粤沪版八年级物理下册6.6 探究滑轮的作用 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·临漳期末)旗杆顶部装有一个定滑轮,它能起到的作用是( )
A.既不省力,也不能改变施力方向
B.虽不省力,但能改变施力方向
C.既省力,又能改变施力方向
D.虽省力,但不能改变施力方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部装有一个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力。
2.(2022八下·南丹期末)升国旗的旗杆上有个重要装置是( )
A.动滑轮 B.杠杆 C.滑轮组 D.定滑轮
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】滑轮的轴固定在旗杆上,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,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮的轴固定不动,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。
3.(2022八下·顺平期末)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力
【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】根据定滑轮和动滑轮的特点可知,甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向,乙是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮,不省力,但能改变力的方向;动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向。
4.(2022八下·英德期末)一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是( )
A.动滑轮,能省力 B.动滑轮,能改变力的方向
C.定滑轮,能省力 D.定滑轮,能改变力的方向
【答案】A
【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】由图可知,该滑轮能随物体一起移动,所以他安装的是动滑轮,根据动滑轮的特点可知,此时人所施加的拉力为汽车所受阻力的一半,即能够省力。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】和物体一起运动的滑轮是动滑轮,动滑轮可以省力。
5.(2022八下·成武期末)下列简单机械在使用时可以省力的是( )
A.起钉锤 B.定滑轮
C.镊子 D.筷子
【答案】A
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.起钉锤在使用过程中动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,能够省力,A符合题意;
B.定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,B不符合题意;
C.镊子在使用的过程中动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,不能省力,C不符合题意;
D.筷子在使用过程中动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,不能省力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂,是省力杠杆;定滑轮不能省力。
6.(2022八下·惠城期末)如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方向开门,最容易的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】ABC.推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力,AB不符合题意,C符合题意;
D.而沿门方向向外拉,力的作用线过轴的位置,相当于动力臂为0,无法推开门,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力。
7.(2022八下·深圳期末)如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路,修建盘山公路的目的是( )
A.减小车轮与路面的摩擦 B.减小汽车牵引力所做的功
C.减小汽车上坡时所需的牵引力 D.提高汽车上坡时发动机的功率
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.盘山公路依山而建,相当于斜面模型,主要是为了减小重力沿斜面方向的分量,从而减小牵引力,而不是为了减小摩擦,A不符合题意;
B.汽车做的功等于机械能增量和克服摩擦力做功之和,由于路程的增加,克服摩擦力做功增大,故汽车牵引力所做的功增大,B不符合题意;
C.盘山公路依山而建,坡度较小,主要是减小重力的下滑分量和增大垂直分量,这样,当汽车匀速上坡时,可以减小牵引力,C符合题意;
D.汽车的功率由汽车本身决定,与路面情况无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】盘山公路属于斜面,使用斜面一定省力。
8.(2022八下·玉林期末)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升同一重物G,若不计摩擦和绳重,则下列判断不正确的是( )
A.F1=F2 B.使用甲装置可省力
C.F3=F4 D.使用乙装置可改变力的方向
【答案】A
