粤沪版物理八年级下学期6.6 探究滑轮的作用
一、单选题
1.(2020九上·自贡开学考)如图所示,在竖直方向上大小为40N的拉力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速向上升。已知滑轮上升的速度为0.2m/s,不计滑轮和绳重及轮与绳间的摩擦,则物体A的重力及上升速度是( )
A.40N 0.2m/s B.40N 0.1m/s
C.20N 0.4m/s D.20N 0.1m/s
2.(2020八下·门头沟期末)如图所示,分别沿力 F1、F2、F3 的方向用力匀速提升物体时,关于三个力的大小,下列说法正确的是( )
A.沿 F1 方向的力最小 B.沿 F2 方向的力最小
C.沿 F3 方向的力最小 D.三个力的大小相等
3.(2020八下·宾阳期末)如图所示,两个物体所受的重力分别为G1和G2,忽略滑轮自重和摩擦,当滑轮平衡时,G1与G2的大小关系是( )
A.G1=2G2 B.G1=G2 C.2G1=G2 D.3G1=G
4.(2020八下·昌图期末)学校国旗的旗杆下有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升,对该滑轮的说法,正确的是( )
A.这是一个定滑轮,可改变力的方向
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个动滑轮,可改变力的方向
D.这是一个动滑轮,可省力
5.(2020·深圳模拟)如图所示,物体A、B的重分别为40N、20N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( )
A.F=20N B.F=10N C.F=40N D.F=60N
6.(2020·深圳模拟)下列各图中利用了动滑轮的是( )
A. B.
C. D.
7.(2020·江西模拟)用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( )
A. B. C. D.
8.(2019九上·泰州月考)如图所示滑轮分别在力F1、F2、F3的作用下匀速提升物体,这三个力的大小关系是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F1<F2=F3 D.F1=F2=F3
9.(2019九上·沭阳月考)使用滑轮或滑轮组肯定做不到的是( )
A.既省力又改变用力的方向 B.既省力又省距离
C.省力,但没有改变用力的方向 D.不省力,但改变用力的方向
10.(2019·宁江模拟)如图所示,分别用定滑轮和动滑轮(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G)将重力相同的两个物体匀速提升相同的高度,所用拉力分别为F甲、F乙.它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系式正确的是( )
A.F甲η乙 D.η甲<η乙
11.(2019八下·江城期中)用如图所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则( )
A.F= ,a的读数等于F B.F= ,a的读数等于F
C.F= ,a的读数等于G D.F= ,a的读数等于G
二、填空题
12.(2020九上·亭湖期中)星期一学校举行升旗仪式,在旗杆顶端装有一个滑轮。该滑轮是 (定/动)滑轮,它的作用是可以改变力的 ,在国旗匀速上升的过程中(不计绳重和摩擦),拉力大小 (大于/小于/等于)国旗的重力。
13.(2020九上·长春月考)使用定滑轮不能省力,但可以改变 ;使用动滑轮可以省一半力,国旗旗杆顶上的滑轮属于 。
14.(2020九上·宜春月考)在如图所示的装置中,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,乙物体匀速下落过程中,不计绳重、滑轮重和转轴处的摩擦,乙的重力为 N,若乙匀速下降了2m,甲的重力做功 J。
15.(2020八下·吉林期末)如图所示,旗杆的顶部安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向。当旗手匀速上升时,手对绳的拉力的方向向 (选填“上”或“下”)。
16.(2020八下·南昌月考)如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是 ,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1、F2的大小关系是:F1 F2。
三、作图题
17.(2020九上·广州期中)如图所示,一人通过滑轮组提升值物,重物上升20cm过程中绳子自由端移动了60cm,请在图乙画山滑轮组的绕线方法。
18.(2020九上·张家港期中)如图所示,重900N的物体,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提到楼上,要想使人所用的拉力最小,请在图上面出滑轮组上绳子的绕法
四、解答题
19.小强想把一货物吊到楼上去,已知货物重1000 N,小强最大的拉力为300 N,如果使用滑轮组,至少需要几个滑轮?如何装配?
五、计算题
20.(2019八下·田家庵期中)使用一滑轮组把200N的重物吊起1m,绳子自由端移动了5m,请画出该滑轮组的装配图,求所用拉力的大小.( 滑轮重、绳重和摩擦均不计)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计滑轮和绳重及轮与绳间的摩擦,图中是动滑轮的特殊使用,根据动滑轮的特点可知F=2G
40N=2G
G=20N
F移动的距离是物体移动距离的二分之一,滑轮上升的速度就是0.2m/s,故重物A上升速度为0.4m/s。
故答案为:C。
【分析】中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向,其中拉力等于物体重力的一半,但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
2.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】如图所示滑轮是个定滑轮,定滑轮的本质是个等臂杠杆,当力的方向改变时,力臂不变,所以力的大小不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不改变力的大小。
3.【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力(该拉力等于G2),动滑轮得绳子股数是2,不计摩擦及滑轮重,即在理想状况下
所以
即
故答案为:A。
【分析】中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向,其中拉力等于物体重力的一半,但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
4.【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】因为滑轮的轮轴固定在旗杆上,所以该滑轮是个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向;
故答案为:A.
