装置提升货物时的机械效率η。

【答案】(1)720J；(2)800J；(3)160W；(4)90% 【解析】 【分析】 【详解】

(1)动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为

W有G物h720N1m720J

(2)动滑轮与2股绳子接触，故n=2，拉力F所做的总功为

W总FsnFh2400N1m800J

(3)由功率公式，可知拉力F做功的功率为

P(4)该装置提升货物时的机械效率为

W总800J160W t5sW有W总100%720J90% 800J答：(1)动滑轮对货物做的有用功为720J； (2)拉力F所做的总功为800J； (3)拉力F做功的功率为160W；

(4)使用该装置提升货物时的机械效率为90%。

8．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200N

②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J ③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 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

由题意物体所受的重力

B．只有②③正确

C．只有①②③正确

D．①②③④都正确

G物m物g80kg10N/kg=800N

物体上升的高度h1m，此时滑轮组做的有用功为

W有=G物h800N1m800J

根据机械效率公式=W有W总100%=80%有，总功为

W总=W有=800J=1000J 80%而W总=W有W额有

W额=W总W有=1000J800J=200J

又因为W额=G动h可得

G动=①②均正确。

W额h200J200N 1m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

=W有W总100%＝m物gh1(mgm动g)3h3物90%

化解可得当m物=9m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。

9．某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动，拉力为125N（不计绳重及摩擦），则动滑轮重_____N，5s内人拉绳子做的功是_____J。

【答案】75 375 【解析】 【分析】 【详解】

[1]看图可知动滑轮上绕过的绳子股数n=3。根据滑轮组受力关系

F得

G物+G动 n300N+G动 3125N解得G动75N。 [2]绳子末端移动距离

Snhnv物t30.2m/s5s3m

5s内人拉绳子做的功

WFs125N3m375J

10．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＝

1G； 3C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＝

1G。 4由此可知动力最小的是D。 故选D。

11．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不

考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（ ）

A．300N 0.1m/s C．60N 0.2m/s 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

B．150N 0.1m/s D．30N 0.2m/s

由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力

F11f60N=30N 22有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍，即

v=0.1m/s×2=0.2m/s

故选D。

12．用如图所示的滑轮组吊装100袋大米，每袋大米的质量是50kg，绳子能承受的最大拉力为1200N，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g取10N/kg，则至少需要吊运的次数是（ ）

A．9次 【答案】D 【解析】 【详解】

B．10次 C．11次 D．12次

由题意及图知吊起重物的绳子股数为n=4，最大拉力F1200N，一次能吊起的大米重力为：

G14F41200N4800N，

一次能吊起的大米质量为：

m1G4800N480kg， g10N/kg480kg9.6袋，

50kg/袋n19，

因为每袋大米的质量是50kg，故一次能吊起的大米袋数为：

n1由题意知一次能吊起9袋大米，即

则至少需要吊运的次数是：

n至少需要吊运12次。故选D。

100袋11.1次，

9袋/次

13．用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 N，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是

A．80N，80J B．80N，160J C．40N，160J 【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：G2F240N80N；由

D．40N，80J

h2m得s2h22m4m，提升重物所做的功：WFs40N4m160J． 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（ ）

A．拉力F为50N

B．绳子自由端移动的距离为6m C．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：

F（G物G动）（100N10N）=55N ，

选项不符合题意； B．绳端移动的距离：

12s2h22m4m ，

选项不符合题意； C．所做的有用功：

W有G物h100N2m=200J ，

拉力做的总功：

W总Fs55N4m=220J，

滑轮组的机械效率：

选项符合题意；

W有用200J100%=100%90.9% ， W总220JD．由C可知，拉力做的功：W总=220J，拉力的功率：

P选项不符合题意。 故选C。

W220J=44W ， t5s

15．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

A．甲滑轮组所用拉力较大 B．甲滑轮组拉力做的功较多 C．两滑轮组拉力做功的功率一定相等 D．两个滑轮组的机械效率一定相等 【答案】D

【解析】 【分析】 【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G轮）/n，且n甲=3，n乙=2， 所以，绳子受的拉力：

F甲=（G物+G轮）/3， F乙=（G物+G轮）/2，

即F甲﹤F乙，故A错误；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

W甲=F甲s甲=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h W乙=F乙s乙=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h∴，

W甲=W乙，

故B错误；

C．甲、乙两滑轮组提升重物的时间不知道，故无法比较功率，故C错误；

D．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=W有用/W总，∴滑轮组的机械效率相同，故D正确； 故答案为D。