【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】AB.图甲中,滑轮的轴随物体一起移动,是动滑轮,动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力。在不计绳重及摩擦时,向F1方向用力时,动力臂是阻力臂的两倍,所以F1=G,向F2方向用力时,动力臂小于阻力臂的两倍,所以F2>G,那么F1CD.图乙中,滑轮的轴不随物体一起移动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,在不计绳重及摩擦时,向F3、F4方向用力,其大小相等,即F3=F4=G,CD正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力;使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向;动力臂越大越省力。
9.(2022八下·青羊期末)如图所示,修理汽车的师傅使用短柄扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长柄扳手来拧,就很容易拧开,这不能说明( )
A.力的作用效果与力的作用点有关
B.使用杠杆可以省力
C.使用斜面可以省力
D.使用轮轴可以省力
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.短柄扳手拧螺母时,很难拧开,换用长柄扳手来拧螺母,是通过改变力的作用点来改变力的作用效果的,A不合题意;
B.扳手拧螺母相当于一个杠杆,换用长柄扳手来拧螺母,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件可知,可以省力,B不合题意;
CD.扳手拧螺母是轮轴的应用,在轮上用力省力,C符合题意,D不合题意。
故答案为:C。
【分析】增大动力臂可以使动力减小;力的作用点改变,力的作用效果不同;力作用在轮上时,可以省力。
10.(2022八下·青羊期末)如图所示,滑轮组悬挂在水平钢架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,通过滑轮A和滑轮B使物体C匀速上升,关于人拉动绳子时的过程,下列分析正确的是( )
A.滑轮A相对子物体C在运动,所以A是动滑轮
B.滑轮B相对于物体C静止不动,B是定滑轮
C.滑轮A起到了改变人所施加的拉力方向的作用
D.滑轮B起到了改变人所施加的拉力方向的作用
【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】AB.由图可知,滑轮A位置固定不变,滑轮B随重物一起移动,所以滑轮A为定滑轮,滑轮B为动滑轮,AB不符合题意;
CD.定滑轮使用时可以改变人所施加的拉力方向的作用,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,和物体一起移动的滑轮是动滑轮,动滑轮可以省力。
11.(2022八下·潮安期末)如图所示,物体A所受的重力为100N,滑轮所受的重力是20N,当整个装置静止时,弹簧测力计的读数是140N,不计绳重及滑轮摩擦,物体B所受的重力是( )
A.40N B.50N C.60N D.70N
【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由弹簧测力计的示数为140N,滑轮重20N,定滑轮两侧拉力是相等的,再加上B没有与地面接触,拉力F=GB,由受力分析可得
所以物体B所受的重力为。
故答案为:C。
【分析】根据公式,计算物重。
12.(2022八下·高安期末)利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),平板斜角a>β。对比四次搬运货物的过程,最省力的方式是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】甲、乙、丙、丁四种方式中,货箱装滑轮的可以减小摩擦力,斜面倾角小的省力,所以丁中的方式最省力,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】使用斜面一定省力,滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
13.(2022八下·兴化期末)机械的发展使用推动人类文明发展,下列工具在使用中,为了省距离的是( )
A.开瓶器 B.定滑轮
C.扫地的扫帚 D.起钉锤
【答案】C
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】AD.开瓶器、起钉锤使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,省力费距离,手握住的一端要多移动距离,AD不符合题意;
B.定滑轮在使用时相当于等臂杠杆,不能省力,也不能省距离,但也不费距离,B不符合题意;
C.扫地的扫帚在使用工程中相当于费力杠杆,动力臂小于阻力臂,省距离但费力,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,省力费距离;定滑轮在使用时相当于等臂杠杆,不能省力,也不能省距离;动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离但费力。
14.(2022八下·伊川期末)下列说法正确的是( )
A.使用杠杆一定可以省力
B.钢丝钳是费力杠杆
C.定滑轮是等臂杠杆,可以改变力的方向
D.滑轮组既可以省力也可以省功
【答案】C
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.使用杠杆时,若动力臂小于阻力臂,例如镊子,费力但省距离,A不符合题意;
B.钢丝钳的动力臂大于阻力臂,所以钢丝钳是省力杠杆,B不符合题意;
C.定滑轮实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,C符合题意;
D.滑轮组既可以省力不能省功,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】定滑轮是等臂杠杆;定滑轮可以改变力的方向;使用任何机械都不能省功。
15.(2022八下·肇源期末)如图所示,用下列简单机械,使重力为G的物体都处于静止状态,其中用力最大的是(均不计摩擦)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计摩擦,各选项中拉力的大小分别为:
A.由于杠杆平衡,动力臂大于阻力臂,所以F1B.由于杠杆平衡,动力臂小于阻力臂,所以F2>G;
C.使用定滑轮不省力,所以F3=G;
D.使用动滑轮可以省一半力,所以;
