11.2《滑轮及其应用》 筑基提能同步分层练习设计(提升版)初中物理八年级下(沪科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·从化期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是( )
A.工人做了1200J的功
B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N
D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.据图可知,缠绕在动滑轮的绳子数为3,所以绳子移动距离是滑轮移动距离的3被,滑轮移动4m,绳子自由端移动的距离为12m,根据W=fs计算工人做的总功W总=Fs =300N×12m=3600J
故A错误;
B.根据功率的公式 ,工人做功的时间为20s,根据P=W/t计算工人的功率故B错误;
C.不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动 =nF G =3×300N 800N=100N,故C正确;
D.由于滑轮组由3段绳子承担物重,且动滑轮的重力为100N,当重物的重力为1200N,绳子自由端的拉力为,D错误
故选C。
【分析】动滑轮的特点可以省力,但费距离,动滑轮拉力的计算:公式为F=1/n(G+G动),n为缠绕动滑轮绳子数,本题中n=3,绳子移动距离为动滑轮移动距离的3倍
做功的计算:公式为W=Fs,本题中F=300N,移动距离为12m,做功时间为20s,据此计算做功和功率
2.如图所示,不计滑轮重与摩擦,物体A质量为2kg,物体B质量为5kg,体积为103 cm3.先用手托住A,待放手后( )
A.物体B将沉到杯底 B.物体B将停留在水面下任何地方
C.物体B将离开水面上升 D.物体B最后浮在水面上
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意可知,物体A的重力GA=mAg=2kg×10N/kg=20N,
物体B的重力GB=mBg=5kg×10N/kg=50N;
由图可知n=2,不计滑轮重与摩擦,则GA=FB,
那么物体B受到向上的拉力FB=2GA=2×20N=40N,
物体B浸没在水中,V排=V=103cm3=1×10-3m3
受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。
则物体B竖直向上的合力为F=FB+F浮=40N+10N=50N;
因为F=GB,
所有物体B将悬浮,即可以停留在水面下任何地方。
故选B。
【分析】利用G=mg求出物体的重力,根据滑轮组的使用特点求出动滑轮对物体B的拉力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出物体B的浮力。接下来然后对物体B受力分析,求出B受到的合力的方向,根据这个合力的方向可知运动情况。
3.(2023八下·北京市期中)如图所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的拉力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙,若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则下列判断正确的是( )
A.F甲【答案】C
【知识点】功率的计算;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲:动滑轮受到向上的拉力F甲,向下的两个拉力,都等于物体的重力G,还有向下的动滑轮重力。根据平衡力的知识得到:F甲=G动+2G;
乙:动滑轮受到向上的两个拉力F乙,向下的动滑轮重力和物体重力。根据平衡力的知识得到:2F乙=G动+G,解得:;
CD.比较可知,F甲>F乙,故A、B错误;
两个滑轮组都是对物体做有用功,即W有=Gh,那么有用功相等;克服动滑轮重力做额外功,根据W额=G动h可知,则额外功相等。根据W总=W有+W额可知,拉力做的总功相等。根据可知,拉力的功率P甲=P乙,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识比较拉力的大小。根据W总=W有+W额比较拉力做功大小,再根据比较拉力做功功率大小。
4.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
5.(2023八下·宝山期中)如图所示,沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连,当沙桶和沙的总重为5N时,滑块水平向左做匀速直线运动,若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是( )
A.实验中,使用滑轮是为省力
B.当沙桶落地后,受到惯性作用滑块继续向左运动
C.滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D.若通过滑块拉动沙桶匀速上升,则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知,该滑轮固定不动为定滑轮,可以改变用力方向,不能改变力的大小,故A错误;
B.当沙桶落地后,由于惯性滑块继续向左运动,故B错误;
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上,桌面对滑块的支持力作用在滑块上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
当滑块向左做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时,它受到向右的拉力F',向左的摩擦力f和绳子的拉力F,即F'=f+F=5N+5N=10N,故D正确。
故选D。
【分析】(1)固定不动的滑轮为定滑轮,不省力不费力,只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮,不能改变用力方向,但是能够省一半的力;
(2)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(3)平衡力的特点:大小相等、方向相反,作用在同一物体和同一直线上;
(4)对滑块进行受力分析,根据二力平衡的知识分析计算。
6.(2022八下·港南期末)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A受到的摩擦力为4N D.物体B受到的摩擦力为6N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2,则拉力F2移动的速度:v=nv物=0.1m/s×2=0.2m/s,则它的功率为:P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A正确不合题意;
