人教版物理八下第十二章第二节《滑轮》小节测试
一、单选题
1.(2021九上·东台期中)建筑工地上,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了( )
A.省功 B.省距离
C.省力 D.改变拉力的方向
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮不省力,但能改变力的方向。所以,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了改变拉力的方向。
故答案为:D
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向,不省力。
2.(2021·岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.根据杠杆的平衡条件 可知杠杆平衡时
故拉力 ;
B.图B中为定滑轮提升物体,不能省力,只能改变力的方向,绳端拉力 ;
C.图C中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有2段绳子承载,自由端拉力 ;
D.图D中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有3段绳子承载,自由端拉力 ;其中D图中自由端拉力最小。
故答案为:D。
【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。
3.(2021八下·漳州期末)用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮的实质是个等臂杠杆,不省力,只能改变用力的方向,因此朝不同方向用力,力的大小都等于提升的物重,物重不变,则三个力的大小相等。ACD不符合题意;B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮使用时,可以改变力的方向,不能改变力的大小。
4.(2021八下·新罗期末)如图所示,下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是( )
A.它是定滑轮,用它可以改变力的方向
B.它是定滑轮,用它可以省力
C.它是动滑轮,用它可以省功
D.它是动滑轮,用它可以省力
【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】国旗杆顶部装的是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,使用任何机械都不能省功,定滑轮也是这样,BCD不符合题意,A符合题意。
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.(2021八下·河西期末)如图所示,在研究动滑轮特点的实验中,用竖直向上的拉力提起重为1 N的物体,不计动滑轮重、绳重及摩擦,则弹簧测力计的读数为( )
A.0.25 N B.0.5 N C.1N D.2N
【答案】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可得,动滑轮上有两段绳子,由于不计动滑轮重、绳重及摩擦,则绳子自由端拉力为物体重力的二分之一,物体重力为1N,则弹簧测力计读数为0.5N。
故答案为:B。
【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。
6.(2021九上·姑苏月考)关于定滑轮和动滑轮,以下说法不正确的是( )
A.使用定滑轮不省力但能改变动力方向
B.使用动滑轮最多能省一半力,还能改变动力的方向
C.定滑轮实质是个等臂杠杆
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
【答案】B
【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】AC.定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不省力但能改变动力的方向,AC正确,不符合题意;
BD.动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆,使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向,B错误,符合题意,D正确,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)
7.(2021八下·吉林期末)如图所示,利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置,将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m,已知滑轮重1N,不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲滑轮省功 B.使用乙滑轮省力
C.手的拉力 为5N D.手移动的距离甲比乙多
【答案】B
【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.使用任何机械都不能省功,A不符合题意;
BC.不计绳重和摩擦,图乙中,作用在绳子自由端的力
使用乙滑轮省力,B符合题意,C不符合题意;
D.A、B两物体都匀速向上提升1m,甲图中,手移动的距离为1m,乙中手移动的距离
手移动的距离甲比乙少,D不符合题意。
故答案为:B。
【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;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。
8.(2021八下·襄汾期末)如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m,下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为400N B.拉力F移动速度为1.5m/s
C.A是定滑轮,B是动滑轮 D.绳子自由端移动了6m
【答案】D
【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;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.该滑轮组有效承重绳n=2,若不考虑机械间的摩擦,能省一半的力,拉力应为摩擦力的一半,为100N,不可能为400N,A不符合题意;
BD.拉力移动的距离
拉力F移动的速度
B不符合题意,D符合题意;
C.由图可知,A是动滑轮,B是定滑轮,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)先对木箱进行受力分析,由已知条件“ 匀速直线运动 ”确定木箱所受摩擦力和拉力的大小关系,然后由滑轮组中绳端拉力和物重关系式F=求出拉力F的大小;