由以上分析可知,B选项中用力最大,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】省力杠杆:L1>L2,平衡时F1F2;定滑轮不省力;动滑轮可以省一半力。
二、填空题
16.(2022八下·新抚期末)如图所示是家庭中经常用到的螺丝刀和螺丝钉。螺丝刀在拧螺丝钉时,它相当于简单机械中的 。螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的 。使用这两种简单机械都可以达到 (填“省力”或“省距离”)的目的。
【答案】轮轴;斜面;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】轮轴是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,螺丝刀的刀把相当于大轮,刀身相当于小轮,所以螺丝刀在拧螺丝钉时,它相当于简单机械中的轮轴。
螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的斜面,由可知,斜面是在总功一定时,通过增大运动距离来达到省力效果的。
轮轴相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,可以省力,但要费距离;斜面也是个省力但费距离的机械,所以这两种简单机械都可以达到省力的目的。
【分析】半径不同的圆组成的简单机械是轮轴,螺旋是特殊斜面,可以省力。
17.(2022八下·屯昌期末)如图所示,升旗杆顶部有一个 轮,使用它不能省力,但可以改变 。
【答案】定滑;力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】升国旗时,旗杆顶部滑轮的轴的位置固定不动,为定滑轮,其作用是改变力的方向。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
18.(2022八下·勃利期末)如图所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动,可打开车门。此时钥匙相当于 (选填“轮轴”“滑轮”或“斜面”),它是 (选填“省力”或“费力”)机械。
【答案】轮轴;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴,轮轴是杠杆的一种变形;其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以轮轴是一种省力杠杆。
【分析】半径不同的圆组成的简单机械是轮轴;力作用在轮上,可以省力。
19.(2022八下·集贤期末)如图所示,物体A的质量为5千克,在水平向左拉力F的作用下,物体沿水平地面向左匀速运动了0.1米。已知拉力F的大小为10牛,物体A受到的摩擦力为 牛,绳子自由端移动的距离为 米(不计滑轮自重与摩擦)。
【答案】20;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由题意可知,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由图可得,使用动滑轮拉物体,在不计滑轮自重与摩擦的情况下,可省一半的力,所以可得,所以物体A受到的摩擦力为f=2F=2×10N=20N
动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离,所以可得,绳子自由端移动的距离为s=2s1=2×0.1m=0.2m
【分析】根据,求出摩擦力;动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离。
20.(2022八下·承德期末)如图所示,分别利用甲,乙两滑轮匀速提起两个重物,图中使用甲滑轮的好处是 。其中乙滑轮的自由端F2上升4m,则物体升高 m;不计滑轮和绳子的重力及摩擦,若拉力F1=F2,则G1 G2(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【答案】可以改变作用力方向;2;小于
【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】如图所示甲为定滑轮,乙为动滑轮。
图中使用甲滑轮的好处是,可以改变作用力方向。
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半力多费1倍距离,乙滑轮的自由端F2上升4m,则物体升高2m。
定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故F1=G1
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,故
则G2=2F2
故G1【分析】定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力,但费距离;动滑轮可以省一半力。
21.(2022八下·乾安期末)用起重机吊臂上的滑轮组吊起重物的情景如图所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是 ,最下面的大滑轮相当于 杠杆。
【答案】可以改变力的方向;省力
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中上面的小滑轮是定滑轮,使用定滑轮既不省力也不费力,其好处是可以改变力的方向。
下面的大滑轮是动滑轮,相当于省力杠杆。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力。
22.(2022八下·临泉期末)如图所示,物体A和B所受重力都为40牛,其中 图为定滑轮(选填“(a)”或“(b)”),作用是 。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦,当竖直用力分别匀速提起物体A和B时,力FA大小为 牛
【答案】(b);改变力的方向;20
【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】使用过程中,滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中,滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,B图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮。