B.定滑轮受到弹簧测力计向左的拉力,绳子上向右的3个拉力F2,根据平衡力知识得到:测力计的示数F'=3F2=3×3N=9N,故B正确不合题意;
D.动滑轮受到向左的2个拉力F2,受到B向右的拉力,等于B受到的摩擦力 ,即2F2=fB=2×3N=6N,故D正确不合题意;
C.根据图片可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力6N,方向水平向左;受到向右的拉力F1=4N,则A受到地面的摩擦力为:6N-4N=2N,方向为水平向右,故C错误符合题意。
故选C。
【分析】(1)首先根据v=nv物计算拉力F2移动的速度,再根据P2=F2v计算它的功率;
(2)对定滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算测力计的示数;
(3)对物体A进行受力分析,根据平衡力的知识计算;
(4)对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算物体B受到的摩擦力。
7.(初中物理八年级下学期 第十二章 简单机械 综合复习(广西专用))如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则( )
A.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4
B.F1:F2:F3=4:1:2 s1:s2:s3=2:4:1
C.F1:F2:F3=2:4:1 V1:V2:V3=2:1:4
D.F1:F2:F3=2:1:4 V1:V2:V3=2:4:1
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;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 ,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的速度为v0, 运动的时间为t,则对这三个图分析可得:
(1)甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力 F1=f;拉力的作用点移动的速度v1=v0,作用点移动的距离s1=v0t。
(2)乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力 平衡,此时拉力F2=f;但是费2倍的距离,拉力的作用点移动的速度v2=2v0,作用点移动的距离 s2=2v0t。
(3)丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离, 因此,F3=2f,
拉力的作用点移动的速度v3=v0,作用点移动的距离s3=v0t。
综上分析:F1:F2:F3=f:f:2f=2:1:4,
v1:V2:v3=v0:2v0:v0=2:4:1
s1:s2:s3=v0t:2v0t:v0t=2:4:1
故答案为:D。
【分析】(1)物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可以知道物体所受的拉力等于物体受到的 摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出F1、F2、F3,即可比较其大小;
(2)根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
二、多选题
8.(2023八下·莘县期末)如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】B,C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据得到:,解得:F=5N,故A错误;
B.自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m,那么自由端移动的速度,故B正确;
C.拉力的功率P=Fv=5N×0.6m/s=3W,故C正确;
D.拉力F在5s内对滑轮组做的有用功为:W有=fs物=12N×1m=12J;
总功为:W总=Fs=5N×3m=15J;
额外功为:W额=W总-W有=15J-12J=3J,故D正确。
故选BCD。
【分析】(1)当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端拉力大小;
(2)首先根据s=ns物计算自由端移动的距离,再根据计算自由端移动的速度;
(3)根据P=Fv计算拉力的功率;
(4)根据W有=fs物计算有用功,根据W总=Fs计算总功,根据W额=W总-W有计算额外功即可。
9.(2021八下·青山期末)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),下列说法正确的是( )
A.物体A和地面之间摩擦力是2N
B.弹簧测力计读数为9N
C.F2的功率为0.9W
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
【答案】A,B
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,不计滑轮和绳子自重及摩擦时,物体B对滑轮的拉力
那么B受到的向左的拉力也是6N。而B做匀速直线运动,则A对B的向右的摩擦力与B受到的拉力是一对平衡力,那么fAB=6N
A静止在地面上,受到向右的拉力F1、B对A的向左的摩擦力,还有地面对A摩擦力的作用,而B对A的摩擦力与A对B的摩擦力是一对相互作用力,那么fBA=fAB=6N
所以地面对A的摩擦力向右,其大小f= fBA-F1=6N-4N=2N
A符合题意;
B.弹簧测力计受到三根绳子拉力的作用,其示数F示=3F2=3×3N=9N
B符合题意;
C.物体B移动的速度为0.1m/s,则绳子自由端移动的速度v=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
C不符合题意;
D.F2增大时,物体B会做加速运动,因为此时B对A的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A、B间的摩擦力不变,那么A的受力不受影响,A还是处于静止状态,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;弹簧测力计挂在滑轮上,受到的拉力为自由端的三倍。
