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2023-2025年安徽省各地市中考物理模拟题分类精选18.滑轮、斜面及机械效率
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8.125
【详解】根据题意知道,总功为W总=Fs=500N×4m=2000J
由有
克服摩擦力做的额外功W额=W总﹣W有用=2000J﹣1500J=500J
由题意及W=fs可得木箱所受摩擦力为
5.[2025合肥三模]如图所示,小钟用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块,由图中数据可知,木块受到的摩擦力大小是 。
5.1
【详解】由图可知,弹簧测力计的示数为6N,物体的重力为G=10N,上升的高度为h=20cm=0.2m
移动的距离为s=40cm=0.4m
总功为W总=Fs=6N×0.4m=2.4J
有用功为W有=Gh=10N×0.2m=2J
额外功为W额=W总-W有=2.4J-2J=0.4J
摩擦力为
3.[2025淮北模拟]如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则拉力F的大小为 N。(不计绳重及滑轮与轴的摩擦)
3.20
【详解】弹簧秤的示数是10N,F与两段绳子上的力之和相等,所以,这样使用滑轮比较费力,但省了距离,F移动的距离是A移动距离的一半。
9.【2025合肥三模】如图所示,工人利用轻质滑轮组水平匀速搬运货物A,已知该滑轮组的机械效率为75%,货物A与地面的摩擦力为,则工人施加在绳子端的拉力F为__________N.
9、 20;
8.【2025合肥三模】在一次实验探究活动中,小林用如图所示滑轮组将重为2.7 N的物体匀速提升了 20cm,用时10s,绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率为 %。
8.75
【详解】由图可知,测力计的分度值为0.2N,绳子自由端的拉力为F=1.2N,动滑轮上有三股绳子承重,即n=3,故可得滑轮组的机械效率为
8.【2025合肥模拟】一辆总重为的汽车经过某一长为200m的路段时,竖直高度上升了20m,如果汽车的牵引力恒为,此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。
8.40%
【详解】牵引力做的总功W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J
牵引力做的有用功W有=Gh=1×105N×20m=2×106J
盘山公路的机械效率
在测斜面机械效率的实验中,用400N的拉力F沿斜面将重600N的物体 (选填“加速”或“匀速”)拉到长12m、高6m的斜面顶端。该过程中拉力所做的有用功为 J,斜面的机械效率为 %,物体受到的摩擦力为 N。
答案:匀速 3600 75 100
解析:在测斜面机械效率的实验中,匀速拉动物体,这样拉力大小等于弹簧测力计的示数。
克服物体重力做的有用功:W有=Gh=600N×6m=3600J。工人做的总功:W总=Fs=400N×12m=4800J,
斜面的机械效率:。工人克服摩擦做的额外功:W额=
W总-W有=4800J-3600J=1200J,由W额=fs得物体所受斜面的摩擦力:。
如图,工人利用动滑轮把重800N的物体匀速提升6m,拉力做功为6000J,不计绳重及摩擦,则动滑轮重力为 N。利用动滑轮提升物体时的机械效率是 。
答案:200 80%
解析:由于是动滑轮,绳子股数为2,根据W总=Fs=Fnh可知,
拉力F为:,不计绳重及摩擦,利用F=(G+G动)可知,动滑轮重为:G动=nF-G=2×500N-800N=200N,该滑轮组的机械效率为:
。
6.[2025合肥二模]如图所示,斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500N的力,将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢,不考虑斜面形变,斜面的机械效率为 。
6.80%
【详解】由于斜面与水平地面夹角为30°,由数学知识可知斜面的长度和高度的关系
s=2h
斜面的效率为