16．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，砖都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3，拉力做的功为W1、W2、W3，有用功率为P1、P2、P3，机械效率为η1、η2、η3，则（ ）

A．F1+F2=F3 【答案】D 【解析】 【分析】

B．W1+W2=W3 C．η1+η2=η3 D．P1+P2=P3

由图可知，作用在动滑轮上绳子为２股；绳重，摩擦不计时，用Ｆ＝F1,F2,F3之间关系；再依=【详解】 A．由题意得

1(G+G动) 分析nW有W总=GhG。通过计算特殊值，判断等式是否成立。 G总hG+G动F１＝F２＝

11(G+G动)=（G+G动）； n211(2G+G动)=（2G+G动）； n2111F１＋F２＝(G+G动)+（2G+G动）=(3G+2G动）

222Ｆ３＝(3G+G动)=（3G+G动）

因为

1n1211(3G+2G动)>(3G+G动） 22所以

(F1+F2)>F3

故Ａ不符合题意； Ｂ．由于物体升高均为h；

W１＋W２＝F１h＋F２h＝(F１+F２)h

W3=F3h；

因为(F１＋F２)F３ 所以

(W1+W2)>W3

故B不合符题意； C． 依=W有W总=GhG，说明滑轮组一定时，物重越大，机械效率越大，即G总hG+G动Gh可知 t1<2<3 ，故C不合符题意；

D．由W有=Gh，P=

P1+P2Gh2Gh3Gh+ ； ttt3GhP3

t所以P1+P2=P3，故D符合题意。 故选D。 【点睛】

一个不加条件成立等式，可以用某种情况时不成立来判断它不成立。

17．工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法不正确的是（ ） ．．．

A．绳子自由端沿水平方向移动了4m C．拉力F的功率为375W 【答案】B 【解析】 【分析】

(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移动；

B．物体受到的拉力为750N

D．该滑轮组的机械效率一定小于100%

(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FAf0.4G求出物体受到的拉力； (3)根据WFs求出拉力F做的功，根据P(4)任何机械效率一定小于100%。 【详解】

A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离

W总求出拉力F的功率； tsnsA22m4m

故A正确，不符合题意；

B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力

FAf0.4G0.41500N600N

故B错误，符合题意； C．拉力F做的功

W总Fs375N4m1500J

则拉力F的功率

P故C正确，不符合题意；

W总1500J375W t4sD．该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故D正确，不符合题意。 故选B。

18．如图,水平桌面上的物体A重100N，物体B重40N，此时物体B恰能匀速下降；当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中，若不计动滑轮和绳的重力，不计绳与滑轮及滑轮轴间的摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．B上升了2m

C．物体A与桌面间的滑动摩擦力为40N 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

B．拉力F的功率为20W

D．吊着B物体的绳子所做的功为40J

A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，当用一水平向左的力F拉动物体A在2s内匀速向左移动1m的过程中，A移动的距离为B升高高度的2倍，B上升了

hB=

故A错误；

BC．当A向右做匀速直线运动，A水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，故

f=

1m=0.5m， 211GB=×40N=20N， 22当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f=20N．A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：

F=f+

拉力F的功率为：

P=

故B正确，C错误；

D．绳子拉力对物体B所做的功为：

W=GBhB=40N×0.5m=20J，

D错误．

1GB=20N+20N=40N， 2WFs40N1m=20W， tt2s

19．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（ ）

A．①、②、③

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

B．②、③、④ C．①、③、④

D．①、②、③、④

①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于

W总Fs=GG动h

故F1做的功等于F2做的功，①正确；

②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为

即机械效率相等，故②正确；

W有用GhG W总GG动hGG动③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为

F1乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为

1GG动 2F21GG动 3W知，F1做功的功率等于F2做功的功率，④t所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确； ④两次拉力做的功，用时也相等，根据P正确； 故选D。

20．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度。下列说法确的是（ ）

A．使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的两倍 B．F1一定大于F2 C．滑轮组的机械效率为

F1h3h F2D．F2做功的功率比F1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A．动滑轮与3股绳接触，故n=3，使用滑轮组过程中，绳子移动距离是物体的上升高度的三倍，故A错误； B．由于

F2=GG动F1G动= 33故如果动滑轮很重，则F1不一定大于F2，故B错误； C．滑轮组的机械效率为

故C错误； D．F1做功的功率为

W有用W总100%FhGh1 nF2h3F2hP1=F1v

F2做功的功率为

P2nF2v(F1G动)v

可知，F2做功的功率比F1做功的功率大，故D正确。 故选D。