2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.2 滑轮及其应用 同步练习(基础题) (1)
一、选择题
1.下列关于滑轮组的说法中正确的是( )
A.使用一只定滑轮能省力
B.使用一只动滑轮可以改变力的方向
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.使用滑轮组既可省力,又可改变力的方向
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A、定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向,A不符合题意;
B、动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,B不符合题意;
C、使用滑轮组,可以省力,但不能同时省距离,即不能省功,C不符合题意;
D、滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向.
动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向.
滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,但不能同时省距离,即不能省功.
2.如图所示,分别用力F1、F2和F3,使用下列三个装置匀速提起同样的重物,不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重,则F1、F2和F3的大小关系是( )
A.F1<F2=F3 B.F2<F1<F3 C.F1=F3<F2 D.F1<F2<F3
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下;左边的滑轮是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故F1=G。中间的滑轮是动滑轮,能够省一半的力,故F2= G。右边的滑轮是动滑轮,F3作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F3=2G,所以,F2<F1<F3。
故答案为:B。
【分析】结合图像,判断是那种滑轮,再结合滑轮的特点分析解答.
3.使用定滑轮提升重物,如图所示,当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时( )
A.F1方向拉力最小 B.F2方向拉力最小
C.F3方向拉力最小 D.三个方向拉力都一样
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由于使用定滑轮不省力,拉力的大小与拉力的方向无关,所以三个方向的力的大小是相等的。ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】定滑轮不省力,拉力的大小与拉力的方向无关.
4.如图所示的装置中,如果滑轮组的动滑轮重为5牛,重物的重力为100牛,当物体静止不动时,弹簧秤的示数是( )
A.105牛 B.110牛 C.52.5牛 D.55牛
【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用动滑轮能省一半的力,使用定滑轮不省力;由图知,动滑轮与物重由两段绳子承担,因为物体静止,受平衡力的作用,故绳端的拉力(弹簧秤的示数):F= (G动+G物)= (5N+100N)=52.5N。
故答案为:C。
【分析】结合图像,动滑轮与物重由两段绳子承担,利用F= (G动+G物)读出绳端的拉力.
5.如图,用重为2N的动滑轮将重20N的物体匀速提升,不计摩擦和绳重,则所用的拉力为( )
A.2N B.10N C.22N D.11N
【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图知,n=2,不计摩擦和绳重,则所用的拉力:F= (G物+G动)= (20N+2N)=11N。
故答案为:D。
【分析】不计摩擦和绳重,利用F= (G动+G物)读出绳端的拉力.
6.下列各图中利用了动滑轮的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A、B、D中滑轮是固定不动的,是定滑轮;C中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。
故答案为:C。
【分析】主轴固定不动的滑轮,是定滑轮;主轴与物体一起运动的滑轮,是动滑轮.
7.(2018八下·陆川期末)学校旗杆的顶部装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.不省力,但改变施力的方向
C.既不省力,也不改变施力的方向
D.省力,但不改变施力的方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解:定滑轮实质是一个等臂杠杆,既不省力也不费力,但能改变力的方向,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向.
8.(2018八下·阳江月考)使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体的四种方式如图所示,不计机械自重和摩擦,其中能省力又能改变施力方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A图中是定滑轮,只能改变力的方向,不能省力,A不符合题意;
B图中是滑轮组,与动滑轮相连的有2段绳子,动力的方向向下,可以省力,可以改变力的方向,B符合题意;
C图中是动滑轮,费力,能改变力的方向,C不符合题意;
D图中是动滑轮,只能省力,不能改变力的方向,D不符合题意,
故答案为:B。
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向.(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一.
9.如图所示,用机械将物体G分别在拉力F1、F2、F3作用下保持静止,不计摩擦,下列说法错误的是( )
A.这个机械可以改变力的方向
B.F1、F2、F3一样大
C.这个机械的实质是一个等臂杠杆
D.使用这个机械可以省功
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】ABC、定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮的实质是一个等臂杠杆,则使用定滑轮不能省力,不计摩擦,所以F1、F2、F3一样大,但定滑轮可以改变力的方向,ABC符合题意;D、使用任何机械都不省功,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,力的大小与方向无关;使用任何机械都不省功.
10.如图所示,用同一个滑轮以两种不同的方式分别拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所用拉力分别是F1、F2,不计绳重及滑轮轴处摩擦,则( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法判断
【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】同一物体在水平面上做匀速直线运动,假设物块与地面的摩擦力为f,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦时,左图滑轮为定滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;右图滑轮为动滑轮,F2处于绳端,所以F2= f;所以F1>F2。
故答案为:A。
【分析】结合图像,首先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
11.如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、不计机械重和摩擦,由图可知:F
1×4m=G×2m,所以F
1=
;B、滑轮组由三段绳子承担,所以F
2=
;C、由图3知,使用的是定滑轮,所以F
3=G;D、根据杠杆的平衡条件:F
4×(L+3L)=G×L,所以F
4=
。由以上分析得F
3>F
1>F
2>F
4。
故答案为:C。
【分析】 不计机械重和摩擦 ,斜面上拉物体的力:F=
G;滑轮组的拉力:F=
G;
使用定滑轮时,不省力;
根据杠杆的平衡条件分析解答.
