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八下物理 考点集训 第十二章 简单机械
杠杆的五要素
关于杠杆,下列说法中正确的是( )
A.杠杆可以是直的,也可以是弯的
B.力臂一定在杠杆上
C.使用杠杆时有时能省力,有时能省功
D.动力和阻力方向相反,杠杆才能平衡
力臂作图
如图所示,是一个Z形杠杆,请在图中分别画出动力和阻力对支点O的力臂L1和L2。
杠杆的五要素
如图所示,杠杆在水平位置平衡,货物A重200N,若拉力F为动力,请在图中画出杠杆所受阻力的示意图及动力F对支点O的力臂。(保留作图痕迹)
杠杆的平衡条件
如图所示,一根杠杆,支点在中点位置,两边加上钩码后,恰好水平平衡.下列情况下还能保持平衡的是( )
A.左右两边钩码各减少一个
B.左右两边钩码各减少一半
C.左右两边钩码各向外移动1格
D.左边钩码组加上一个,并向右移动两格
杠杆的平衡条件
如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.不能确定
杠杆的平衡条件
如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
杠杆的平衡条件
如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.不变 D.无法确定
杠杆的分类
如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是( )
A.以B为支点的省力杠杆 B.以B为支点的费力杠杆
C.以A为支点的省力杠杆 D.以A为支点的费力杠杆
杠杆的分类
从能否省力的角度,下列图中有一个杠杆与其它三个不同类,它是( )
羊角锤拔钉子 B.钓鱼竿吊起鱼
C.撬棒撬石头 D.铡刀切割草
杠杆的分类
在下列日常生活使用的工具中:省力的杠杆有 ;费力的杠杆有 ;既不省力也不费力的杠杆有 。(填序号)①撬棒②天平③筷子④铡刀⑤镊子⑥瓶盖起子⑦钓鱼竿。
滑轮的分类和特点
如图所示,分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起重力均为50牛的物体,其中甲装置
为 (选填“定”或“动”)滑轮,使用它提升重物的好处是 。若滑轮重力和摩擦均不计,分别用力FA、FB、FC匀速提升重物时,FA、FB、FC的大小关系是 (选用“>”、“=”或“<”表示出它们之间的关系)。
滑轮的分类和特点
如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
A.20N;0.4m/s B.20N;0.1m/s C.5N;0.4m/s D.5N;0.1m/s
滑轮的分类和特点
如图,在水平拉力F的作用下重100N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10N,物体A移动的速度为0.2m/s,则拉力F的大小为 N,拉力F移动的速度为 m/s,物体A与水平桌面的摩擦力大小为 N。
滑轮组的设计
按要求完成图中滑轮组的绕法,或根据绕法完成对应的表达式。
F=G; F=G; F= G;F= G;F=G; F=G
滑轮组的设计
小衡同学的最大拉力是400 N,他想站在地上将重900N的物体提起2 m,请你在图中选择可能的装置,帮他绕上绳子组成滑轮组解决问题(动滑轮重不计)( )
A.只能选丁 B.只能选丙和丁
C.可能选乙、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁都能选
滑轮组的设计
如图所示,某人使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,货物重700N,动滑轮重50N.不计绳重和摩擦。
(1)若要提起重物,拉力至少为多少?
(2)如果每段绳子只能承担300N的拉力,滑轮组最多能提起的货物重为多少?
滑轮、滑轮组的受力分析
用两个相同的滑轮绕成的滑轮组固定在天花板上,如图所示。当匀速提升物体M时,自由端的拉力F=30N,物体M的速度v=0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和轴摩擦。则下列说法正确的是( )
A.自由端移动的速度为0.3m/s
B.物体M的重力为60N
C.天花板受到的拉力为90N
D.天花板受到的拉力为100N
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时( )
A.m1=m2 B.m1=2m2 C.m2=2m1 D.m1=4m2
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( )
A.3N B.6N C.11N D.22N
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示的装置中,已知重物G1=500牛顿,重物G2=1200牛顿,在不考虑摩擦和滑轮重力的情况下,使重物G1保持平衡的拉力F应等于( )
A.500牛 B.1200牛 C.650牛 D.250牛
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m(M>m)用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水中。若滑轮与轮轴之间的摩擦及滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力大小为(M﹣m)g
C.绳子对天花板的拉力大小为mg
D.物体A受到的浮力大小为(M﹣m)g
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重( )
A.24牛 B.21牛 C.12牛 D.11.5牛
滑轮的综合
用水平力F1拉动如图所示装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是( )
A.F1=F2 B.F2<F1<2F2 C.F1=2F2 D.F1>2F2
滑轮的综合
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)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体的质量为100kg,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)动滑轮重力
(2)拉绳的速度。
滑轮的综合
如图所示,G1=20N,台秤示数8N,不计滑轮重,物体G2重( )
A.2N B.18N C.28N D.20N
滑轮的综合
如图所示装置中,A物重力100N,B物重力10N,在B物作用下A物在水平面上做匀速直线运动(不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦)。问:
(1)A物体受到的摩擦力是多大?
