易错点08 竖直、水平滑轮组与机械效率常考易错陷阱分析（解析版）.docx

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1、易错点08竖直、水平滑轮组常考易错陷阱分析竖直、水平滑轮组常考易错陷阱分析陷阱一：“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件的作用理解不够清楚。端物动速、由重移如号自与端距邕力的关系（对动滑轮进行受力分析）机械效率Sk=nh不计绳重及摩擦：W常用二Fsh=GhWa=F控Stt=Finhn三3S7IF自由端A林U拉，/Vn=nV物（不计绳重和摩擦时）4=（F物+G动）h=（G物+G动）h自W有用y,G动重物端IC卜拉=一（卜物+G切）n1=-（G物n+G动）W总F物h_G物hF拉S拉F拉S拉（不计绳重和摩擦时）Fh（F物+G动）hG物h1（G物+G动）h二G物一G物+G动自由端拉力与重物端拉力的关系是对

2、动滑轮受力分析得出的，所以只有当题目中有“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件时，自由端绳子拉力与重物端拉力的关系才成立；否则不成立。陷阱二：各种滑轮额外功的来源区分不够清楚。1 .额外功来源：竖直动滑轮/竖直滑轮组：（绳子与滑轮转轴处）摩擦、动滑轮重力、绳子重力水平滑轮/水平滑轮组：（绳子与滑轮转轴处）摩擦定滑轮：（绳子与滑轮转轴处）摩擦、绳子重力所以当不计绳重及绳子与滑轮间摩擦时，定滑轮、水平滑轮、水平滑轮组机械效率为100%,而此时竖直动滑轮、竖直滑轮组的额外功WXG动h2 .竖直动滑轮、竖直滑轮组机械效率的主要影响因素：重物的重力、动滑轮重力【例题1】（2023杭州模拟）如图所示，拉力F为

3、5N,物体A以0.lms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12No下列说法正确的是（）A.拉力F的功率为1.OWB.物体A受到的摩擦力为16NC.滑轮组的机械效率为75%D.拉力F增大到ION时，物体B开始向左运动【解答】解：此题中无“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件，动滑轮左边的两股绳子拉力不等于右边的绳子拉力；A、由图知，水平使用滑轮组，n=2,拉力端移动速度：v=2v物=2X0.lms=0.211s,则拉力做功的功率：P=Fv=5N0.2ms=l.0W,故A正确；B、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则

4、水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fAB+4N=12N,则fAB=8N;由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N,故B错误；c、由图知，水平使用滑轮组，滑轮组的机械效率：n=最=U=悬=2=提X1OO%=8O%,故C错误；D、若拉力F增大到ION时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。故选：Ao【例题2】（2022舟山一模）如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等，且绳重和摩擦不计。用它们分别将质量

5、相同的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，下列四个科学量不相同的是（）V甲A.额外功B.有用功C.机械效率D.拉力大小【答案】D【解析】A.绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，由W后G可知，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同，故A不符合题意；B.物体的质量，由G=%可知物体的重力相等，上升的高度相等，由W=Gz可知，有用功相等，故B不符合题意；C.有用功和额外功相等，总功等于有用功和额外功之和，所以总功相等，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率相等，故C不符合题意；D.绳重和摩擦不计，物体的重力相等，动滑轮的重力相等，由图可知

6、，甲图中动滑轮绕绳子的段数是2段，乙图中动滑轮绕绳子的段数是3段，由尸=：（G+G动）可知拉力大小不同，故D符合题意。故选Do【强化1】如图所示，用ION的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2ms的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（）.=J，画YI=社A.物体A受到地面水平向右3N的摩擦力B.物体A受到B的摩擦力是2NC.滑轮移动的速度是0.1m/sD.拉力F做功功率为4W【解答】解：AB、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F扭=F,则A物体对滑轮的拉力F拉

7、=*F=*xlON=5N;力的作用是相互的，所以滑轮对A的拉力也为5N；弹簧测力计的示数恒为2N,因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B=F示=2N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为2N,方向向右，故B正确；物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F技=fB时A+f地，所以物体A受到地面的摩擦力：f地=F拄fB财a=5N2N=3N,方向水平向右，故A正确；C、因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的1则滑轮移动的速度V=枭A=