10.(2020八下·成华期末)如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,OD:DB=1:1,滑轮重为100N。绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500Pa;当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,正方体M对水平地面的压强为15000Pa。(若不计杠杆重、绳重和摩擦,图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向)则( )
A.拉力F=200N
B.物体M的重力G=900N
C.物体M的密度ρ=10×103kg/m3
D.当B点施加的拉力F=300N时,物体刚好被拉离地面
【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡分析法及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
由 可得,正方体M对水平地面的压力
因正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力,所以,正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ①
当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
正方体M对水平地面的压力
则正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ②
由①②可得 ,
A符合题意,B不符合题意;
C.由 可得,物体M的质量
则物体M的密度
C符合题意;
D.若绕在滑轮上的绳子不拉断,当物体刚好被拉离地面时,把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
则
由杠杆的平衡条件可得
则
因绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,所以,物体不可能被拉离地面,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据物体对水平地面的压强和受力面积的乘积计算压力;结合物体的重力、动滑轮的重力、物体受到的支持力计算动滑轮上拉力的大小;结合杠杆的平衡条件和力臂关系,计算杠杆上的拉力大小;根据物体的重力计算质量,结合物体的体积计算密度大小。
11.( 沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率)某工人利用图所示装置提升重物,工人的质量为70kg,双脚与地面的接触面积为500cm2,重物重800N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,工人用拉力F在4s内将重物匀速提升2m,此装置的机械效率为80%,(取g=10N/kg)则下列说法正确的是( )
A.工人做的额外功是400J B.拉力F的功率是500W
C.工人对地面的压强是4000Pa D.动滑轮的重力为400N
【答案】A,B,C
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;有用功和额外功
【解析】【解答】由图知,承担物重的绳子有n=2股。A、拉力做的有用功: =800N×2m=1600J,由 可得,拉力做的总功: =2000J,因为 ,所以工人做的额外功: =2000J﹣1600J=400J.A符合题意;B、拉力的功率: =500W.B符合题意;C、工人的重力: =mg=70kg×10N/kg=700N,拉力端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,由 可得,工人的拉力: =500N,工人对地面的压力: =700N﹣500N=200N,工人对地面的压强: =4000Pa.C符合题意;D、滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,则拉力 ,所以动滑轮重力: =2×500N﹣800N=200N.D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系;用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
三、实验填空题
12.(2024八下·惠城期中)探究简单机械的实际运用和工作原理。
(一)探究滑轮组怎样连线才能最省力。
如图甲、乙是两种不同的滑轮组连线方式,请据图回答下列问题。
(1)根据你所学的知识判断,F甲 F乙,这是因为承担重物和动滑轮重的绳子股数越多,每股绳子承担的力 ;
(2)一般来说,与 (选填“动滑轮”或“定滑轮”)接触的绳子股数最多为最省力的绕法;
(二)探究杠杆的平衡条件
如图丙、丁是探究杠杆平衡条件的部分片段,请根据图示回答下列问题:
(1)若实验开始前,杠杆的位置如图丙所示,此时杠杆 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态;小明通过调节杠杆右端的螺母向 移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图丁中杠杆平衡,应在a处挂 个钩码,由此可以判断杠杆平衡条件是 。
【答案】;越少;动滑轮;处于;右;;
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(1)由图可知,甲滑轮组中动滑轮缠绕绳子数为2,乙滑轮组为3,按照拉力计算公式可知,,、相同,计算可知,承担重物和动滑轮重的绳子股数越多,每股绳子承担的力越少。
(2)一般来说,与动滑轮接触的绳子股数最多为最省力的绕法。
二 (1)杠杆处于静止状态时,处于平衡状态。杠杆右端高,应将平衡螺母右调,杠杆才能平衡。
(2)设一个钩码的重为,杠杆的分度值为,根据杠杆平衡条件得
解得。
综上 第1空、 >; 第2空、越少; 第3空、动滑轮; 第4空、处于; 第5空、右; 第6空、1; 第7空、 。
【分析】1、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂;
2、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力;
3、拉力的计算, ,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍。
13.(2024八下·南昌期中) 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 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F方向 直线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,它使用时的优点是可以 。
(3)弹簧测力计分别沿、方向继续匀速直线拉动, (填“>、<或=”),由此说明使用定滑轮 省力(填“可以”或“不可以”).
