21世纪教育网 –中小学教育资源及组卷应用平台
第十二章 功和功率
第2节 滑轮
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
评卷人 得分
一、单选题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
1.如图所示的装置中,甲物重5 N,乙物重3 N,甲、乙均保持静止状态.不计弹簧测力计自重,则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是( )
A.0 N,3 N B.0 N,5 N C.2 N,5 N D.2 N,3N【版权所有:21教育】
2.如图所示,由弹簧测力计 A、B和滑轮组组成的装置中,拉绳子的力 F=10 N.若不计滑轮组重和摩擦,则弹簧测力计 A、B的示数 FA和 FB分别为( )
A. FA=30 N, FB=20 N B. FA=20 N, FB=30 N
C. FA= FB=20 N D. FA= FB=30 N
3.小李的质量为50 kg,可以举起80 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.如图所示,在不计摩擦的情况下,要将物体匀速向上提起,则 F 1和 F 2相比较( )
A. F 1比较小 B.大小相同 C. F 2比较小 D.无法确定
5.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,所用的拉力分别是F 1、F 2、F 3。则( )
A.F 1>F 2>F 3 B.F 1<F 2<F 3
C.F 2>F 1>F 3 D.F 2<F 1<F 3
6.如图所示的滑轮组,动滑轮的总重为20 N,物体 A受到的重力为100 N,在力 F的作用下,物体 A以2 m/s的速度上升2 s,若忽略摩擦,则关于滑轮组绳端作用力 F的大小以及绳端上升的距离,下列说法中正确的是 ( )
A.30 N,16 m B.25 N,16 m C.40 N,12 m D.40 N,16 m
7.如图所示,滑轮组提升重600 N的物体,滑轮重和摩擦不计,它所用的拉力为( )
A.200 N B.150 N C.100 N D.75 N
8.如图所示,G=200 N,滑轮重G′=40 N,要使物体能匀速上升2 m,则下列说法正确的是(不计滑轮的摩擦)( )
A.F=440 N,并向上移动4 m B.F=140 N,并向上移动4 m
C.F=440 N,并向上移动1 m D.F=480 N,并向上移动1 m
9.同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为 F 甲、 F 乙、 F 丙,不计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
10.要想用50 N的力刚好提起80 N的物体,不计机械本身的重力和摩擦,可用下列简单机械中的( )
A.杠杆 B.定滑轮
C.动滑轮 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
11.重物 G=80 N,用如图所示滑轮组拉动时,在拉力 F为20 N时,恰巧做匀速直线运动,则物体所受摩擦力大小是( )
A.20 N B.90 N C.40 N D.45 N
12.在下图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙:大轮重10 N,小轮重5 N,连杆重1 N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体( G=500 N),如果忽略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的是( )
A. F 1=129 N F 2=133 N B. F 1=129 N F 2=129 N
C. F 1=133 N F 2=133 N D. F 1=133 N F 2=129 N
评卷人 得分
二、填空题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
13.如图所示为三种不同的滑轮组,用它们提起重力均为 G的重物,在A端所用的拉力分别为 F 1=______, F 2=______, F 3=______。(不计摩擦和滑轮本身的重力)
14.如图所示,细绳的一端固定在地上,若忽略滑轮重及摩擦, B物体重12 N,在力 F的作用下匀速提升,则 F=______ N;若考虑滑轮重,滑轮重1 N,则力 F=______ N.【出处:21教育名师】
15.如图所示,滑轮A上挂一重10 N的物体B,C为固定点(地面),当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时,滑轮A的速度为重物B上升时速度的________,力F应为_______N(滑轮A和绳重及摩擦均不计)。
16.如图所示,重50 N的木箱通过一滑轮组拉动,若不计滑轮重,当拉力 F= 5 N时,木箱能在地面上匀速滑动,则木箱与地面间的摩擦力 f=______ N,拉力 F向右拉动,木箱向______滑动(填“左”或“右”).