12.小明用图中装置提升重为 400N 的物体,不计摩擦、绳重和滑轮自重,下列说法正确的是( )
A.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200牛
B.人将绳子拉过 1 米,物体也上升1米
C.两个滑轮均为定滑轮
D.使用该装置不但能省力,还能省距离
【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、不计摩擦和滑动自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400N,则拉力为200N,A符合题意;
B、使用动滑轮时,物体上升1m,则绳子的自由端会通过2m,B不符合题意;
C、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,C不符合题意;
D、使用动滑轮能省力但费距离,使用定滑轮能改变力的方向,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】不计摩擦和滑动自重,使用动滑轮能省一半的力,s=nh.
滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,但不能同时省距离,即不能省功.
13.如图所示,用不同的机械匀速提升同一物体时,最费力的是(不计机械自重和摩擦)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦:A、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F
1=2G;B、图中为斜面,在直角三角形中,30°角所对的直角边h为斜边s的一半,不计机械自重和摩擦,总功与有用功相等,则F
2s=Gh,所以F
2=
G=0.5G;C、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轮上,则F
3=
G;D、图中为杠杆,动力臂等于阻力臂,则F
4=G;因此动力最大的是F
1。
故答案为:A。
【分析】不计机械重和摩擦 ,斜面上拉物体的力:F=
G;滑轮组的拉力:F=
G;
使用定滑轮时,不省力;使用动滑轮,可以省一半的力.
根据杠杆的平衡条件分析解答.
二、多选题
14.用如图所示的滑轮将重3N的物体匀速提升10cm,如果动滑轮的重为1N,则下列说法正确的是( )
A.拉力F=2N B.拉力F=8N
C.绳子向上移动的距离为20cm D.绳子向上移动的距离为5cm
【答案】A,C
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】不计摩擦和绳重,使用动滑轮时,拉力为动滑轮和重物总重的二分之一,所以拉力:F= (G物+G动)= (3N+1N)=2N.A符合题意、B不符合题意;绳子向上移动的距离:s=2h=2×10cm=20cm;C符合题意、D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】结合图像,拉力F=(G物+G动);绳子向上移动的距离:s=nh.
15.如图所示,甲、乙两个物体都处于静止状态,甲物体的重力为20N,乙物体的重力为50N(不计绳重、轮重和摩擦),下列判断正确的是( )
A.a绳的拉力为40N B.b绳的拉力为10N
C.甲物体受到的合力为零 D.乙物体处于二力平衡
【答案】B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】AB、由图知,左侧滑轮为定滑轮,右侧为动滑轮,不计绳重、滑轮重和轴摩擦,同一滑轮两侧绳子拉力应该是相等的,a绳的拉力Fa= = =10N,b绳的拉力Fb=10N,A不符合题意,B符合题意;
C、甲物体静止,受到的合力为零,C符合题意;
D、物体乙静止,乙受到的重力、拉力和地面对它的支持力三个力平衡,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据滑轮特点分析绳子对乙的力的大小,根据平衡力计算乙受到的支持力大小.
三、填空题
16.小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图甲);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图乙所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变。由此可见,定滑轮只改变了力的 ,不改变力的 (均选填“大小”或“方向”)。
【答案】方向;大小
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图和题意可知,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其施力方向改变,而示数保持不变,即力的大小不变。说明使用定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小。
故答案为:方向;大小。
【分析】定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小(大小与拉力方向无关).
17.某同学用滑轮组提升物体,若物体升高1m时,绳子自由端移动的距离是3m,则该滑轮组绳子的段数n= ,滑轮组至少由1个定滑轮和 个动滑轮组成。
【答案】3;1
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】由s=nh可知,该滑轮组绳子的段数n= = =3,由于一个动滑轮两侧提供两条绳子,动滑轮的挂钩提供一条绳子,因此至少需要一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组。
故答案为:3;1。
【分析】由s=nh可知该滑轮组绳子的段数;至少需要一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组.
18.如图所示,在国旗杆的顶端有一个 滑轮,安装此滑轮的目的是 。
【答案】定;改变施力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮在使用时,轴固定不动,是定滑轮;安装此滑轮的目的是用来改变用力的方向。
故答案为:定; 改变施力的方向。
【分析】轴固定不动的滑轮是定滑轮,用来改变用力的方向.
19.如图所示,弹簧测力计的示数为5N,若不计滑轮的重力及摩擦,物体匀速上升,物体重G= N。
【答案】10
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】同一根绳子各处的拉力相等,弹簧测力计的示数为5N,说明绳端的拉力F=5N;动滑轮上绳子的有效股数n=2,若不计绳重、滑轮重及摩擦,物体能匀速上升,则拉力F= G,所以物重G=2F=2×5N=10N。
故答案为:10。
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G.
20.利用如图所示的装置,在F=2N的拉力的作用下,物体A匀速运动了1m(不考虑滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦),则弹簧测力计的示数是 N。
【答案】4
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,该滑轮为一动滑轮,所以F= F示,则弹簧测力计的示数:F示=2F=2×2N=4N;
故答案为:4
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G.
