12.2 滑轮
一、滑轮的定义及分类
1.如图中利用了动滑轮的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,滑轮第一次受到F1的作用,第二次受到竖直向上F2的作用,物体的重力为G。在不计摩擦的情况下,将物体匀速向上提起时( )
A.F1<F2
B.F2=G
C.F1的力臂为OA
D.在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
3.如图所示,为了把较重的货物装入卡车,小明用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物提升到同一高度,忽略绳重和摩擦,下列分析正确的是( )
A.甲方式可以更省力 B.乙方式不能改变力的方向
C.两种方式做的有用功相等 D.两种方式人做的总功相同
竖拉滑轮
4.如图所示的滑轮组提升100N的重物,两个相同的滑轮的重力均为20N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为40N
B.若物体上移0.5m,则绳子自由端移动1m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/s
5.如图所示,已知物体A和动滑轮的总重为200N,当物体A勻速上升高度为1m时,拉力所做的功为( )J.(绳子与滑轮的摩擦力,空气阻力忽略不计!)
A. 100 B. 200 C. 300 D. 400
6.一旗杆顶端设计如图所示,A装置是 (选填"定"或"动")滑轮,若用20N的拉力使旗帜匀速提升15m,则拉力所做的功为 J.
7.如图是用滑轮组提升建筑材料的示意图,动滑轮质量为5kg,建筑材料质量为85kg。用拉力F将建筑材料以0.5m/s的速度匀速向上提起(忽略绳重及滑轮摩擦,g=10N/kg)。则拉力大小为 N,拉力功率为 W,该滑轮组在lmin内做的有用功为 J。
横拉滑轮
8.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是( )
A.F2的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体B对物体A的摩擦力向左,大小为6N
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
9.如题图所示,甲、乙两滑轮组拉着同一物体G在同一表面沿水平方向匀速运动(不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力),其中滑轮C是 (选填“动滑轮”或“定滑轮”);若物体G重10N,匀速运动时受到地面的摩擦力6N,可判断拉力较大的是 (选填“F1”或“F2”);其中F2的大小为 N。
10.如图所示,若绳子自由端水平拉力F为900N,物体A重1500N,不计滑轮重量和绳与滑轮间的摩擦。沿水平方向匀速拉动物体A,当绳子自由端移动3m时,物体A在水平方向上移动了 m,拉力所做的功是 J,物体重力所做的功是 J。
11.如图所示,装置在水平拉力F的作用下,物体M以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,已知弹簧测力计读数为4N,不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦,则水平拉力F做的功为 J,水平拉力F做功的功率 为W。
滑轮组的绕线方式
12.如图所示画出高台上的工人提升重物时最省力的绳子绕法。
五、滑轮组的综合计算
13.如图所示,将质量为0.5kg的物体挂在动滑轮下面浸入水中,动滑轮重、绳重及摩擦不计,此时拉力F为1.5N,则物体受到的浮力为 N。用动滑轮将物体从水中拉出后容器下表面受到水的压强将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)(g=10N/kg)。
14.如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮重100kg,绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把上表面距水面5m,质量为1×103kg,体积为0.5m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为2kW (g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体露出水面前拉力做的功;
15.利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为30N,边长为10cm的正方体物体。拉力F的大小为3N,物体在水平地面上匀速运动时,受到地面对它的摩擦力为4.5N.求:
(1)A处拉力大小;
(2)正方体物体对地面的压强是多少?
(3)若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s,求A处拉力所做的功和功率是多少?
参考答案:
1.C
2.D
3.C
4.B
5.B
6.定;300
7.300;450;25500
8.D
9.定滑轮;3;6
10.1;2700;0
11.16;0.8
12.
13.2;减小
14.(1)解:物体完全浸没在水中时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5000N
答:物体完全浸没在水中时受到的浮力为5000N;
(2)解:拉物体的绳子所受的拉力为F拉=G-F浮=mg-F浮=1×103kg×10N/kg-5000N=5000N
由图可知,n=3,绳重和摩擦不计,钢丝绳拉力F的大小为
钢丝绳移动的距离s=nh=3×5m=15m
物体露出水面前拉力做的功为W总=Fs=2000N×15m=3×104J
答:物体露出水面前拉力做的功为3×104J;
15.(1)A处拉力为4.5N;
(2)正方体物体对地面的压强是3000Pa;
(3)若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s,求A处拉力所做的功是4.5J,功率1.125W