【答案】(1)2
(2)匀速;上;定;改变力的方向
(3)=;不可以
【知识点】弹簧测力计及其使用;二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【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F方向匀速拉动测力计可使物体向上运动。由图可知,该滑轮的轴固定不动,是定滑轮。根据力、、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、 方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几乎不变,转换不同角度匀速拉动,示数都不变,即=, 说明定滑轮不省力。
故答案为: (1) 2; (2) 匀速;上;定;改变力的方向; (3) =;不可以.
【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。
四、解答与计算题
14.(2023八下·青秀期末)如图所示,牵引车通过滑轮组将物体竖直拉起,物体重为,底面积为,当牵引车的拉力为时,恰好可以将物体匀速吊起,内物体上升了。不计绳重和摩擦,求:
(1)10s内牵引车运动的距离;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强。
【答案】(1)解:由图可知,,则内牵引车运动的距离为:
答:内牵引车运动的距离为;
(2)解:滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)当牵引车的拉力为时,不计绳重和摩擦,由可得,
动滑轮的重力:;
当牵引车的拉力为时,根据可知,
物体受到的拉力:,
由力的平衡条件可知,地面对物体的支持力:,
由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力:,
物体对地面的压强:
答:若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强为。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)、绳子承重段数为,牵引车运动的距离为s=nh;
(2)、将机械效率定义式化简即可求解机械效率;
(3)、当牵引车的拉力为时,由求出动滑轮重力,当牵引车的拉力为时,仍根据等式求出此时物体受到的拉力,以物体为研究对象,由力的平衡条件可得,由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力大小,由求解此时物体对地面的压强。
15.(2024八下·峰峰矿月考)某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3 , 当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?
【答案】解:(1)根据图片可知,木块受到的浮力:F浮=F拉+G=2N+1.2N=3.2N;
答:木块受到的浮力是3.2N。
(2)液体的密度:ρ液==1.6×103kg/m3;
答:液体的密度是1.6×103kg/m3;
(3)木块的质量:m==0.12kg,
则木块的密度:ρ==0.6×103kg/m3,
因为ρ<ρ液,所以木块最终静止在液面上,
木块稳定时受到的浮力:F浮'=G=1.2N。
答:剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)根据平衡力的知识F浮=F拉+G计算木块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理计算液体的密度;
(3)根据m=计算木块的质量,根据计算木块的密度。然后与液体密度比较确定木块最终状态即可。
16.(2023八下·昌平期中) 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N,该工人重500N,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程,求:
(1)绳子自由端受到竖直向下的拉力F;
(2)绳子自由端拉力的功率P。
【答案】(1)动滑轮上有两股绳,由题意可得,绳子上的力为
设物体A提升的距离为h,则由题意有
总功为
W2=2Fh
由机械效率计算公式可得
则拉力F为
答:竖直向下的拉力为300N;
(2)由题意可得,A的运动速度为0.2m/s,则绳子端的移动速度为
v=2×0.2m/s=0.4m/s
则绳子自由端拉力的功率为
P=Fv=300N×0.4m/s=120W
答:绳子自由端的功率为120W。
【知识点】功率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)首先根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据 计算动滑轮的重力,最后根据 计算绳子自由端受到的拉力。
(2)首先根据v=nv物计算绳子自由端移动的速度,再根据P=Fv计算拉力的功率。
1 / 111.2《滑轮及其应用》 筑基提能同步分层练习设计(提升版)初中物理八年级下(沪科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·从化期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是( )
A.工人做了1200J的功
B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N
D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
2.如图所示,不计滑轮重与摩擦,物体A质量为2kg,物体B质量为5kg,体积为103 cm3.先用手托住A,待放手后( )
A.物体B将沉到杯底 B.物体B将停留在水面下任何地方
C.物体B将离开水面上升 D.物体B最后浮在水面上
