学员编号:
年
级:
九年级
课
时
数:3学员姓名:
辅导科目:
科学
学科教师:
授课主题
滑轮复习
授课日期及时段
教学内容
课前检测
1、如图所示的滑轮组中,每个滑轮自重均为20牛,横杆的自重是10牛,摩擦和绳重不计,现用此滑轮组匀速提起重G=750牛的物体,那么需要施加的动力F是(
)200牛
B.180牛
C.190牛 D.170牛A2、如图所示,滑轮组处于平衡状态,在、下边分别加两个完全相同的砝码,则(
)A上升
B.B上升 C.静止
D.无法判定A3、如图所示,物体受到的重力为,用力将滑轮匀速提升,重物随滑轮一起匀速上升.当重物上升时.关于滑轮上升的高度和拉力的说法正确的是(
)A.,
B.,C.,
D.,使用这种动滑轮费力,省距离,动滑轮移动的距离是物体上升高度的一半;.C知识梳理概念一、定滑轮:①定义:中间的轴固定不动的滑轮。②实质:定滑轮的实质是:
。③特点:使用定滑轮
。④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G;实际生活中,F>G。绳子自由端移动距离SF
(或vF)=
二、动滑轮:①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)②实质:动滑轮的实质是:
。③特点:使用动滑轮能
。a.理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F=
1
2G
只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=
1
2(G物+G动)b.绳子自由端移动距离SF(或vF)=
注意:①可以省一半力,并不是说一定省力一半。a.理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力),竖直拉绳最省力且省一半力即F1=
1
2G物;实际生活中,F1>
1
2G物.如图一:理想状态(不计轴间摩擦和动滑轮重力),F2
>F1=
1
2G物;实际生活中,F2
>F1>
1
2G物
。②可以省力,并不是只要用动滑轮就一定省力。如图二:a.理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则
F=
2G物只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=
2G物
+
G动b.绳子自由端移动距离SF(或vF)=
三、滑轮组的特点及其应用①滑轮组的特点:拉动物体时,既能省力又能改变力的方向②滑轮组的计算: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动滑轮和重物总重的几分之一,动力作用点移动的距离就等于重物提升高度的几倍③根据一定的要求设计滑轮组绕线的方法:
a.滑轮组的绕线方法与绳子股数的确定滑轮组的绕线方法:常见滑轮组的构成有以下几种情况(如图所示),同一种构成有“定起”和“动起”两种绕线方法(绕线注意:绕线不交叉,不重叠;奇动偶定),要求绕线过程中绳子必须绷紧,具体绕线如图所示:b.绳子股数的确定:一般采用“切割法”定绳子股数,即从定滑轮和动滑轮之间切割(如上图),数出拴在动滑轮框上的绳子和最后从动滑轮引出的拉绳就是承担重物的绳子股数(图中的绳子股数已标出)c.计算:先根据题目中的条件,如绳子能承受的拉力和需要承担的物重计算出需要的绳子段数n(如果计算结果不是整数,一律进上去,例如,计算结果为3.2,则n取4)d.安装:n为偶数时,绳固定端固定在定滑轮上;反之n为奇数时,绳固定端要固定在动滑轮上.具体绕线时,一般先从固定端开始,按顺序由内向外绕,每个滑轮只能绕一次,绳不能相交叉.三、题型突破题型一、作图(用最小的力,应怎么绕线?)例1:
如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计滑轮重.要求用最小的力将相同的重物拉起,应选用
滑轮组;请在你选用的滑轮组上画出绳子的绕法;如果物重100N,则用你选用的滑轮组及绕法,最小拉力为
N.[答案]甲;25.[解析]甲、乙两个滑轮组最省力的绕法分别如图甲有4段绳子拉重物,乙有3段绳子拉重物,根据F=G/n
知,甲更省力;则F=G/n
=100N/4
=25N.点评:正确给滑轮组绕绳是本题的基础,在不计绳重和摩擦的情况下,若有n股绳子在拉重物,则F=
G/n,所以n越大越省力,根据图中的滑轮组分别组装省力的情况,再进行比较并计算.例2:
要用最小的力将汽车拉动,试完成绳子的绕法.[解析]将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上,然后将绳子从内向外依次绕过每一只滑轮,共有4段绳子承担总的阻力.如图所示:例3:一个同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组提升重物.已知物重,而绳子最多只能承受的拉力.请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法.[解析]先判断.用“进一法”取.根据“奇拴动,一动配一定,变向加一定”原则,绳子应固定在动滑轮的钩上,由内向外绕.[答案]如图所示题型二、水平类a.