定滑轮在使用过程中,总是绕着固定点转动,也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆,其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径,大小不变。故使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
由图知,用于提升物体A的滑轮为动滑轮,直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦,所以拉力的大小为
【分析】滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮;使用过程中,滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮;动滑轮可以省一半力。
23.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,在每周一学校的升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个定滑轮,使用该滑轮的好处是 。其实质是 杠杆。
【答案】改变力的方向;等臂
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部有一个定滑轮,定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
【分析】定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
24.(2022八下·亳州期末)如图所示,物体置于水平桌面上,装置保持静止,物体重,物体重。桌面对物体的支持力是由于 发生形变而产生的;不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦,桌面对物体的摩擦力方向 (选填“水平向左”或“水平向右”),大小为 。
【答案】桌面;水平向左;20
【知识点】弹力;摩擦力的方向;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】桌面对物体的支持力的施力物体是桌面,这个力属于弹力,则这个支持力是由桌面发生弹性形变而产生的。
由图可知,绳子自由端的拉力
动滑轮上有二段绳子,则n=2,不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦,装置保持静止,物体置于水平桌面上,在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡条件可得
摩擦力的方向与拉力的方向相反,水平向左。
【分析】弹力是施力物体发生形变产生的,根据,求出摩擦力大小,摩擦力的方向与拉力的方向相反。
25.(2022八下·丰满期末)升国旗的旗杆顶部安装的是 滑轮,用此滑轮的优点是可以改变力的 。
【答案】定;方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】固定在支架上,不随重物上下移动的滑轮叫定滑轮。升国旗的旗杆顶部安装的是定滑轮,用此滑轮虽不能省力,但优点是可以改变力的方向。
【分析】固定在支架上,不随重物上下移动的滑轮叫定滑轮;此滑轮虽不能省力,但优点是可以改变力的方向。
三、作图题
26.(2022八下·朝阳期末)如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。要求标明各个力的大小。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】重物在上升过程中受到竖直向下的重力G及绳子对物体竖直向上的拉力T的作用,作用点在物体的重心,由二力平衡的条件T=900N
因绳、滑轮的自重及摩擦不计,重物绳子的条数为
所以需要3条绳子提升重物,应该将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示:
【分析】根据滑轮组的动滑轮和定滑轮,组装滑轮组;根据物体的重力和绳子的拉力,计算绳子股数。
27.(2022八下·惠州期末)景区提升观光缆车装置用到了滑轮,小亚同学做了一个滑轮组简图,如图所示,用滑轮组提升重物,请画出该滑轮组最省力的绕线方式。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,绳子段数越多越省力,故从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有3段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示:
【分析】滑轮组的动滑轮上绳子股数越多越省力,将滑轮组绕线组装。
四、实验探究题
28.(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。
29.(2021八下·崂山期末)研究滑轮的特点。
(1)图甲是 滑轮,使用此滑轮分别用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速提升重物(如图丙),则三个力的大小关系是 。
(2)想要探究使用滑轮能否省距高,应当分别测量利用两个滑轮把物体匀速提升时,物体的移动距离 h和手移动的距离s,发现使用图甲滑轮时,s h;使用图乙滑轮时s h(填<、>或=)。
【答案】(1)定;
(2)=;>
【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】(1)图甲滑轮的轴固定不动,属于定滑轮。
分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,由于使用定滑轮不省力也不费力,所以三个力的大小关系是F1=F2=F3
(2)定滑轮不省距离,所以s=h。
乙滑轮是动滑轮,动滑轮省力,费距离,所以s>h。
【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。
五、计算题
30.(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)。
六、简答题
31.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.