21.旗杆顶部有一个定滑轮,使用时它的轴 (选填“固定不动”、“随物体移动”);使用定滑轮可以 (选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”)。
【答案】固定不动;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:固定不动;改变力的方向。
【分析】轴是固定不动的滑轮是定滑轮;它可以改变力的方向,但不能省力.
22.如图所示,用四种方式分别拉起重为150N的物体,只使用动滑轮的是图 ;若不计滑轮的重和摩擦,最省力的是图 。
【答案】B;D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】在不计滑轮重和摩擦的情况下:A、此图直接拉物体,没有用到滑轮,F=G;B、此图的滑轮随物体一起移动,是动滑轮,由动滑轮的特点可知,省一半的力,即F= G;C、此图滑轮的轴不随物体一起移动,是定滑轮,由定滑轮的特点可知,不省力,即F=G;D、此图是滑轮组,既有定滑轮又有动滑轮,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F= G;由以上可知:只使用动滑轮的是图B;在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是D。
故答案为:B;D。
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向.(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一.
23.如图所示,物体A、B所受重力都为100牛,滑轮重力和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时,力F1为 牛,力F2为 牛。
【答案】50;100
【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】左图的滑轮随物体一起升降,所以是动滑轮,所以可以省一半的力,F1= G= ×100N=50N;右图滑轮不随物体一起运动,所以是定滑轮,定滑轮不省力,所以F2=G=100N。
故答案为:50;100。
【分析】先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
24.如图,A重50N,B重30N,在拉力F=20N作用下,A、B在向右做匀速直线运动,如果C绳拉力是10N,在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,B受水平面的摩擦力是 N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是 m/s。
【答案】5;4
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】因为A、B在向右做匀速直线运动所以在水平面上受平衡力作用,因为C绳拉力是10N,根据动滑轮的使用特点B受水平面的摩擦力是C绳拉力是10N的 ,fB=10N× =5N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是A速度的2倍,故vB=2m/s×2=4m/s。
故答案为:5;4。
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G;B的速度是A速度的n倍.
25.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向;当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向 。(选填“上”或“下”)
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是 ,这样剪断物体更省力。
【答案】(1)定;下
(2)减少阻力臂
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向,故当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向下;(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,越省力,因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。故答案为:(1)定 下;(2)减小阻力臂。
【分析】(1)轴固定不动的滑轮为定滑轮,可以改变施加力的方向.
(2)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得解.
26.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是 ;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2;则F1 F2(填“>”“<”或“=”)。
【答案】改变力的方向;>
【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】甲中使用的是定滑轮,不省力,但能改变用力的方向;乙中使用的是动滑轮,可以省力,但费一倍的距离;所以,F1>F2。
故答案为:改变力的方向;>。
【分析】先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
四、作图题
27.请你用划线代替绳子组装如图所示的滑轮组,要求最省力。
【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中只有一个动滑轮,要求最省力,则由3段绳子承担物重,是最省力的绕绳方法;绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
【分析】要使滑轮组最省力,则使动滑轮两端的绳子段数最大,利用滑轮组的绕线方法绕线即可.
28.如图,有一个滑轮组,当用力F向下拉绳子时,绳端每拉下12m,重物就上升4m,请按题意画出滑轮组的绕绳方式。
【答案】如下图:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由题知,拉力的方向向下,绳端每拉下12m,重物就上升4m,
作用在动滑轮上绳子段数:n= = =3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图:
【分析】利用n= 求得作用在动滑轮上绳子段数,按照滑轮组的绕线方法绕线即可.
29.如图所示,忽略动滑轮重、绳重及摩擦,根据拉力F与重力G的关系连线。
【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】左图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=3,从动滑轮开始绕线:右图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,从定滑轮开始绕线,如图所示:
【分析】由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数,绕线即可.
30.如图小明想用一滑轮组把重为800N的物提到楼上,他所用绳子能承受的最大拉力为400N,动滑轮重为100N.为安全起见请你帮他在图中画出此滑轮组的绕绳方法。(不计绳重和摩擦)
【答案】如下图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】因为不计绳重和摩擦,F= (G物+G动),所以,承担物重的绳子段数为:n= ≈2.14故需要三段绳子提升;因为拉力的方向要求向上,所以绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上,然后再向定滑轮绕线,如下图所示:
【分析】不计绳重和摩擦,F= (G物+G动),据此确定绳子段数,绕线即可.
31.如图中,一个工人利用滑轮组将重物G提起来,请画出滑轮组的绕线(要求拉力方向向上,且用力最小)。
【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由图知,绳子自由端拉力向上,可以从绳子自由画起,由外向内依次画出滑轮组的绕线,如图所示:
【分析】结合 拉力方向向上 ,以人手为起点,绕线即可.
