滑轮及做功知识点及习题.docx

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滑轮及做功知识点及习题

滑轮及做功知识点及习题 （含答

案）

滑轮及做功

滑轮、滑轮组

定义

种

类

特点

实质    图例    作用

周 边

有槽，

可 以

滑绕 着

轮装 在

定

滑

轮

轴固定

不动， 等臂

轮绕轴 杠杆

心转动

动 力

能 改

变 施

力 的

方向

框 子

里 的

轴 转

动 的

动

滑

轮

轮随物

体一起

移动

臂 为

阻 力

臂 二

倍 的

能 省

一 半

力

小轮

杠杆

滑

轮

组

动 滑

轮 和

定 滑

轮 组

合 在

一起

既 能

省力，

也 能

改 变

施 力

的 方

向

机械功

1. 功

条件

不做

功

（1）作用在物体上

的力；

（2）物体在力的方

向上通过的距离。

（1）有力无距离；

（2）有距离无力；

（3）力和距离垂直。

公式 W=Fs

单位 焦耳，1J= 1N·m

【说明】对功的单位的认识：

把两个鸡蛋举高 1m，做的功大

约是 1J；一个中学生爬高 2m，对自己做的功大约是 1000J。

【注意】应用功的公式时注意：

①分清哪个力对物体做功，计算时 F 就是这个力。

②公式中的 s 一定是在力的方向上通过的距离，强调对

应。

③功的单位 “焦”（牛· 米 = 焦），不要与力及力臂的乘积

（牛· 米，不能写成“焦”）单位搞混。

【易错点】物体有三种情况不做功：

即物体受力但没有移动（搬

物未搬动）；物体未受力而凭惯性运动（足球被踢在空中飞行

的过程中）；力与距离的方向垂直（水平匀速行驶的汽车对车

上的人没有做功）。

2. 功的原理：

使用机械时，人们所做的功，都不会少于直

接用手所做的功；即：

使用任何机械都不省功。

【说明】①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：

使用机械要省力必须费距离，要省

距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用

机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，

给人类工作带来很多方便。

（六）机械效率

1. 几个概念：

定义公式

有用＝Gh

有用

W －W

总额

额外 并 非 我 们 需 要 但 W= W

额总

功又不得不做的功－W

有用

总功有 用 功 加 额 外 功 W总=W有用

或动力所做的功＋W =Fs

额

有用

效率 比值W总

×100%

【注意】

（1）有用功总是小于总功，所以机械效率总小于 1；

（2）机械效率是个没有单位的物理量。

2. 机械效率的公式：

机械公式

有用

总

WGhG

有用

总Fs

×100%

WGhG

有用

动滑轮WFs F2h2F

总

×100%

滑轮组

W Gh  G

有用

总

×100%

一、选择题（共 18 小题）

1、（2009•包头）如图 1 所示的滑轮组将重 10N 的物体匀速提

升 0.1m，所用时间为 2s，作用在绳子末端的拉力 F 为 6N（不

计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）

A、所做的有用功为 1J B、动滑轮自重 0.2N C、拉力 F 做功

的功率为 0.3WD、该滑轮组的机械效率为 83.3%

2、如图所示，斜面长为 3cm，高为 lm，工人

用 400N 沿斜面方向的力将重为 840N 的箱子推

到车上．在这过程中（）

A、有用功是 400J，总功是 840JB、有用功是 840J，额外

功是 400J

C、总功是 12O0J，机械效率是 7O%D、有用功是 400J，

机械效率是 7O%

3、如图所示，小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同

的省力滑轮组．他分别用这两种滑轮组把质量相同的

重物吊到等高的平台上，两次吊重物时他拉绳的速度

相同．不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）

A、两次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲装置的效

率高 B、两次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低

都相同C、两次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低

相同，用甲装置做的功多 D、两次吊物，小明所做的功的多

少和效率的高低相同，用乙装置时功率大

4、（2010 泉州）建筑工人用如图所示的滑轮组，将重

800N 的重物匀速提高 5m，拉力所做的功为 4800J，则

该滑轮组的机械效率是（）

A、67%B、73%C、83%D、100%