(2)如果在A物体上加一个水平向左的拉力,使B物体以0.5m/s的速度匀速上升,求拉力的大小和4s内A物体运动的距离。
滑轮的综合
用如图所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则( )
A.F=,a的读数等于F B.F=,a的读数等于F
C.F=,a的读数等于G D.F=,a的读数等于G
滑轮的综合
如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m,(不计绳重和摩擦),求:
(1)动滑轮重;
(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
有用功、额外功、总功
如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程中,下列说法( )
①额外功较小
②额外功相同
③总功较小
④总功较大
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
有用功、额外功、总功
如图所示,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度,提升A的过程滑轮组的机械效率较高,若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程中( )
A.拉力较小 B.有用功较大 C.总功较小 D.额外功较小
有用功、额外功、总功
如图,两个滑轮组由每个质量都相同的滑轮组成。用它们分别将相同重物提高相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.乙滑轮组更省力,机械效率也更高
B.甲滑轮组更省力,机械效率也更高
C.乙滑轮组有用功更多,机械效率也更高
D.两滑轮组机械效率相同,甲滑轮组更省力
有用功、额外功、总功
体重是400N的同学用重10N的水桶,提起重为100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用,完成这一次提水,做有用功和额外功分别是( )
A.500 J 50 J B.500 J 2050 J
C.550 J 2000 J D.2500 J 50 J
机械效率的概念及计算
如图所示,利用滑轮组将重3N的物体,以0.2m/s的速度提升1m,拉力F为2N,(不计绳重及摩擦)下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度为0.6m/s
B.动滑轮重2N
C.滑轮组的机械效率为75%
D.F所做的有用功为4J
机械效率的概念及计算
如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。用该滑轮组在50s内可将质量为600kg的物体匀速吊起5m,已知滑轮组的机械效率是80%.则拉力所做的功是 J,拉力的功率为 W。
机械效率的概念及计算
如图所示的滑轮组中动滑轮重0.6N,物重2.4N,不计绳重和各处摩擦,当物体匀速上升时,绳自由端在竖直方向上的拉力F为 N,机械效率为 。
机械效率的概念及计算
用滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m,若此时滑轮组的机械效率为60%,则额外功 和总功 。
机械效率的概念及计算
用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象。如果不考虑绳重和摩擦,下列说法错误的是( )
A.该滑轮组的动滑轮重力是100N
B.运送4件货物时,绳子的拉力F是250N
C.运送4件货物时,滑轮组的机械效率为80%
D.运送4件货物时,绳子的拉力F是200N
机械效率的概念及计算
如图所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10N/kg( )
A.B对绳的拉力是20N
B.A对绳的拉力的功率是16W
C.物体受摩擦力为148N
D.滑轮组的机械效率为90%
影响滑轮组的机械效率的因素
用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,则拉力F1 F2,F1和F2做的功W1 W2,两个滑轮组的机械效率 (选填“>”、“<”或“=”)。
影响滑轮组的机械效率的因素
小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙;所做的有用功分别为
W甲和W乙,机械效率分别为和,则W甲 W乙, .(均选填“>”、“=”或“<”)
影响滑轮组的机械效率的因素
如图,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,绳重和摩擦不计,动滑轮重力小于物体的重力。图甲中F甲 F乙(大于/小于/等于),图中装置的机械效率 (大于/小于/等于),若图乙中再加挂一物体,机械效率将 。(变大、变小或不变)
影响滑轮组的机械效率的因素
小明用如图所示的实验装置,探究影响滑轮组机械效率的因素,探究所得的实验数据如表中所示。