(2)先由滑轮组中绳端拉伸的长度和物体上升的高度关系式S=nh求出绳端拉伸的长度,然后由V=求出拉力F移动速度;
(3)只能转动,不能上下移动的滑轮为定滑轮;既能转动,又能上下移动的滑轮为动滑轮。
9.(2021八下·贵池期末)如图所示,G=100N,G动= 10N,用力F将重物G以0.1m/s的速度匀速提升,则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为(不计摩擦)( )
A.50N 0.2m/s B.5.5N 0.2 m/s
C.200N 0.05 m/s D.210N 0.05 m/s
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计摩擦,已知G动=10N,G=100N,故与物体连接的绳子上的力为T=G=100N
根据力的平衡,拉力F=2T+ G动=2×100N+10N=210N
重物提升过程中,重物移动的距离为F拉绳移动距离的2倍,根据 ,故重物移动的速度为F拉绳移动速度的2倍,重物以0.1m/s的速度匀速提升,故F拉绳的速度
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】对于该滑轮组,与动滑轮接触的有两段绳子,拉力等于物体重力的两倍,移动距离为物体移动距离的一半。
10.(2021八下·召陵期末)如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力为(M-m)g
C.地面对物体A的支持力为Mg
D.绳子对天花板的拉力为2mg
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力,所以由力的平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力大小为2mg,A不符合题意;
B.由图可知该滑轮为定滑轮,因物体B静止,则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,B不符合题意;
C.物体A受三个力的共同作用,向下的重力 、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N;由于物体A处于静止状态,所以物体A所受的三个力的合力为0,即
所以,地面对物体A的支持力的大小为
C不符合题意。
D.根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时并不能省力,因此左右两端绳子上的拉力大小是一样的。结合物体的运动状态进行受力分析,受到的力为平衡力,合力为零。
二、填空题
11.(2021九上·宝应期中)如图所示,物体A质量为2千克,在力 作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为2厘米 秒,弹簧秤示数为5牛,则拉力 为 牛,A受到的摩擦力为 牛,拉力的功率是 瓦。重力做的功是 焦。(不计滑轮的重力及滑轮的摩擦)
【答案】5;10;0.2;0
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图知道,该滑轮为动滑轮,故拉力的大小
不计滑轮的重力及滑轮的摩擦,因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力而做匀速直线运动,所以,物体A受到的摩擦力
根据题意知道,物体A的速度
则绳端移动的速度
故拉力 的功率
重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平地面上移动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力对物体没有做功,即重力做功为0J。
【分析】滑轮两侧的拉力相等;滑轮上的拉力和绳子拉力有2倍关系;根据力和速度的乘积计算功率;物体受力但没有距离,力对物体不做功。
12.(2021九上·镇江月考)小可在A端用如图所示的滑轮将重200N的水桶匀速向上提升0.5m,该滑轮为 滑轮(选填“动”或“定”),若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为 N,绳子自由端移动的距离为 m;实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为 N。
【答案】动;100;1;20
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。小可在A端用如图所示的滑轮将重200N的水桶匀速向上提升0.5m,故该滑轮为动滑轮。
若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为
水桶匀速向上提升0.5m,绳子自由端移动的距离为
实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,绳子自由端的力为
则滑轮重为
【分析】滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮,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)
不计绳重及摩擦,利用s=nh求得绳子自由端移动的距离,利用求得滑轮重。
13.(2021八下·克山期末)如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N, 则拉力F的大小为 N,物体A受 对 平衡力。
【答案】20;2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】弹簧秤B的示数为10N,说明绳子的拉力为10N,对动滑轮进行受力分析,在水平方向上,其受到了向右的拉力和向左的绳子的拉力,动滑轮和物体一起向右匀速,故向右的拉力F等于向左的绳子的拉力,且是两段绳子的拉力,同一根绳子的拉力处处相等,故向右的拉力等于20N。
物体A在水平方向上重力和支持力是平衡力,在水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,故物体A一共受到了两对平衡力。
【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,如果拉力作用在动滑轮上,拉力为摩擦力的二倍。
14.(2021八下·定南期末)高速铁路的输电线,无论冬夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣,每个坠砣质量为20kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了 cm。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