8、2xO2ms=O.lms,故C正确；222D、拉力F做功功率：P=Fv=10N0.1ms=1W,故D错误。故选：Do【强化2】工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.增大提升速度，可以增大有用功B.增大提升高度，可以提高机械效率C.增大定滑轮的重力，可以增大额外功D.增大物体的重力，可以提高机械效率【答案】D【解析】4、由公式W=G无可知，有用功只与物体的重力和提升高度有关，与提升速度无关，故4错误;B、不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率Gh77GhFnh=条可以看W有用卬有用十%外可知,力，可以增大有用功，可以提高机械效率，故。正确。故选：Do出滑轮组的

9、机械效率与提升的高度无关，故B错误;。、定滑轮的重力不会影响额外功，而动滑轮的重会影响额外功，故C错误；%用D、由公式q=W%=%同一滑轮组的额外功基本不变，所以增大物体的重A组中考真题1. （2023湖州）机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（）A.杠杆B.动滑轮C.定滑轮D.斜面【答案】C【解答】解：A、杠杆在使用过程中如果动力臂大于阻力臂，可以省力，故A错误;B、使用动滑轮可以省一半的力，故B错误；C、使用定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故C正确;D、使用斜面多走距离，但可以省力，故D错误。故选：Co2. （2023宁波）如图所示，小宁用竖直向

10、上的拉力/提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m。己知物体重为IN,动滑轮重为0.25N,不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法第诺的是（）A.绳子自由端移动速度为Q05msB.拉力厂的大小为0.625NC.拉力厂做功为0.125JD.该滑轮的机械效率为80%【答案】A【解析】A.由题意可知，绳子的股数为2股，物体上升的速度为yJ=驾=0.05mst2s故绳子自由端移动速度为故A错误，符合题意；B.拉力产的大小为故B正确，不符合题意；C.拉力F做功为故C正确，不符合题意；D.该滑轮的机械效率为故D正确，不符合题意。V=2v=20.05ms=0.1ns小电卡=OgNW=ES=O.625Nx2x

11、O.Im=O.125J_吗刑一力一G物力一_INWt.FsFnhnF20.625N=80%故选Ao3.（2020绍兴）如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（）【答案】D【解答】解：（1）在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC错误；（2）在BD两图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力

12、计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小；B图中，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B错误；设两测力计的重力均为G,由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为F=G+G;D图中，左边测力计的示数为：F左=Gi;手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）：F右=F-G=G+G-G=Gi；所以，F左=F右=Gi,能得出正确结论，故D装置中能实现所有的要求；件）F示g8故选：Do4. （2021台州）图甲是某简

13、易吊装机，其简化结构如图乙所示。（1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是。（2）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？（3）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时，能达到最佳防翻效果的是。（4）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。【答案】（1）改变力的方向；（2）所吊起物体重为300N；（3）F；（4）所吊重物受到的重力为3000No【解答】解：（

14、1）吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是改变力的方向。（2）设物体重为G,动力臂1.l=I.25m,阻力为吊装机总重，F2=1500N,阻力臂1.z=1.5-1.25=0.25mo根据杠杆的平衡条件F1=F21.2得到：G1.i=F21.2,G1.25m=15000.25m,解得：所吊起物体重为G=300N0（3）根据杠杆的平衡条件可知，所加配置为阻力，当阻力臂越大的时候，吊装机越不容易倾倒，故选F；（4）电机工作产生的机械能全部用来抬升物体，所以W物=G物h=W电；G物h=Pt;G伪X3m=75%X1200W10s；代入数据即可解得：所吊重物受到的重力G伪=3000N.故答案为：（1）改变力的方向；（2）所吊起物体重为300N；（3）F；（4）所吊重物受到的重力为3000No5. （2021宁波）反思是一种良好的学习品质。（1）一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力Fi和F2,O点到Fi和F2的作用线的距离分别为di和d2。小宁认为，只要满足FiXdi=F2Xd2,则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重Go小宁思考后