河南物理中考真题试卷2023

题目：某同学用如图所示的滑轮组提升重物，已知物重为600N，滑轮组的机械效率为75%，拉力方向竖直向下。求：

（1）拉力F的大小；

（2）若物体上升2m，拉力做的总功；

（3）若克服摩擦和绳重所做的额外功为100J，求动滑轮的重力。

（1）拉力F的大小

分析：

滑轮组的机械效率公式为：

[

eta = frac{W_{

ext{有用}}}{W_{

ext{总}}} = frac{G_{

ext{物}} cdot h}{F cdot s}

]

其中，( s = n cdot h )（( n )为承担物重的绳子段数）。代入后简化为：

[

eta = frac{G_{

ext{物}}}{nF} implies F = frac{G_{

ext{物}}}{n cdot eta}

]

假设滑轮组有2段绳子（( n = 2 )），则：

[

F = frac{600}{2 cdot 0.75} = 400 ,

ext{N}

]

答案：( F = 400 ,

ext{N} )

（2）拉力做的总功

分析：

总功 ( W_{

ext{总}} = F cdot s )，其中 ( s = n cdot h = 2 cdot 2 = 4 ,

ext{m} )。

[

W_{

ext{总}} = 400 ,

ext{N} cdot 4 ,

ext{m} = 1600 ,

ext{J}

]

答案：总功为 ( 1600 ,

ext{J} )

（3）动滑轮的重力

分析：

总额外功包括动滑轮和摩擦绳重的贡献：

[

W_{

ext{额外}} = W_{

ext{动}} + W_{

ext{摩擦}} = G_{

ext{动}} cdot h + 100 ,

ext{J}

]

机械效率公式变形为：

[

eta = frac{W_{

ext{有用}}}{W_{

ext{有用}} + W_{

ext{额外}}} implies 0.75 = frac{1200}{1200 + 2G_{

ext{动}} + 100}

]

解得：

[

0.75 cdot (1300 + 2G_{

ext{动}}) = 1200 implies G_{

ext{动}} = 150 ,

ext{N}

]

答案：动滑轮的重力为 ( 150 ,

ext{N} )

总结：

（1）拉力为400N；（2）总功1600J；（3）动滑轮重150N。