效率为100%
(滑轮组、摩擦力)例1:同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如下图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(
)
A、F甲<F乙<F丙
B、F甲>F乙>F丙
C、F甲>F乙=F丙
D、F甲=F乙>F丙[答案]B例2:如图所示,重600N的人站在重5400N的船上,通过滑轮把船匀速拉向岸边.人拉绳的力为500N,人和船相对静止.不计绳重和滑轮处摩擦,船受到水的阻力为( )A、500N
B、1000N
C、2500N
D、3000N[答案]
B[解析]因为船做匀速直线运动,所以,船受平衡力的作用,而人和船相对静止,因为F=500N,∴人的磨擦力是500N,方向向右,并且作用在船上,而该滑轮为定滑轮,∴绳子对船的拉力为500N,方向向右,而向右的拉力和船受到水的阻力是一对平衡力,所以,船受到水的阻力f=1000N.故选B.
例3:如图所示,物体A的质量是400g,物体B的体积是10cm3,此时A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动.若将B始终浸没在水中,并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加0.95N水平向左的拉力.已知动滑轮重为0.3N,不计绳重以及绳和滑轮间的摩擦,则物体B重力为
N.(g取10N/kg)[答案]
0.7[解析]当物体A水平向右匀速运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
则根据力的平衡条件可得:f=F1,GB=2F1,f=1/2GB=----------------①
当A向左匀速直线运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
∵A物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,∴f的大小不变,则根据力的平衡条件可得:F=f+F2,2F2+F浮=GB,
∴F-f=1/2(GB
-
F浮)------------②∵B物体始终浸没在水中,∴V排=V,∴F浮=ρ水gV------------③
由①②③式可得:GB=0.7N;
b.效率为100%
(滑轮组、摩擦力、功)例3:如图所示,置于水平桌面上的物体A重490N,物体B重294N,物体B在匀速下降了40cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F拉动物体A,使物体A在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则下列说法正确的是
(
)A、拉力F为294N,拉力F的功率为29.4W
B、拉力F为147N,拉力F的功率为14.7W
C、物体A与桌面的滑动摩擦力为294N
D、绳子拉力对物体B所做的功为73.5J[答案]AD[解析]当A向右做匀速直线运动,水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力,f=1
2
GB=1
2
×294N=147N;当A向左做匀速直线运动,水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力;滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,所以向右的摩擦力为:f=147N.故C错误;A向左做匀速直线运动,受到平衡力的作用,A受到的水平向左的拉力为:F=f+GB
2
=147N+147N=294N;A的移动速度V=S
t
=0.5m
5s
=0.1m/s;拉力F的功率为P=FV=294N×0.1m/s=29.4W;故A正确;B错误;绳子拉力对物体B所做的功为W=GB
2
S=294N
2
×0.5m=73.5J,故D正确.故选AD.例4:如图所示,物体A的质量m
=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。求:(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;(2)拉力F的大小;(3)物体A运动10s
的过程中,拉力F所做的功。(提示:拉力做功W2=Fs
,W2=W1,克服摩擦力做功W1=f
h)[答案]
(1)因做匀速直线运动,则:f=F示=12N(2)如图所示,作用在动滑轮轴上的拉力:F=2f=2×12N=24N(3)W=FS=24N×0.1m/s×10s×1/2=12J
[解析](1)因为物体A做匀速直线运动,所以物体受到绳子的拉力大小等于其所受摩擦力大小,而绳子拉力的大小由弹簧秤测出,所以f=12N
(2)由动滑轮的作用可知F=2f=2×12N=24N
(3)运动10秒钟,物体A通过的距离
S=v
t=0.1m/s×10s=1m
拉力F通过的距离S'=S/2=1m/2=0.5m
拉力F所做的功:W=
F
S'=24N×0.5m=12Jc.效率不为100%
(滑轮组、摩擦力、效率)例5:如右图所示,物体在水平面上做匀速直线运动,拉力F=60
N,该装置的机械效率为0.7,则物体受的摩擦力大小是(
)A、60
N
B、126
N
C、180
N
D、257.1
N[答案]B[解析]η=fh
FS
=fh
F×3h
=f
3F
;∴f=3Fη=3×60×70%N=126N.故选B.d.效率不为100%
(滑轮组、压强、机械效率)例5:用如图所示的滑轮组去拉物体A,已知A物质的密度是2
×103kg/m3,底面积是0.3m3,重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N/kg)求:(1)物体A对水平地面的压强是多少
(2)物体A的体积是多大 (3)若该装置的机械效率为80%,物体A在水平方向上受到的阻力是多少?[答案](1)物体A对水平地面的压强是2×103.(2)
物体A的体积是0.03m3.(3)
物体A在水平方向上受到的阻力是160N.[解析](1)∵物体A在水平地面上作匀速直线运动,
∴F=G=600N,∴P=
F
/S=
600N/0.3m2=2×103Pa.(2)物A的质量m=
G/g
=
600N/10N/Kg=60Kg,物A的体积V=
m/ρ
=
60Kg
/2×103Kg/m3=0.03m3(3)拉力F所做的功W总=FS=100N×2×2m=400J,克服阻力所做的功W有=W总η=400J×80%=320J,物A所受阻力f=
W有/h=320J/2m=160N.题型三、竖直类a.