17.如图所示,利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N。则:
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是G 甲=____N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(2)动滑轮重3 N,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是G 甲=__N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(3)当物体被提升2 m时,绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m,s 乙=___m,s 丙=___m。
(4)如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时,绳子自由端移动的速度分别是:v 甲=___m/s,v 乙=___m/s,v 丙=____m/s。
18.如果物体和动滑轮的总重是90 N,用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体,所用的力可以是_________N和_________N。(不计摩擦)
19.如图所示,当弹簧测力计 A的读数是5 N时,弹簧测力计 B的读数为______ N,滑轮和重物的总重为______ N.这是一个______滑轮.
20.定滑轮实质上是一个______杠杆,在图甲中,动力臂是______,阻力臂是______;动滑轮实质上是一个________________杠杆,在图乙中的动力臂是______,阻力臂是______。
21.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是________。若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F 1、F 2和F 3方向匀速提起同一物体时,则F 1、F 2、F 3的大小关系是________。
22.如图所示四个滑轮组,如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计,重物G的重力为600 N。要将重物匀速提起,四种情况下拉力F分别为F 甲=_________,F 乙=_________,F 丙=_________,F 丁=_________。
评卷人 得分
三、实验探究题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
23.小芸用弹簧测力计测出一个钩码的重力为2 N,然后,按如图所示进行实验,探究定滑轮和动滑轮的工作特点,记录的实验数据如下,其中有空白的地方,请你补充完整.
定滑轮:21教育网
实验次数
钩码重G/N
弹簧测力计读数F/N
钩码上升距离h/m
手拉下的距离s/m
1
2
0.3
2
4
0.5
动滑轮:
实验次数
钩码重G/N
弹簧测力计读数F/N
钩码上升距离h/m
手拉下的距离s/m
1
4
0.2
2
3
0.8
同学们帮峰峰的爸爸将一重为1 000 N的建筑材料匀速运送到36 m高的楼上去,每位同学都站在地面上可产生的平均拉力为300 N,而站在楼上时为了安全起见可产生的平均拉力为150 N。善于学以致用的峰峰买来了一个重100 N的滑轮和一根足够长的绳子,同学们有的建议采用图中方案甲,有的则建议采用方案乙。(不计绳重和摩擦)
(1)请你算出甲、乙方案中各需几个人。
(2)你认为哪一种方案好?简述理由。2·1·c·n·j·y
评卷人 得分
四、作图题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
25.画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点及方向.
26.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在下图中画出滑轮组绳子的绕法。
评卷人 得分
五、计算题 (本题共 道题,每小题 分,共计 分 ; )
27.如图所示,小旋利用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体A,已知物A重10 5 N,物体受到的滑动摩擦力为物重的0.01倍,若该物体以0.36 km/h的速度运动,则人沿水平方向拉绳的力是多少 绳子自由端移动的速度是多少
21cnjy.com
如图所示,分别用甲、乙、丙、丁4个滑轮组将重物G吊起,在不计摩擦和动滑轮所受重力的条件下,拉力F 1、F 2、F 3、F 4各是多大?
【来源:21·世纪·教育·网】
1.【答案】A
【解析】一根绳子上各处的拉力应相等.甲、乙均静止,即受力平衡.
2.【答案】A
【解析】弹簧测力计的示数表示的是滑轮对弹簧测力计的拉力.滑轮平衡时,滑轮受到绳子的拉力和它受到弹簧测力计的拉力相等.我们若采用“隔离法”将两滑轮分开容易看出,有三段绳子拉左边的滑轮,用来平衡弹簧测力计A的拉力,因此FA=3F=3×10 N=30 N;有两段绳子拉着右边滑轮,用来平衡弹簧测力计B的拉力,所以FB=2F=2×10 N=20 N,故正确的选项是A.