15.[2025芜湖三模] 用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动,不计绳和滑轮的自重。当F为20N时,物体A在水平面上做匀速直线运动,此时物体A受到地面的摩擦力为30N,则滑轮组的机械效率是 ;当F增大到50N时,物体A受到地面的摩擦力为 N。
15.【答案】;30N
9.[2025芜湖模拟]利用如图所示的滑轮组,将置于水平地面的物体A沿水平面匀速拉动的距离为s,已知物体A在运动的过程中所受的滑动摩擦力为18N,此过程中滑轮组的机械效率为75%。则拉力F的大小为 N。(不计绳重、滑轮自重及滑轮轴间的摩擦)
9.8
【详解】由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数为n=3,由
可知,拉力F的大小
3.[2025亳州二模]如图是用滑轮组提升建筑材料的示意图,动滑轮质量为,建筑材料质量为。用拉力F将建筑材料匀速向上提起,忽略绳重及摩擦,该滑轮组的机械效率为 。
3.90%
【详解】建筑材料的重力为
动滑轮的重力为
忽略绳重及摩擦,该滑轮组的机械效率为
9.[2025合肥二模]早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水,如图甲所示。辘轳实质为可以连续转动的杠杆;某辘轳简化成杠杆如图乙,,;现将总质量为50kg的水和桶从井中匀速提起,人们在摇把末端施加的力至少需要 N。(g=10N/kg)
9.100
【详解】水和桶对绳子的拉力为
F2=G=mg=50kg×10N/kg=500N辘轳实质为可以连续转动的杠杆,根据杠杆的平衡条件可知F1l1=F2×l2,代入数据得F1×75cm=500N×15cm解得F1=100N。
10.如图所示,物体重,为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力的作用下匀速上升时,所用拉力为______,物体上升的距离为______。
10.
7.[2025亳州模拟]如图所示,有一辆质量为的小汽车沿着盘山公路以的速度匀速行驶,当它从山脚行驶到高为的山顶时,耗时,汽车发动机牵引力的功率为。此时盘山公路的机械效率是 。
7.33.3%
【详解】根据题意可知,汽车行驶的时间
汽车发动机做功为
汽车质量为2500kg,汽车重力为
山的高度为
汽车克服重力做的有用功为
盘山公路的机械效率为
8.如图所示,一辆总重为的汽车匀速爬上长200m,高10m的斜坡,牵引力为1000N,则此次爬坡的机械效率为 。
8.75%
【详解】牵引力做的有用功为
牵引力做的总功为
此次爬坡的机械效率为
8.[2025安徽二模]如图所示,把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至高度为H的B点;另用平行于斜面的力把重也为G的物体乙从C点匀速拉至与B点等高的D点。在此过程中,物体乙克服斜面摩擦力做的功为,则斜面的机械效率是 (用所给字母表示)。
8.
【详解】有用功为
克服斜面摩擦力做的功为,则总功为
斜面的机械效率
8.用如图所示滑轮组提升重物,弹簧测力计示数如图中所示,已知此滑轮组的机械效率是75%,则所提升物体的重力是 N。
8.5.4
【详解】由图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=3,弹簧测力计的示数为2.4N,即绳子自由端的拉力为F=2.4N,滑轮组的机械效率为
解得所提升物体的重力是G=5.4N。
9.[2025六安一模]用如图所示的滑轮组将重为40N的货物竖直向上匀速提升2m,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则拉力做的功为 J。
【答案】100。
【解答】解:滑轮组做的有用功为:
W有=Gh=40N×2m=80J,
根据η=可知
W总===100J。
故答案为:100。
8.[2025合肥一模]如图所示,小明用滑轮组提升重物,他匀速向下拉动绳子,使物体上升20cm,Gw=10N,F=6 N,此滑轮组的机械效率为
8.
【详解】如图,由2段绳子吊着动滑轮,绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
有用功为
此滑轮组的机械效率为
8.[2025六安一模]如图所示是一台正在建筑工地作业的起重机上的滑轮组,在10s内将的重物竖直匀速提高2m,拉力F的大小为,则该滑轮组提高物体时所做的额外功为______J。
8.