3.(2023八下·北京市期中)如图所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的拉力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙,若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则下列判断正确的是( )
A.F甲4.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
5.(2023八下·宝山期中)如图所示,沙桶通过滑轮与水平桌面上的滑块相连,当沙桶和沙的总重为5N时,滑块水平向左做匀速直线运动,若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦。下列分析正确的是( )
A.实验中,使用滑轮是为省力
B.当沙桶落地后,受到惯性作用滑块继续向左运动
C.滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力
D.若通过滑块拉动沙桶匀速上升,则施加在滑块上水平向右的拉力为10N
6.(2022八下·港南期末)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A受到的摩擦力为4N D.物体B受到的摩擦力为6N
7.(初中物理八年级下学期 第十二章 简单机械 综合复习(广西专用))如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则( )
A.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4
B.F1:F2:F3=4:1:2 s1:s2:s3=2:4:1
C.F1:F2:F3=2:4:1 V1:V2:V3=2:1:4
D.F1:F2:F3=2:1:4 V1:V2:V3=2:4:1
二、多选题
8.(2023八下·莘县期末)如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是( )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
9.(2021八下·青山期末)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),下列说法正确的是( )
A.物体A和地面之间摩擦力是2N
B.弹簧测力计读数为9N
C.F2的功率为0.9W
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
10.(2020八下·成华期末)如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,OD:DB=1:1,滑轮重为100N。绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500Pa;当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,正方体M对水平地面的压强为15000Pa。(若不计杠杆重、绳重和摩擦,图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向)则( )
A.拉力F=200N
B.物体M的重力G=900N
C.物体M的密度ρ=10×103kg/m3
D.当B点施加的拉力F=300N时,物体刚好被拉离地面
11.( 沪科版物理八年级第十章机械与人第五节 机械效率)某工人利用图所示装置提升重物,工人的质量为70kg,双脚与地面的接触面积为500cm2,重物重800N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,工人用拉力F在4s内将重物匀速提升2m,此装置的机械效率为80%,(取g=10N/kg)则下列说法正确的是( )
A.工人做的额外功是400J B.拉力F的功率是500W
C.工人对地面的压强是4000Pa D.动滑轮的重力为400N
三、实验填空题
12.(2024八下·惠城期中)探究简单机械的实际运用和工作原理。
(一)探究滑轮组怎样连线才能最省力。
如图甲、乙是两种不同的滑轮组连线方式,请据图回答下列问题。
(1)根据你所学的知识判断,F甲 F乙,这是因为承担重物和动滑轮重的绳子股数越多,每股绳子承担的力 ;
(2)一般来说,与 (选填“动滑轮”或“定滑轮”)接触的绳子股数最多为最省力的绕法;
(二)探究杠杆的平衡条件
如图丙、丁是探究杠杆平衡条件的部分片段,请根据图示回答下列问题:
(1)若实验开始前,杠杆的位置如图丙所示,此时杠杆 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态;小明通过调节杠杆右端的螺母向 移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图丁中杠杆平衡,应在a处挂 个钩码,由此可以判断杠杆平衡条件是 。
13.(2024八下·南昌期中) 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 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F方向 直线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,它使用时的优点是可以 。
(3)弹簧测力计分别沿、方向继续匀速直线拉动, (填“>、<或=”),由此说明使用定滑轮 省力(填“可以”或“不可以”).
四、解答与计算题
14.(2023八下·青秀期末)如图所示,牵引车通过滑轮组将物体竖直拉起,物体重为,底面积为,当牵引车的拉力为时,恰好可以将物体匀速吊起,内物体上升了。不计绳重和摩擦,求:
(1)10s内牵引车运动的距离;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强。
15.(2024八下·峰峰矿月考)某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3 , 当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?
