题目
如图所示，工人用滑轮组提升重200N的物体，所用的拉力为125N，物体在5s内匀速上升2m．求：
（1）绳子自由端移动的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率． |
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题型：计算题难度：中档来源：期末题
所属题型：计算题
试题难度系数：中档
答案
解：（1）绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m
绳子自由端移动的速度：v= = =0.8m/s；
（2）有用功 W有=Gh=200N×2m=400J
总功，即拉力做的功W=Fs=125N×4m=500J
η= ×100%= ×100%=80%；
（3）拉力的功率P= = =100W； |
考点梳理
初中二年级物理试题“ 如图所示，工人用滑轮组提升重200N的物体，所用的拉力为125N，”旨在考查同学们对
滑轮组及其工作特点、
功率的计算、
滑轮（组）的机械效率、
速度公式及其应用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 滑轮组及其工作特点
- 功率的计算
- 滑轮（组）的机械效率
- 速度公式及其应用
考点名称：滑轮组及其工作特点
滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被两根绳子承担，即每根绳承担物体和动滑轮。
滑轮有两种：定滑轮和动滑轮 ，组合成为滑轮组。
(1)定滑轮,
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向.
定滑轮的特点
通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮，弹簧秤的读数是一样的。可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理
定滑轮实质是个等臂杠杆，动力L1、阻力L2臂都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论;
(2)动滑轮
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离.
动滑轮的特点
使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。
动滑轮的原理
动滑轮实质是个动力臂（L1）,为阻力臂（L2）二倍的杠杆;
(3)滑轮组
滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组，既省力又可改变力的方向.
滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了.
使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离.
滑轮组的用途:
为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
【目的和要求】
了解滑轮组的作用。
【仪器和器材】
演示滑轮组（J2121型），测力计二个，钩码，细绳及支架．
【实验方法】
1．将两个单滑轮按图1．47－4那样，通过细绳装成最简单的滑轮组。手通过测力计拉住绳的一端，当滑轮组平衡（或使重物与动滑轮一起匀速提升）时，可以发现测力计的读数，只是动滑轮和重物总重的一半，并且用力的方向也改变了。
2．如图1．47－5所示，将两个二串的复滑轮组成滑轮组。将细绳的一端拴在定滑轮的框架构上，然后把细绳依次绕穿过定滑轮和动滑轮。绳子的另一端会在测力计的钩上。在动滑轮的框架钩下面挂钩码。手通过测力计拉绳子的一端，当滑轮平衡（或使重物与动滑轮一起匀速运动）时，可发现测力计的读数为动滑轮和钩码总重的1／4。动滑轮和钩码的总重由四段绳子承担，每段绳子承担总重的1/4。
改用由两个二并的复滑轮组成滑轮组进行演示（图1．47－6），实验结果也相同。
【注意事项】
1．在“使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一”的结论，显然是忽略了滑轮与轴之间的摩擦以及滑轮自重等因素。绳子与滑轮之间的摩擦对我们是有益的，若这个摩擦力太小，绳子就会在滑轮上打滑，而不能使滑轮转动起来。
由于滑轮与轴之间存在着摩擦力，所以，不要以为滑轮的数目越多，滑轮组也一定越省力。
2．滑轮组省力的倍数由承担重物的绳子数目决定，在这里应特别注意不要把最后通过定滑轮引出的那段绳子也计算在内。
考点名称：功率的计算
功率：单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式
功率可分为电功率，力的功率等，故计算公式也有所不同。
电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R
在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率计算公式的应用
例：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h，解得：h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导：利用杠杆做功时，在杠杆平衡的时候，根据功的原理和杠杆原理。
考点名称：滑轮（组）的机械效率
滑轮组的机械效率：
测量滑轮组的机械效率:
①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
②原理：
③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;
④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。
提高滑轮组机械效率的方法:
1.影响滑轮组机械效率的因素
滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：
若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为
讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。
2.提高滑轮组机械效率的方法
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
滑轮组机械效率有关因素：
1、被提物体的重量，G越大，机械效率越高。
2、滑轮自重，滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越小。
3、绳与滑轮之间的摩擦。
无关因素：1、绕线方式，2、物体被提高的距离，3、提物体的速度。
考点名称：速度公式及其应用
速度的计算公式：
公式v=s/t
速度是描述质点运动快慢和方向的物理量，等于位移和发生此位移所用时间的比值。[2]在匀速直线运动中，物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
v：速度矢量，单位：m/s
s：位移矢量，单位：m
t：时间，单位：s
速度单位：
速度在国际单位制的最基本单位是米每秒 ，国际符号是m/s，中文符号是米/秒。[3]
常用单位：千米/时，国际符号是km/h。
单位换算：1 m/s=3.6 km/h
速度公式的应用：
物体做匀速直线运动时，路程与时间的关系为
,在图中，甲、乙两直线分别是两物体运动的图像。由图像可知两运动物体的速度关系是（ ）
A.v甲>v乙
B.v甲<v乙
C.v甲=v乙
D.条件不足，无法比较
