[第十一章 2.滑 轮 第1课时 定滑轮和动滑轮]
一、选择题
1.(2021赤峰改编)升国旗时,旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升,关于旗杆上端定滑轮的作用,下列说法正确的是 ( )
A.省力 B.省距离
C.费力 D.改变力的方向
2.如图所示,林红同学用一根绳子绕过定滑轮,一端悬挂钩码,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速提升钩码。忽略绳重与摩擦,下列说法中正确的是 ( )
A.F1较小 B.F2较小
C.F3较小 D.三个力一样大
3.如图甲、乙所示,用大小相同的力F匀速提起两个物体,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则两物体所受重力的大小关系是( )
A.G1=2G2 B.G1=G2
C.G1=4G2 D.G1=G2
4.如图所示是林红同学探究“使用动滑轮”实验的装置示意图。关于探究活动中的操作,下列说法中正确的是 ( )
A.用弹簧测力计沿竖直向上和斜向上方向拉绳子时,读数相同
B.用弹簧测力计匀速和加速拉动时读数相同
C.用弹簧测力计匀速拉动和静止时的读数相同
D.用弹簧测力计缓慢拉动,更接近于匀速且方便读数
5.如图所示,把重为20 N的物体匀速向上提起,弹簧测力计的示数为12 N,若不计绳重及摩擦,则拉力及动滑轮重力的大小分别是 ( )
A.10 N 8 N B.12 N 4 N
C.16 N 8 N D.6 N 4 N
6.如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动,所用的拉力分别为F1、F2、F3,那么,下列关系式中正确的是 ( )
A.F1>F2>F3 B.F1C.F2>F1>F3 D.F27.晓月的质量为60 kg,可以举起90 kg的杠铃,晓萌的质量为80 kg,可以举起70 kg的杠铃。她们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来,比赛结果应是 ( )
A.晓月把晓萌拉起 B.晓萌把晓月拉起
C.两个都拉不起 D.两个都拉起
二、填空题
8.如图所示,夏天为遮阳,窗前挂有竹帘,其顶部安装的是两个________滑轮,这种滑轮的作用是________________ 。
9.如图所示,林红同学用动滑轮匀速提起重100 N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则林红作用在绳子A端的拉力为________N;若实际测量A端的拉力为55 N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为________N。
10.如图所示,物体甲和乙的重力都是200 N,若滑轮重均为20 N(不计绳重和摩擦),当用力分别匀速提升物体甲和乙时,F甲= N,F乙=________N。如图果物体被提升的高度均为1 m,力F甲移动的距离为 m,力F乙移动的距离为 m。
11.如图所示,物体A的质量为5 kg,在水平方向拉力F的作用下,物体恰好以0.1 m/s的速度匀速前进。已知拉力F的大小为20 N,物体A受到的摩擦力为________N,绳子自由端移动的速度为________m/s。(假设绳子足够长,滑轮重、绳重和滑轮摩擦忽略不计)
三、实验探究题
12.如图所示是小海同学研究“定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如图下表所示。
实验 次序 钩码重 G/N 钩码升高 高度h/m 测力计示 数F/N 测力计移 动距离s/m
甲 1 0.2 1 0.2
乙 1 0.2 1 0.2
丙 1 0.2 0.55 0.4
请你分析:
(1)比较甲、乙两图及实验数据,可得到的初步结论:使用定滑轮 __________________ 。
(2)比较甲、丙两图及实验数据,可得到的初步结论: _______________________________ 。
(3)把钩码提升相同的高度,比较乙、丙实验中测力计移动的距离,可得到的初步结论:使用动滑轮可以________,但费________ 。
(4)如图果要得到正确的结论,还必须进行多次测量,目的是________(填字母)。
A.从实验中选取最准确的数据
B.取平均值,减小误差
C.排除结论的偶然性,得到普遍规律
D.利用控制变量法
13.(2021恩施州)如图所示,有人利用该滑轮将G=100 N的物体匀速提升了20 cm(不计绳重和摩擦),此过程滑轮上升的高度是________m,若动滑轮重10 N,则F=________N。
答案
第1课时 定滑轮和动滑轮
1.D
2.D 由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,忽略绳重和摩擦,F1、F2、F3都与物重相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故D正确。
3.B 用大小相同的力F匀速提起两个物体。(1)图甲使用的是定滑轮,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F=G1;(2)图乙使用的是动滑轮,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F=G2;则G1=G2。
4.D 在探究动滑轮特点的实验中,要用弹簧测力计沿竖直向上拉绳子,若斜向上拉绳子,弹簧测力计的示数会变大,故A错;实验时,要用弹簧测力计匀速拉动,若加速拉动,示数会变大,故B错;实验时,要用弹簧测力计匀速拉动,若静止时读数,示数会偏小,故C错;实验时,要用弹簧测力计缓慢拉动,更接近于匀速,方便读数,并且测量更准确,故D正确。
5.B 绳子的拉力大小和弹簧测力计的示数大小相等,故拉力F=12 N;承担物重的绳子股数n=2,不计摩擦和绳重时,F=(G物+G动),动滑轮重:G动=2F-G物=2×12 N-20 N=4 N。
6.D 第一个图中滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡知,此时拉力F1=f;第二个图中滑轮为动滑轮,因为动滑轮可省一半的力,所以根据二力平衡知,此时拉力F2=f;第三个图中滑轮为动滑轮,由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向左的拉力,即F3=2f,由此可得F27.B 晓月和晓萌虽然她们能举起的杠铃重力不一样,但向下拉定滑轮上绳子的拉力与她们胳膊的举力无关,对绳子的拉力最大能达到自身的重力大小,由于装置是定滑轮,只改变力的方向,不能省力,所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的晓月的重力,则绳子上的作用力小于晓萌的重力,即晓萌能把晓月拉起。
8.定 改变力的方向
由图可知,两个滑轮的轮轴都是固定在墙壁上的,所以两个滑轮应该都是定滑轮。
使用定滑轮的特点是不省力,但可以改变力的方向。
9.50 10
(1)因为动滑轮有2股绳子承担物重,不计动滑轮重、绳重和摩擦,
所以拉力F=G=×100 N=50 N。
(2)若不计绳重及摩擦,实际测量A端的拉力为55 N时,根据F=(G+G动)得,动滑轮重:
G动=2F'-G=2×55 N-100 N=10 N。
10.200 110 1 2
11.40 0.2 物体A受到的摩擦力:f=2F=2×20 N=40 N;绳子自由端移动的速度:v拉=2v物=2×0.1 m/s=0.2 m/s。
12.(1)不省力也不费力,但可以改变动力的方向
(2)使用动滑轮能省力,但费距离且不能改变动力的方向
(3)省力 距离 (4)C
13.0.1 210
物体上升的高度h=20 cm=0.2 m,以滑轮为研究对象,则滑轮上升高度是物体上升高度的,为0.1 m,滑轮受到向上的拉力F、向下的两股绳子的拉力(且F1=F2=G)以及滑轮自身的重力G动(方向竖直向下),物体被匀速提起时,滑轮匀速上升,由力的平衡条件可得:F=F1+F2+G动=2G+G动=2×100 N+10 N=210 N。