粤沪版物理八年级下册课课练：专题训练：有关滑轮组的计算（含答案）

专题训练
[有关滑轮组的计算]
类型一　滑轮组中力的计算
方法诠释:①在忽略绳子自重、滑轮重和摩擦的情况下,用滑轮组竖直提升重物时,F=G;
②忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦的情况下,用滑轮组拉物体在水平面上做匀速直线运动时,F=
f。(F表示绳子自由端的拉力大小,n表示与动滑轮相连的绳子股数,f表示水平面对物体的摩擦力大小)
1.如图所示的滑轮组,若重物G重200 N,不计绳重、滑轮重和摩擦,则作用在绳子自由端的拉力F=　　　N时可使重物G匀速上升,此时挂重物的绳子承受的拉力是　　　　N。
2.同一个物体分别用中甲、乙两个滑轮组吊着,滑轮规格均相同,则　　　滑轮组更省力,　　　滑轮组能改变用力的方向;若物体重300 N,动滑轮重30 N,则F甲=　 　,则F乙=
　 　。(不计绳重和摩擦)
3.如图所示,在水平地面上的物体A在拉力F的作用下向左做匀速直线运动。已知物体A的重力为100 N,受到的摩擦力为30 N,则绳子对物体A的拉力F'=　　　　N,作用在绳子自由端的力F=　　　　N。(不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦)
4.如图所示,物体A、B的重力分别是4 N和2 N,滑轮重、绳重及摩擦均不计,当A、B静止时,弹簧测力计C、D的示数分别为　　　　N和　　　　N。
5.重为500 N的工人用如图所示的滑轮组提升重物,已知动滑轮重100 N,不计绳重和滑轮摩擦。若绳子能承受的最大拉力为600 N,则站在地面上的工人能用此滑轮组提升最大重力为　　　　N的重物。
6.用如图所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动。若拉力F=3 N,忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的是 (　　)
A.物体A对动滑轮的拉力为3 N
B.物体A受到的拉力为1 N
C.物体A受到的摩擦力为9 N
D.竖直墙受到的拉力为9 N
类型二　滑轮组中距离和速度的计算
　　方法诠释:①在竖直方向上匀速提升重物时,s=nh、v绳=nv物;②在水平方向上拉物体做匀速直线运动时,s=ns'、v绳=nv物。(s表示绳子自由端移动的距离,n表示与动滑轮相连的绳子股数,h和s'表示物体移动的距离)
7.如图所示,使用该滑轮组提升重物,　　　　(选填“能”或“不能”)改变施力的方向;若手拉绳子自由端的速度为12 cm/s,则2 s内物体上升的高度为　　　　cm。
8.在水平地面上放置一个重为360 N的物体A,用如图所示的滑轮组拉动它做匀速直线运动,若拉力F为40 N,不计绳重、滑轮重及滑轮摩擦,则物体A与地面间的摩擦力是　　N;若物体A在2 s内移动了1 m,则绳子自由端移动的速度是　　　　m/s。
9.(2021广东)用如图甲所示的滑轮组提升重为200 N的物体,已知拉力F大小为80 N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图图乙所示,反映绳子自由端运动情况的图线是　　　　(选填“A”或“B”),动滑轮重为　　　　N。
10.如图所示,用滑轮组提升重物时,重为200 N的重物G在5 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为120 N,不计绳重及摩擦,求:
(1)绳子自由端被拉下的距离。
(2)绳子自由端移动的速度。
(3)动滑轮的重力。
类型三　滑轮组中绳子股数n的计算
　　方法诠释:①利用绳子自由端移动的距离和物体移动的距离进行计算,n=或n=;②在不计绳重、滑轮重和滑轮摩擦时,利用省力情况进行计算,n=或n=。(当n不是整数时,要采用“只入不舍”的方法处理小数位)
11.为了将重为600 N的物体运送到6 m高的楼顶上,某工人利用如图所示的滑轮组施加了300 N的拉力,绳子自由端移动的距离为18 m,则有　　　　股绳子承担物重。请根据题意在图中画出滑轮组的绕绳方法。