5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在相同的时

间内用大小相同的力 F 和 F 分别把质量相等的重物

1

2

G 和 G 提升到相同的高度，则（）

1

2

A、甲滑轮组的机械效率高 B、乙滑轮组的机械效率

高

C、F 做功的功率大 D、F 、F 做功的功率一样大

2

1

2

6、用完全相同的 A、B 两个滑轮组（绳重及摩擦忽略不计），

分别提升重为 G 和 G 的两物体，若 G ＞G ，它们的机械效率

1

2

1

2

分别为 η 和 η ，则（）

A

B

A、η ＞η

B、η ＜η

C、η =η

D 、无法判

A

B

A

B

A

B

断

8、同学们在探究 “影响滑轮组机械效率高低的因素 ”时

提出了下列假设：

（1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；

（2）滑轮组

机械效率高低可能与被物重有关；

（

（3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；（4）滑

轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关．然后一位同学

设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假

设，则该实验验证的假设是（）A、

（1）B、 2）C、

（3）D、（4）

9、 2007•恩施州）下列关于简单机械的理解，正确的

是（）

A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时，

筷子是个省力杠杆

C、使用杠杆，就是为了省力D、使用定滑轮不省力，

但可以省距离

11、（2011•包头）如图所示，斜面长 6m，高 3m，用沿斜面向

上、大小为 100N 的拉力 F 使物体在 5s 内沿斜面移动了 2m，

下列说法正确的是（）

A、滑轮组的机械效率是 40% B 、物体重 300N C 、拉力 F 做

的功是 600JD、拉力 F 的功率是 40W．

12、有一人用同一滑轮组分别将重 1000N 和 2000N 的物体匀

速提升 5m，动滑轮重 200N，不计绳重和摩擦，，则上述两种

情况中不正确的是（）

A、滑轮组的机械效率不相等 B、人做的额外功相等 C、人

做的总功相等 D、绳子自由端移动的距离相等

13、从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物

理知识分析下列说法，其中错误的是（）

A、用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功B、

用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功

C、吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时

人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里，打捞

水桶时，人对桶做的功是有用功

14、下列关于机械效率的说法中，正确的是（）

A、做功多的机械，机械效率一定高B、越省力的机械，

机械效率越高

C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机

械，它的机械效率都小于 1

15、（2007•无锡）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮

把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为

W ，机械效率为 η ；用乙滑轮所做的总功为 W ，机械效率

1

1

2

为 η ．若不计绳重与摩擦，则（）

2

A、W =W ，η =η B、W =W ，η ＜η C、W ＜W ，η ＞η D、

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

W ＞W ，η ＜η

1

2

1

2

17、（2010•广西）用如图所示的滑轮组提起重 1000N 的货物，

所用拉力是 400N，绳的自由端被拉下 2m．关于这个滑轮组工

作的下列说法中，正确的是（）

A、总功是 800J B 、额外功是 100JC、有用功是

400JD、机械效率是 62.5%

计算题

1.用如图所示的滑轮组提升重 1500N 的物体，拉力 F

的大小为 400N，若将物体提升 0.3m，求拉力所做的功及装置

的机械效率。

2.（2009•长沙）小强利用如图所示的滑轮组去拉

物体，使重为 2000N 的物体 A 在 3s 内沿水平方

向匀速移动了6m ，若 A 所受地面的摩擦力

f=600N，小强所用拉力 F=250N，则拉力 F 的功率及该装置的

机械效率。

30、（2010•重庆）如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向