效率为100%(不计机械自重和摩擦)例1:如下图所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体,若不计滑轮重、绳重及摩擦,其中用力最小的是(
)
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
[答案]B例2:由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,站在地面的人用力向下拉绳,提起重为1000N的物体.问:(1)若不计摩擦和滑轮的重,所用拉力F是多大 (2)若实际所用拉力F为300N,则动滑轮总重是多少 (3)物体升高0.1m时,绳子的自由端所移动的距离是多少 [答案]
(1)250N;(2)200N;(3)0.4m[解析](1)因不计摩擦和滑轮的重量,所以拉力F=G/n=1000N/4=250N;(2)若实际所用拉力F为300N,则动滑轮总重G′=300×4N-1000N=200N;(3)物体升高0.1m时,绳子的自由端所移动的距离s=nh=4×0.1m=0.4m;
例3:如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮的重力为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需用力(
)A.218N
B.220N
C.210N
D.236N[答案]C[解析]设人对绳的拉力F,将人、吊篮和动滑轮视为一个整体,此时整体处于静止状态,整体重力由5段绳子承担,所以有5F=.所以b.效率不为100%
(滑轮组、机械效率)例4:
用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G,如图所示,已知物重G=600N,拉力F=250N,求10秒内将重物升高0.5m的过程中,所做的有用功,额外功,及拉力的功率为多大?若所提升重物重力为750N,拉力为多大?(不计绳重和摩擦力).[答案]
所做的有用功为300J,额外功为75J,拉力的功率为37.5W,若所提升重物重力为750N,拉力为300N.[解析](1)由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.5m=1.5m,有用功W有=Gh=600N×0.5m=300J,总功W总=Fs=250N×1.5m=375J,额外功W额=W总-W有=375J-300J=75J;P总=W总
t
=375J
10s
=37.5W;(2)∵F=1
n
(G+G动),∴G动=3F-G=3×250N-600N=150N,∴所提升重物重力为750N,拉力F′=1
3
(G′+G动)=1
3
×(750N+150N)=300N.例5:建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m.所用的手拉力为300N.则该工人所做的有用功为
J,总功为
J,该滑轮组的机械效率是
(保留三位有效数字).若用该装置提升500N的重物,此时滑轮组的机械教率将
(填“变大”、“变小”或“不变”)[答案]
1200,1800,66.7%,变大[解析]由图知,有2段绳子承担物重,若重物提升h=3m,绳子末端移动距离s=2h=2×3m=6m.拉力做的有用功:W有用=Gh=400N×3m=1200J;拉力做的总功:W总=Fs=300N×6m=1800J.该机械的效率:η=W有用
W总
=1200J
1800J
≈66.7%.当提升重物的重力增加,做的有用功就变大,而额外功几乎不变,故机械效率变大.c.