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一、单选题
1.(2022八下·临漳期末)旗杆顶部装有一个定滑轮,它能起到的作用是( )
A.既不省力,也不能改变施力方向
B.虽不省力,但能改变施力方向
C.既省力,又能改变施力方向
D.虽省力,但不能改变施力方向
2.(2022八下·南丹期末)升国旗的旗杆上有个重要装置是( )
A.动滑轮 B.杠杆 C.滑轮组 D.定滑轮
3.(2022八下·顺平期末)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力
4.(2022八下·英德期末)一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是( )
A.动滑轮,能省力 B.动滑轮,能改变力的方向
C.定滑轮,能省力 D.定滑轮,能改变力的方向
5.(2022八下·成武期末)下列简单机械在使用时可以省力的是( )
A.起钉锤 B.定滑轮
C.镊子 D.筷子
6.(2022八下·惠城期末)如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方向开门,最容易的是( )
A. B.
C. D.
7.(2022八下·深圳期末)如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路,修建盘山公路的目的是( )
A.减小车轮与路面的摩擦 B.减小汽车牵引力所做的功
C.减小汽车上坡时所需的牵引力 D.提高汽车上坡时发动机的功率
8.(2022八下·玉林期末)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升同一重物G,若不计摩擦和绳重,则下列判断不正确的是( )
A.F1=F2 B.使用甲装置可省力
C.F3=F4 D.使用乙装置可改变力的方向
9.(2022八下·青羊期末)如图所示,修理汽车的师傅使用短柄扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长柄扳手来拧,就很容易拧开,这不能说明( )
A.力的作用效果与力的作用点有关
B.使用杠杆可以省力
C.使用斜面可以省力
D.使用轮轴可以省力
10.(2022八下·青羊期末)如图所示,滑轮组悬挂在水平钢架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,通过滑轮A和滑轮B使物体C匀速上升,关于人拉动绳子时的过程,下列分析正确的是( )
A.滑轮A相对子物体C在运动,所以A是动滑轮
B.滑轮B相对于物体C静止不动,B是定滑轮
C.滑轮A起到了改变人所施加的拉力方向的作用
D.滑轮B起到了改变人所施加的拉力方向的作用
11.(2022八下·潮安期末)如图所示,物体A所受的重力为100N,滑轮所受的重力是20N,当整个装置静止时,弹簧测力计的读数是140N,不计绳重及滑轮摩擦,物体B所受的重力是( )
A.40N B.50N C.60N D.70N
12.(2022八下·高安期末)利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),平板斜角a>β。对比四次搬运货物的过程,最省力的方式是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
13.(2022八下·兴化期末)机械的发展使用推动人类文明发展,下列工具在使用中,为了省距离的是( )
A.开瓶器 B.定滑轮
C.扫地的扫帚 D.起钉锤
14.(2022八下·伊川期末)下列说法正确的是( )
A.使用杠杆一定可以省力
B.钢丝钳是费力杠杆
C.定滑轮是等臂杠杆,可以改变力的方向
D.滑轮组既可以省力也可以省功
15.(2022八下·肇源期末)如图所示,用下列简单机械,使重力为G的物体都处于静止状态,其中用力最大的是(均不计摩擦)( )
