滑轮同步检测题
一、选择题
1、如图所示,小明分别用甲滑轮、乙滑轮把重力相同的物体匀速提升到相同的高度,则( )
A.使用甲滑轮可以省力 B. 使用乙滑轮可以改变力的方向
C.使用甲滑轮做的有用功多 D. 使用乙滑轮的机械效率为100%
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2、如图所示,在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时,拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦),正确的是( )
A.F甲>F乙 B. F乙=F丙 C.F丙<F丁 D.一样大
3、小李的质量为50 kg,可以举起80 ( http: / / www.21cnjy.com ) kg的杠铃;小胖的质量为70 kg,可以举起60 kg的杠铃。他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.小李把小胖拉起 B.小胖把小李拉起
C.两个都拉不起 D.两个都拉起
4、“和谐社会,保障民生”,2012年全国 ( http: / / www.21cnjy.com )建设保障性住房逾1 700 万套。施工中,一工人利用如图所示的滑轮,若沿不同方向将一桶建筑材料提到高处(不计摩擦),那么工人用的拉力( )
A.F1大 B.F2大 C.F3大 D.一样大
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5、如图所示的滑轮组,每个滑轮的重为20N,绳子重力及摩擦不计.用它匀速提升重为100N的物体,所用的拉力F是( )
A.50N B.60N C.70N D.120N
6、借助简单机械将重物提升,若不计滑轮重量及摩擦,以下装置最省力的是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com )D. ( http: / / www.21cnjy.com )
7、如图所示装置中,均匀木棒AB的A端固定 ( http: / / www.21cnjy.com )在铰链上,悬线一端绕过一固定定滑轮,另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。现使线套逐渐向右移动,但始终使木棒保持水平,则悬线上的拉力T(棒和悬线足够长) ( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.先逐渐变大,后又逐渐变小 D.先逐渐变小,后又逐渐变大
8、学校旗杆顶装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向 B.省力,但不改变施力的方向
C. 既不省力,也不改变施力的方向 D. 不省力,但改变施力的方向
9、如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮重为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力
A.218N ( http: / / www.21cnjy.com ) B.220N C.210N D.236N
10、如图所示,重为100N的物体在水 ( http: / / www.21cnjy.com )平拉力F的作用下,沿水平面以0.4米/秒的速度作匀速直线运动,弹簧秤的示数为5N。在不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力及绳子与滑轮间摩擦的情况下,下列判断正确的是( )
A. 物体受到的拉力是2.5N
B. 物体受到的摩擦力为5N
C. 拉力F的功率为4W
D. 2秒钟内拉力F做功为4J
二、填空题
11、如图所示,小明用一个动滑轮把一重4N的重物匀速提升10cm,绳子自由端的拉力为2.5N,不计绳重及一切摩擦,则动滑轮重 N,这一过程中拉力做功 J,该装置的机械效率为 .提升重物的过程中,若以动滑轮为参照物,则重物是 的(填“运动”或“静止”).
12、如图所示,在水平地面上放一个 ( http: / / www.21cnjy.com )重300 N、底面积为100 cm2的物体,不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦,匀速拉动物体时,物体与地面的摩擦力为60 N,则水平拉力F=______ N。
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13、如图所示,把重为200N的物体匀速提升2m,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,所用拉力F为 _________N,拉力所做的功为 _______ J。
14、如图所示,分别用力F1、F2 ( http: / / www.21cnjy.com )匀速提升同一重物A,若力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,不计滑轮重及摩擦,则力F1 F2(选填“>”、“<”或“=”),F1、F2做功的功率P1 P2(选填“>”、“<”或“=”);图 中的滑轮可看成是等臂杠杆(选填“甲”或“乙”).
15、如图,绳子自由端的拉力F为2N,则弹簧测力计甲、乙的示数分别为:F甲= ,F乙= 。
16、今天,小明是学校的升旗手,他将一面国旗 ( http: / / www.21cnjy.com )在国歌声中匀速升到旗杆顶端。
(1)旗杆顶端装有定滑轮,利用它来升国旗,目的是改变 ;
(2)国旗匀速上升过程中 能会逐渐增大;
17、如图,用100N的力拉着 物体A以2m/s的速度在水平面匀速前进,若A受到的摩擦力是20N,则B受到的摩擦力是_____N,B物体的速度是_____m/s 。
三、实验,探究题
18、物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如图所示的实验并记录了数据。
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通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么
(2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。
19、小明研究动滑轮的使用 ( http: / / www.21cnjy.com )特点,他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码,如图 (a)所示,再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙(G甲>G乙>G丙)缓慢提起相同钩码,如图 (b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图示的操作和弹簧测力计的示数,然后归纳得出结论。
(1)比较图(b)和图_______可得:使用动滑轮可以省力,____________(选填“可以”、“不可以”)改变力的方向。
(2)比较图(b)与(c ( http: / / www.21cnjy.com ))与(d)三图可得:_________相同的情况下,动滑轮越轻,则越_____________(选填“省力”、“费力”)。
四、计算题
20、如图所示,不计滑轮重及摩擦,在5秒内将重为100牛的A物体匀速提升2米,求:此过程中拉力做的功W和功率P。
21、如图所示,一根不可伸长的轻细绳绕 ( http: / / www.21cnjy.com )过滑轮,一端固定在墙壁上,另一端固定在物体上,绳与水平面平行,物体A重150N,与水平面的滑动摩擦力是45N,在水平拉力F的作用下,物体沿水平直线匀速前进2m,若不计滑轮的摩擦和质量,则拉力F的大小是多少?F做的功是多少?