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,拉力等于物体的重力。
5.【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以FA= GB= ×20N=10N
在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以f=FA=10N
方向水平向左;若使物体A向左作匀速直线运动,则A受摩擦力水平向右,则F=FA+f=10N+10N=20N
故答案为:A。
【分析】对于该滑轮组,与动滑轮接触的有两段绳子,所以自由端移动的距离是物体移动的2倍,结合自由端移动的距离求解物体运动的距离;物体A水平方向受到拉力和摩擦力,处于平衡状态,结合二力平衡的知识求解摩擦力。
6.【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】因为动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动,由此知道A、B、C图中滑轮是固定不动的,是定滑轮,D图中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮.
故答案为:D。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
7.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】解:不计绳子、滑轮的重力及摩擦,提起的是同一物体G,
A、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F= G;
B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F= G;
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有2股,则F= G。
由以上可知:在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C。
故答案为:C
【分析】提升相同物体时,动滑轮上绳子股数越多越省力。
8.【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂是滑轮的直径,力臂最大,倾斜的方向力臂小于直径,当力臂减小时,拉力增大,所以最小的拉力是F1,其次是F2和F3,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂最大,最省力。
9.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】使用动滑轮可以省力,不能改变力的方向,使用定滑轮可以改变力的方向,不能省力,使用滑轮组可以省力,又能改变用力的方向,根据功的原理知,即省力又省距离的机械是没有的,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向。(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
10.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A. F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙,A不符合题意;
B.解同A, B不符合题意;
C. F甲=G ,,故W甲<W乙,有用功相等,故η甲>η乙,C符合题意;
D.由C可得,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙;F甲=G ,,因S乙=2S甲,故W甲<W乙,又因二者有用功相等,故η甲>η乙。
11.【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】解:由图可知,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担,故F= G;
因动滑轮上的两股绳子是同一根绳子缠绕而成的,所以每股绳子上的拉力相同,即测力计a的读数为 G。
故答案为:B
【分析】不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中有几股绳子承担动滑轮和物重,则拉力就是动滑轮和重物重力的几分之一.
12.【答案】定;方向;等于
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部的滑轮不随红旗一起升降是定滑轮,使用时不省力,可以改变拉力的方向。在国旗匀速上升的过程中(不计绳重和摩擦),拉力等于国旗的重力。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
13.【答案】力的方向;定滑轮
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮的特点是不能省力,但能改变力的方向。国旗旗杆上的滑轮是定滑轮,不能省力,但能改变力的方向,所以我们施加向下的力时,可以将旗杆升上去。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力。
14.【答案】16.2;0
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】根据题意,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,即
如图的滑轮组,绳子自由端的拉力与甲受到的摩擦是一对平衡力,而乙由三段绳子拉着,根据滑轮组的工作特点可知 做功的两个要素为:力和在力的作用下通过的距离。而图中甲在水平方向运动,重力的方向竖直向下,所以重力是不做功的,即做功为零。
【分析】分析滑轮组,绳子的根数为3,则自由端移动的距离等于物体乙移动距离的三倍,拉力为动滑轮重和物重的,结合重力和移动距离求解做功即可。
15.【答案】定;下
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部的滑轮是定滑轮;可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:定;下。
【分析】定滑轮是固定不动的滑轮,可以改变力的方向。
16.【答案】乙;>
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图乙滑轮随物体一起移动,所以乙属于动滑轮。若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,因为甲是定滑轮,使用定滑轮不省力,所以F1=G;图乙是动滑轮,使用动滑轮可以省一半力,故 。则F1、F2的大小关系是:F1>F2。
【分析】动滑轮可以和物体一起移动,使用动滑轮可以省力。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由题意可知,重物上升20cm过程中绳子自由端移动了60cm,承担动滑轮及重物的绳子股数 ,绳子应从动滑轮的上挂钩开始向上绕起。
【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离,结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。
18.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,有两种绕线方法,承担重物的绳子的根数越多越省力;一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如图所示:
。
【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离,结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。
19.【答案】3个滑轮,装配如图:
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】动滑轮上绳子的股数n=1000N÷300N=3......100N≈4,所以,滑轮组的组装情况是:
【分析】根据物体的重力和人的最大拉力分析绳子的股数,再用最少的滑轮组装成滑轮组.
