《2025年5年中考3年模拟物理湖南专版》

13. (2023长沙)如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5 kg，每个杠铃片的质量为10 kg。不计绳重和摩擦，g取10 N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：
(1)杠铃片在0.5 s内上升0.2 m，杠铃片的速度；
(2)动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
(3)动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1 m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。

答案： 答案　
(1)0.4m/s　
(2)125N　
(3)45J
　解析　
(1)杠铃片上升的速度
　v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.2m}{0.5s}$=0.4m/s；
(2)每个杠铃片的重力
　G = mg = 10kg×10N/kg = 100N，
　动滑轮的重力G₍动₎=m₍动₎g = 5kg×10N/kg = 50N，
　不计绳重和摩擦，当动滑轮下挂两个杠铃片时，握杆对绳子的拉力
　F=$\frac{1}{2}$(2G + G₍动₎)=$\frac{1}{2}$×(2×100N + 50N)=125N；
(3)不计绳重和摩擦，动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功W = F's'=$\frac{1}{2}$G₍总₎×2h = G₍总₎h = (5kg + 10kg×4)×10N/kg×0.1m = 45J。

1.(2023常德二模)质量是40 kg的小王同学用重10 N的水桶提起重力为100 N的水，沿楼梯从一楼送到三楼，每层楼高3 m，完成这一次送水，她对水做的功为有用功，则她做的有用功和额外功分别是(g取10 N/kg) ( )
A.600 J,2 400 J
B.600 J,2 460 J
C.600 J,60 J
D.3 000 J,60 J

答案： B　小王同学将水从一楼送到三楼上升的高度
h = 2×3m = 6m，
对水做的功W有 = G水h = 100N×6m = 600J，
该同学的重力G人 = mg = 40kg×10N/kg = 400N，
该同学的额外功W额 = G人h + G桶h = 400N×6m + 10N×6m = 2460J，故选B。

2.(2024长沙一模)用同一滑轮按如甲、乙图所示两种方式匀速提升重力均为5 N的两物体，在相同时间内提升相同的高度。已知滑轮重1 N，绳重和滑轮摩擦均不计，则下列说法中正确的是 ( )


A.乙图中手的拉力F乙=5 N
B.乙图中做的有用功比较多
C.甲图中的机械效率大于乙图
D.甲图中F甲做功的功率比F乙做功的功率大

答案： C　物体重力均为5N，滑轮重1N，乙图中是动滑轮，省一半的力，则拉力F乙 = 3N，故A错误；两物体的重力相等，提升高度相同，则两图中做的有用功相等，故B错误；因绳重和滑轮摩擦不计，所以甲图中定滑轮的机械效率为100%，而乙图在提升重物的同时提升动滑轮做功，有额外功存在，所以乙图中的机械效率小于甲图，故C正确；两物体在相同时间内被提升相同的高度，即有用功相等，乙图中机械效率小，则乙图中所做的总功大，根据P = $\frac{W}{t}$可知，乙图中F乙做功的功率大，故D错误。