A. B.
C. D.
二、填空题
16.(2022八下·新抚期末)如图所示是家庭中经常用到的螺丝刀和螺丝钉。螺丝刀在拧螺丝钉时,它相当于简单机械中的 。螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的 。使用这两种简单机械都可以达到 (填“省力”或“省距离”)的目的。
17.(2022八下·屯昌期末)如图所示,升旗杆顶部有一个 轮,使用它不能省力,但可以改变 。
18.(2022八下·勃利期末)如图所示,插入锁孔的钥匙转动时,锁芯随之转动,可打开车门。此时钥匙相当于 (选填“轮轴”“滑轮”或“斜面”),它是 (选填“省力”或“费力”)机械。
19.(2022八下·集贤期末)如图所示,物体A的质量为5千克,在水平向左拉力F的作用下,物体沿水平地面向左匀速运动了0.1米。已知拉力F的大小为10牛,物体A受到的摩擦力为 牛,绳子自由端移动的距离为 米(不计滑轮自重与摩擦)。
20.(2022八下·承德期末)如图所示,分别利用甲,乙两滑轮匀速提起两个重物,图中使用甲滑轮的好处是 。其中乙滑轮的自由端F2上升4m,则物体升高 m;不计滑轮和绳子的重力及摩擦,若拉力F1=F2,则G1 G2(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
21.(2022八下·乾安期末)用起重机吊臂上的滑轮组吊起重物的情景如图所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是 ,最下面的大滑轮相当于 杠杆。
22.(2022八下·临泉期末)如图所示,物体A和B所受重力都为40牛,其中 图为定滑轮(选填“(a)”或“(b)”),作用是 。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦,当竖直用力分别匀速提起物体A和B时,力FA大小为 牛
23.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,在每周一学校的升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个定滑轮,使用该滑轮的好处是 。其实质是 杠杆。
24.(2022八下·亳州期末)如图所示,物体置于水平桌面上,装置保持静止,物体重,物体重。桌面对物体的支持力是由于 发生形变而产生的;不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦,桌面对物体的摩擦力方向 (选填“水平向左”或“水平向右”),大小为 。
25.(2022八下·丰满期末)升国旗的旗杆顶部安装的是 滑轮,用此滑轮的优点是可以改变力的 。
三、作图题
26.(2022八下·朝阳期末)如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。要求标明各个力的大小。
27.(2022八下·惠州期末)景区提升观光缆车装置用到了滑轮,小亚同学做了一个滑轮组简图,如图所示,用滑轮组提升重物,请画出该滑轮组最省力的绕线方式。
四、实验探究题
28.(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 。
29.(2021八下·崂山期末)研究滑轮的特点。
(1)图甲是 滑轮,使用此滑轮分别用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速提升重物(如图丙),则三个力的大小关系是 。
(2)想要探究使用滑轮能否省距高,应当分别测量利用两个滑轮把物体匀速提升时,物体的移动距离 h和手移动的距离s,发现使用图甲滑轮时,s h;使用图乙滑轮时s h(填<、>或=)。
五、计算题
30.(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
六、简答题
31.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?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部装有一个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力。
2.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】滑轮的轴固定在旗杆上,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,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮的轴固定不动,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。
3.【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】根据定滑轮和动滑轮的特点可知,甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向,乙是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮,不省力,但能改变力的方向;动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向。
4.【答案】A
【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】由图可知,该滑轮能随物体一起移动,所以他安装的是动滑轮,根据动滑轮的特点可知,此时人所施加的拉力为汽车所受阻力的一半,即能够省力。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】和物体一起运动的滑轮是动滑轮,动滑轮可以省力。
5.【答案】A
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.起钉锤在使用过程中动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,能够省力,A符合题意;
B.定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,B不符合题意;
C.镊子在使用的过程中动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,不能省力,C不符合题意;
D.筷子在使用过程中动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,不能省力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂,是省力杠杆;定滑轮不能省力。
6.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】ABC.推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力,AB不符合题意,C符合题意;
D.而沿门方向向外拉,力的作用线过轴的位置,相当于动力臂为0,无法推开门,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力。
7.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.盘山公路依山而建,相当于斜面模型,主要是为了减小重力沿斜面方向的分量,从而减小牵引力,而不是为了减小摩擦,A不符合题意;