效率不为100%
(滑轮组、功率、机械效率)例6:在小型建筑工地,常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料,其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000
N的砖块匀速吊运到高为10
m的楼上,用时40
s,卷扬机提供的拉力F为2500
N。求在此过程中:(1)有用功;(2)拉力F的功和功率;(3)滑轮组的机械效率。[答案]
(1
)4
×104J;(2
)5
×104J,1.25×103w;(3)80%[解析](1
)W有=Gh=4000N×10m=4
×104J
(2
)W总=Fs=F
×2h=2500N×2×10m=5
×104J,P=W/S=FV=5
×104J/40s=1.25×103w.(3)η=
W有/
W总=80%。d.效率不为100%
(滑轮组、浮力、机械效率)例7:如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9
×103
kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:(1)作用于绳端的拉力F是多少?(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)[答案]
172.5N;1380J;43.1%[解析](1)物体A的体积为V=10dm3=0.01m3,则完全浸没在水中时,V排=V=0.01m3,金属块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;金属块的重力:G=mg=ρVg=7.9×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=790N,∵由图可知,动滑轮是由4股绳子承担,在不计摩擦和动滑轮重的条件下,∴作用于绳端的拉力:F=1/4(G-F浮)=1/4(790N-100N)=172.5N.(2)若缓慢将重物A提升2m,因为n=4,所以s=nh=4×2m=8m,拉力做的功:W=Fs=172.5N×8m=1380J.(3)若实际所用拉力为400N,则总功为:W总=Fs=400N×8m=3200J;使用滑轮组所做的有用功:W有用=(G-F浮)h=(790N-100N)×2m=1380J,此时该滑轮的效率此时该滑轮的效率:η=W有用
W总
×100%=1380J
/3200J
×100%≈43.1%.四、专题过关专题一:滑轮----竖直方向上提升问题如下左图所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_________地面对物体A的支持力______N.[答案]12N,8N2、如下右图所示,已知物重为G,则各图中的拉力F各为多少?(滑轮组及摩擦不计)[答案]F1=2G,F2=G,F3=2G,F4=1/4G3、如图所示,物重G=30N,绳的一端拴在地面,拉力F使滑轮匀速上升.
(1)若滑轮重不计,滑轮向上移动20cm,则拉力F=
N,物体上升
cm.
(2)若滑轮重为2N,使物体上升20cm,则拉力F=
N,滑轮向上移动
cm.[答案]
(1)60N,40cm
(2)62N,10cm4、如图所示的装置中,已知重物G1=500N,重物G2=1200N,在不考虑摩擦和动滑轮重力情况下,使重物G1保持平衡的拉力F应等于
。[答案]
A[解析]由图可知,要使重物G1保持平衡,F=G1=500N,不考虑摩擦和动滑轮重力,2F=2×500N<G2=1200N,重物G2处于静止状态.故选A.5、如图,一个重为G=600N的人站在重为P=300牛的平台上,通过重为20牛的光滑动滑轮拉住平台,那么他必须用
牛的力拉绳子才能保持平衡?[答案]220N6、用如图所示的滑轮组提升重物.已知物重为250N,动滑轮总重为30N,绳重及摩擦不计.
(1)给你一根能承受60N拉力的绳子,请在图中画出滑轮组的绕法;
(2)匀速提升重物时,绳端的拉力是多大?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
(4)用这个滑轮组提升重物,它的机械效率最大为何值?[答案]
(1)滑轮组的绕法如乙图;(2)匀速提升重物时,绳端的拉力是56N;(3)滑轮组的机械效率是89%;(4)用这个滑轮组提升重物,它的机械效率最大为90%.[解析]
((1)滑轮组绕线有两种,如右图:因滑轮组的摩擦不计,动滑轮的重为30N,当使用甲图中滑轮组,绳子的股数是四股,则拉力:F甲=G物+G动/n甲
=250N
+30N/4
=70N>60N;即拉力会大于绳子承受的最大拉力60N,故不能选择;当使用乙图中滑轮组,绳子的股数是五股,拉力:F乙=G物+G动/n乙
=250N
+30N/5
=56N<60N,拉力小于绳子承受的最大力,故选择乙图.(2)由(1)可知,n=5,s=5h,F=56N,G=250N,此时滑轮组的机械效率:η=W有/W总
=Gh/Fs
=250N×h/56N×5h
≈89%;(3)∵F=1/5(G物+G轮),绳子能承受的最大拉力为60N,∴能提升的最大物重:G大=5F大-G轮=5×60N-30N=270N,此时滑轮组的机械效率:η′=W′有/W′总
=G大h/F大s
=270N×h
60N×5h
=90%.专题二:滑轮-----水平方向上拉动物体1、在下左图中,物体A的重力为G,拉力F的作用下,物体沿水平桌面做匀速直线运动,已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于
(
)A、0.5G
B.2G
C.