五、计算题
32.图中定滑轮重2N,动滑轮重1N,物体A在拉力F=4N的作用下,10s内沿竖直方向匀速升高了2m.不计绳重和摩擦(g取10/kg).求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)物体A的质量;
(3)天花板对滑轮组的拉力。
【答案】(1)由图可知,连接动滑轮的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,则绳子自由端移动的速度:v= = =0.4m/s。
答:绳子自由端移动的速度为0.4m/s
(2)不计绳重和摩擦,由F= (GA+G动)可得,物体A的重力:GA=nF﹣G动=2×4N﹣1N=7N,由G=mg得,物体A的质量:mA= = =0.7kg。
答:物体A的质量为0.7kg
(3)对定滑轮进行受力分析,天花板对定滑轮有向上的拉力、定滑轮向下的重力及三股绳子对定滑轮向下的拉力,由力的平衡条件得,天花板对滑轮组的拉力:F拉=G定+3F=2N+3×4N=14N。
答:天花板对滑轮组的拉力为14N
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,利用
s=nh 求得
绳子自由端移动的距离 ,再利用
v= 求得
绳子自由端移动的速度 .
(2) 不计绳重和摩擦,由F= (GA+G动)可得物体A的重力 ,进一步利用 G=mg得物体A的质量.
(3)
对定滑轮进行受力分析,由力的平衡条件得,天花板对滑轮组的拉力 大小.
33.如图所示,用滑轮组把重为80N的物体匀速提起,试计算:
(1)若不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下,拉力F的大小多少牛?
(2)若不计绳重和摩擦的情况下,动滑轮重为10N,拉力F的大小多少牛?
(3)若拉力为50N,匀速将物体提高4m,则动滑轮重多少牛?绳的自由端移动了多少米?
【答案】(1)由图可知,有两段绳子承担物重,即n=2。
拉力为:F= G物= ×80N=40N;
答:若不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下,拉力F的大小为40N
(2)由图通过动滑轮绳子的段数n=2,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:F= (G+G动)= ×(80N+10N)=45N;
答:若不计绳重和摩擦的情况下,动滑轮重为10N,拉力F的大小为45N
(3)滑轮组结构不变,动滑轮的重力也不变,跟拉力大小无关,即G动=10N;绳的自由端移动的距离,s=nh=2×4m=8m。
答:若拉力为50N,匀速将物体提高4m,则动滑轮重为10N;绳的自由端移动了8m
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
不计绳重、动滑轮重和摩擦 ,利用
F= G物求得
绳子自由端的拉力 .
(2) 不计绳重和摩擦 ,利用 F= (G+G动) 求得 绳子自由端的拉力 .
(3) 动滑轮的重力不变 , 利用s=nh 求得绳的自由端移动的距离.
34.如图甲所示是工人利用滑轮组从数值深井中提取泥土的情形,所用动滑轮和筐受到的总重力为60N.某次操作中,将,50s内将重450N的泥土从12m的深井匀速提起。不计绳重和摩擦。求
(1)绳子自由端的拉力
(2)绳子自由端移动的速度
【答案】(1)由图知,承担物重的绳子有3股,即n=3。
不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力:F= (G+G动和筐)= (450N+60N)=170N;
答:绳子自由端的拉力是170N
(2)绳子自由端被拉下的长度:s=3h=3×12m=36m,则绳子自由端移动的速度为:v= = =0.72m/s。
答:绳子自由端移动的速度是0.72m/s
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
不计绳重和摩擦, 利用
F= (G+G动和筐) 求得
绳子自由端的拉力 .
(2)利用s=nh求得 绳子自由端被拉下的长度 ,再利用 v= 求得 绳子自由端移动的速度 .
35.如图所示,如果动滑轮重10N,工人用滑轮组提升重240N的物体,物体在5s内匀速上升1m.求:(忽略绳子和滑轮的摩擦)
(1)绳子自由端的拉力;
(2)绳子自由端移动的距离;
(3)绳子自由端移动的速度。
【答案】(1)由图可知,承担物重的绳子段数n=2,忽略绳子和滑轮的摩擦,则绳子自由端的拉力:F= (G+G动)= ×(240N+10N)=125N;
答:绳子自由端的拉力为125N
(2)绳子自由端移动距离:s=nh=2×1m=2m;
答:绳子自由端移动的距离为2m
(3)绳子自由端移动速度:v= = =0.4m/s
答:绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
忽略绳子和滑轮的摩擦, 利用
F= (G+G动)求得绳子自由端的拉力 .
(2)利用 s=nh 求得 绳子自由端移动距离 .
(3)利用 v= 求得 绳子自由端移动速度 .
36.一条绳子只能承受3×103N的力,怎样组装才能提起重力为104N的重物?要求所用的滑轮个数最少。且滑轮重、绳重和摩擦力都不计。
【答案】滑轮重、绳重及摩擦均不计的情况下,拉力是物重的几分之一,那么物重就由几段绳子来承担,即: ,则 =3.3=4(进尾法)由此可见,至少有四段绳子承担重物,因此,分析可知,需要滑轮的个数至少为三个,其组装方法如图所示:
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】滑轮重、绳重及摩擦均不计的情况下,拉力是物重的几分之一,那么物重就由几段绳子来承担,即: ,进一步得知需要滑轮的个数及组装方法.