3.【答案】B
【解析】本题考查定滑轮工作的特点,注意人拉绳子施加的拉力与人举起杠铃施加的举力不是相同的。小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样,但向下拉动定滑轮上的绳子与他们的胳膊的施力无关,对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小,由于装置是定滑轮,只改变力的方向,不能省力,所以绳子上的作用力最大等于小李的重力,小于小胖的重力,即小胖把小李拉起。21·cn·jy·com
4.【答案】C
【解析】由题图可知,当竖直向上用力时,F2的力臂为OB,当按F1方向斜向上用力时,力臂为OA,根据杠杆的平衡条件,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越短,动力越大。故F1>F2,选C。21·世纪*教育网
5.【答案】D
【解析】图(1)是定滑轮,其作用是不省力,但能改变力的方向,即物体前进过程中所受的地面摩擦力f=F1。
图(2)是动滑轮,其作用是省一半力,拉力F2是摩擦力f的1/2,即f=2F2或F2=f/2。
图(3)是动滑轮,拉力F3是摩擦力f的2倍,即f=F3/2或F3=2f。
比较F1、F2、F3可知,F3>F1>F2www-2-1-cnjy-com
6.【答案】A
【解析】错选C的原因是不会判断与动滑轮连接的绳子的段数,错认为与动滑轮连接的绳子段数为3段.其实,判断与动滑轮连接的绳子段数可以用隔离法,即将动滑轮与定滑轮隔离开,然后再看与动滑轮连接的绳子有几根,则绳子段数就确定了.本题中承担动滑轮重和物重的绳子有4段,所以绳端作用力 F= G 总= ×120 N=30 N,而绳端上升的距离为 s′=4 s=4× 4 m=16 m,故应选A.21*cnjy*com
7.【答案】D
【解析】
8.【答案】C
【解析】动滑轮两侧绳中拉力均为T=G=200 N,所以向上的拉力为
F=G′+2T=G′+2G=40 N+2×200 N=440 N。物体上升2 m,动滑轮每侧绳子只需缩短1 m,所以施力端向上移动1 m。【来源:21cnj*y.co*m】
9.【答案】B
【解析】
10.【答案】A
【解析】
11.【答案】C
【解析】F为20 N,则动滑轮轴上的力为40 N,因物体做匀速直线运动受平衡力作用,摩擦力等于拉力大小.21教育名师原创作品
12.【答案】B
【解析】对于滑轮组来说,悬挂动滑轮的绳子的段数决定了滑轮组的省力倍数。在甲滑轮组中,悬挂动滑轮的绳子是4段,所以拉力 F= 1/4G,此题中机械自重(动滑轮和连杆的重力)不能忽略,所以 G= G 物+ G 动+ G 杆=500 N+(10 N+5 N)+1 N=516 N,得 F 1=129 N;乙滑轮组中,悬挂动滑轮的绳子也是4段,所以拉力 F 2= F 1=129 N。
13.【答案】G/3 G/4 G/5
【解析】使用滑轮组时,有几段绳子承担物体,所用拉力就为物重的几分之一。在题图甲中,有三段绳子拉着物体, F 1=G/3;在图乙中,有四段绳子拉着物体, F 2=G/4;在图丙中,有五段绳子拉着物体, F 3= G/5。www.21-cn-jy.com
14.【答案】24 25
【解析】物体挂在绳端,力F却作用在轴上,这是动滑轮的一种特殊使用.可认为F承担滑轮重及两段绳子的拉力,每段绳子拉力大小等于B的重力,所以F=G动+2GB.若忽略G动,F=2GB=2×12 N=24 N;若考虑G动,则F=1 N+2×12 N= 25 N.21*cnjy*com
15.【答案】1/2 20
【解析】在相等的时间t内,B上升的速度v B=h/t,A上升的速度v A=h/2t,显然v A= 1/2v B。又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计,故F=2G B=20 N。21世纪教育网版权所有
16.【答案】10 左
【解析】木箱在地面上匀速滑动时,整个滑轮组处于平衡状态,由于木箱匀速滑动,所以,木箱受力平衡,竖直方向重力和支持力平衡,水平方向拉力和摩擦力平衡,因此摩擦力f=2F=10 N.因为F向右运动,绳的自由端被拉长,滑轮间距离减小,所以,木箱将向左滑动.
