1、压轴专题 07：含滑轮组的综合问题一选择题（共 6 小题）1 （2018 江岸区校级模拟）逸灵同学用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力。对下列分析计算不正确的是（ ）A物体 A 的质量为 50kg，则物体 A 的重力是 500NB如图甲所示，她对绳子自由端的拉力为 150N 时，地面对质量为 50kg 物体 A 的支持力是 100N，则一个动滑轮的重力为 50NC她利用如图乙所示的滑轮组将物体 A 在空中匀速提升了 2m，则她做的功是 1100JD她用图乙所示的滑轮组，将密度为 1.5103kg/m3 的物体 B 从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力 F 随时间 t 变化的
2、图象如图丙所示。已知 F2 与 F1 之差为 50N，在空气中提升 B 时滑轮组的机械效率为 75%则液体密度是 1103kg/m32 （2018 荆州）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为 50N，滑轮组下端挂有物体 B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体 A 相连，此时物体 A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为 550N；在物体 B 下加挂重为 90N 的物体 C 后，同时用水平向左的力F 拉动物体 A 使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体 B 上升的速度大小为 5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g 取 10N/kg，则下列说法
3、中正确的是（ ）A物体 A 所受滑动摩擦力大小为 275N BF 的大小为 530NCF 做功的功率为 42W D B 的重力为 500N3 （2016 长沙县校级模拟）如图所示，质量为 70 kg 的工人利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体 A 和物体 B当提升物体 A 时，工人在 5 s 内将质量为 100 kg 的物体 A 提升 1 m，此时滑轮组的机械效率为80%；当用同样的速度提升物体 B 时，滑轮组的机械效率为 75%假设在拉绳子的过程中，工人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。g 取 10 N/kg则下列说法正确的是（ ）A工人对物体 A 做的功是
4、 1250J B动滑轮重 300NC工人在提升物体 B 时做功的功率是 150W D匀速提升物体 B 时工人对地面的压力是 200N4 （2017 江油市模拟）如图所示，物体 A 的质量 m12kg，在拉力 F 的作用下，物体 A 以 0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。则下列错误的是（ ）A物体 A 与水平面间摩擦力 f 的大小 12 N B拉力 F 的大小 24 NC物体 A 运动 10s 的过程中，拉力 F 所做的功 12 J D在 1s 内拉力的功率是 2.4 W5 （20
5、17 达州）如图所示，用 20N 的水平拉力 F 拉滑轮，可以使重 15N 的物体 A 以 0.2m/s 的速度在水平地面上匀速运动，物体 B 重 8N，弹簧测力计的示数为 3N 且保持不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（ ）A地面受到的摩擦力为 10N B滑轮移动的速度为 0.4m/sC在 2s 内绳子对物体 A 所做的功为 4J D水平拉力 F 的功率为 4W6 （2019 成都（多选） ）如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为 10N，物体 A 的重力 GA100N ，物体 B的重力 GB40N ，对 A 施加水平向右的拉力 F1110N ，使 A 以 0
6、.1m/s 的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在 A 的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对 B 施加一个竖直向下的拉力 F2，使 A 以0.2m/s 的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（ ）A甲图中，A 受到的摩擦力为 110N B乙图中，F 2 的大小为 45NC乙图中，P 点处受到的拉力为 145N D乙图中，F 2 做功的功率为 2W二填空题（共 2 小题）7 （2019 长沙模拟）某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度，设计了如图所示的一套装置：A 是弹簧测力计， B 是边长为 10cm 的正方体浮子，C 是圆柱形容器，
7、底面积为 200cm2，高为60cm。D 是一固定在容器底部的定滑轮。弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接（不考虑滑轮的摩擦和滑轮的体积，取 g10N/kg） ，B 浸没在清水中，弹簧测力计示数为 5N，水的高度为 20cm，则 B 的重力为 ；若将容器中的清水用同体积的浑水替换，容器 C 对桌面的压强增加了 100Pa，则浑水的密度相比清水的密度 （选填“增大”或“减小”）了 kg/m 3。8 （2018 长沙模拟）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图。起重机的吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重为 300kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为 2103k
8、g，体积为 0.8m3 的物体 G 向上提，当物体在水中均匀上升时，滑轮组上钢丝绳拉力 F 的功率为 3kW则物体完浸没在水中时受到的浮力为 N，物体未露出水面前上升的速度为 m/s，物体离开水面后，滑轮组的机械效率是 。 （g10N/kg， 水 1.010 3kg/m3）三计算题（共 13 小题）9 （2019 广安）如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以 0.1m/s 的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为 75%，图乙是打捞过程中拉力F 随时间 t 变化的图象。 （不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g 取 10Nkg）求：（1）物
9、体的边长；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体的重力。10 （2019 齐齐哈尔）图甲是某起重船的示意图，A 处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了 18m3，重物在空中匀速竖直上升了 3m，所用时间为 30s。已知动滑轮总重为 2104N，不计钢丝绳重及摩擦。 （ 海水 1.010 3kg/m3）（1）求该重物的重力是多少？（2）求钢丝绳拉力 F 做功的功率是多少？（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。11 （2019 濠江区一模）用如图甲所示的滑轮组提升物体 M，已知被提升的物体 M 重为 7
