初中物理滑轮组绳子拉力的计算试题

2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（　　）

A．	水平地面对工人的支持力为300N
B．	动滑轮重为50N
C．	人对绳子拉力的功率为120W
D．	支架受到滑轮组的拉力为850N

如图所示的滑轮组，动滑轮重 $3N$ ，物体 $A$ 在 $5s$ 内被匀速提升 $0.5m$ 的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为 $90\%$ ，不计绳重和摩擦，则在本次实验中 $($ 　　 $)$

A．	若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B．	物体 $A$ 的重力为 $27N$
C．	绳子自由端的拉力 $F$ 大小为 $8N$
D．	绳子自由端拉力的功率为 $3W$

如图甲、乙所示，物体 $M$ 先后浸没在水和浓盐水中 $({\rho }_{\mathit{盐水}}>{\rho }_{水})$ ，用同一滑轮组从两种液体中将物体 $M$ 匀速提出水面，拉力 $F$ 和 $F\text{'}$ 随时间 $t$ 变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体 $M$ 不吸水、不沾水， $g=10N/\mathit{kg}$ 。

（1）图丙中 　　（选填" $A$ "" $B$ " $)$ 曲线表示拉力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图像。

（2）求物体 $M$ 浸没在水中受到的浮力。

（3）如果物体 $M$ 浸没在水中滑轮组的机械效率为 ${\eta }_1$ ，完全拉出水面滑轮组的机械效率为 ${\eta }_0$ ，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为 ${\eta }_2$ ，已知 ${\eta }_0:{\eta }_1=25:24$ ， ${\eta }_0:{\eta }_2=20:19$ ，求物体 $M$ 浸没在盐水中的浮力。

工人用如图所示装置把重为 $1000N$ 的物体，从斜面底部匀速拉到 $2m$ 高的平台上（斜面与水平地面的夹角为 $30°)$ ，用时 $20s$ 。工人对绳子的拉力为 $400N$ ，动滑轮重为 $20N$ ，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是 $($ 　　 $)$

A．	绳子对物体的拉力为 $780N$
B．	绳子对物体做的功为 $4000J$
C．	工人做功的功率为 $100W$
D．	整个装置的机械效率为 $62.5\%$

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90N
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36W
D．	此滑轮组的机械效率为90%

用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　　（选填“A”或“B”），动滑轮重为 　　N，3s内对物体做的有用功为 　　J。

如图所示，重为 的物体在 的水平拉力 的作用下以 的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了 ，滑轮组的机械效率为 ，在此过程中，下列说法正确的是 　　

A．	绳子自由端移动距离为
B．	物体与地面间的滑动摩擦力大小为
C．	额外功的功率为
D．	若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。

（1）一个工人质量为 $60\mathit{kg}$ ，竖直向上匀速拉动 $700N$ 的重物时，绳上拉力为 $400N$ ，将重物提升 $2m$ 用时 $20s$ ，滑轮组的机械效率为多少？

（2）在这 $20s$ 的时间内拉力的功率为多少 $W$ ？

（3）该工人能够提升的最重的物体约为多少 $\mathit{kg}$ ？

（4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。

（5）利用最省力的方式，提升 $800N$ 的重物，求绳上拉力的大小？

（6）利用最省力的方式，竖直向上以 $0.15m/s$ 的速度匀速拉动绳子，求 $20s$ 物体上升的距离？

如图所示，拉力 $F$为 $5N$，物体 $A$以 $0.1m/s$的速度在物体 $B$表面向左做匀速直线运动 $(B$表面足够长）；物体 $B$静止在地面上，受到地面水平向左 $4N$的摩擦力，弹簧测力计示数为 $12N$．下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．物体 $A$受到的摩擦力为 $10N$

B．拉力 $F$的功率为 $1.5W$

C．滑轮组的机械效率为 $80\%$

D．拉力 $F$增大到 $15N$时，物体 $B$开始向左运动

小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	两个滑轮均为定滑轮
B．	人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．	物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．	使用该装置不能省力，但能改变力的方向

建筑工人利用如图所示装置，将质量为100千克的沙袋从地面匀速提到3米高的一楼楼面，用时30秒。已知动滑轮的质量为8千克，不计绳子重力和摩擦。

求：（1）拉力的大小。

       （2）这段时间内人拉绳子做功的功率。

如图所示装置，在水平拉力 $F$ 的作用下，物体 $M$ 沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体 $M$ 的运动速度为1米 $/$ 秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中 $($ 　　 $)$

A．	物体 $M$ 与地面间的摩擦力为5牛
B．	物体 $M$ 与地面间的摩擦力为10牛
C．	水平拉力 $F$ 做功的功率为20瓦
D．	1秒内滑轮对物体 $M$ 做功为10焦

如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为 $27\mathit{kg}$ 的物体所用的拉力为 $100N$ ．物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则 $($ 　　 $)$

A．	拉力的功率为 $50W$
B．	滑轮组中动滑轮重 $10N$
C．	该滑轮组的机械效率为 $90\%$
D．	绳子自由端移动的速度为 $0.5m/s$

如图所示，用滑轮组把质量为 $80\mathit{kg}$的物体匀速提升 $3m$，若拉力 $F=500N$，则滑轮组的机械效率为　　，若不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　　 $N$。

如图所示，体重为 $500N$的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子使 $600N$的物体匀速上升 $2m$，绳端向下移动的距离为　　 $m$；若不计绳重，滑轮重及摩擦，小强对地面的压力是　　 $N$。