0.5f
D.2f[答案]C2、如上右图所示,若拉力F=900牛顿,物体A重1500牛顿,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3米,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,物体A与地面间摩擦力是______牛顿,物体A移动______米。[答案]2700N,1m3、如图所示,在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧秤和滑轮组相连接,不计摩擦和绳、滑轮、弹簧秤的重,若拉力F=5N,则弹簧秤P的读数是
N,弹簧秤Q的读数是
N.
[答案]15N,10N4、如下左图所示,在水平面桌面上放一个200N重的物体,物体与桌面的摩擦力为40N,匀速拉动物体时,水平拉力F应为
。
[答案]80N5、如上右图所示,当F=100N时,物体匀速运动,则物体所受的摩擦力(
)A.
100N
B.
200N
C.
50N
D.
150N[答案]B6、如图表示用滑轮匀速拉动物体A的几种方法,A受的摩擦力相同,试通过分析得到______图的方法最省力,______图的方法最费力.
(作用在同一根绳子上的力大小不变)[答案]乙,丙7.如图所示,用水平拉力通过滑轮组(滑轮的质量可忽略,且不计轮与轴间的摩擦)拉动物块在水平地面上做匀速运动,弹簧测力计的示数如图所示.对物块施水平向右、大小为的拉力时,物块向右匀速运动,此时弹簧测力计的示数为.[答案]
10.8N[解析]当弹簧测力计的示数为时,由左边的滑轮受力分析可知,绳子自由端的拉力对右边的滑轮受力分析可知:物体受到的滑动摩擦力为当施加一外力时,使向右做匀速直线运动时,,绳的自由端拉力为:弹簧测力计的示数为:
8.如图所示,重500N的人站在重2500N的船上,用滑轮组把船匀速拉向岸边,人和船相对静止..不计绳重和滑轮轴摩擦,人拉绳的力为300N,求船受到水的阻力为(
)A、900N
B、450N
C、1100N
D、2700N[答案]A[解析]因为船做匀速直线运动,所以船在水平方向受到平衡力的作用,船水平向右受到水的阻力f,所以左侧的拉力之和也是f,而左侧由3段绳子承担拉力,所以船受到水的阻力3
×300N=900N.故选A.9、如图中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦.物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为
N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,运动一段时间托盘着地,此后物体继续运动一段时间,此时物体A受到的摩擦力是
N.方向是
.[答案]
2;3;水平向左.
[解析]
①当物体B重为2N时,物体A静止,此时物体A所受到的摩擦力和物体A向右的拉力是一对平衡力,此时物体A向右的拉力:F=GB=2N,故f=2N,所以受到的摩擦力是2N;②物体A向右匀速运动时,此时物体A所受到的摩擦力和物体A向右的拉力也是一对平衡力,此时物体A向右的拉力:F′=f′=GB′=3N,故此时受到的摩擦力为3N;③由于摩擦力和拉力是一对平衡力,所以方向相反,故摩擦力的方向是水平向左的;
五、课后作业1、如图所示,船和人总重1500N,船上的人用力F=30N的拉力拉绳,船作匀速直线运动,则船受到水的阻力为( )
A.30NB.60NC.90ND.500N[答案]C[解析]F=30N,n=3;物体做匀速直线运动,受平衡力,f=3F=3×30N=90N。故选
C.2、如图所示,滑轮重力和摩擦均不计,物体重均为100
N,与水平面间的摩擦力都是30
N,作用于各绳端的拉力分别为F1、F2、F3,要使物体做匀速直线运动,则下列说法中正确的是(
)A、
F1=100N、F2=50N、F3=200N
B、
F1=30N、F2=60N、F3=15N
C、
F1=100N、F2=50N、F3=50N
D、F1=30N、F2=15N、F3=60N
[答案]D3、如图所示的装置处于平衡状态,若滑轮重和摩擦均不计,则G1、G2、G3的关系是( )A、2G1=G2=2
G3
B、G1=2G2=G3
C、G1=G2=G3
D、3G1=2G2=G3[答案]A[解析]由图知,G1由一条绳子承担,G2由两条绳子承担,G3由一条绳子承担,故G1=1
/2
