2017年中考物理母题题源系列-专题12滑轮组的机械效率(原卷版和解析版).docxVIP

【母题来源1】 2017年长沙卷

【母题原题】如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：

（1）绳子自由端移动的距离；

（2）此滑轮组的机械效率；

（3）拉力F的功率；

【答案】（1）3m；（2）75%；（3）120W

（3）由功率，有拉力F的功率。

答：（1）绳子自由端移动的距离3m；

（2）此滑轮组的机械效率75%；

（3）拉力F的功率120W；

【母题来源2】 2017年盐城卷

【母题原题】 如图所示是一种塔式起重机，它将600kg的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力为2500N，在建筑材料上升5m高度过程中，绳端移动的距离为15m，g取10N/kg，求：

（1）建筑材料所受的重力；

（2）起重机对绳拉力做的功；

（3）塔式起重机的机械效率。

【答案】（1）6000N（2）3.75×104J（3）80%

【母题来源3】 2017年枣庄卷

【母题原题】如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10m，物体重G=4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。求：

若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？

（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）

（3）汽车的牵引力为多大？

（4）将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功是多少？

【答案】答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；

（2）滑轮组的机械效率是66.7%；

（3）汽车的牵引力是3500N；

（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×105J．

【解析】

（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数n=3

则将物体由井底拉至井口，需要的时间：

滑轮组的机械效率：

因为汽车做匀速直线运动，所以受到平衡力的作用

将物体由井底拉至井口，汽车牵引力做功：

答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；

（2）滑轮组的机械效率是66.7%；

（3）汽车的牵引力是3500N；

（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05×105J．

【母题来源4】2017年自贡卷

【母题原题】如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：

（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？

（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？

【答案】（1）5s内拉力F所做功的大小是15J；（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N．

答：（1）5s内拉力F所做功的大小是15J；（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N．

【母题来源5】 2017年重庆A卷

【母题原题】 图16甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图16乙所示。轻质杆杠的质点O距左端l1=0.5,m，距右端l2=0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：（1）此时杠杆左端所受的拉力大小为多少牛顿？（2）正方体B的密度为多少千克每立方米？（3）若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少牛顿？

【答案】（1）20N（2）7×103kg/m3(3)12N

【解析】

（1）杠杆左端所受的拉力大小为

QUOTEF左=GA=

（2）因为杠杆处于平衡状态，有

QUOTE20N×0.5m=F右×0.2m20N×0.5m=

所以F右=50N，又因为B处于平衡状态，所以GB=F右+F支=70N

又因为VB=1×10-3m3

所以QUOTEρB=mBV

（3）SB=1×10-2m2F支=pSB=4×103Pa×1×10-2m2=40N

所以右边绳子的拉力T=GB-F支=70N-40N=30N

欲使杠杆处于平衡状态：GA’×0.5m=T×0.2m

GA’=12N

即A的重力至少为12N。

【难点中心】本题考察滑轮组的机械效率的计算，涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算；涉及物理量较多，公式较多，考试中失分较多，是中考的一难点。

【考点难点突破】

【知识链节】

1．有用功：定义：对人们有用的功=直接用手对重物所做的功（Gh）

公式：W有用＝Gh（提升重物