【答案】1600;15
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】如图可知,水平滑轮组中n=2,只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力,输电线A端受到的拉力大小为
坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动的距离为
【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;拉力为物重和滑轮重之和的一半,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,利用公式W=Fs求解做功,两者相除即为机械效率。
15.(2021八下·内黄期末)如图所示,物体重力是500N,动滑轮重20N(不计摩擦和绳重),要使物体匀速升高1m,那么人的拉力是
N,使用该装置 (选填“能”或“不能”)改变力的方向,绳子自由端移动的距离为 m。
【答案】260;能;2
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知,滑轮组承担物重的绳子股数n=2,在不计摩擦和绳重,计动滑轮重的情况下,拉力大小F= (G+G动)= ×(500N+20N)=260N
有定滑轮和动滑轮,使用该装置既能省力,又能改变力的方向。
绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算绳子上的拉力;通过拉力的方向和物体移动的方向判断简单机械是否改变了方向;根据绳子股数,判断绳子拉长的长度和物体距离的关系。
16.(2021八下·桥西期末)如图所示,物体A重 ,在水平拉力F的作用下F以 的速度沿水平桌面做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为 ,则拉力F= N,物体A受到的摩擦力为f= N,拉力F做功的功率为P= W。(不计滑轮自重、绳重、测力计自重及滑轮轴摩擦)
【答案】3;9;0.9
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由题意可知,拉力的大小为
由图可知,绳子段数n=3,物体做匀速直线运动
物体移动的速度
绳子自由端移动的速度是
拉力F做功的功率为
【分析】在滑轮组中,每段绳子承担的力是相同的,即拉力F的大小等于弹簧测力计的示数。由F=f计算摩擦力大小;由s=vt计算物体通过的距离,利用vF=nv物算出绳子自由端移动的速度,最后利用功率的计算公式P=Fv即可求出拉力的功率。
三、作图题
17.(2021八下·本溪期末)小爱站在地上用最省力的方式提升重物,请你在图中为她画出滑轮组的绕线方式。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】要滑轮组最省力,则需要使承担物重的绳子段数最多,由图可知,应从动滑轮绕起,依次绕过各滑轮,最后与人手相连,如图所示
【分析】要滑轮组最省力,则需要使承担物重的绳子段数最多,据此设计绕线即可。
18.(2021八下·和平期末)小明做“测定滑轮组的机械效率”的实验时,用如图所示的滑轮成滑轮组,请用笔画出在图中使用该滑轮组时最省力的绕法。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,有两种绕法:
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,这种绕法滑轮组上的滑轮都使用,有四股绳子承担物重;拉力是滑轮组提升物重的四分之一;
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮,有一个动滑轮后没有使用,这种绕法只能有三股绳子承担物重,拉力是滑轮组提升物重的三分之一;
由此可知,滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多是第一种,即四股绕线的方法
【分析】滑轮组绕线时,动滑轮上绳子股数越多,可以越省力。
19.(2020八下·昌图期末)如图所示有两个滑轮,请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥里的汽车拉出来。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】一个动滑轮和动滑轮组成的滑轮组,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,有三段绳子拉汽车,这就是最省力的绕法,绳子绕法如图所示:
【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、实验探究题
20.(2021九上·天河期末)小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响,又看到工人利用斜面搬运货物,发现斜面的粗糙程度会影响人的作用力。对此小明猜想:“沿斜面匀速向上拉同一小车,同一木板搭建的斜面的坡度越大,平行于斜面的拉力越大”。请设计实验验证其猜想。
(1)除图所示的器材以外,还需要的实验器材有 ;
(2)画出记录实验数据的表格;
(3)写出实验步骤(可用画图或文字表述)和判断相应的猜想是否正确的依据。
【答案】(1)刻度尺和弹簧测力计
(2)
实验次数 斜面高度h/m 拉力F/N
1
2
3
(3)①测量木块的高度h,将木板斜放在木块上,形成一个斜面,用弹簧测力计沿平行于斜面方向匀速将小车从木板底部拉到木板顶部,记下测力计此时的示数F。分别在表格中记录h和F;
②多次改变木块的高度,将木板的同一点斜放在木块上,从而改变斜面的坡度,重复步骤①。
比较所记录的数据,拉力F随着木块高度即斜面坡度的变大而变大,则小明的猜想正确。拉力F随着斜面坡度变大而变小或不变,则小明的猜想错误。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】(1)(2)要探究斜面的坡度对拉力的大小的影响,需要在斜面长度不变时,多次改变斜面的坡度,即斜面的高度来测量对应的拉力,那么在实验中所需的器材除了图示的之外,还需要用刻度尺来测量斜面的高度、用弹簧测力计来测量拉力。记录实验数据的表格如下:
实验次数 斜面高度h/m 拉力F/N
1
2
3
(3)在实验中,其操作步骤如下:
①测量木块的高度h,将木板斜放在木块上,形成一个斜面,用弹簧测力计沿平行于斜面方向匀速将小车从木板底部拉到木板顶部,记下测力计此时的示数F。分别在表格中记录h和F;
②多次改变木块的高度,将木板的同一点斜放在木块上,从而改变斜面的坡度,重复步骤①。
比较所记录的数据,拉力F随着木块高度即斜面坡度的变大而变大,则小明的猜想正确。拉力F随着斜面坡度变大而变小或不变,则小明的猜想错误。
【分析】(1)探究斜面上的力时,需要弹簧测力计和刻度尺;