实验次数 控制因素 钩码重G/N 绳端拉力F/N 机械效率
1 较小提升速度 10 4.2 79.4%
2 中等提升速度 10 4.2 79.4%
3 较大提升速度 10 4.2 79.4%
4 相同的提升速度 10 4.2 79.4%
5 15 5.9 84.7%
6 20 7.5
(1)写出推算滑轮组机械效率的过程,将第6次实验测得的机械效率填入表中。
(2)实验1、2、3探究的是 对滑轮组机械效率的影响。
获得的结论是:
实验4、5、6探究的是 对滑轮组机械效率的影响。
获得的结论是:
(5)不考虑绳重及绳与滑轮间的摩擦,动滑轮受到的重力是 N。
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八下物理 考点集训 第十二章 简单机械
杠杆的五要素
关于杠杆,下列说法中正确的是( )
A.杠杆可以是直的,也可以是弯的
B.力臂一定在杠杆上
C.使用杠杆时有时能省力,有时能省功
D.动力和阻力方向相反,杠杆才能平衡
A、能绕固定点转动的硬棒叫杠杆,杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,故A正确;
B、由下图a可知,力臂不一定在杠杆上,故B错误;
C、使用任何机械都不能省功,故C错误;
D、由上图b可知,动力和阻力方向相同时,杠杆也能平衡,故D错误。
故选:A。
力臂作图
如图所示,是一个Z形杠杆,请在图中分别画出动力和阻力对支点O的力臂L1和L2。
已知支点O,从支点向F的作用线做垂线,垂线段的长度即为动力臂l1;从支点向阻力(即球对杠杆竖直向下的拉力)作用线引垂线,垂线段的长度即为阻力臂l2.如图所示:
杠杆的五要素
如图所示,杠杆在水平位置平衡,货物A重200N,若拉力F为动力,请在图中画出杠杆所受阻力的示意图及动力F对支点O的力臂。(保留作图痕迹)
物体A所受重力的大小为200N,此时杠杆所受阻力等于A对杠杆压力;
先将F反向延长,再过O点向F的作用线做垂线,垂线段的长就是该力的力臂。
如图所示。
杠杆的平衡条件
如图所示,一根杠杆,支点在中点位置,两边加上钩码后,恰好水平平衡.下列情况下还能保持平衡的是( )
A.左右两边钩码各减少一个
B.左右两边钩码各减少一半
C.左右两边钩码各向外移动1格
D.左边钩码组加上一个,并向右移动两格
设每个钩码重为G杠杆上每小格长为L;
A.左右两边钩码各减少一个,则有G×4L<3G×2L,不能保持平衡,故A不符合题意;
B.左右两边钩码各减少一半,则有 G×4L=2G×2L,可以保持平衡,故B符合题意;
C.左右两边钩码各各向外移1格,则有 2G×5L<4G×3L,不能保持平衡,故C不符合题意;
D.左边钩码组加上一个,并向右移动两格,则有3G×2L<4G×2L,不能保持平衡,故D不符合题意;
故选:B。
杠杆的平衡条件
如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.不能确定
如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,阻力的大小不变(等于物重G),阻力臂变大,动力臂不断变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力将变大。
故选:A。
杠杆的平衡条件
如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持平衡,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
轻质杠杆在图中所示位置平衡,所以阻力(重物对杠杆的拉力)及阻力臂大小不变;动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中,由下图可知,动力臂先增大后减小,由杠杆平衡条件FL动=GL阻可知,动力先变小后变大。
故选:C。
杠杆的平衡条件
如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.不变 D.无法确定
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大。
故选:B。
杠杆的分类
如图所示,起瓶器开启瓶盖时,可看作是( )
A.以B为支点的省力杠杆 B.以B为支点的费力杠杆
C.以A为支点的省力杠杆 D.以A为支点的费力杠杆
我们在使用起瓶器开启瓶盖时,瓶盖中的B点被撬起,所以B点是阻力的作用点,并且在开启的过程中,起瓶器绕A点转动,所以A是支点;
在开启瓶盖时,杠杆应绕A点逆时针旋转,所以动力的方向向上,在整个过程中,动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆。
故选:C。
杠杆的分类
从能否省力的角度,下列图中有一个杠杆与其它三个不同类,它是( )
羊角锤拔钉子 B.钓鱼竿吊起鱼
C.撬棒撬石头 D.铡刀切割草
A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
C、撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D、铡刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