6.[2025合肥二模]如图所示,绳重和动滑轮自重忽略不计,两图中物体重力相同,则F甲:F乙= 。
【解答】解:由题知,两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重,提升物体的重相同,
甲图,拉力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,省一半的距离,即F甲=2G;
乙图,拉力作用在绳子自由端,省一半的力,费一半的距离,即F乙=G,
则F甲:F乙=2G:G=4:1。
故答案为:4:1。
5.[2025池州二模]用图甲的滑轮组运送货物上楼,图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,当某次运送重为460N的货物时,滑轮组的机械效率= %。(不考虑绳重和摩擦)
5.92
【详解】由图可知,由两段绳子吊着动滑轮,不考虑绳重和摩擦,则根据
可知,提升120N重物时,绳子自由端的拉力为
动滑轮重为
当某次运送重为460N的货物时,拉力为
滑轮组的机械效率为
10.[2025滁州一模]如图所示,在 3N的拉力 F作用下,使物体 A沿水平地面匀速移动了0.4m。若不计机械自重、滑轮与轴之间的摩擦,则拉力F所做的功是J,物体与地面之间的摩擦力是N。
10. 2.4 6
8.[2025江淮一模]如图所示的动滑轮,拉着物体A沿水平方向匀速运动,弹簧测力计的示数为50N,整个装置的机械效率是80%。物体A受到地面的摩擦力是 N。
8.80
【详解】物体A沿水平方向匀速运动,受力平衡,受到的拉力等于摩擦力,整个装置的机械效率是80%,有效绳子段数,则有
解得物体A受到地面的摩擦力。
1.[2025无为一模]如图所示,一滑轮下端悬吊一个重 50N 的物体,在拉力 F 的作用下使物体在2s内上升了2m,若不计滑轮、绳的重力和摩擦,拉力F所做的功W= J。
1.100
【详解】若不计滑轮、绳的重力和摩擦,则没有额外功,拉力F所做的功为
7.[2025合肥模拟]小华利用如图所示的装置将重物匀速提升5m,拉力大小为500N,此过程中滑轮组的机械效率为80%,则他所提物体的重力大小为 N。
答案:800
【详解】由图可知,有效承担物重的绳子段数,滑轮组的机械效率为,
则有,解得所提物体的重力。
9.【2025宿州一模】利用如图所示的装置将重为70 N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面长为5m,高为2m,拉力F=20N,则该装置的机械效率为 。
9.70%
【详解】该装置对物体所做的有用功
由图可知,绳端移动距离是物体移动距离的2倍,物体沿斜面运动5m,则绳端移动距离
s=5m×2=10m
该装置拉物体过程做的总功为
则该装置的机械效率为
选择题
17.【2025合肥三模】建筑工地用如图1所示的装置提升重物A,电动机拉动绳子的功率保持不变,电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。重物A以0.1m/s的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦。下列分析与计算正确的是( )
A.重物A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机对绳子的拉力为600N
B.重物A的重力为600N
C.动滑轮重为120N
D.匀速提升108kg的重物B时,重物B在30s上升的高度为4.5m
17.C
【详解】由图可知,n=3,自由端移动的速度为v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s,由图2可知,电动机对绳子的拉力为200N,故A错误;根据可知,重物A的重力为G=ηnF=80%×3×200N=480N,
故B错误;不计绳重与摩擦,根据可知,动滑轮重为G动=nF-G=3×200N-480N=120N,故C正确;电动机的功率为,当匀速提升108kg的重物B时的拉力F'为,因电动机拉动绳子的功率保持不变,重物B移动的速度为,则重物B在30s上升的高度为h=vBt=0.05m/s×30s=1.5m,
故D错误。
故选C。
15.[2025芜湖模拟]如图所示,一个重力为750N的工人站在水平地面上,在绳子自由端施加竖直向下的拉力F,使重力为600N的物体A匀速上升。在此过程中,滑轮组的额外功为200J,绳子自由端在4s内移动了2m。则下列说法中正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为200N
B.绳端拉力F的功率为350W
C.该滑轮组的机械效率约为85%
D.地面对工人的支持力为350N
15.D
【详解】A.如图所示,由2段绳子承担重力,绳子自由端在4s内移动了2m,则物体上升的高度为
由可知,如果不考虑绳重及摩擦,动滑轮所受的重力
如果考虑绳重及摩擦,则小于200N,故A错误;
B.根据题意,有用功为
绳端拉力F的总功为
功率为
故B错误;
C.由可知,该滑轮组的机械效率
故C错误;
D.对工人进行受力分析可知,绳子的拉力为
地面对工人的支持力
故D正确。
故选D。
15.[2025合肥二模]如图所示,用滑轮组提升重物时,5s将重90N的物体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中正确的是( )
A.绳子自由端拉力F的大小为45N
B.提升物体的过程中,拉力F做的有用功为200J
C.绳子自由端拉力F的功率为40W
D.物体被提升的高度越高,滑轮组的机械效率越大
15.C
【详解】A.用滑轮组提升物体时,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉拉力
故A错误;
B.拉力提升物体提升2m,则做的有用功
故B错误;
C.绳子自由端的拉力为50N,物体提升2m,拉力做的功
则拉力的功率
故C正确;
D.不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
由上式分析可知,滑轮组机械效率与物重和动滑轮的重力有关,与重物提升的高度无关,故D错误。
故选C。
15.[2025滁州三模]如图所示,用力F沿竖直方向匀速拉动绳子,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,不计绳重和摩擦。现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的( )
A.B.C.D.
