主题20 滑轮组的计算中考真题(2011年成都市)为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处,小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置.当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向,求:(1)在2~3 s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η.(2)在1~2 s内,拉力F做的功W.(3)在0~1 s内,重物对地面的压强p.拓展延伸1.随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们的住房条件也得到了很大的改善.小明家最近购置了一套新房,为了帮助爸爸将重600 N的装修材料运送到6m高的楼上,小明利用物理课上学过的滑轮组,设计了如图甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30 N,绳子足够长,所能承受的最大拉力为250N,不计绳重及摩擦).(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?(2)小明爸爸观察该装置后,想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图乙)是否会更省力一些,请你按照小明爸爸的想法,用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确.(3)求两种方案的机械效率之比?(4)综合分析评估两个方案,你认为哪个方案更好一些?说明理由.2.一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示.若车重为8×104 N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组的机械效率为80%,问:(1)司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率是多少?3.如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在40 s内移动了8m,拉力F做的功为1 280 J.(1)求拉力F的大小和功率;(2)若滑轮组的机械效率为95%,求动滑轮的重力(不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦).精要评点本主题以滑轮组为纽带,重在考查学生利用相关知识进行计算的能力,滑轮组的呈现方式富有变化.既有竖直方向的,又有水平方向的,还有竖直方向与水平方向结合的;既有一定一动的.也有一定二动的,还有二定一动的;既有明确给出已知条件的,又有将已知条件隐含在函数图像上的,通过上述的处理,能有效地考查学生灵活应用物理知识解决实际问题的综合能力,涉及本套试题的知识点及其相关计算公式有:滑轮组绳子自由端的拉力F=(G物+G动)/n……①,绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系S=nh……②,机械效率的计算公式η=W有用/W总……③,η=G/nF……④,η=G/(G+G动)……⑤,重力G=mg……⑥,功率P=W/t……⑦,P=Fv……⑧.失分点跟踪1.在综合分析评估两个方案时,失分在不能从效率、省力、安全这三个方面进行综合考虑.事实上,小明的方案机械效率高,爸爸的方案比较省力,但小明的方案比较安全,综合上述三个因素分析,还是小明的方案好.2.在计算司机做功的功率时,失分在错将汽车前进的速度当作司机拉动绳子的速度,导致错解得功率P=Fv=75 W.在求拉力F的大小时,失分也在错将物体移动8m视为拉力F移动的距离为8 m,导致计算的错误.所以在有关滑轮组的计算中,一定要注意,物体的移动距离或速度与绳子自由端移动距离或速度是不同的,它们之间的换算关系是s=nh,v绳=nv物.参考答案1.(1)没有(2)如答图正确.(3)22/21.(4)小明的方案更好一些.2.(1)750N.(2)300W.3.(1)32 W;(2)8N.一、选择题(本题共12小题,每小题各2分,共24分)1.下面是对日常生活中一些物品的质量和长度的估计,其中最接近实际的是A.一个苹果的质量约为1.5kg B.20个鸡蛋的质量约为500gC.比赛用篮球的直径约为25cm D.普通学生课桌的高度约为150cm2.为宣传“绿色出行,低碳生活”理念,三个好朋友在某景点进行了一场有趣的运动比赛。
小张驾驶电瓶车以36km/h的速度前进,小王以10m/s的速度跑步前进,小李骑自行车,每分钟通过的路程是0.6km。
则A.小张速度最大B.小王速度最大C.小李速度最大D.三人速度一样大3. 人们要认识事物,就要对事物进行比较,引入相应的物理量.对下图中几幅图给出的比较或说法,不正确的是A.进行长短的比较,引入“长度”的物理量B.进行大小的比较,引入“质量”的物理量C.进行运动快慢的比较,引入“速度”的物理量D.进行压力作用效果的比较,引入“压强”的物理量4. 同学们通过调查发现,身边个别司机开车时不喜欢系安全带。
对于交通规则中要求系安全带的理由,你认为正确的是A.系安全带是为了减小汽车的惯性B.系安全带是为了减小车内人员的惯性C.系安全带可以减小由于惯性对车内人员造成的伤害D.安全带比较宽是为了减小对人体的压强5.手握圆柱形水杯,手和水杯都在空中静止,杯底所在的平面是水平面,如图所示。
下列各对力属于平衡力的是A、手对水杯的压力和水杯对手的压力B、水杯的重力与手对水杯的压力C、水杯的重力与手对水杯的静摩擦力D、水杯对手的静摩擦力与手对水杯的静摩擦力6.建筑物内遭遇火灾时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场,这样能够有效避免吸入有害气体或被灼伤。