可见,钓鱼竿是费力杠杆,与其它三个杠杆(都是省力杠杆)不同类。
故选:B。
杠杆的分类
在下列日常生活使用的工具中:省力的杠杆有 ;费力的杠杆有 ;既不省力也不费力的杠杆有 。(填序号)①撬棒②天平③筷子④铡刀⑤镊子⑥瓶盖起子⑦钓鱼竿。
①撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
②天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
③筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
④铡刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
⑤镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
⑥起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
⑦钓鱼杆在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
故答案为:①④⑥;③⑤⑦;②。
滑轮的分类和特点
如图所示,分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起重力均为50牛的物体,其中甲装置为 (选填“定”或“动”)滑轮,使用它提升重物的好处是 。若滑轮重力和摩擦均不计,分别用力FA、FB、FC匀速提升重物时,FA、FB、FC的大小关系是 (选用“>”、“=”或“<”表示出它们之间的关系)。
由图示可知,甲装置中的滑轮的轴固定不动,是定滑轮,使用动滑轮可以改变用力的方向;
滑轮重力和摩擦均不计,使用甲装置的定滑轮时,拉力FA=FB=G,
使用乙装置的动滑轮时,拉力FC=G,
可见,FA=FB>FC。
故答案为:定;改变用力的方向;FA=FB>FC。
滑轮的分类和特点
如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
A.20N;0.4m/s B.20N;0.1m/s C.5N;0.4m/s D.5N;0.1m/s
根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G,则G=5N;
F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度就是0.1m/s。
故选:D。
滑轮的分类和特点
如图,在水平拉力F的作用下重100N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10N,物体A移动的速度为0.2m/s,则拉力F的大小为 N,拉力F移动的速度为 m/s,物体A与水平桌面的摩擦力大小为 N。
如图所示,弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N;则物体A受到拉力为10N;
又因物体A做匀速直线运动,则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是10N;
故拉力F=2f=2×10N=20N。
由于动滑轮有两段绳子吊着滑轮,所以费2倍的距离,即费2倍的速度,故F的速度是A运动速度的一半,故F的速度是0.1m/s。
故答案为:20;0.1;10。
滑轮组的设计
按要求完成图中滑轮组的绕法,或根据绕法完成对应的表达式。
F=G; F=G; F= G;F= G;F=G; F=G
如图1,n=2,从定滑轮的固定挂钩上绕起;
如图2,n=3,从动滑轮的固定挂钩上绕起;
题中第三张图,n=3,F=G;
题中第四张图,n=4,F=G;
如图5,n=4,从定滑轮的固定挂钩上绕起;
如图6,n=5,从动滑轮的固定挂钩上绕起;
故答案为:绕法如下图所示,省力情况:,。
滑轮组的设计
小衡同学的最大拉力是400 N,他想站在地上将重900N的物体提起2 m,请你在图中选择可能的装置,帮他绕上绳子组成滑轮组解决问题(动滑轮重不计)( )
A.只能选丁 B.只能选丙和丁
C.可能选乙、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁都能选
承担物重的绳子段数为:
所以此滑轮组由至少由3段绳子承担物重。拉力方向需要向下。所以至少需要一个动滑轮和两个定滑轮。
甲乙均只有一个定滑轮,不能满足拉力方向向下。
故选:B。
滑轮组的设计
如图所示,某人使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。
由图可以看出,人站在地面拉动绳子,所以绳子的拉动方向应向下。
故答案为:
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,货物重700N,动滑轮重50N.不计绳重和摩擦。
(1)若要提起重物,拉力至少为多少?
(2)如果每段绳子只能承担300N的拉力,滑轮组最多能提起的货物重为多少?