上提升 2m，已知沙重 184N，动滑轮重 6N，桶重 10N，

绳重和摩擦均不计．则拉力的大小及此时该装置的机械效率．

1.解答：

解：

A、∵用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用

功．

∴所做的有用功 W =Gh=10N×0.1m=1J．

用

∴该选项中，所做的有用功为 1J，计算结果正确．

B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮

由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之

一，则：

动滑轮的重力 G =2F﹣G =2×6N﹣10N=2N．

动物

∴动滑轮自重 0.2N，计算结果不正确．

C、∵用滑轮组提升物体，拉力 F 做的功是总功，则拉力 F 做

功的功率．

∴拉力 F 做功的功率为 0.3W，计算结果不正确．

D、∵该滑轮组的机械效率 η=．

∴该滑轮组的机械效率为 83.3%，计算结果正确．本题计算结

果正确的有两个：

A 和 D．故选 A、D．

2. 解答：

解：

对木箱做的有用功：

W =Gh=840N×1m=840J，

有

利用斜面做的总功：

W =Fs=400m×3m=1200J；额外功 W =W

总额

﹣W =1200J﹣840J=360J，

总

有用

斜面效率：

η==×100%=70%．故选 C．

3. 解答：

 解：

（1）小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重

力做功，因为物体重力相等，滑轮相同，上升的高度相同，所

以两次做功相等； 

（2）由 W=Gh 知，两次所做的有用功相

等，所以机械效率相等；

（3）因为甲图中有 3 段绳子拉着动滑轮所以 F = （G +G ）；

甲物轮

乙图中有 2 段绳子拉着动滑轮，所以 F = （G +G ）；F ＞F

乙物轮甲

，V =V ，根据 P=Fv 得 P ＞P ．故选 D．

乙甲乙甲乙

4.解答：

解：

由图可知，n=2，s=2h=2×5m=10m，

当提升 G=800N 的重物时，W=Gh=800N×5m=4000J，W

有用总

=4800J，

滑轮组的机械效率：

η=×100%=×100%=83%．故选 C．

5. 解答：

解：

甲滑轮组由 3 段绳子承担物重，所以 S =3h 则

1

1，

η =

1

乙滑轮组由 2 段绳子承担物重，所以 S =2h 则 η =

222

又因为 G =G ，F =F ，所以乙滑轮组的效率高．两物体上升速

1

2

1

2

度相同，所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度．

根据 P=Fv，拉力 F 相同，所以 F1 的功率大．故选 B．

6. 解答：

解：

设将两个物体提升高度均为 h，

∵使用滑轮组时，绳重及摩擦忽略不计，∴ W =G h，

额轮

当提升的物重变化时，额外功大小不变；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

∵η=

﹣②

=      ，∴ =     =1+  ，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

∵G ＞G ，W

=Gh，∴做的有用功：

 W ＞W ，﹣﹣﹣﹣﹣

1

2

有用

1

2

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③综合分析：

η ＞η ．故选 A．

A

B

点评：

本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械

效率的计算方法，利用好“当绳重及摩擦忽略不计时，W =G

额

h”是本题的关键．

轮

8. B9.A11.C12.C13.A14.D15.C17.AD

计算题：

1:

 解答：

 解：

由图知， h=0.3m ， s=5h=5×0.3m=1.5m ， W

有

=Gh=1500N×0.3m=450J，

W =Fs=400N×1.5m=600J，η=

．故

总

答案为：

600，75%．

2. 解答：

解：

由图可知，拉力移动的距离 s 和物体移动的距

1

离 s 的关系：

2

s =3s =3×6m=18m，拉力 F 的功率：

P=

；

1

2

装置的机械效率：

η=

=80%．故答案为：

1500、80%．

3. 解答：

解：

动滑轮可看做是绳子股数为 2 的滑轮组．

绳重和摩擦均不计，所做的额外功就等于克服动滑轮和桶的重

力做的功．

绳子末端的拉力

=100N

使用动滑轮所做的有用功 W =G h=184N×2m=368J

有用沙

使用动滑轮所做的总功 W =FS=100N×2×2m=400J

总

该装置的机械效率 η=%，故答案为：

100；92%．