16.(2023八下·昌平期中) 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N,该工人重500N,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程,求:
(1)绳子自由端受到竖直向下的拉力F;
(2)绳子自由端拉力的功率P。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.据图可知,缠绕在动滑轮的绳子数为3,所以绳子移动距离是滑轮移动距离的3被,滑轮移动4m,绳子自由端移动的距离为12m,根据W=fs计算工人做的总功W总=Fs =300N×12m=3600J
故A错误;
B.根据功率的公式 ,工人做功的时间为20s,根据P=W/t计算工人的功率故B错误;
C.不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动 =nF G =3×300N 800N=100N,故C正确;
D.由于滑轮组由3段绳子承担物重,且动滑轮的重力为100N,当重物的重力为1200N,绳子自由端的拉力为,D错误
故选C。
【分析】动滑轮的特点可以省力,但费距离,动滑轮拉力的计算:公式为F=1/n(G+G动),n为缠绕动滑轮绳子数,本题中n=3,绳子移动距离为动滑轮移动距离的3倍
做功的计算:公式为W=Fs,本题中F=300N,移动距离为12m,做功时间为20s,据此计算做功和功率
2.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意可知,物体A的重力GA=mAg=2kg×10N/kg=20N,
物体B的重力GB=mBg=5kg×10N/kg=50N;
由图可知n=2,不计滑轮重与摩擦,则GA=FB,
那么物体B受到向上的拉力FB=2GA=2×20N=40N,
物体B浸没在水中,V排=V=103cm3=1×10-3m3
受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。
则物体B竖直向上的合力为F=FB+F浮=40N+10N=50N;
因为F=GB,
所有物体B将悬浮,即可以停留在水面下任何地方。
故选B。
【分析】利用G=mg求出物体的重力,根据滑轮组的使用特点求出动滑轮对物体B的拉力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出物体B的浮力。接下来然后对物体B受力分析,求出B受到的合力的方向,根据这个合力的方向可知运动情况。
3.【答案】C
【知识点】功率的计算;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.甲:动滑轮受到向上的拉力F甲,向下的两个拉力,都等于物体的重力G,还有向下的动滑轮重力。根据平衡力的知识得到:F甲=G动+2G;
乙:动滑轮受到向上的两个拉力F乙,向下的动滑轮重力和物体重力。根据平衡力的知识得到:2F乙=G动+G,解得:;
CD.比较可知,F甲>F乙,故A、B错误;
两个滑轮组都是对物体做有用功,即W有=Gh,那么有用功相等;克服动滑轮重力做额外功,根据W额=G动h可知,则额外功相等。根据W总=W有+W额可知,拉力做的总功相等。根据可知,拉力的功率P甲=P乙,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识比较拉力的大小。根据W总=W有+W额比较拉力做功大小,再根据比较拉力做功功率大小。
4.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
5.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知,该滑轮固定不动为定滑轮,可以改变用力方向,不能改变力的大小,故A错误;
B.当沙桶落地后,由于惯性滑块继续向左运动,故B错误;
C.滑块对桌面的压力作用在桌面上,桌面对滑块的支持力作用在滑块上,二者没有作用在同一物体上,不是平衡力,故C错误;
当滑块向左做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即摩擦力f=G=5N。当滑块向右做匀速直线运动时,它受到向右的拉力F',向左的摩擦力f和绳子的拉力F,即F'=f+F=5N+5N=10N,故D正确。
故选D。
【分析】(1)固定不动的滑轮为定滑轮,不省力不费力,只能改变力的方向。跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮,不能改变用力方向,但是能够省一半的力;
(2)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(3)平衡力的特点:大小相等、方向相反,作用在同一物体和同一直线上;
(4)对滑块进行受力分析,根据二力平衡的知识分析计算。
6.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2,则拉力F2移动的速度:v=nv物=0.1m/s×2=0.2m/s,则它的功率为:P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A正确不合题意;
B.定滑轮受到弹簧测力计向左的拉力,绳子上向右的3个拉力F2,根据平衡力知识得到:测力计的示数F'=3F2=3×3N=9N,故B正确不合题意;
D.动滑轮受到向左的2个拉力F2,受到B向右的拉力,等于B受到的摩擦力 ,即2F2=fB=2×3N=6N,故D正确不合题意;
C.根据图片可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力6N,方向水平向左;受到向右的拉力F1=4N,则A受到地面的摩擦力为:6N-4N=2N,方向为水平向右,故C错误符合题意。
故选C。
【分析】(1)首先根据v=nv物计算拉力F2移动的速度,再根据P2=F2v计算它的功率;
(2)对定滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算测力计的示数;
(3)对物体A进行受力分析,根据平衡力的知识计算;
(4)对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算物体B受到的摩擦力。