(1)由图可知,通过动滑轮绳子的段数n=3,
不计绳重和摩擦,
所以拉力F=(G动+G物)=(50N+700N)=250N;
(2)由Fmax=(G动+G物max)
因绳子最多能承受拉力Fmax′=300N,
所以:G物max=3Fmax﹣G动=3×300N﹣50N=850N。
答:
(1)若要提起重物,拉力至少为250N;
(2)如果每段绳子只能承担300N的拉力,滑轮组最多能提起的货物重为850N。
滑轮、滑轮组的受力分析
用两个相同的滑轮绕成的滑轮组固定在天花板上,如图所示。当匀速提升物体M时,自由端的拉力F=30N,物体M的速度v=0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和轴摩擦。则下列说法正确的是( )
A.自由端移动的速度为0.3m/s
B.物体M的重力为60N
C.天花板受到的拉力为90N
D.天花板受到的拉力为100N
由图可知,n=2。
A、绳子自由端移动的速度v′=2v=2×0.1m/s=0.2m/s,故A错;
B、忽略绳重和轴摩擦,F=(G物+G动滑轮),即30N=(G物+10N),所以G物=50N,故B错;
CD、天花板受到的拉力F拉=3F+G定滑轮=3×30N+10N=100N,故C错、D正确。
故选:D。
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时( )
A.m1=m2 B.m1=2m2 C.m2=2m1 D.m1=4m2
由图知,G1由两根绳子承担,G2的力作用在绳子上,故G2=G1,即m1g=2m2g。
所以m1=2m2 。
故选:B。
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦力,G1=60N,G2=38N,甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为( )
A.3N B.6N C.11N D.22N
由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数分别为:n1=3,n2=2,
每个滑轮的重力相等,设动滑轮的重力为G轮,
不计绳重和摩擦力,则拉力分别为:F1=(G1+G轮),F2=(G2+G轮),
由题知F1=F2,
所以(G1+G轮)=(G2+G轮),
即:(60N+G轮)=(38N+G轮),
解答动滑轮的重力:G轮=6N。
故选:B。
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示的装置中,已知重物G1=500牛顿,重物G2=1200牛顿,在不考虑摩擦和滑轮重力的情况下,使重物G1保持平衡的拉力F应等于( )
A.500牛 B.1200牛 C.650牛 D.250牛
由图可知,滑轮组由一根绳子绕过各滑轮,且同一根绳子上各处的拉力相等,
不考虑摩擦,则要使重物G1保持平衡,应满足F=G1=500N,
不考虑摩擦和动滑轮重力,2F=2×500N<G2=1200N(即不能将G2提起来),重物G2也处于静止状态。
故选:A。
滑轮、滑轮组的受力分析
如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m(M>m)用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水中。若滑轮与轮轴之间的摩擦及滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力大小为(M﹣m)g
C.绳子对天花板的拉力大小为mg
D.物体A受到的浮力大小为(M﹣m)g
(1)由图可知,该滑轮为定滑轮,因物体B静止,则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,故B错误;
滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力,
所以由力的平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力大小为2mg,故A错误;
根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,故C错误;
(2)物体A受三个力的共同作用,向下的重力G=Mg、绳子向上的拉力F=mg和向上的浮力N;
由于物体A处于静止状态,所以物体A所受的三个力的合力为0,即:F+N=G,
所以,物体A受到的浮力大小为:N=G﹣F=Mg﹣mg=(M﹣m)g,故D正确。
故选:D。
滑轮、滑轮组的受力分析 ★★★☆☆
如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重( )
A.24牛 B.21牛 C.12牛 D.11.5牛
测力计示数是25N,说明滑轮受到向上的拉力为25N,滑轮向下受到三个力:滑轮的重力,和两段绳向下拉滑轮的力,左右两段绳的拉力是相等的,设每段拉力为F,则有2F+1N=25N,从而得出F=12N,所以B的重为12N。
故选:C。
滑轮的综合
用水平力F1拉动如图所示装置,使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动,物块B在木板A上表面相对地面静止,连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重,滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是( )
A.F1=F2 B.F2<F1<2F2 C.F1=2F2 D.F1>2F2
由图知,