G2=G3,即2G1=G2=2G3.4、滑轮重和摩擦忽略不计,体重为500N的人站在升降平台上拉绕过定滑轮的绳子,平台重100N,要使人和平台匀速向上运动,人拉绳的力应是多少?[答案]120N5、如图所示,物体A重80N,物体B重72N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动.如果在物体A上加一个水平向左的力,拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,则此时拉力F及3s内拉力F所做的功W分别是(已知动滑轮重18N,绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计)( )A、F=90N;W=27J
B、F=60N;W=54J
C、F=30N;W=27J
D、F=60N;W=18J[答案]B6、如图所示,一个质量60kg,底面积为0.1m2、高为0.1m的物块,通过滑轮组在25N拉力作用下以0.2m/s的速度作匀速直线运动.已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍(g取10N/kg ).求:
(1)物体的密度是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?[答案]
(1)6×103kg/m3;(2)15W;(3)80%[解析](1)物体的密度ρ=m
V
=60kg
0.1m2×0.1m
=6×103kg/m3;(2)拉力的功率是P=F×3V=25N×3×0.2m/s=15W;(3)f=0.1G=0.1×mg=0.1×60kg×10N/Kg=60N;W有=fS;滑轮组绳子段数n=3W总=F×S2=F×3Sη=W有用
/W总
×100%=f
S/
F×3S
=60N
/25N×3
×100%=80%7、质量为60kg的小明利用如图所示滑轮组来提升重物.试思考并解答下列问题(g=10N/kg) 已知物重是800N,不考虑摩擦及绳重时,
(1)若实际拉力是500N,动滑轮的重力多大?
(2)小明利用此滑轮组至少需提起多重重物才能省力?
(3)小明利用此滑轮组至多能提起多重重物?[答案](1)200N;(2)200N;(3)1000N[解析](1)由图知,n=2,∵不考虑摩擦及绳重时,∴F=1/2(G+G动),∴G动=2F-G=2×500N-800N=200N;
(2)由题知,使用滑轮组省力时F<G,即1/2(G+G动)<G,∴G>G动=200N,即至少需提起200N重物才能省力;
(3)G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,小明提起重物时F≤G人,即1/2(G+G动)≤G人,1/2(G+200N)≤600N,∴G≤1000N,
即:小明利用此滑轮组至多能提起1000N重物.8、用如图所示的滑轮组从15m深的水池中(水池面积很大,达几百平方米)提起底面积为200cm2,高2m的圆柱形实心物体,已知该物体的密度为2.5×103kg/m3,力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N,问:
(1)该物体所受的重力为多少牛?
(2)物体浸没水中时匀速拉动绳子,绳子自由端的拉力多少牛?(不计摩擦及滑轮重)
(3)物体以0.2m/s的速度匀速提起时,经多长时间绳子被拉断?(取g=10N/kg)[答案]
(1)1000N;(2)
300N;(3)67.5s.[解析](1)由题意知:圆柱体的底面积S=200cm2=2×10-2m2,高度h=2m,密度ρ=2.5×103kg/m3,g=10N/kg.所以圆柱体的体积:V=Sh=2×10-2m2×2m=4×10-2m3.圆柱体的质量:m=ρV=2.5×)103kg/m3×4×10-2m3=100kg
G=mg=100kg×10N/kg=1000N.(2)物体浸没在水中时,V排=V=4×10-2m3.此时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N,由于是n=2的滑轮组吊着圆柱体,所以绳子自由端的力F=1/2T,其中T为圆柱体对动滑轮的拉力.由图可知,T=G-F浮=1000N-400N=600N,所以绳子自由端的拉力F=1/2T=1/2
×600N=300N.(3)当绳子被拉断时,绳子受到的拉力F′=350N,动滑轮对圆柱体的拉力T′=2F′=700N,此时的浮力为:F浮′=G-T′=1000N-700N=300NV排′=F′浮/ρ水g
=300N/1×103kg/m3×
10Nkg
=0.03m3,物体浸入水中的长度h′为:h′=V排′/S
=0.03m3/0.02m2
=1.5m.物体上升的高度为:L=H-h′=15m-1.5m=13.5m,圆柱体运动的时间:t=L/v
=13.5m
0.2m/s
=67.5s.六、专题总结
l1
l2
F2
F1
F1
l1
F2
l2
A
B