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滑轮组的机械效率中考经典题目赏析

时间:2020-12-08 03:31:12

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滑轮组的机械效率中考经典题目赏析

滑轮组的机械效率作为重点的力学知识,旨在理解滑轮组的特点,加强知识的综合性、提高分析问题和解决问题的能力,在中考中往往从不同的角度加以命题,体现物理的核心素养。

例:(湖北孝感)(多选)如图所示,用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组,分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,不计绳重和摩擦,则

A.甲、乙的拉力之比是3:2

B.甲、乙绳的自由端速度之比是1:1

C.甲、乙拉力的功率之比是3:2

D.甲、乙的机械效率之比是1:1

解析由于甲、乙两个滑轮组是由相同的滑轮的组成,所以每个动滑轮的重力相等,由图可知,甲承担物重的绳子段数为n=2,乙承担物重的绳子段数为n=3,不计绳重及摩擦的情况下,作用在绳子自由端的拉力F=(G物+G轮),所以F甲=(G物+G轮),F乙=(G物+G轮),则甲和乙的拉力之比F甲:F乙=(G物+G轮):(G物+G轮)=3:2,故A正确;将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,则提升物体的速度V物相同,甲、乙绳的自由端速度分别为:v甲=2v,v乙=3v,所以,甲、乙绳的自由端速度之比v甲:v乙=2v:3v=2:3,故B错;

由P===Fv可得,甲、乙拉力的功率之比P甲:P乙===1:1,故C错

D.不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W额= G动h、W有用=G物h可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则拉力做的总功相同,由η=可知,两滑轮组的机械效率相同,即甲、乙的机械效率之比η甲:η乙=1:1,故D正确。

答案:AD。

例2(山东泰安)如图所示,人的重力为850N,双脚与地面接触面积为250cm2,用滑轮组拉着重210N的物体沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s。人对绳子竖直向下的拉力为100N,求:

(1)物体上升的高度;

(2)滑轮组的机械效率;

(3)人对地面的压强。

解析:(1)物体上升的高度:h=vt=0.1m/s×5s=0.5m;

(2)滑轮组承担物重的绳子段数为n=3,所以绳子自由端移动距离s=3h,

滑轮组的机械效率:η=====×100%=70%;

(3)此时人对地面的压力:F压=G人﹣F=850N﹣100N=750N,

人对地面的压强:p===3×104Pa。

练习

1. (河南)(双选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是

A.拉力F的功率为

B.额外功为(2F﹣G)h

C.滑轮组的机械效率为

D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大

答案:AB

2.( 黑龙江大庆)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在水平向右的拉力

F作用下,使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升,绳自由端水平移动了

2m,拉力F为500N.不计绳重和摩擦,求:

(1)拉力F的功率P;

(2)滑轮组的机械效率η。

答案:(1)1000J (2)90%

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