(1)动滑轮在水平方向上受到三个力的作用:水平向右的拉力F1,墙壁对它水平向左的拉力F墙,木板A对它水平向左的拉力F木板,
由于木板向右匀速运动,所以F1=F墙+F木板,
由于同一根绳子各处的拉力相等,所以F木板=F1,
由于力的作用是相互的,所以动滑轮对木板A的拉力为F动=F木板=F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
(2)物块B在水平方向上受到两个力的作用:绳子对它向左的拉力F2,木板A对它向右的摩擦力fA对B;由于物块B保持静止,所以F2=fA对B;
木板A在水平方向上受到三个力的作用:动滑轮对木板向右的拉力F动,物体B对木板向左的摩擦力fB对A,地面对木板向左的摩擦力f地面,
由于木板向右匀速运动,所以F动=fB对A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由于力的作用是相互的,所以fB对A=fA对B=F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得F动=F2+f地面,
即F1=F2+f地面,
也就是F1=2F2+2f地面,
所以F1>2F2。
故选:D。
滑轮的综合
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)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体的质量为100kg,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)动滑轮重力
(2)拉绳的速度。
(1)因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图可知,n=3,
由力的方向可得,F=(f+G动),
动滑轮重,G动=nF﹣f=3×80N﹣200N=40N;
(2)物体的速度,v===0.2m/s,
拉绳的速度,v绳=nv=3×0.2m/s=0.6m/s。
答:(1)动滑轮重力为40N;
拉绳的速度为0.6m/s。
滑轮的综合 ★★★☆☆
如图所示,G1=20N,台秤示数8N,不计滑轮重,物体G2重( )
A.2N B.18N C.28N D.20N
图中是一定一动的滑轮组,可以将G1由于重力而通过绳子对G2施加的拉力看作是绳子末端的拉力,
则F=G1=×20N=10N,
不计摩擦及滑轮重,即理想状况下,物体G2受重力、拉力和支持力的作用,
则G2=F+N=10N+8N=18N。
故选:B。
滑轮的综合
如图所示装置中,A物重力100N,B物重力10N,在B物作用下A物在水平面上做匀速直线运动(不计滑轮重及轮与轴之间的摩擦)。问:
(1)A物体受到的摩擦力是多大?
(2)如果在A物体上加一个水平向左的拉力,使B物体以0.5m/s的速度匀速上升,求拉力的大小和4s内A物体运动的距离。
(1)物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时,f=F拉=2GB=2×10N=20N。
(2)拉动A向左运动时,A受力如图,
F=f+F拉=20N+20N=40N;
由题意可知:B运动的距离为:sB=vt=0.5m/s×4s=2m,则sA=sB=×2m=1m。
答:(1)A物体受到的摩擦力是20N;(2)拉力的大小为40N;4s内A物体运动的距离为1m。
滑轮的综合
用如图所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则( )
A.F=,a的读数等于F B.F=,a的读数等于F
C.F=,a的读数等于G D.F=,a的读数等于G
由图可知,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担,故F=G;
因动滑轮上的两股绳子是同一根绳子缠绕而成的,所以每股绳子上的拉力相同,即测力计a的读数为G。
故选:B
滑轮的综合
如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m,(不计绳重和摩擦),求:
(1)动滑轮重;
(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
(1)由F=(G+G动)可知,G动=3F﹣G=3×200N﹣480N=120N;
(2)物体移动的速度:v===0.1m/s;自由端移动的速度:v'=3v=3×0.1m/s=0.3m/s;
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力:F'=(G'+G动)=(480N+150N+120N)=250N。
答:(1)动滑轮重为120N;
(2)绳自由端的移动速度为0.3m/s;
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少为250N。
有用功、额外功、总功
如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程中,下列说法( )
①额外功较小
②额外功相同
③总功较小
④总功较大
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
①②、由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W额=G动h可知,提升A和B所做的额外功相同,故①错误,②正确;
③④、滑轮组的机械效率:,额外功相同,提升A物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A物体所做的有用功较大,由W总=W有+W额可知,提升A物体所做的总功较大,故③错误,④正确。