1 / 12018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.2 滑轮及其应用 同步练习(基础题) (1)
一、选择题
1.下列关于滑轮组的说法中正确的是( )
A.使用一只定滑轮能省力
B.使用一只动滑轮可以改变力的方向
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.使用滑轮组既可省力,又可改变力的方向
2.如图所示,分别用力F1、F2和F3,使用下列三个装置匀速提起同样的重物,不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重,则F1、F2和F3的大小关系是( )
A.F1<F2=F3 B.F2<F1<F3 C.F1=F3<F2 D.F1<F2<F3
3.使用定滑轮提升重物,如图所示,当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时( )
A.F1方向拉力最小 B.F2方向拉力最小
C.F3方向拉力最小 D.三个方向拉力都一样
4.如图所示的装置中,如果滑轮组的动滑轮重为5牛,重物的重力为100牛,当物体静止不动时,弹簧秤的示数是( )
A.105牛 B.110牛 C.52.5牛 D.55牛
5.如图,用重为2N的动滑轮将重20N的物体匀速提升,不计摩擦和绳重,则所用的拉力为( )
A.2N B.10N C.22N D.11N
6.下列各图中利用了动滑轮的是( )
A. B.
C. D.
7.(2018八下·陆川期末)学校旗杆的顶部装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.不省力,但改变施力的方向
C.既不省力,也不改变施力的方向
D.省力,但不改变施力的方向
8.(2018八下·阳江月考)使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体的四种方式如图所示,不计机械自重和摩擦,其中能省力又能改变施力方向的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,用机械将物体G分别在拉力F1、F2、F3作用下保持静止,不计摩擦,下列说法错误的是( )
A.这个机械可以改变力的方向
B.F1、F2、F3一样大
C.这个机械的实质是一个等臂杠杆
D.使用这个机械可以省功
10.如图所示,用同一个滑轮以两种不同的方式分别拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所用拉力分别是F1、F2,不计绳重及滑轮轴处摩擦,则( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法判断
11.如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最大的是( )
A. B.
C. D.
12.小明用图中装置提升重为 400N 的物体,不计摩擦、绳重和滑轮自重,下列说法正确的是( )
A.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200牛
B.人将绳子拉过 1 米,物体也上升1米
C.两个滑轮均为定滑轮
D.使用该装置不但能省力,还能省距离
13.如图所示,用不同的机械匀速提升同一物体时,最费力的是(不计机械自重和摩擦)( )
A. B.
C. D.
二、多选题
14.用如图所示的滑轮将重3N的物体匀速提升10cm,如果动滑轮的重为1N,则下列说法正确的是( )
A.拉力F=2N B.拉力F=8N
C.绳子向上移动的距离为20cm D.绳子向上移动的距离为5cm
15.如图所示,甲、乙两个物体都处于静止状态,甲物体的重力为20N,乙物体的重力为50N(不计绳重、轮重和摩擦),下列判断正确的是( )
A.a绳的拉力为40N B.b绳的拉力为10N
C.甲物体受到的合力为零 D.乙物体处于二力平衡
三、填空题
16.小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图甲);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图乙所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变。由此可见,定滑轮只改变了力的 ,不改变力的 (均选填“大小”或“方向”)。
17.某同学用滑轮组提升物体,若物体升高1m时,绳子自由端移动的距离是3m,则该滑轮组绳子的段数n= ,滑轮组至少由1个定滑轮和 个动滑轮组成。
18.如图所示,在国旗杆的顶端有一个 滑轮,安装此滑轮的目的是 。
19.如图所示,弹簧测力计的示数为5N,若不计滑轮的重力及摩擦,物体匀速上升,物体重G= N。
20.利用如图所示的装置,在F=2N的拉力的作用下,物体A匀速运动了1m(不考虑滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦),则弹簧测力计的示数是 N。
21.旗杆顶部有一个定滑轮,使用时它的轴 (选填“固定不动”、“随物体移动”);使用定滑轮可以 (选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”)。
22.如图所示,用四种方式分别拉起重为150N的物体,只使用动滑轮的是图 ;若不计滑轮的重和摩擦,最省力的是图 。
23.如图所示,物体A、B所受重力都为100牛,滑轮重力和摩擦不计。当用力分别匀速提起A和B时,力F1为 牛,力F2为 牛。
24.如图,A重50N,B重30N,在拉力F=20N作用下,A、B在向右做匀速直线运动,如果C绳拉力是10N,在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,B受水平面的摩擦力是 N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是 m/s。
25.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向;当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向 。(选填“上”或“下”)
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是 ,这样剪断物体更省力。
26.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是 ;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2;则F1 F2(填“>”“<”或“=”)。
四、作图题
27.请你用划线代替绳子组装如图所示的滑轮组,要求最省力。
28.如图,有一个滑轮组,当用力F向下拉绳子时,绳端每拉下12m,重物就上升4m,请按题意画出滑轮组的绕绳方式。
29.如图所示,忽略动滑轮重、绳重及摩擦,根据拉力F与重力G的关系连线。
30.如图小明想用一滑轮组把重为800N的物提到楼上,他所用绳子能承受的最大拉力为400N,动滑轮重为100N.为安全起见请你帮他在图中画出此滑轮组的绕绳方法。(不计绳重和摩擦)
31.如图中,一个工人利用滑轮组将重物G提起来,请画出滑轮组的绕线(要求拉力方向向上,且用力最小)。
五、计算题
32.图中定滑轮重2N,动滑轮重1N,物体A在拉力F=4N的作用下,10s内沿竖直方向匀速升高了2m.不计绳重和摩擦(g取10/kg).求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)物体A的质量;
(3)天花板对滑轮组的拉力。
33.如图所示,用滑轮组把重为80N的物体匀速提起,试计算:
(1)若不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下,拉力F的大小多少牛?