7.【答案】D
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;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 ,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的速度为v0, 运动的时间为t,则对这三个图分析可得:
(1)甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力 F1=f;拉力的作用点移动的速度v1=v0,作用点移动的距离s1=v0t。
(2)乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力 平衡,此时拉力F2=f;但是费2倍的距离,拉力的作用点移动的速度v2=2v0,作用点移动的距离 s2=2v0t。
(3)丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离, 因此,F3=2f,
拉力的作用点移动的速度v3=v0,作用点移动的距离s3=v0t。
综上分析:F1:F2:F3=f:f:2f=2:1:4,
v1:V2:v3=v0:2v0:v0=2:4:1
s1:s2:s3=v0t:2v0t:v0t=2:4:1
故答案为:D。
【分析】(1)物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可以知道物体所受的拉力等于物体受到的 摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出F1、F2、F3,即可比较其大小;
(2)根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
8.【答案】B,C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据得到:,解得:F=5N,故A错误;
B.自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m,那么自由端移动的速度,故B正确;
C.拉力的功率P=Fv=5N×0.6m/s=3W,故C正确;
D.拉力F在5s内对滑轮组做的有用功为:W有=fs物=12N×1m=12J;
总功为:W总=Fs=5N×3m=15J;
额外功为:W额=W总-W有=15J-12J=3J,故D正确。
故选BCD。
【分析】(1)当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端拉力大小;
(2)首先根据s=ns物计算自由端移动的距离,再根据计算自由端移动的速度;
(3)根据P=Fv计算拉力的功率;
(4)根据W有=fs物计算有用功,根据W总=Fs计算总功,根据W额=W总-W有计算额外功即可。
9.【答案】A,B
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,不计滑轮和绳子自重及摩擦时,物体B对滑轮的拉力
那么B受到的向左的拉力也是6N。而B做匀速直线运动,则A对B的向右的摩擦力与B受到的拉力是一对平衡力,那么fAB=6N
A静止在地面上,受到向右的拉力F1、B对A的向左的摩擦力,还有地面对A摩擦力的作用,而B对A的摩擦力与A对B的摩擦力是一对相互作用力,那么fBA=fAB=6N
所以地面对A的摩擦力向右,其大小f= fBA-F1=6N-4N=2N
A符合题意;
B.弹簧测力计受到三根绳子拉力的作用,其示数F示=3F2=3×3N=9N
B符合题意;
C.物体B移动的速度为0.1m/s,则绳子自由端移动的速度v=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
C不符合题意;
D.F2增大时,物体B会做加速运动,因为此时B对A的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A、B间的摩擦力不变,那么A的受力不受影响,A还是处于静止状态,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;弹簧测力计挂在滑轮上,受到的拉力为自由端的三倍。
10.【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡分析法及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
由 可得,正方体M对水平地面的压力
因正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力,所以,正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ①
当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
正方体M对水平地面的压力
则正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ②
由①②可得 ,
A符合题意,B不符合题意;
C.由 可得,物体M的质量
则物体M的密度
C符合题意;
D.若绕在滑轮上的绳子不拉断,当物体刚好被拉离地面时,把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
则
由杠杆的平衡条件可得
则
因绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,所以,物体不可能被拉离地面,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据物体对水平地面的压强和受力面积的乘积计算压力;结合物体的重力、动滑轮的重力、物体受到的支持力计算动滑轮上拉力的大小;结合杠杆的平衡条件和力臂关系,计算杠杆上的拉力大小;根据物体的重力计算质量,结合物体的体积计算密度大小。
11.【答案】A,B,C
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;有用功和额外功
