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一组“不计绳重和摩擦”中考题赏析  

2013-02-07 08:29:40|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一组“不计绳重和摩擦”中考题赏析



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一组“不计绳重和摩擦”中考题赏析



一组“不计绳重和摩擦”中考题赏析
江苏省镇江市实验初中 蔡世锋


“不计绳重和摩擦”是一个理想化了的滑轮组条件,有了它就可以不考虑绳重和摩擦对滑轮组机械效率的影响,这时额外功主要为克服动滑轮重力所做的功,故有W额=G动h。又因为W总 = W有+ W额,所以又有Fs=G物h+G动h,即:nF= G物+G动。近年来这类问题在中考中频繁出现。

 

例1.(2011年铁岭市中考题)如图1所示的滑轮组,动滑轮重为50N,小明在10s内将200N的重物匀速提升2m,则拉力F为____N,滑轮组的机械效率为____,拉力F的功率为____W。(不计绳重和摩擦)

 

一组“不计绳重和摩擦”中考题赏析 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

解析:根据滑轮组绕法可知n=2。不计绳重和摩擦,故有nF= G物+G动,F= (G物+G动)= (200N +50N) =125N。滑轮组的机械效率η======80%。拉力F的功率P= = = ==50W。

 

答案   125   80%   50  

 

点评:在“不计绳重和摩擦” 这个理想化了的滑轮组条件下,亦有“同一根绳子上各段的力是相等的”,所以利用这个知识,对动滑轮和重物整体受力分析,匀速运动整体受平衡力,如图2,也可得:nF= G物+G动。

 

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例2.(2011年聊城市中考题)如图3所示,拉力F=80N,物体重力G=120N,不计绳重和摩擦。若将物体匀速提高1m,以下说法正确的是(多选)(     )

 

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A.拉力做的有用功为80J       B.动滑轮的重力为40N

 

C.拉力做的总功为l60J         D.该滑轮组的机械效率为75%

 

解析:根据滑轮组绕法可知n=2。拉力做的有用功W有=Gh=120N×1m=120 J;不计绳重和摩擦,故有nF= G物+G动,G动= nF-G物=2×80N-120N=40N;拉力做的总功W总=Fs=Fnh=80N×2×1m=160J;滑轮组的机械效率η= =====75%。

 

答案   BCD

 

点评:求动滑轮重一般有两种方法:(1)先求出额外功W额,再根据G动= ,求出G动;(2)根据nF= G物+G动,得出G动=nF-G物,从而求出G动。而这两种方法都需在“不计绳重和摩擦”这个理想化的滑轮组条件下才能得出。

 

例3.(2010年河北中考题)小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图4所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是(不计绳重和摩擦)(   )

 

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A.F1 >F2,η1 =η2           B.F1 >F2,η1 >η2

 

C.F1 <F2,η1 =η2           D.F1 <F2,η1 >η2

 

解析:不计绳重和摩擦,故有W额=G动h,所以有η= ===,显然η只与G物和G动有关,而与绳子的股数无关。所以η1=η2。又因为nF= G物+G动,F= (G物+G动),图中绳子的股数分别是n=2、 n=3。所以F1 >F2。

 

答案:A

 

点评: “不计绳重和摩擦”,有W额=G动h,故又有η= =,对于例1中求机械效率亦可用此法,η= ===80%。灵活运用上面几个公式对于我们解题可以带来很多方便,希望大家能好好体会“不计绳重和摩擦”的含义。对于本题切不可看了图后想当然地认为:“拉力方向、绳子的股数不一样,机械效率也不一样”,或者错误认为:“提同一物体,三股绳子要比两股绳子做的额外功多”, 分析题目一定要有依据。

 

【相关链接】

 

链接1。(2011年岳阳市中考题)利用图5中的滑轮组,工人师傅用500N的拉力,在100s内将800N的重物匀速提升10m。在此过程中,拉力做功的功率是____W;若用此滑轮组匀速提升1000N的重物,拉力大小是____N。(不计绳重和摩擦)

 

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参考答案:100   600

 

链接2。(2011年苏州市中考题)用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是(     )

 

A.拉力大小一定是125 N       B.有用功一定是150J

 

C.总功一定是250 J                  D.动滑轮重一定是100 N

 

参考答案:A

 

链接3(2006年烟台市中考题)在不计绳重和摩擦的情况下,利用图6所示的甲、乙两装置,分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功。则(    )

 

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A.η甲=η乙,W甲=W乙       B.η甲>η乙,W甲>W乙

 

C.η甲<η乙,W甲<W乙       D.η甲>η乙,W甲<W乙

参考答案:A

 

链接4。(2011年无锡市中考题)用相同的滑轮和绳子分别组成如图7所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(   )

 

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A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同

 

B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同

 

C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等

 

D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等

 

参考答案:C

 



 

 

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