(2)若不计绳重和摩擦的情况下,动滑轮重为10N,拉力F的大小多少牛?
(3)若拉力为50N,匀速将物体提高4m,则动滑轮重多少牛?绳的自由端移动了多少米?
34.如图甲所示是工人利用滑轮组从数值深井中提取泥土的情形,所用动滑轮和筐受到的总重力为60N.某次操作中,将,50s内将重450N的泥土从12m的深井匀速提起。不计绳重和摩擦。求
(1)绳子自由端的拉力
(2)绳子自由端移动的速度
35.如图所示,如果动滑轮重10N,工人用滑轮组提升重240N的物体,物体在5s内匀速上升1m.求:(忽略绳子和滑轮的摩擦)
(1)绳子自由端的拉力;
(2)绳子自由端移动的距离;
(3)绳子自由端移动的速度。
36.一条绳子只能承受3×103N的力,怎样组装才能提起重力为104N的重物?要求所用的滑轮个数最少。且滑轮重、绳重和摩擦力都不计。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A、定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向,A不符合题意;
B、动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,B不符合题意;
C、使用滑轮组,可以省力,但不能同时省距离,即不能省功,C不符合题意;
D、滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向.
动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向.
滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,但不能同时省距离,即不能省功.
2.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下;左边的滑轮是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故F1=G。中间的滑轮是动滑轮,能够省一半的力,故F2= G。右边的滑轮是动滑轮,F3作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F3=2G,所以,F2<F1<F3。
故答案为:B。
【分析】结合图像,判断是那种滑轮,再结合滑轮的特点分析解答.
3.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由于使用定滑轮不省力,拉力的大小与拉力的方向无关,所以三个方向的力的大小是相等的。ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】定滑轮不省力,拉力的大小与拉力的方向无关.
4.【答案】C
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】使用动滑轮能省一半的力,使用定滑轮不省力;由图知,动滑轮与物重由两段绳子承担,因为物体静止,受平衡力的作用,故绳端的拉力(弹簧秤的示数):F= (G动+G物)= (5N+100N)=52.5N。
故答案为:C。
【分析】结合图像,动滑轮与物重由两段绳子承担,利用F= (G动+G物)读出绳端的拉力.
5.【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图知,n=2,不计摩擦和绳重,则所用的拉力:F= (G物+G动)= (20N+2N)=11N。
故答案为:D。
【分析】不计摩擦和绳重,利用F= (G动+G物)读出绳端的拉力.
6.【答案】C
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A、B、D中滑轮是固定不动的,是定滑轮;C中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。
故答案为:C。
【分析】主轴固定不动的滑轮,是定滑轮;主轴与物体一起运动的滑轮,是动滑轮.
7.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解:定滑轮实质是一个等臂杠杆,既不省力也不费力,但能改变力的方向,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向.
8.【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A图中是定滑轮,只能改变力的方向,不能省力,A不符合题意;
B图中是滑轮组,与动滑轮相连的有2段绳子,动力的方向向下,可以省力,可以改变力的方向,B符合题意;
C图中是动滑轮,费力,能改变力的方向,C不符合题意;
D图中是动滑轮,只能省力,不能改变力的方向,D不符合题意,
故答案为:B。
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向.(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一.
9.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】ABC、定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮的实质是一个等臂杠杆,则使用定滑轮不能省力,不计摩擦,所以F1、F2、F3一样大,但定滑轮可以改变力的方向,ABC符合题意;D、使用任何机械都不省功,D不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,力的大小与方向无关;使用任何机械都不省功.
10.【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】同一物体在水平面上做匀速直线运动,假设物块与地面的摩擦力为f,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦时,左图滑轮为定滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;右图滑轮为动滑轮,F2处于绳端,所以F2= f;所以F1>F2。
故答案为:A。
【分析】结合图像,首先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
11.【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、不计机械重和摩擦,由图可知:F
1×4m=G×2m,所以F
1=
;B、滑轮组由三段绳子承担,所以F
2=
;C、由图3知,使用的是定滑轮,所以F
3=G;D、根据杠杆的平衡条件:F
4×(L+3L)=G×L,所以F
4=
。由以上分析得F
3>F
1>F
2>F
4。
故答案为:C。
【分析】 不计机械重和摩擦 ,斜面上拉物体的力:F=
G;滑轮组的拉力:F=
G;
使用定滑轮时,不省力;
根据杠杆的平衡条件分析解答.
12.【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、不计摩擦和滑动自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400N,则拉力为200N,A符合题意;
B、使用动滑轮时,物体上升1m,则绳子的自由端会通过2m,B不符合题意;
C、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,C不符合题意;
D、使用动滑轮能省力但费距离,使用定滑轮能改变力的方向,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】不计摩擦和滑动自重,使用动滑轮能省一半的力,s=nh.
滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,但不能同时省距离,即不能省功.