【解析】【解答】由图知,承担物重的绳子有n=2股。A、拉力做的有用功: =800N×2m=1600J,由 可得,拉力做的总功: =2000J,因为 ,所以工人做的额外功: =2000J﹣1600J=400J.A符合题意;B、拉力的功率: =500W.B符合题意;C、工人的重力: =mg=70kg×10N/kg=700N,拉力端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,由 可得,工人的拉力: =500N,工人对地面的压力: =700N﹣500N=200N,工人对地面的压强: =4000Pa.C符合题意;D、滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,则拉力 ,所以动滑轮重力: =2×500N﹣800N=200N.D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系;用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
12.【答案】;越少;动滑轮;处于;右;;
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】(1)由图可知,甲滑轮组中动滑轮缠绕绳子数为2,乙滑轮组为3,按照拉力计算公式可知,,、相同,计算可知,承担重物和动滑轮重的绳子股数越多,每股绳子承担的力越少。
(2)一般来说,与动滑轮接触的绳子股数最多为最省力的绕法。
二 (1)杠杆处于静止状态时,处于平衡状态。杠杆右端高,应将平衡螺母右调,杠杆才能平衡。
(2)设一个钩码的重为,杠杆的分度值为,根据杠杆平衡条件得
解得。
综上 第1空、 >; 第2空、越少; 第3空、动滑轮; 第4空、处于; 第5空、右; 第6空、1; 第7空、 。
【分析】1、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂;
2、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力;
3、拉力的计算, ,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍。
13.【答案】(1)2
(2)匀速;上;定;改变力的方向
(3)=;不可以
【知识点】弹簧测力计及其使用;二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【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F方向匀速拉动测力计可使物体向上运动。由图可知,该滑轮的轴固定不动,是定滑轮。根据力、、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、 方向继续匀速拉动,对比4次实验,测力计的示数几乎不变,转换不同角度匀速拉动,示数都不变,即=, 说明定滑轮不省力。
故答案为: (1) 2; (2) 匀速;上;定;改变力的方向; (3) =;不可以.
【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。
14.【答案】(1)解:由图可知,,则内牵引车运动的距离为:
答:内牵引车运动的距离为;
(2)解:滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)当牵引车的拉力为时,不计绳重和摩擦,由可得,
动滑轮的重力:;
当牵引车的拉力为时,根据可知,
物体受到的拉力:,
由力的平衡条件可知,地面对物体的支持力:,
由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力:,
物体对地面的压强:
答:若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强为。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)、绳子承重段数为,牵引车运动的距离为s=nh;
(2)、将机械效率定义式化简即可求解机械效率;
(3)、当牵引车的拉力为时,由求出动滑轮重力,当牵引车的拉力为时,仍根据等式求出此时物体受到的拉力,以物体为研究对象,由力的平衡条件可得,由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力大小,由求解此时物体对地面的压强。
15.【答案】解:(1)根据图片可知,木块受到的浮力:F浮=F拉+G=2N+1.2N=3.2N;
答:木块受到的浮力是3.2N。
(2)液体的密度:ρ液==1.6×103kg/m3;
答:液体的密度是1.6×103kg/m3;
(3)木块的质量:m==0.12kg,
则木块的密度:ρ==0.6×103kg/m3,
因为ρ<ρ液,所以木块最终静止在液面上,
木块稳定时受到的浮力:F浮'=G=1.2N。
答:剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)根据平衡力的知识F浮=F拉+G计算木块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理计算液体的密度;
(3)根据m=计算木块的质量,根据计算木块的密度。然后与液体密度比较确定木块最终状态即可。
16.【答案】(1)动滑轮上有两股绳,由题意可得,绳子上的力为
设物体A提升的距离为h,则由题意有
总功为
W2=2Fh
由机械效率计算公式可得
则拉力F为
答:竖直向下的拉力为300N;
(2)由题意可得,A的运动速度为0.2m/s,则绳子端的移动速度为
v=2×0.2m/s=0.4m/s
则绳子自由端拉力的功率为
P=Fv=300N×0.4m/s=120W
答:绳子自由端的功率为120W。
【知识点】功率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)首先根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据 计算动滑轮的重力,最后根据 计算绳子自由端受到的拉力。
(2)首先根据v=nv物计算绳子自由端移动的速度,再根据P=Fv计算拉力的功率。
1 / 1