10、60N，卷扬机加在绳子自由端的拉力 F，将物体 M 以 0.5m/s 的速度匀速提升到 5m 的高度。拉力做的功 W 随时间 t 的变化图象如图乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）滑轮组提升重物所做的有用功 W 有 ；（2）滑轮组提升重物的机械效率 ；（3）动滑轮的重力 G 动 。12 （2019 梧州二模）如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为 4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为 1kg。小燕用力 F 拉动绳子自由端，在 5s 时间内使衣服匀速上移 0.5m。 （g 取 10N/k
11、g，不计绳重和摩擦）求：（1）绳子自由端拉力 F 的大小（2）拉力的功率 P（3）整个过程中机械效率。13 （2019 达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受 400N 力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 A 和 B完全露出水面的物体 A 被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg） 。求：（1）物体 A 完全露出水面后以 0.5m/s 的速度匀速上升时，物体 A 的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体 A
12、浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 75%，物体 A 的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为 50dm3 的物体 B 时，物体 B 最多露出多少体积时绳子将断裂。14 （2019 农安县模拟）小峰利用滑轮组将一个正方体金属块 A 从某溶液池内匀速提出液面，当金属块 A浸没在液面下，上表面距液面的距离为 h 时开始计时，如图甲，计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力 F 的大小使金属块 A 始终以大小不变的速度匀速上升，提升过程中拉力 F 与金属块 A 向上运动时间关系如图乙。已知金属块 A 被提出液面后，滑轮组的机械效率为 80%，h0.25m ， （假设溶液池足够大，金属块被提出液
13、面前后液面高度不变，不计绳重及摩擦， ） 。求：（1）金属块 A 的重力；（2）动滑轮的总重；（3）正方体 A 的体积；（4）溶液的密度。15 （2019 威海一模）如图所示，小明用 500N 竖直向下的拉力 F 能匀速提起一箱重 1200N 的货物，已知货物的底面积是 300cm2，小明的体重为 600N，不计绳重和摩擦。求：（1）此时滑轮组的机械效率；（2）动滑轮的重力；（3）若小明改用最大拉力（绳子没有断裂）提两箱相同的货物，结果没有把货物提起来，此时货物对地面的压强为多少？（两箱货物竖直叠放，与地面接触面积仍为 300cm2）16 （2018 秋太仓市期中）工人用如图甲所示的滑轮组利用
14、箱子运送建材上楼，已知箱子重为 350N，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g 取 10N/kg。（1）若某次运送建材的质量为 40kg，求此时的拉力是多少？（2）若工人在 1min 内将建材匀速竖直向上提升了 12m，作用在钢绳上的拉力为 200N，拉力做功的功率是多大？（3）当滑轮组的机械效率为 80%时，运送建材的重力是多大？17 （2017 新华区校级模拟）如图所示，是用滑轮组提升物体的示意图，已知物体 A 的重力为 300kg，物体 A 以 0.1m/s 的速度匀速上升时，电动机的输出功率为 400W，若将 A 更换为重
15、力为 400kg 的物体 B 时，匀速上升 5m 的过程中，电动机的效率为 80%，不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg求：（1）物体 A 匀速上升时，滑轮组的机械能效率；（2）使用该装置提升物体 B 时，整个装置的机械效率；（3）使用该装置提升物体 B 的过程中，消耗的电能。18 （2017 资阳）小明家住二楼，喜欢网购的他为了收货方便，在二楼阳台顶部安装了如图甲所示的滑轮组。某次在接收一个重为 G100N 的快递包裹时，小明施加的拉力 F 随时间变化关系如图乙所示，包裹上升的速度 v 随时间变化的关系如图丙所示。已知吊篮质量为 m2kg，不计动滑轮重量和绳重，忽略绳与轮之间的摩擦，取 g1
16、0N/kg。求：（1）第 ls 內地面对物体的支持力 N；（2）第 3s 内拉力 F 的功率 P 和滑轮组的机械效率 。19 （2017 春凉山州期末）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子 a 连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从 200N 开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子 b 被拉断每次物体被拉动的距离均为 4m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图象如图乙（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） 。求：（1）动滑轮重力；（2）当滑轮组的机械效率为 75%物体匀速运动时，该滑轮组的有用功；（3）一个重 650N 的同学利用该滑轮组，想独
17、自用竖直向下的力拉断绳子 b，请你通过计算分析他能否实现。20 （2017 春红岗区校级月考）如图所示，是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体 M 的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为 900N，连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为 3000N圆柱体 M 高为 3m，底面积为 0.02m2，密度为4.5103kg/m3在绳端拉力 F 作用下，圆柱体 M 从其下表面距水面 15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了 3min，在这个过程中，拉力 F 的功率为 160W，滑轮组的机械效率为 ，钢架对定滑轮的拉力为 T在圆柱体
18、M 被缓慢拉出水的过程中，圆柱体 M 的下表面受到水的压强为 p不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力。拉力 F 的大小；滑轮组的机械效率；压强 p 的最小值。21 （2018 成都）如图甲所示，A、B 为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在圆柱形容器的水中，容器内部底面积是正方体下表面积的 4 倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻，A 的上表面刚好与水面相平，滑轮组绳子自由端的拉力 F 大小为 F0，F 随绳端移动距离 s 绳 变化的图象如图乙所示。已知动滑轮的重力 G 动 5N，g 取 10N/kg。除了连接 A、B 间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计。（1）正方体 A、B 之间的绳子长度 L 绳 是多少？（2）正方体 A 和 B 的密度 A、 B 分别是多少？（3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量p 是多少？