13.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦:A、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F
1=2G;B、图中为斜面,在直角三角形中,30°角所对的直角边h为斜边s的一半,不计机械自重和摩擦,总功与有用功相等,则F
2s=Gh,所以F
2=
G=0.5G;C、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轮上,则F
3=
G;D、图中为杠杆,动力臂等于阻力臂,则F
4=G;因此动力最大的是F
1。
故答案为:A。
【分析】不计机械重和摩擦 ,斜面上拉物体的力:F=
G;滑轮组的拉力:F=
G;
使用定滑轮时,不省力;使用动滑轮,可以省一半的力.
根据杠杆的平衡条件分析解答.
14.【答案】A,C
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】不计摩擦和绳重,使用动滑轮时,拉力为动滑轮和重物总重的二分之一,所以拉力:F= (G物+G动)= (3N+1N)=2N.A符合题意、B不符合题意;绳子向上移动的距离:s=2h=2×10cm=20cm;C符合题意、D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】结合图像,拉力F=(G物+G动);绳子向上移动的距离:s=nh.
15.【答案】B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】AB、由图知,左侧滑轮为定滑轮,右侧为动滑轮,不计绳重、滑轮重和轴摩擦,同一滑轮两侧绳子拉力应该是相等的,a绳的拉力Fa= = =10N,b绳的拉力Fb=10N,A不符合题意,B符合题意;
C、甲物体静止,受到的合力为零,C符合题意;
D、物体乙静止,乙受到的重力、拉力和地面对它的支持力三个力平衡,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】根据滑轮特点分析绳子对乙的力的大小,根据平衡力计算乙受到的支持力大小.
16.【答案】方向;大小
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图和题意可知,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其施力方向改变,而示数保持不变,即力的大小不变。说明使用定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小。
故答案为:方向;大小。
【分析】定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小(大小与拉力方向无关).
17.【答案】3;1
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】由s=nh可知,该滑轮组绳子的段数n= = =3,由于一个动滑轮两侧提供两条绳子,动滑轮的挂钩提供一条绳子,因此至少需要一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组。
故答案为:3;1。
【分析】由s=nh可知该滑轮组绳子的段数;至少需要一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组.
18.【答案】定;改变施力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮在使用时,轴固定不动,是定滑轮;安装此滑轮的目的是用来改变用力的方向。
故答案为:定; 改变施力的方向。
【分析】轴固定不动的滑轮是定滑轮,用来改变用力的方向.
19.【答案】10
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】同一根绳子各处的拉力相等,弹簧测力计的示数为5N,说明绳端的拉力F=5N;动滑轮上绳子的有效股数n=2,若不计绳重、滑轮重及摩擦,物体能匀速上升,则拉力F= G,所以物重G=2F=2×5N=10N。
故答案为:10。
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G.
20.【答案】4
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,该滑轮为一动滑轮,所以F= F示,则弹簧测力计的示数:F示=2F=2×2N=4N;
故答案为:4
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G.
21.【答案】固定不动;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:固定不动;改变力的方向。
【分析】轴是固定不动的滑轮是定滑轮;它可以改变力的方向,但不能省力.
22.【答案】B;D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】在不计滑轮重和摩擦的情况下:A、此图直接拉物体,没有用到滑轮,F=G;B、此图的滑轮随物体一起移动,是动滑轮,由动滑轮的特点可知,省一半的力,即F= G;C、此图滑轮的轴不随物体一起移动,是定滑轮,由定滑轮的特点可知,不省力,即F=G;D、此图是滑轮组,既有定滑轮又有动滑轮,绕在动滑轮上的绳子有3股,则F= G;由以上可知:只使用动滑轮的是图B;在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是D。
故答案为:B;D。
【分析】定滑轮特点:不省力,但能改变动力的方向.(实 质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一.
23.【答案】50;100
【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】左图的滑轮随物体一起升降,所以是动滑轮,所以可以省一半的力,F1= G= ×100N=50N;右图滑轮不随物体一起运动,所以是定滑轮,定滑轮不省力,所以F2=G=100N。
故答案为:50;100。
【分析】先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
24.【答案】5;4
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】因为A、B在向右做匀速直线运动所以在水平面上受平衡力作用,因为C绳拉力是10N,根据动滑轮的使用特点B受水平面的摩擦力是C绳拉力是10N的 ,fB=10N× =5N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是A速度的2倍,故vB=2m/s×2=4m/s。
故答案为:5;4。
【分析】结合图像,不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力F= G;B的速度是A速度的n倍.
25.【答案】(1)定;下
(2)减少阻力臂
【知识点】杠杆的平衡条件;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向,故当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向下;(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,越省力,因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。故答案为:(1)定 下;(2)减小阻力臂。
【分析】(1)轴固定不动的滑轮为定滑轮,可以改变施加力的方向.
(2)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得解.
26.【答案】改变力的方向;>
【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】甲中使用的是定滑轮,不省力,但能改变用力的方向;乙中使用的是动滑轮,可以省力,但费一倍的距离;所以,F1>F2。
故答案为:改变力的方向;>。
【分析】先判断滑轮的种类,再结合滑轮的特点分析解答.