15.C
15.[2025安庆二模]用如图所示的滑轮组在1s内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m,作用在绳子自由端的拉力F为4N,不计绳重和滑轮轴间的摩擦。在上述过程中,下列物理量计算结果正确的是( )
A.动滑轮的重量为1NB.总功功率为2W
C.额外功为0.4JD.滑轮组的机械效率为75%
15.C
【详解】A.由公式可得,动滑轮的重力为,故A错误;拉力F移动的距离s为,则总功功率为,故B错误;总功与有用功分别为,
则额外功为,故C正确;
滑轮组的机械效率为,故D错误。故选C。
5.[2025滁州一模]如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是( )
A. B.
C. D.
5.A
14.[2025池州一模]小明探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验,下列操作正确的是( )
A.当小车匀速上升时拉力等于摩擦力
B.可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究
C.多次实验必须保持斜面的倾斜角度不变
D.测量拉力F前必须让弹簧测量计沿竖直方向调零
14.B【解析】当小车匀速上升时在拉力、自身重力和摩擦力三个力的作用下处于平衡状态,故拉力不等于摩擦力,故A错误;为了改变斜面的摩擦力,可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究,故B正确;为了寻找普遍规律,需要多次改变斜面的倾斜角度,故C错误;测量拉力F前必须让弹簧测量计沿与斜面平行的方向上调零,故D错误。
16.[2025阜阳一模]如图所示,在斜面上将一个重9N的物体从A处匀速拉到B处,沿斜面向上的拉力F=3 N,此过程中( )
A.木块所受的重力和支持力是一对相互作用力
B.这个斜面装置没有省力
C.对重物做的有用功为0.9 J
D.斜面的机械效率是75%
16.D
【详解】A.木块所受的重力和支持力不在同一条直线上,且作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,故A不符合题意;
B.斜面装置费距离,是省力杠杆,所以斜面省力,故B不符合题意;
C.对重物做的有用功为
故C不符合题意;
D.拉力做的功为
斜面的机械效率是
故D符合题意。
故选D。
6.如图所示滑轮组,用的拉力将重的箱子内匀速提升了,不计绳重及摩擦,取,下列说法正确的是( )
A. 定滑轮的作用是省力
B. 滑轮组对重物做的有用功是
C. 滑轮组机械效率为
D. 拉力的功率为
6.
3.[2025宣城一模]某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.F1>F2,η1=η2B.F1<F2,η1=η2C.F1<F2,η1>η2D.F1>F2,η1<η2
3、A
【解题分析】
不计绳重及摩擦,则拉力F=(G物+G动),由图可知n1=2,n2=3,则绳子受的拉力:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),故F1>F2;动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动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,则由η=可知,滑轮组的机械效率相同,即η1=η2,故应选A.
11.[2025无为一模]两个完全相同的滑轮,分别以图示两种方式,将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,不计绳重和摩擦,甲、乙的机械效率为η1、η2,拉力F1、F2做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A.F1=2F2B.η1>η2
C.W1>W2D.P1=P2
11.B
【详解】A.甲是定滑轮,乙是动滑轮,不计绳重和摩擦,甲的拉力等于物体的重力,即F1=G
乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半,即,2F2=G+G动
所以F1
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