这是因为与房间内其他空气相比较,含有毒有害物质的气体A.温度较低,密度较大,而大量集聚在房间的下方B.温度较低,密度较小,而大量集聚在房间的下方C.温度较高,密度较大,而大量集聚在房间的上方D.温度较高,密度较小,而大量集聚在房间的上方7.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是8.如图所示,将物块紧靠着被压缩的弹簧,然后释放弹簧,物块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,物块运动一段距离后停下来,下列说法正确的是A.物块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用B.物体所受摩擦力不会改变物体的运动状态C.物体由静止开始运动是因为弹簧对物体的弹力大于摩擦力D.物体所受摩擦力使物块由静止开始运动9.在下图所示的四种情境中,人对物体做功的是A B C D10. 如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化.则A.小球在A处的动能等于在D处的动能B.小球在A处的动能大于在D处的动能C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能11. 一长方体铁块按下图甲所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置。
能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是下面乙图中的()12.如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强pA、pB、pC的大小关系是A pA>pB>pC。
B pA=pB=pC。
C pA<pB<pC。
D pA=pC>pB。
二、填空题(本题共5小题,第13至15小题每题2分,第16至17题每小题4分,共14分)13.温哥华冬奥会3000m速滑决赛中,我国选手周洋一马当先,率先冲过终点,勇夺金牌,比赛中,以看台上的观众为参照物,周洋是的(选填“运动”或“静止”);到达终点后,周洋继续滑行了一段距离,是因为她具有的缘故14.如图所示是列车上出售食品的手推车,当前轮遇到障碍物时,售货员向下按扶把,若把手推车视为杠杆,这时杠杆的支点是___________;此时手推车可视为___________杠杆(选填“省力”“费力”)。
甲乙丙15.如上面乙图所示,茶壶的设计者应用到二个物理知识,请写出它所用原理的关键词、。
16.一个重为10N,体积为0.4dm3的实心小球,用细线吊着浸没在容器内水中,处于静止状态,如图丙所示。
容器和水的总质量为5kg,则小球所受的浮力是N,容器对水平桌面的压力为N。
17. 如下图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如下图乙所示。
则第2秒末时,物体处于状态,第6秒末到第9秒末,推力F做功是焦耳。
三、作图与实验题(本题共4小题,第18小题4分,第19小题6分,第20小题5分,第21小题7分,,共22分)18. 根据以下要求作图:(1)利用钓鱼竿钓鱼的示意图如下面左图所示,O为支点,F1是手对鱼竿的作用力,请画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的示意图和F1的力臂。
(2)用一个滑轮组提升物体,物体上升1m,绳子自由端拉出3m,请你在上面右图的方框中,画出滑轮个数最少的装配图。
19..小华总结两年来所做的物理探究实验发现(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来。
甲探究摩擦力与什么因素有关乙探究动能的大小与什么因素有关如:甲实验是让木块在水平面上做运动,通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小;乙实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B 反映出来的。
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用法。
如:甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系,就要多次改变,同时保持接触面的粗糙程度不变;乙实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变的大小,同时控制小球的不变。
20.(2010年鸡西市)美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时,想知道橡皮泥的密度有多大。
课后,他们在实验室选择了天平、量筒、水和细线进行了实验操作。
A B(1)合理的操作顺序是(填序号):。
(2)由图可知:橡皮泥的质量m = g;橡皮泥的体积V= cm3;橡皮泥的密度ρ=。
(3)你能否利用实验室常用的测量工具和物品,结合上述器材(或仅用上述器材),请再设计一个测量橡皮泥密度的实验方案。
21.学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;B.跟斜面的粗糙程度有关;C.跟斜面的长度有关;D.跟物体的重力有关。
小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程。
实验次数斜面倾角斜面粗糙程度物重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长S/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η(%)①30°粗糙 1 0.5 0.7 1 0.5 0.7②30°稍光滑 1 0.5 0.6 1 0.5 83③45°粗糙 1 0.7 0.9 1 0.9 78(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据)。
(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想____________(填写字母)。
(3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越_______。