12.小衡同学的最大拉力是400 N,他想站在地面上将重900 N的物体提升2 m。则中可能完成的装置有(不计绳重、动滑轮重及摩擦) (　　)
A.只能选丁 B.只能选丙和丁
C.可能选乙、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁都能选
答案
专题训练(三)　有关滑轮组的计算
1.100　200
在不计绳重、滑轮重和摩擦时,绳子自由端的拉力F=G=×200 N=100 N;挂重物的绳子承受的拉力与物体的重力大小相等,为200 N。
2.乙　甲　165 N　110 N
由图示可知,甲滑轮组承重绳子的有效股数为n1=2,乙滑轮组承重绳子的有效股数为n2=3,在不计绳重及摩擦时,绳端的拉力分别为F甲===165 N,F乙===110 N,则同一物体用乙滑轮组更省力;由图示可知,甲滑轮组能改变用力的方向。
3.30　15　 因为水平地面上的物体A,在拉力F的作用下向左做匀速直线运动,所以在水平方向上物体A在拉力和摩擦力的作用下处于平衡状态,即F'=f=30 N;根据图示可知n=2,不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦,由F=F'可得:F=F'=×30 N=15 N。
4.2　4　 物体A、B的重力分别是4 N和2 N,此时绳子的拉力等于B的重力大小,即
2 N;对于测力计D来说,受到两股绳子向下的力,故此时D的示数是F=2 N×2=4 N;对于测力计C来说,只受到一股绳子的拉力,故C的示数是2 N。
5.900　 因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力为F=500 N,提升的最大物重:G=2F-G动=2×500 N-100 N=900 N。
6.C　 由图可知,动滑轮承担物体A受到摩擦力的绳子股数n=3,物体A受到动滑轮的拉力为F拉=3F=3×3 N=9 N,根据力的相互作用可知,物体A对动滑轮的拉力也为9 N,故A、B错误;物体A做匀速直线运动,物体A受到的摩擦力等于拉力,即物体A受到的摩擦力为9 N,故C正确;由图可知,竖直墙受到2股绳子的拉力,所以墙受到的拉力为F拉'=2F=2×3 N=6 N,故D错误。
7.不能　8　 (1)直接提升物体时用力方向向上,使用图示的滑轮组绳子自由端拉力方向也是向上,因此该滑轮组不能改变施力方向。(2)手拉绳子自由端的速度为12 cm/s,与动滑轮相连的绳子股数n=3;因为v绳=nv物,所以物体上升的速度:v物===4 cm/s,又因为v=,所以2 s内物体上升的高度:h=s=v物t=4 cm/s×2 s=8 cm。
8.120　1.5　 根据图示可知,与动滑轮相连的绳子股数n=3;因为不计绳与滑轮的重和滑轮摩擦,并且物体做匀速直线运动,可以得到F=f,则物体与地面间的摩擦力:
f=3F=3×40 N=120 N;
绳子自由端移动的距离:
s=3s'=3×1 m=3 m,绳子自由端移动的速度:
v===1.5 m/s。
9.A　40　 由图可知,n=3,则绳子自由端移动的速度是物体上升速度的3倍,图乙中,A和B的速度分别为vA===1.5 m/s、vB===0.5 m/s,A的速度是B的3倍,所以反映绳子自由端运动情况的图线是A;动滑轮重为G动=nF-G=3×80 N-200 N=40 N。
10.(1)由图知,物重和滑轮重由2股绳子承担,即n=2,所以,当重物G匀速上升1 m时,绳子的自由端被拉下的距离为s=ns'=2×1 m=2 m。
(2)重物G移动的速度:v物===0.2 m/s;
绳子自由端移动的速度:
v绳=2v物=2×0.2 m/s=0.4 m/s。
(3)在不计绳重及摩擦时,拉力:F=(G+G动),
所以动滑轮的重力:G动=2F-G=2×120 N-200 N=40 N。
11.3　如图图所示
12.B　 承担物重的绳子股数为n===2.5,所以此滑轮组至少由3股绳子承担物重,且拉力方向需要向下,所以至少需要一个动滑轮和两个定滑轮。甲、乙均只有一个定滑轮,不能满足拉力方向向下,所以只有丙、丁可以。