故选:B
有用功、额外功、总功
如图所示,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度,提升A的过程滑轮组的机械效率较高,若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程中( )
A.拉力较小 B.有用功较大 C.总功较小 D.额外功较小
由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W额=G动h知,提升A和B所做额外功相同;
额外功相同,提升A物体时滑轮组的机械效率较大,由公式可知,提升A物体所做的有用功较大,其总功较大;
用同一滑轮组分别将两物体提升相同的高度,则绳子自由端移动的距离相同,且提升A物体所做的总功较大,由W总=Fs可知,提升物体A的拉力较大。
综上所述,ACD错误,B正确。
故选:B。
有用功、额外功、总功
如图,两个滑轮组由每个质量都相同的滑轮组成。用它们分别将相同重物提高相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.乙滑轮组更省力,机械效率也更高
B.甲滑轮组更省力,机械效率也更高
C.乙滑轮组有用功更多,机械效率也更高
D.两滑轮组机械效率相同,甲滑轮组更省力
由图可知,连接动滑轮的绳子股数n甲=3,n乙=2,已知滑轮重相等、物重也相等,不计绳重与摩擦,
根据F=(G物+G动)可知,甲滑轮组的拉力较小、更省力;
拉力做功是总功,不计绳重和摩擦,滑轮重、物重均相等,提升相同的高度,
由W总=W有+W额=G物h+G动h可知做的总功相同;
由于有用功相等,总功也相等,由可知,两个滑轮组的机械效率相等,故ABC错误,D正确。
故选:D。
有用功、额外功、总功
体重是400N的同学用重10N的水桶,提起重为100N的水沿楼梯送到5m高的宿舍里使用,完成这一次提水,做有用功和额外功分别是( )
A.500 J 50 J B.500 J 2050 J
C.550 J 2000 J D.2500 J 50 J
提水桶上楼,对水做的功:
W有用=G水h=100N×5m=500J,
做的额外功:
W额=G人h+G桶h=400N×5m+10N×5m=2050J。
故选:B。
机械效率的概念及计算
如图所示,利用滑轮组将重3N的物体,以0.2m/s的速度提升1m,拉力F为2N,(不计绳重及摩擦)下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度为0.6m/s
B.动滑轮重2N
C.滑轮组的机械效率为75%
D.F所做的有用功为4J
由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,则拉力端移动的速度:
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,故A错误;
不计摩擦和绳重,拉力F=(G+G动),则动滑轮的重力:
G动=2F﹣G=2×2N﹣3N=1N,故B错误;
CD、拉力做的有用功:W有用=Gh=3N×1m=3J,
拉力端移动距离:s=2h=2×1m=2m,
拉力做的总功:W总=Fs=2N×2m=4J,
滑轮组的机械效率:
=×100%=75%,故C正确、D错误。
故选:C。
机械效率的概念及计算
如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。用该滑轮组在50s内可将质量为600kg的物体匀速吊起5m,已知滑轮组的机械效率是80%.则拉力所做的功是 J,拉力的功率为 W。
(1)所做的有用功:
W有用=Gh=mgh=600kg×10N/kg×5m=3×104J;
由=80%得总功(拉力做的功)为:
W总==3.75×104J;
(2)拉力的功率为:
P==750W。
故答案为:3.75×104;750。
机械效率的概念及计算
如图所示的滑轮组中动滑轮重0.6N,物重2.4N,不计绳重和各处摩擦,当物体匀速上升时,绳自由端在竖直方向上的拉力F为 N,机械效率为 。
由图可知,n=3,
不计绳重和各处摩擦,绳自由端在竖直方向上的拉力:
F=(G+G动)=×(2.4N+0.6N)=1N,
滑轮组的机械效率:
故答案为:1;80%。
机械效率的概念及计算
用滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m,若此时滑轮组的机械效率为60%,则额外功 和总功 。
(1)W有用=Gh=720N×10m=7200J;
由得:
∴;
(2)W额=W总﹣W有用=12000J﹣7200J=4800J。
故答案为:4800J;12000J。
机械效率的概念及计算
用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象。如果不考虑绳重和摩擦,下列说法错误的是( )
A.该滑轮组的动滑轮重力是100N
B.运送4件货物时,绳子的拉力F是250N
C.运送4件货物时,滑轮组的机械效率为80%
D.运送4件货物时,绳子的拉力F是200N
(1)由图乙可知:当物体重G=100N时,滑轮组的机械效率为50%,
由图甲知,n=2,拉力端移动距离s=2h,
因为滑轮组的机械效率,
所以提升100N货物时的拉力:
,
不考虑绳重和摩擦时,拉力F=(G+G轮),则动滑轮的重力:
G轮=2F﹣G=2×100N﹣100N=100N,故A正确;
BD、运送4件货物时,货物的总重G'=4G=4×100N=400N,
不考虑绳重和摩擦,此时的拉力:
F'=(G'+G轮)=(400N+100N)=250N,故B正确、D错;
C、因为滑轮组的机械效率,