(2)测量斜面上拉力特点时,需要测量斜面的高度和拉力,设计实验记录表;
(3)探究斜面上的拉力和斜面坡度的关系,需要多次改变斜面的坡度,并且测量同一物体沿斜面上升时,受到的拉力大小。
21.(2021八下·贵阳期末)在“探究滑轮特点”的实验中,过程如下:(不计摩擦和细线的质量)
(1)弹簧测力计校零后,其下方悬挂物体。如图甲所示,匀速向上提升物体时测力计示数F= N;
(2)如图乙所示,细线的一端系上物体,另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连,沿F1方向匀速拉动测力计可使物体向 运动,这一过程中该滑轮是一个 滑轮,它使用时的优点是 ;
(3)弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几平不变,由此说明 。
【答案】(1)2
(2)上;定;改变力的方向
(3)使用定滑轮不省力
【知识点】弹簧测力计及其使用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,可读出的示数为2N。
(2)如图乙所示,细线的一端系上物体,另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连,沿F1方向匀速拉动测力计可使物体向上运动。
由图可知,改滑轮的轴固定不动,是定滑轮。
根据力F1、F2、F3的不同方向,可以得出定滑轮使用时的优点是可以改变力的方向。
(3)弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几平不变,转换不同角度匀速拉动,示数都不变,说明定滑轮不省力。
【分析】(1)根据弹簧测力计指针位置,测量拉力的大小;
(2)固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮可以改变力的方向;
(3)使用定滑轮时,不能省力。
五、计算题
22.(2021九上·六安开学考)如图所示,用滑轮组匀速提起120kg的物体,动滑轮的重力为300N,不计绳重和摩擦,求:
(1)物体的重力;(g取10N/kg)
(2)作用在绳自由端的拉力;
(3)若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能匀速提升多重的物体。
【答案】(1)解:物体的重力G物=mg=120kg×10N/kg=1200N
答:物体的重力为1200N;
(2)解:由图可知动滑轮的股数由3股,则作用在绳自由端的拉力F= (G物+G动)= (1200N+300N)=500N
答:作用在绳自由端的拉力为500N
(3)解:若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能提升物体的重力G物’=3F’-G动=3×800N-300N=2100N
答:若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能匀速提升2100N的物体。
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)利用G=mg可求得其重力。
(2)不计绳重和摩擦,根据 F= (G物+G动) 求作用在绳自由端的拉力。
(3) 若绳子的最大拉力为800N, 利用 F= (G物+G动) 求得物体的重力。
23.(2021八下·宜州期末)某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在水平面上质量为100kg的物体,物体受到的摩擦力为200N,用80N的拉力F,10秒内把物体拉动的距离为2m。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:
(1)拉绳的速度是多少m/s?
(2)动滑轮的重力是多少N?
(3)若摩擦力增大到800N,则拉力的大小是多少N
【答案】(1)由图知,动滑轮由3段绳子承担,则绳子拉力通过的距离s=3h=3×2m=6m,
拉绳的速度:v===0.6m/s
(2)动滑轮由3段绳子承担,拉力F是摩擦力和动滑轮重的三分之一,
即: F=(f+G动)
G动=3F-f=3×80N-200N=40N
(3)若摩擦力f’=800N,则拉力 F'=(f'+G动)=×(800N+40N)=280N .
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】(1)会利用滑轮组中绳子移动距离与物体移动距离的n倍关系进行计算,n为动滑轮绳子段数,此题为n=2。根据速度公式进行速度计算。
(2)(3)利用滑轮组中绳端拉力和动滑轮勾上的力的关系进行计算,F=(G物+G动),此题为F=(f+G动)。
24.(2021八下·高州月考)如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将体积为6dm3的合金块匀速提高2m,(不计绳重和摩擦) 合金=8.0×103kg/m3),求:
(1)物重和动滑轮重;
(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
【答案】(1)解:合金块体积为V=6dm3=
物重
动滑轮重
答:物重为480N,动滑轮重120N;
(2)解:绳自由端的移动速度为
答:绳自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)解:若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力
答:若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少为250N
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】(1)已知物体的体积和密度,利用密度公式求解物体的质量;结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,拉力为物重和滑轮重之和的三分之一;
(2)对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,所以自由端移动的距离是物体移动的3倍,结合自由端移动的距离求解物体运动的距离,进而求解速度;
(3)对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,拉力为物重和滑轮重之和的三分之一。
1 / 1人教版物理八下第十二章第二节《滑轮》小节测试
一、单选题
1.(2021九上·东台期中)建筑工地上,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了( )
A.省功 B.省距离
C.省力 D.改变拉力的方向
2.(2021·岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )
A. B.
C. D.
3.(2021八下·漳州期末)用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,则( )
A. B. C. D.
4.(2021八下·新罗期末)如图所示,下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是( )
A.它是定滑轮,用它可以改变力的方向
B.它是定滑轮,用它可以省力
C.它是动滑轮,用它可以省功
D.它是动滑轮,用它可以省力
5.(2021八下·河西期末)如图所示,在研究动滑轮特点的实验中,用竖直向上的拉力提起重为1 N的物体,不计动滑轮重、绳重及摩擦,则弹簧测力计的读数为( )
A.0.25 N B.0.5 N C.1N D.2N
6.(2021九上·姑苏月考)关于定滑轮和动滑轮,以下说法不正确的是( )
A.使用定滑轮不省力但能改变动力方向
B.使用动滑轮最多能省一半力,还能改变动力的方向
C.定滑轮实质是个等臂杠杆
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
7.(2021八下·吉林期末)如图所示,利用相同的滑轮组装成甲、乙两种装置,将重均为10N的A、B两物体都匀速向上提升1m,已知滑轮重1N,不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲滑轮省功 B.使用乙滑轮省力
C.手的拉力 为5N D.手移动的距离甲比乙多
8.(2021八下·襄汾期末)如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m,下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为400N B.拉力F移动速度为1.5m/s
C.A是定滑轮,B是动滑轮 D.绳子自由端移动了6m
9.(2021八下·贵池期末)如图所示,G=100N,G动= 10N,用力F将重物G以0.1m/s的速度匀速提升,则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为(不计摩擦)( )
A.50N 0.2m/s B.5.5N 0.2 m/s
C.200N 0.05 m/s D.210N 0.05 m/s
10.(2021八下·召陵期末)如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力为(M-m)g
C.地面对物体A的支持力为Mg
D.绳子对天花板的拉力为2mg
二、填空题
11.(2021九上·宝应期中)如图所示,物体A质量为2千克,在力 作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为2厘米 秒,弹簧秤示数为5牛,则拉力 为 牛,A受到的摩擦力为 牛,拉力的功率是 瓦。重力做的功是 焦。(不计滑轮的重力及滑轮的摩擦)
12.(2021九上·镇江月考)小可在A端用如图所示的滑轮将重200N的水桶匀速向上提升0.5m,该滑轮为 滑轮(选填“动”或“定”),若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为 N,绳子自由端移动的距离为 m;实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为 N。
13.(2021八下·克山期末)如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N, 则拉力F的大小为 N,物体A受 对 平衡力。
14.(2021八下·定南期末)高速铁路的输电线,无论冬夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣,每个坠砣质量为20kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了 cm。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
15.(2021八下·内黄期末)如图所示,物体重力是500N,动滑轮重20N(不计摩擦和绳重),要使物体匀速升高1m,那么人的拉力是
N,使用该装置 (选填“能”或“不能”)改变力的方向,绳子自由端移动的距离为 m。
16.(2021八下·桥西期末)如图所示,物体A重 ,在水平拉力F的作用下F以 的速度沿水平桌面做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为 ,则拉力F= N,物体A受到的摩擦力为f= N,拉力F做功的功率为P= W。(不计滑轮自重、绳重、测力计自重及滑轮轴摩擦)
三、作图题
17.(2021八下·本溪期末)小爱站在地上用最省力的方式提升重物,请你在图中为她画出滑轮组的绕线方式。
18.(2021八下·和平期末)小明做“测定滑轮组的机械效率”的实验时,用如图所示的滑轮成滑轮组,请用笔画出在图中使用该滑轮组时最省力的绕法。
19.(2020八下·昌图期末)如图所示有两个滑轮,请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥里的汽车拉出来。
四、实验探究题
20.(2021九上·天河期末)小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响,又看到工人利用斜面搬运货物,发现斜面的粗糙程度会影响人的作用力。对此小明猜想:“沿斜面匀速向上拉同一小车,同一木板搭建的斜面的坡度越大,平行于斜面的拉力越大”。请设计实验验证其猜想。
(1)除图所示的器材以外,还需要的实验器材有 ;
(2)画出记录实验数据的表格;
(3)写出实验步骤(可用画图或文字表述)和判断相应的猜想是否正确的依据。
21.(2021八下·贵阳期末)在“探究滑轮特点”的实验中,过程如下:(不计摩擦和细线的质量)
(1)弹簧测力计校零后,其下方悬挂物体。如图甲所示,匀速向上提升物体时测力计示数F= N;
(2)如图乙所示,细线的一端系上物体,另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连,沿F1方向匀速拉动测力计可使物体向 运动,这一过程中该滑轮是一个 滑轮,它使用时的优点是 ;
(3)弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几平不变,由此说明 。
五、计算题
22.(2021九上·六安开学考)如图所示,用滑轮组匀速提起120kg的物体,动滑轮的重力为300N,不计绳重和摩擦,求:
(1)物体的重力;(g取10N/kg)
(2)作用在绳自由端的拉力;
(3)若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能匀速提升多重的物体。
23.(2021八下·宜州期末)某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在水平面上质量为100kg的物体,物体受到的摩擦力为200N,用80N的拉力F,10秒内把物体拉动的距离为2m。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:
(1)拉绳的速度是多少m/s?