20.【答案】解:绳子的自由端移动5m时,重物升高1m,因此有5段绳子承担物重,如图所示:
滑轮组、绳重和摩擦均不计的情况下,F= G= ×200N=40N
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离;分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系。
1 / 1粤沪版物理八年级下学期6.6 探究滑轮的作用
一、单选题
1.(2020九上·自贡开学考)如图所示,在竖直方向上大小为40N的拉力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速向上升。已知滑轮上升的速度为0.2m/s,不计滑轮和绳重及轮与绳间的摩擦,则物体A的重力及上升速度是( )
A.40N 0.2m/s B.40N 0.1m/s
C.20N 0.4m/s D.20N 0.1m/s
【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计滑轮和绳重及轮与绳间的摩擦,图中是动滑轮的特殊使用,根据动滑轮的特点可知F=2G
40N=2G
G=20N
F移动的距离是物体移动距离的二分之一,滑轮上升的速度就是0.2m/s,故重物A上升速度为0.4m/s。
故答案为:C。
【分析】中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向,其中拉力等于物体重力的一半,但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
2.(2020八下·门头沟期末)如图所示,分别沿力 F1、F2、F3 的方向用力匀速提升物体时,关于三个力的大小,下列说法正确的是( )
A.沿 F1 方向的力最小 B.沿 F2 方向的力最小
C.沿 F3 方向的力最小 D.三个力的大小相等
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】如图所示滑轮是个定滑轮,定滑轮的本质是个等臂杠杆,当力的方向改变时,力臂不变,所以力的大小不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不改变力的大小。
3.(2020八下·宾阳期末)如图所示,两个物体所受的重力分别为G1和G2,忽略滑轮自重和摩擦,当滑轮平衡时,G1与G2的大小关系是( )
A.G1=2G2 B.G1=G2 C.2G1=G2 D.3G1=G
【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力(该拉力等于G2),动滑轮得绳子股数是2,不计摩擦及滑轮重,即在理想状况下
所以
即
故答案为:A。
【分析】中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向,其中拉力等于物体重力的一半,但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
4.(2020八下·昌图期末)学校国旗的旗杆下有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升,对该滑轮的说法,正确的是( )
A.这是一个定滑轮,可改变力的方向
B.这是一个定滑轮,可省力
C.这是一个动滑轮,可改变力的方向
D.这是一个动滑轮,可省力
【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】因为滑轮的轮轴固定在旗杆上,所以该滑轮是个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向;
故答案为:A.
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,拉力等于物体的重力。
5.(2020·深圳模拟)如图所示,物体A、B的重分别为40N、20N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( )
A.F=20N B.F=10N C.F=40N D.F=60N
【答案】A
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以FA= GB= ×20N=10N
在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以f=FA=10N
方向水平向左;若使物体A向左作匀速直线运动,则A受摩擦力水平向右,则F=FA+f=10N+10N=20N
故答案为:A。
【分析】对于该滑轮组,与动滑轮接触的有两段绳子,所以自由端移动的距离是物体移动的2倍,结合自由端移动的距离求解物体运动的距离;物体A水平方向受到拉力和摩擦力,处于平衡状态,结合二力平衡的知识求解摩擦力。
6.(2020·深圳模拟)下列各图中利用了动滑轮的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】因为动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动,由此知道A、B、C图中滑轮是固定不动的,是定滑轮,D图中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮.
故答案为:D。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
7.(2020·江西模拟)用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】解:不计绳子、滑轮的重力及摩擦,提起的是同一物体G,
A、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F= G;
B、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F= G;
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子有2股,则F= G。
由以上可知:在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C。
故答案为:C
【分析】提升相同物体时,动滑轮上绳子股数越多越省力。
8.(2019九上·泰州月考)如图所示滑轮分别在力F1、F2、F3的作用下匀速提升物体,这三个力的大小关系是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F1<F2=F3 D.F1=F2=F3
【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂是滑轮的直径,力臂最大,倾斜的方向力臂小于直径,当力臂减小时,拉力增大,所以最小的拉力是F1,其次是F2和F3,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂最大,最省力。
9.(2019九上·沭阳月考)使用滑轮或滑轮组肯定做不到的是( )
A.既省力又改变用力的方向 B.既省力又省距离
C.省力,但没有改变用力的方向 D.不省力,但改变用力的方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】使用动滑轮可以省力,不能改变力的方向,使用定滑轮可以改变力的方向,不能省力,使用滑轮组可以省力,又能改变用力的方向,根据功的原理知,即省力又省距离的机械是没有的,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向。(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
10.(2019·宁江模拟)如图所示,分别用定滑轮和动滑轮(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G)将重力相同的两个物体匀速提升相同的高度,所用拉力分别为F甲、F乙.它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系式正确的是( )
A.F甲η乙 D.η甲<η乙
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A. F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙,A不符合题意;
B.解同A, B不符合题意;
C. F甲=G ,,故W甲<W乙,有用功相等,故η甲>η乙,C符合题意;
D.由C可得,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙;F甲=G ,,因S乙=2S甲,故W甲<W乙,又因二者有用功相等,故η甲>η乙。
11.(2019八下·江城期中)用如图所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则( )
A.F= ,a的读数等于F B.F= ,a的读数等于F
C.F= ,a的读数等于G D.F= ,a的读数等于G
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】解:由图可知,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担,故F= G;
因动滑轮上的两股绳子是同一根绳子缠绕而成的,所以每股绳子上的拉力相同,即测力计a的读数为 G。
故答案为:B
【分析】不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中有几股绳子承担动滑轮和物重,则拉力就是动滑轮和重物重力的几分之一.