所以滑运送4件货物时,滑轮组的机械效率:
,故C正确。
故选:D。
机械效率的概念及计算
如图所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10N/kg( )
A.B对绳的拉力是20N
B.A对绳的拉力的功率是16W
C.物体受摩擦力为148N
D.滑轮组的机械效率为90%
A、由题知,,
物体B的重GB=mg=Vg=Vg=100N,
物体B浸没水中受到的浮力:
F浮=V排g=Vg=×100N=20N
∵物体匀速下降,
∴GB=F浮+F拉,
∴F拉=GB﹣F浮=100N﹣20N=80N,故A错;
B、由图知,n=2,物体A移动距离sA=0.8m,则sB=2sA=2×0.8m=1.6m,
对绳的拉力做功:
W=F拉sB=80N×1.6m=128J,
P==32W,故B错;
C、∵不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,
∴F拉=(f+G轮),
80N=(f+12N)
∴f=148N,故C正确;
D、,故D错。
故选:C。
影响滑轮组的机械效率的因素
用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,则拉力F1 F2,F1和F2做的功W1 W2,两个滑轮组的机械效率 (选填“>”、“<”或“=”)。
(1)不计绳重及摩擦,
因为拉力F=(G物+G轮),n1=2,n2=3,
所以绳子受的拉力:
F1=(G物+G轮),F2=(G物+G轮),
所以F1>F2;
(2)不计绳重及摩擦,拉力做的功:
W1=F1s1=(G物+G轮)×2h=(G物+G轮)h
W2=F2s2=(G物+G轮)×3h=(G物+G轮)h
所以F1和F2做的功W1=W2。
(3)因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,
由可知,滑轮组的机械效率相同;
故答案为:>;=;=。
影响滑轮组的机械效率的因素
小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙;所做的有用功分别为
W甲和W乙,机械效率分别为和,则W甲 W乙, .(均选填“>”、“=”或“<”)
①从图可知,G甲<G乙,提升甲、乙两组钩码使用的是同一滑轮组,因此提升重物的重力越大,绳子末端的拉力越大,从而可知:F甲<F乙。
②∵G甲<G乙,而h甲=h乙,
∴由公式W=Gh可知:W甲<W乙。
③∵两次使用的是同一个滑轮组,
∴两次所做的额外功相等,即W甲额外=W乙额外。
而两次所做的有用功W甲<W乙,
则由公式可知,所做的有用功越大,其机械效率越大,
∴<。
故答案为:<;<;<。
影响滑轮组的机械效率的因素
如图,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,绳重和摩擦不计,动滑轮重力小于物体的重力。图甲中F甲 F乙(大于/小于/等于),图中装置的机械效率 (大于/小于/等于),若图乙中再加挂一物体,机械效率将 。(变大、变小或不变)
(1)由图知,甲滑轮是定滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力,即F甲=G;
乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,
F乙=(G+G动)<(G+G)<G;所以,F甲>F乙。
(2)两幅图中的有用功是克服物体重力做的功,在提升高度相同时,有用功是相同的,
但乙图中还要克服动滑轮的重力做额外功,则乙图比甲图中做的总功要多,
根据×100%可知,有用功相同时,总功越大的,机械效率越小,所以
甲>乙。
根据
可知,当提升重物的重力增加,机械效率变大。
故答案为:大于;大于;变大。
影响滑轮组的机械效率的因素
小明用如图所示的实验装置,探究影响滑轮组机械效率的因素,探究所得的实验数据如表中所示。
实验次数 控制因素 钩码重G/N 绳端拉力F/N 机械效率
1 较小提升速度 10 4.2 79.4%
2 中等提升速度 10 4.2 79.4%
3 较大提升速度 10 4.2 79.4%
4 相同的提升速度 10 4.2 79.4%
5 15 5.9 84.7%
6 20 7.5
(1)写出推算滑轮组机械效率的过程,将第6次实验测得的机械效率填入表中。
(2)实验1、2、3探究的是 对滑轮组机械效率的影响。
获得的结论是:
实验4、5、6探究的是 对滑轮组机械效率的影响。
获得的结论是:
(4)不考虑绳重及绳与滑轮间的摩擦,动滑轮受到的重力是 N。
(1);
由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,所以
;
(2)实验1、2、3被提升的钩码重相同,提升速度不同,机械效率相同,可得滑轮组的机械效率与提升速度无关;
(3)实验4、5、6物体被提升的速度相同,被提升的钩码重不同,且被提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高,可得相同情况下,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
(4)由F=(G+G动)得,G动=3F﹣G=3×4.2N﹣10N=2.6N。
故答案为:(1)88.9%;(2)提升速度;滑轮组的机械效率与提升速度无关;(3)被提升物体重力;相同情况下,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;(4)2.6。
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