(2)动滑轮的重力是多少N?
(3)若摩擦力增大到800N,则拉力的大小是多少N
24.(2021八下·高州月考)如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将体积为6dm3的合金块匀速提高2m,(不计绳重和摩擦) 合金=8.0×103kg/m3),求:
(1)物重和动滑轮重;
(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮不省力,但能改变力的方向。所以,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了改变拉力的方向。
故答案为:D
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向,不省力。
2.【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.根据杠杆的平衡条件 可知杠杆平衡时
故拉力 ;
B.图B中为定滑轮提升物体,不能省力,只能改变力的方向,绳端拉力 ;
C.图C中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有2段绳子承载,自由端拉力 ;
D.图D中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有3段绳子承载,自由端拉力 ;其中D图中自由端拉力最小。
故答案为:D。
【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。
3.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮的实质是个等臂杠杆,不省力,只能改变用力的方向,因此朝不同方向用力,力的大小都等于提升的物重,物重不变,则三个力的大小相等。ACD不符合题意;B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮使用时,可以改变力的方向,不能改变力的大小。
4.【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】国旗杆顶部装的是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,使用任何机械都不能省功,定滑轮也是这样,BCD不符合题意,A符合题意。
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】B
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可得,动滑轮上有两段绳子,由于不计动滑轮重、绳重及摩擦,则绳子自由端拉力为物体重力的二分之一,物体重力为1N,则弹簧测力计读数为0.5N。
故答案为:B。
【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。
6.【答案】B
【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】AC.定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不省力但能改变动力的方向,AC正确,不符合题意;
BD.动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆,使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向,B错误,符合题意,D正确,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)
7.【答案】B
【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.使用任何机械都不能省功,A不符合题意;
BC.不计绳重和摩擦,图乙中,作用在绳子自由端的力
使用乙滑轮省力,B符合题意,C不符合题意;
D.A、B两物体都匀速向上提升1m,甲图中,手移动的距离为1m,乙中手移动的距离
手移动的距离甲比乙少,D不符合题意。
故答案为:B。
【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;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。
8.【答案】D
【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;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.该滑轮组有效承重绳n=2,若不考虑机械间的摩擦,能省一半的力,拉力应为摩擦力的一半,为100N,不可能为400N,A不符合题意;
BD.拉力移动的距离
拉力F移动的速度
B不符合题意,D符合题意;
C.由图可知,A是动滑轮,B是定滑轮,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)先对木箱进行受力分析,由已知条件“ 匀速直线运动 ”确定木箱所受摩擦力和拉力的大小关系,然后由滑轮组中绳端拉力和物重关系式F=求出拉力F的大小;
(2)先由滑轮组中绳端拉伸的长度和物体上升的高度关系式S=nh求出绳端拉伸的长度,然后由V=求出拉力F移动速度;
(3)只能转动,不能上下移动的滑轮为定滑轮;既能转动,又能上下移动的滑轮为动滑轮。
9.【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计摩擦,已知G动=10N,G=100N,故与物体连接的绳子上的力为T=G=100N
根据力的平衡,拉力F=2T+ G动=2×100N+10N=210N
重物提升过程中,重物移动的距离为F拉绳移动距离的2倍,根据 ,故重物移动的速度为F拉绳移动速度的2倍,重物以0.1m/s的速度匀速提升,故F拉绳的速度
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】对于该滑轮组,与动滑轮接触的有两段绳子,拉力等于物体重力的两倍,移动距离为物体移动距离的一半。
10.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力,所以由力的平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力大小为2mg,A不符合题意;