二、填空题
12.(2020九上·亭湖期中)星期一学校举行升旗仪式,在旗杆顶端装有一个滑轮。该滑轮是 (定/动)滑轮,它的作用是可以改变力的 ,在国旗匀速上升的过程中(不计绳重和摩擦),拉力大小 (大于/小于/等于)国旗的重力。
【答案】定;方向;等于
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部的滑轮不随红旗一起升降是定滑轮,使用时不省力,可以改变拉力的方向。在国旗匀速上升的过程中(不计绳重和摩擦),拉力等于国旗的重力。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
13.(2020九上·长春月考)使用定滑轮不能省力,但可以改变 ;使用动滑轮可以省一半力,国旗旗杆顶上的滑轮属于 。
【答案】力的方向;定滑轮
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮的特点是不能省力,但能改变力的方向。国旗旗杆上的滑轮是定滑轮,不能省力,但能改变力的方向,所以我们施加向下的力时,可以将旗杆升上去。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力。
14.(2020九上·宜春月考)在如图所示的装置中,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,乙物体匀速下落过程中,不计绳重、滑轮重和转轴处的摩擦,乙的重力为 N,若乙匀速下降了2m,甲的重力做功 J。
【答案】16.2;0
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】根据题意,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,即
如图的滑轮组,绳子自由端的拉力与甲受到的摩擦是一对平衡力,而乙由三段绳子拉着,根据滑轮组的工作特点可知 做功的两个要素为:力和在力的作用下通过的距离。而图中甲在水平方向运动,重力的方向竖直向下,所以重力是不做功的,即做功为零。
【分析】分析滑轮组,绳子的根数为3,则自由端移动的距离等于物体乙移动距离的三倍,拉力为动滑轮重和物重的,结合重力和移动距离求解做功即可。
15.(2020八下·吉林期末)如图所示,旗杆的顶部安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向。当旗手匀速上升时,手对绳的拉力的方向向 (选填“上”或“下”)。
【答案】定;下
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部的滑轮是定滑轮;可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:定;下。
【分析】定滑轮是固定不动的滑轮,可以改变力的方向。
16.(2020八下·南昌月考)如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是 ,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1、F2的大小关系是:F1 F2。
【答案】乙;>
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图乙滑轮随物体一起移动,所以乙属于动滑轮。若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,因为甲是定滑轮,使用定滑轮不省力,所以F1=G;图乙是动滑轮,使用动滑轮可以省一半力,故 。则F1、F2的大小关系是:F1>F2。
【分析】动滑轮可以和物体一起移动,使用动滑轮可以省力。
三、作图题
17.(2020九上·广州期中)如图所示,一人通过滑轮组提升值物,重物上升20cm过程中绳子自由端移动了60cm,请在图乙画山滑轮组的绕线方法。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由题意可知,重物上升20cm过程中绳子自由端移动了60cm,承担动滑轮及重物的绳子股数 ,绳子应从动滑轮的上挂钩开始向上绕起。
【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离,结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。
18.(2020九上·张家港期中)如图所示,重900N的物体,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提到楼上,要想使人所用的拉力最小,请在图上面出滑轮组上绳子的绕法
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,有两种绕线方法,承担重物的绳子的根数越多越省力;一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如图所示:
。
【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离,结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。
四、解答题
19.小强想把一货物吊到楼上去,已知货物重1000 N,小强最大的拉力为300 N,如果使用滑轮组,至少需要几个滑轮?如何装配?
【答案】3个滑轮,装配如图:
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】动滑轮上绳子的股数n=1000N÷300N=3......100N≈4,所以,滑轮组的组装情况是:
【分析】根据物体的重力和人的最大拉力分析绳子的股数,再用最少的滑轮组装成滑轮组.
五、计算题
20.(2019八下·田家庵期中)使用一滑轮组把200N的重物吊起1m,绳子自由端移动了5m,请画出该滑轮组的装配图,求所用拉力的大小.( 滑轮重、绳重和摩擦均不计)
【答案】解:绳子的自由端移动5m时,重物升高1m,因此有5段绳子承担物重,如图所示:
滑轮组、绳重和摩擦均不计的情况下,F= G= ×200N=40N
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离;分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系。
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