17.【答案】(1)50 100 150 (2)47 97 147 (3)2 4 6 (4)0.2 0.4 0.6
【解析】定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用:不省力,但是可以改变用力方向。动滑轮实质是动力臂
是阻力臂2倍的杠杆,它的作用是:省力,但不能改变用力方向。首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮,然后找F与G的关系。2-1-c-n-j-y
18.【答案】45 N 30 N
【解析】用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体,绳子的绕法有两种。
一种是由2段绳子承担重物和动滑轮,所用的拉力是总重的1/2,即F=G 总/2= 90N/2=45 N。
另一种绕法是由3段绳子承担重物和动滑轮,所用的拉力就是总重的1/3,
即F=G 总/3= 90N/3=30 N。
19.【答案】5 10 动
【解析】物体挂在滑轮的轴上,显然轴随物可一起移动,因此是动滑轮,动滑轮的两段绳子承担滑轮及物体的总重,每段绳子承受拉力是相同的.
20.【答案】等臂 OB OA 动力臂是阻力臂二倍的 AB AO
【解析】定滑轮实质上是一个等臂杠杆,两个力臂都是半径,在图甲中动力臂是OB,阻力臂是OA;动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,在图乙中动力臂是AB,阻力臂是AO。
21.【答案】乙 F1=F3>F2
【解析】动滑轮是轴与物体一起运动的滑轮,定滑轮是物动、轴不动的滑轮,所以题中甲、丙是定滑轮,乙是动滑轮;使用定滑轮可以改变用力的方向,但不能省力,即 F= G;使用动滑轮可以省一半力,则 F= 1/2G,题中 G相同,则 F 1= F 3> F 2。
22.【答案】200 N 75 N 85.7 N 300 N
【解析】根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知:
图甲,3F=G,F= 1/3G=1/3×600 N=200 N
图乙,8F=G,F= 1/8G=1/8×600 N=75 N
图丙,7F=G,F= 1/7G= 1/7×600 N=85.7 N
图丁,2F=G,F= 1/2G= 1/2×600 N=300 N。
23.【答案】定滑轮:
手拉下的距离s/m 0.3 0.5
钩码上升距离h/m 0.3 0.5
弹簧测力计读数F/N 2 4
钩码重G/N 2 4
实验次数 1 2
动滑轮:
手拉下的距离s/m 0.2 0.8
钩码上升距离h/m 0.4 0.4
弹簧测力计读数F/N 2 3
钩码重G/N 4 6
实验次数 1 2
【解析】定滑轮不省力,也不省距离;动滑轮省一半力,但费距离.由于是两段绳子,因此绳子自由端移动距离s与物体升高距离h之间的关系为:s=2h.
24.【答案】(1)甲、乙方案各需要4人 (2)见解析
【解析】(1) F 1= G=1 000 N,人数 n 1= =3.3,所以甲方案需要4人; F 2= = =550 N,人数 n 2= =3.7,所以乙方案需要4人。
(2)两种方案都可以,甲方案安全方便,但不省力;乙方案省力,但使用起来不方便。
25.【答案】如图所示
【解析】
26.【答案】如图所示
【解析】根据题意分析,人站在地面上提升水桶,则拉力的方向向下,水桶向上运动,用尽可能小的力拉绳,则绳子段数最多,图中提供了一动两定,通过动滑轮最多有三段绳子,根据滑轮组绕绳时遵循的“奇动偶定”和“先里后外”的原则就可以按要求绕出滑轮组的绳子了。
27.【答案】200 N 1.8 km/h
【解析】
28.【答案】F 1= G F 2= G F 3= G F 4= G
【解析】在忽略滑轮组的摩擦和动滑轮所受重力的条件下,重物由几段绳子承担,所用的拉力就是物重的几分之一,即F= G。在滑轮组中,承担重物的绳子段数n,就是吊着动滑轮的那几段绳子,包括从动滑轮上引出的和拴在动滑轮框上的绳子;而绕过定滑轮的绳子,只起到改变力的方向的作用。由此可以判断出:F 1=12G,F 2=13G,F 3=14G,F 4=15G。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 版权所有@21世纪教育网(www.21cnjy.com)