B.由图可知该滑轮为定滑轮,因物体B静止,则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,B不符合题意;
C.物体A受三个力的共同作用,向下的重力 、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N;由于物体A处于静止状态,所以物体A所受的三个力的合力为0,即
所以,地面对物体A的支持力的大小为
C不符合题意。
D.根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时并不能省力,因此左右两端绳子上的拉力大小是一样的。结合物体的运动状态进行受力分析,受到的力为平衡力,合力为零。
11.【答案】5;10;0.2;0
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图知道,该滑轮为动滑轮,故拉力的大小
不计滑轮的重力及滑轮的摩擦,因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力而做匀速直线运动,所以,物体A受到的摩擦力
根据题意知道,物体A的速度
则绳端移动的速度
故拉力 的功率
重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平地面上移动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力对物体没有做功,即重力做功为0J。
【分析】滑轮两侧的拉力相等;滑轮上的拉力和绳子拉力有2倍关系;根据力和速度的乘积计算功率;物体受力但没有距离,力对物体不做功。
12.【答案】动;100;1;20
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。小可在A端用如图所示的滑轮将重200N的水桶匀速向上提升0.5m,故该滑轮为动滑轮。
若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为
水桶匀速向上提升0.5m,绳子自由端移动的距离为
实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,绳子自由端的力为
则滑轮重为
【分析】滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮,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)
不计绳重及摩擦,利用s=nh求得绳子自由端移动的距离,利用求得滑轮重。
13.【答案】20;2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】弹簧秤B的示数为10N,说明绳子的拉力为10N,对动滑轮进行受力分析,在水平方向上,其受到了向右的拉力和向左的绳子的拉力,动滑轮和物体一起向右匀速,故向右的拉力F等于向左的绳子的拉力,且是两段绳子的拉力,同一根绳子的拉力处处相等,故向右的拉力等于20N。
物体A在水平方向上重力和支持力是平衡力,在水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,故物体A一共受到了两对平衡力。
【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,如果拉力作用在动滑轮上,拉力为摩擦力的二倍。
14.【答案】1600;15
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】如图可知,水平滑轮组中n=2,只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力,输电线A端受到的拉力大小为
坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动的距离为
【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;拉力为物重和滑轮重之和的一半,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,利用公式W=Fs求解做功,两者相除即为机械效率。
15.【答案】260;能;2
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知,滑轮组承担物重的绳子股数n=2,在不计摩擦和绳重,计动滑轮重的情况下,拉力大小F= (G+G动)= ×(500N+20N)=260N
有定滑轮和动滑轮,使用该装置既能省力,又能改变力的方向。
绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数,计算绳子上的拉力;通过拉力的方向和物体移动的方向判断简单机械是否改变了方向;根据绳子股数,判断绳子拉长的长度和物体距离的关系。
16.【答案】3;9;0.9
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由题意可知,拉力的大小为
由图可知,绳子段数n=3,物体做匀速直线运动
物体移动的速度
绳子自由端移动的速度是
拉力F做功的功率为
【分析】在滑轮组中,每段绳子承担的力是相同的,即拉力F的大小等于弹簧测力计的示数。由F=f计算摩擦力大小;由s=vt计算物体通过的距离,利用vF=nv物算出绳子自由端移动的速度,最后利用功率的计算公式P=Fv即可求出拉力的功率。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】要滑轮组最省力,则需要使承担物重的绳子段数最多,由图可知,应从动滑轮绕起,依次绕过各滑轮,最后与人手相连,如图所示
【分析】要滑轮组最省力,则需要使承担物重的绳子段数最多,据此设计绕线即可。
18.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,有两种绕法:
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,这种绕法滑轮组上的滑轮都使用,有四股绳子承担物重;拉力是滑轮组提升物重的四分之一;
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮,有一个动滑轮后没有使用,这种绕法只能有三股绳子承担物重,拉力是滑轮组提升物重的三分之一;
由此可知,滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多是第一种,即四股绕线的方法