B.汽车做的功等于机械能增量和克服摩擦力做功之和,由于路程的增加,克服摩擦力做功增大,故汽车牵引力所做的功增大,B不符合题意;
C.盘山公路依山而建,坡度较小,主要是减小重力的下滑分量和增大垂直分量,这样,当汽车匀速上坡时,可以减小牵引力,C符合题意;
D.汽车的功率由汽车本身决定,与路面情况无关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】盘山公路属于斜面,使用斜面一定省力。
8.【答案】A
【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】AB.图甲中,滑轮的轴随物体一起移动,是动滑轮,动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力。在不计绳重及摩擦时,向F1方向用力时,动力臂是阻力臂的两倍,所以F1=G,向F2方向用力时,动力臂小于阻力臂的两倍,所以F2>G,那么F1CD.图乙中,滑轮的轴不随物体一起移动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,在不计绳重及摩擦时,向F3、F4方向用力,其大小相等,即F3=F4=G,CD正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力;使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向;动力臂越大越省力。
9.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.短柄扳手拧螺母时,很难拧开,换用长柄扳手来拧螺母,是通过改变力的作用点来改变力的作用效果的,A不合题意;
B.扳手拧螺母相当于一个杠杆,换用长柄扳手来拧螺母,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件可知,可以省力,B不合题意;
CD.扳手拧螺母是轮轴的应用,在轮上用力省力,C符合题意,D不合题意。
故答案为:C。
【分析】增大动力臂可以使动力减小;力的作用点改变,力的作用效果不同;力作用在轮上时,可以省力。
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】AB.由图可知,滑轮A位置固定不变,滑轮B随重物一起移动,所以滑轮A为定滑轮,滑轮B为动滑轮,AB不符合题意;
CD.定滑轮使用时可以改变人所施加的拉力方向的作用,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,和物体一起移动的滑轮是动滑轮,动滑轮可以省力。
11.【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由弹簧测力计的示数为140N,滑轮重20N,定滑轮两侧拉力是相等的,再加上B没有与地面接触,拉力F=GB,由受力分析可得
所以物体B所受的重力为。
故答案为:C。
【分析】根据公式,计算物重。
12.【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】甲、乙、丙、丁四种方式中,货箱装滑轮的可以减小摩擦力,斜面倾角小的省力,所以丁中的方式最省力,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】使用斜面一定省力,滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
13.【答案】C
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】AD.开瓶器、起钉锤使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,省力费距离,手握住的一端要多移动距离,AD不符合题意;
B.定滑轮在使用时相当于等臂杠杆,不能省力,也不能省距离,但也不费距离,B不符合题意;
C.扫地的扫帚在使用工程中相当于费力杠杆,动力臂小于阻力臂,省距离但费力,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,省力费距离;定滑轮在使用时相当于等臂杠杆,不能省力,也不能省距离;动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离但费力。
14.【答案】C
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.使用杠杆时,若动力臂小于阻力臂,例如镊子,费力但省距离,A不符合题意;
B.钢丝钳的动力臂大于阻力臂,所以钢丝钳是省力杠杆,B不符合题意;
C.定滑轮实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,C符合题意;
D.滑轮组既可以省力不能省功,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】定滑轮是等臂杠杆;定滑轮可以改变力的方向;使用任何机械都不能省功。
15.【答案】B
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】不计摩擦,各选项中拉力的大小分别为:
A.由于杠杆平衡,动力臂大于阻力臂,所以F1B.由于杠杆平衡,动力臂小于阻力臂,所以F2>G;
C.使用定滑轮不省力,所以F3=G;
D.使用动滑轮可以省一半力,所以;
由以上分析可知,B选项中用力最大,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】省力杠杆:L1>L2,平衡时F1F2;定滑轮不省力;动滑轮可以省一半力。
16.【答案】轮轴;斜面;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】轮轴是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,螺丝刀的刀把相当于大轮,刀身相当于小轮,所以螺丝刀在拧螺丝钉时,它相当于简单机械中的轮轴。
螺丝钉上的螺纹相当于简单机械中的斜面,由可知,斜面是在总功一定时,通过增大运动距离来达到省力效果的。
轮轴相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,可以省力,但要费距离;斜面也是个省力但费距离的机械,所以这两种简单机械都可以达到省力的目的。
【分析】半径不同的圆组成的简单机械是轮轴,螺旋是特殊斜面,可以省力。
17.【答案】定滑;力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】升国旗时,旗杆顶部滑轮的轴的位置固定不动,为定滑轮,其作用是改变力的方向。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
18.【答案】轮轴;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴,轮轴是杠杆的一种变形;其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以轮轴是一种省力杠杆。
【分析】半径不同的圆组成的简单机械是轮轴;力作用在轮上,可以省力。