27.【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中只有一个动滑轮,要求最省力,则由3段绳子承担物重,是最省力的绕绳方法;绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
【分析】要使滑轮组最省力,则使动滑轮两端的绳子段数最大,利用滑轮组的绕线方法绕线即可.
28.【答案】如下图:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由题知,拉力的方向向下,绳端每拉下12m,重物就上升4m,
作用在动滑轮上绳子段数:n= = =3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图:
【分析】利用n= 求得作用在动滑轮上绳子段数,按照滑轮组的绕线方法绕线即可.
29.【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】左图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=3,从动滑轮开始绕线:右图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,从定滑轮开始绕线,如图所示:
【分析】由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数,绕线即可.
30.【答案】如下图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】因为不计绳重和摩擦,F= (G物+G动),所以,承担物重的绳子段数为:n= ≈2.14故需要三段绳子提升;因为拉力的方向要求向上,所以绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上,然后再向定滑轮绕线,如下图所示:
【分析】不计绳重和摩擦,F= (G物+G动),据此确定绳子段数,绕线即可.
31.【答案】如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由图知,绳子自由端拉力向上,可以从绳子自由画起,由外向内依次画出滑轮组的绕线,如图所示:
【分析】结合 拉力方向向上 ,以人手为起点,绕线即可.
32.【答案】(1)由图可知,连接动滑轮的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,则绳子自由端移动的速度:v= = =0.4m/s。
答:绳子自由端移动的速度为0.4m/s
(2)不计绳重和摩擦,由F= (GA+G动)可得,物体A的重力:GA=nF﹣G动=2×4N﹣1N=7N,由G=mg得,物体A的质量:mA= = =0.7kg。
答:物体A的质量为0.7kg
(3)对定滑轮进行受力分析,天花板对定滑轮有向上的拉力、定滑轮向下的重力及三股绳子对定滑轮向下的拉力,由力的平衡条件得,天花板对滑轮组的拉力:F拉=G定+3F=2N+3×4N=14N。
答:天花板对滑轮组的拉力为14N
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,利用
s=nh 求得
绳子自由端移动的距离 ,再利用
v= 求得
绳子自由端移动的速度 .
(2) 不计绳重和摩擦,由F= (GA+G动)可得物体A的重力 ,进一步利用 G=mg得物体A的质量.
(3)
对定滑轮进行受力分析,由力的平衡条件得,天花板对滑轮组的拉力 大小.
33.【答案】(1)由图可知,有两段绳子承担物重,即n=2。
拉力为:F= G物= ×80N=40N;
答:若不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下,拉力F的大小为40N
(2)由图通过动滑轮绳子的段数n=2,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:F= (G+G动)= ×(80N+10N)=45N;
答:若不计绳重和摩擦的情况下,动滑轮重为10N,拉力F的大小为45N
(3)滑轮组结构不变,动滑轮的重力也不变,跟拉力大小无关,即G动=10N;绳的自由端移动的距离,s=nh=2×4m=8m。
答:若拉力为50N,匀速将物体提高4m,则动滑轮重为10N;绳的自由端移动了8m
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
不计绳重、动滑轮重和摩擦 ,利用
F= G物求得
绳子自由端的拉力 .
(2) 不计绳重和摩擦 ,利用 F= (G+G动) 求得 绳子自由端的拉力 .
(3) 动滑轮的重力不变 , 利用s=nh 求得绳的自由端移动的距离.
34.【答案】(1)由图知,承担物重的绳子有3股,即n=3。
不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力:F= (G+G动和筐)= (450N+60N)=170N;
答:绳子自由端的拉力是170N
(2)绳子自由端被拉下的长度:s=3h=3×12m=36m,则绳子自由端移动的速度为:v= = =0.72m/s。
答:绳子自由端移动的速度是0.72m/s
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
不计绳重和摩擦, 利用
F= (G+G动和筐) 求得
绳子自由端的拉力 .
(2)利用s=nh求得 绳子自由端被拉下的长度 ,再利用 v= 求得 绳子自由端移动的速度 .
35.【答案】(1)由图可知,承担物重的绳子段数n=2,忽略绳子和滑轮的摩擦,则绳子自由端的拉力:F= (G+G动)= ×(240N+10N)=125N;
答:绳子自由端的拉力为125N
(2)绳子自由端移动距离:s=nh=2×1m=2m;
答:绳子自由端移动的距离为2m
(3)绳子自由端移动速度:v= = =0.4m/s
答:绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)结合图像,
忽略绳子和滑轮的摩擦, 利用
F= (G+G动)求得绳子自由端的拉力 .
(2)利用 s=nh 求得 绳子自由端移动距离 .
(3)利用 v= 求得 绳子自由端移动速度 .
36.【答案】滑轮重、绳重及摩擦均不计的情况下,拉力是物重的几分之一,那么物重就由几段绳子来承担,即: ,则 =3.3=4(进尾法)由此可见,至少有四段绳子承担重物,因此,分析可知,需要滑轮的个数至少为三个,其组装方法如图所示:
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】滑轮重、绳重及摩擦均不计的情况下,拉力是物重的几分之一,那么物重就由几段绳子来承担,即: ,进一步得知需要滑轮的个数及组装方法.
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