【分析】滑轮组绕线时,动滑轮上绳子股数越多,可以越省力。
19.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】一个动滑轮和动滑轮组成的滑轮组,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,有三段绳子拉汽车,这就是最省力的绕法,绳子绕法如图所示:
【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。
20.【答案】(1)刻度尺和弹簧测力计
(2)
实验次数 斜面高度h/m 拉力F/N
1
2
3
(3)①测量木块的高度h,将木板斜放在木块上,形成一个斜面,用弹簧测力计沿平行于斜面方向匀速将小车从木板底部拉到木板顶部,记下测力计此时的示数F。分别在表格中记录h和F;
②多次改变木块的高度,将木板的同一点斜放在木块上,从而改变斜面的坡度,重复步骤①。
比较所记录的数据,拉力F随着木块高度即斜面坡度的变大而变大,则小明的猜想正确。拉力F随着斜面坡度变大而变小或不变,则小明的猜想错误。
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】(1)(2)要探究斜面的坡度对拉力的大小的影响,需要在斜面长度不变时,多次改变斜面的坡度,即斜面的高度来测量对应的拉力,那么在实验中所需的器材除了图示的之外,还需要用刻度尺来测量斜面的高度、用弹簧测力计来测量拉力。记录实验数据的表格如下:
实验次数 斜面高度h/m 拉力F/N
1
2
3
(3)在实验中,其操作步骤如下:
①测量木块的高度h,将木板斜放在木块上,形成一个斜面,用弹簧测力计沿平行于斜面方向匀速将小车从木板底部拉到木板顶部,记下测力计此时的示数F。分别在表格中记录h和F;
②多次改变木块的高度,将木板的同一点斜放在木块上,从而改变斜面的坡度,重复步骤①。
比较所记录的数据,拉力F随着木块高度即斜面坡度的变大而变大,则小明的猜想正确。拉力F随着斜面坡度变大而变小或不变,则小明的猜想错误。
【分析】(1)探究斜面上的力时,需要弹簧测力计和刻度尺;
(2)测量斜面上拉力特点时,需要测量斜面的高度和拉力,设计实验记录表;
(3)探究斜面上的拉力和斜面坡度的关系,需要多次改变斜面的坡度,并且测量同一物体沿斜面上升时,受到的拉力大小。
21.【答案】(1)2
(2)上;定;改变力的方向
(3)使用定滑轮不省力
【知识点】弹簧测力计及其使用;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,可读出的示数为2N。
(2)如图乙所示,细线的一端系上物体,另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连,沿F1方向匀速拉动测力计可使物体向上运动。
由图可知,改滑轮的轴固定不动,是定滑轮。
根据力F1、F2、F3的不同方向,可以得出定滑轮使用时的优点是可以改变力的方向。
(3)弹簧测力计分别沿F2、F3方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几平不变,转换不同角度匀速拉动,示数都不变,说明定滑轮不省力。
【分析】(1)根据弹簧测力计指针位置,测量拉力的大小;
(2)固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮可以改变力的方向;
(3)使用定滑轮时,不能省力。
22.【答案】(1)解:物体的重力G物=mg=120kg×10N/kg=1200N
答:物体的重力为1200N;
(2)解:由图可知动滑轮的股数由3股,则作用在绳自由端的拉力F= (G物+G动)= (1200N+300N)=500N
答:作用在绳自由端的拉力为500N
(3)解:若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能提升物体的重力G物’=3F’-G动=3×800N-300N=2100N
答:若绳子的最大拉力为800N,则用此滑轮组最多能匀速提升2100N的物体。
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)利用G=mg可求得其重力。
(2)不计绳重和摩擦,根据 F= (G物+G动) 求作用在绳自由端的拉力。
(3) 若绳子的最大拉力为800N, 利用 F= (G物+G动) 求得物体的重力。
23.【答案】(1)由图知,动滑轮由3段绳子承担,则绳子拉力通过的距离s=3h=3×2m=6m,
拉绳的速度:v===0.6m/s
(2)动滑轮由3段绳子承担,拉力F是摩擦力和动滑轮重的三分之一,
即: F=(f+G动)
G动=3F-f=3×80N-200N=40N
(3)若摩擦力f’=800N,则拉力 F'=(f'+G动)=×(800N+40N)=280N .
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】(1)会利用滑轮组中绳子移动距离与物体移动距离的n倍关系进行计算,n为动滑轮绳子段数,此题为n=2。根据速度公式进行速度计算。
(2)(3)利用滑轮组中绳端拉力和动滑轮勾上的力的关系进行计算,F=(G物+G动),此题为F=(f+G动)。
24.【答案】(1)解:合金块体积为V=6dm3=
物重
动滑轮重
答:物重为480N,动滑轮重120N;
(2)解:绳自由端的移动速度为
答:绳自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)解:若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力
答:若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少为250N
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】(1)已知物体的体积和密度,利用密度公式求解物体的质量;结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,拉力为物重和滑轮重之和的三分之一;
(2)对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,所以自由端移动的距离是物体移动的3倍,结合自由端移动的距离求解物体运动的距离,进而求解速度;
(3)对于该滑轮组,与动滑轮接触的有三段绳子,拉力为物重和滑轮重之和的三分之一。
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