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22、如图,用滑轮组连接着重600N的物体A,使其沿水平方向匀速移动,在40S内使物体移动了8m,拉力F做的功为1280J。
① 求拉力F大小及拉力功率。
② 若动滑轮重12N(不计绳重和摩擦),计算滑轮组的机械效率。
23、用如图所示的滑轮组在20 s内将重600 N的物体从地面竖直提高4 m,所用拉力是250 N。在这个过程中,求:
(1)有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少
(3)滑轮组的机械效率是多少
滑轮同步检测题
参考答案
一、选择题
1、AB
2、B
3、B
4、D
5、B
6、D
7、D
8、D
9、C
10、C
二、填空题
11、试题分析:图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,则s=2h.
不计摩擦和绳重,利用动滑轮拉力大小F=(G物+G轮)求动滑轮重;根据W=Gh和W=FS即可求出有用功和总功;根据η=即可求出机械效率;
运动和静止是相对的,判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的,否则是运动的
不考虑绳重和摩擦,F=(G物+G轮)
即:2.5N=(4N+G轮),
动滑轮重:G轮=1N;
W有=Gh=4N×10m=40J,
W总=Fs=2.5N×2×10m=50J;
η=×100%=×100%=80%.
因为重物相对于动滑轮位置没有发生改变,因此重物相对于动滑轮是静止的
考点:功的计算;运动和静止的相对性;滑轮(组)的机械效率
点评:本题考查了动滑轮重、有用功、总功、机械效率的计算以及运动和静止的相对性,不计绳重和摩擦时,利用好拉力和物重的关系[F=(G轮+G物)]是本题的关键
12、30N
本题考查滑轮组的计算问题。物体与地面的摩擦力是60 N,则匀速拉动物体时,滑轮组对物体的拉力等于摩擦力即等于60 N。从图中看出,该滑轮组的绳子股数是2股,所以拉绳子的水平拉力
答案:30
13、由于不计滑轮、绳子的重力及摩擦,故拉力F==100N;根据功的原理,拉力所做的功就是重物上升克服重力的功,即W=Gh=200N×2m=400J;也可以用拉力与拉力的方向上通过的距离的乘积来计算,二者是相等的。
14、分析: 动滑轮是省力杠杆,省一半力;定滑轮相当于等臂杠杆,既不省力也不费力;在不计滑轮重及摩擦时,力F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,假设物体升高h,用定滑轮提升物体时,绳子自由端移动的距离为h;若用动滑轮提升物体时,绳子自由端移动的距离为2h;根据功的公式即可比较拉力的大小.根据功率P=即可比较功率大小.
解答:不计滑轮重及摩擦时,物体升高h,用定滑轮提升物体时,绳子自由端移动的距离为h;
若用动滑轮提升物体时,绳子自由端移动的距离为2h;
则定滑轮提升物体时,拉力做功为:W1=F1s=Fh,
动滑轮提升物体时,拉力做功为:W2=F2s=2F2h,
∵W1=W2,
∴F1=2F2,即:F1>F2;
又因为t1=t2,由功率公式P=可知:P1=P2.
因为定滑轮相当于等臂杠杆,所以图甲中的滑轮可看成是等臂杠杆.
答案:>;=;甲.
15、F甲=4N,F乙=6N
16、试题分析:国旗杆上的滑轮为定滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以利用它来升国旗,可以改变改变施加力的方向;
国旗匀速上升过程中,高度增大,国旗的重力势能逐渐增大;
17、40N,4m/s
三、实验,探究题
18、对图乙:①分析:对弹簧测力计 ( http: / / www.21cnjy.com )进行受力分析:受到方向向上的绳子的拉力(大小等于钩码重)、重力和手向下的拉力。所以在匀速拉动时,弹簧测力计的示数小于物重。
②改进:弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端,其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值。
对丙图:①分析:“使用动滑轮能省一半力” ( http: / / www.21cnjy.com )是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的,在实际实验中,动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据可知,随着物重的增加,测力计的示数变大,但比物重的一半要大,这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
②改进:可以先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系或采用轻质滑轮。
答案:(1)由表中数据可看出,使用定滑轮时(乙图),F1≠G,这是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力;使用动滑轮时(丙图),是由于没有考虑动滑轮受到的重力。
(2)使用定滑轮时(乙图),将弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计,或实验前先测出弹簧测力计自身的重力);使用动滑轮时(丙图),要先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重)。
19、a ; 不可以 ; 物重 ; 省力
四、计算题
20、解:W=Fs=100牛×2米=200焦
P=W/t =200焦/5秒=40瓦
21、解: 如图所示,该滑轮为动滑轮,
∵不计滑轮、绳子的重力及摩擦,
∴A受地面的摩擦力f==45N,
∴拉力F=2f=2×45N=90N;
物体沿水平直线匀速前进2m,则拉力F移动了1m.
W=Fs=90N×1m=90J.
22、解:①F作用点移动距离, , , 。
②,,
。
23、解:(1)W有=Gh=600N×4m=2400J
(2)W总=FS=250N×4×4m=4000J
P=W总/t=4000J/20S=200W
(3)η=W有/W总=2400J/4000J=60%