19.【答案】20;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由题意可知,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由图可得,使用动滑轮拉物体,在不计滑轮自重与摩擦的情况下,可省一半的力,所以可得,所以物体A受到的摩擦力为f=2F=2×10N=20N
动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离,所以可得,绳子自由端移动的距离为s=2s1=2×0.1m=0.2m
【分析】根据,求出摩擦力;动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离。
20.【答案】可以改变作用力方向;2;小于
【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】如图所示甲为定滑轮,乙为动滑轮。
图中使用甲滑轮的好处是,可以改变作用力方向。
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半力多费1倍距离,乙滑轮的自由端F2上升4m,则物体升高2m。
定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故F1=G1
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,故
则G2=2F2
故G1【分析】定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力,但费距离;动滑轮可以省一半力。
21.【答案】可以改变力的方向;省力
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中上面的小滑轮是定滑轮,使用定滑轮既不省力也不费力,其好处是可以改变力的方向。
下面的大滑轮是动滑轮,相当于省力杠杆。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力。
22.【答案】(b);改变力的方向;20
【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】使用过程中,滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中,滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,B图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮。
定滑轮在使用过程中,总是绕着固定点转动,也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆,其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径,大小不变。故使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
由图知,用于提升物体A的滑轮为动滑轮,直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦,所以拉力的大小为
【分析】滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮;使用过程中,滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮;动滑轮可以省一半力。
23.【答案】改变力的方向;等臂
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部有一个定滑轮,定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
【分析】定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
24.【答案】桌面;水平向左;20
【知识点】弹力;摩擦力的方向;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】桌面对物体的支持力的施力物体是桌面,这个力属于弹力,则这个支持力是由桌面发生弹性形变而产生的。
由图可知,绳子自由端的拉力
动滑轮上有二段绳子,则n=2,不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦,装置保持静止,物体置于水平桌面上,在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡条件可得
摩擦力的方向与拉力的方向相反,水平向左。
【分析】弹力是施力物体发生形变产生的,根据,求出摩擦力大小,摩擦力的方向与拉力的方向相反。
25.【答案】定;方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】固定在支架上,不随重物上下移动的滑轮叫定滑轮。升国旗的旗杆顶部安装的是定滑轮,用此滑轮虽不能省力,但优点是可以改变力的方向。
【分析】固定在支架上,不随重物上下移动的滑轮叫定滑轮;此滑轮虽不能省力,但优点是可以改变力的方向。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】重物在上升过程中受到竖直向下的重力G及绳子对物体竖直向上的拉力T的作用,作用点在物体的重心,由二力平衡的条件T=900N
因绳、滑轮的自重及摩擦不计,重物绳子的条数为
所以需要3条绳子提升重物,应该将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示:
【分析】根据滑轮组的动滑轮和定滑轮,组装滑轮组;根据物体的重力和绳子的拉力,计算绳子股数。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,绳子段数越多越省力,故从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有3段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示:
【分析】滑轮组的动滑轮上绳子股数越多越省力,将滑轮组绕线组装。
28.【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。
29.【答案】(1)定;
(2)=;>
【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】(1)图甲滑轮的轴固定不动,属于定滑轮。
分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,由于使用定滑轮不省力也不费力,所以三个力的大小关系是F1=F2=F3
(2)定滑轮不省距离,所以s=h。
乙滑轮是动滑轮,动滑轮省力,费距离,所以s>h。
【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。
30.【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)。
31.【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.
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