10.2 滑轮及其应用 同步练习(基础练习)

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名称 10.2 滑轮及其应用 同步练习(基础练习)
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资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2019-01-08 11:42:54

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沪科版物理八年级第十章 机械与人 第二节 滑轮及其应用
同步练习(基础练习)
一.选择题(共13小题)
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1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2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3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4,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(  )
7.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.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(  )
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)(  )
二.多选题(共2小题)
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(共11小题)
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1甲);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图1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2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3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4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5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6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7,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(共5小题)
27.请你用划线代替绳子组装如图8所示的滑轮组,要求最省力。
28.如图9,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10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11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12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(共3小题)
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。
沪科版物理八年级第十章 机械与人 第二节 滑轮及其应用
同步练习(基础练习)参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题)
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,故B错;
C、使用滑轮组,可以省力,但不能同时省距离,即不能省功,故C错;
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,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点,本题关键是知道:使用机械,不能既省力,又省距离,即省功。
2.【分析】根据定滑轮不省力,动滑轮省一半力的特点进行分析即可。
【解答】解: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。
故选:B。
【点评】本题主要考查了定滑轮和动滑轮的特点;定滑轮只能改变力的方向,不省力;而动滑轮省一半的力,但是,会费距离。
3.【分析】使用定滑轮不省力,但可以改变用力的方向。
【解答】解: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。故ABC不符合题意,D符合题意;
故选:D。
【点评】定滑轮实质是一个等臂杠杆,不省力,但可改变用力的方向。
4.【分析】由图知,动滑轮与物重由两段绳子承担,因为物体静止,则作用绳端的拉力F=(G动+G物)。
【解答】解:
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。
故选:C。
【点评】本题考查定滑轮,动滑轮的作用和省力情况,是一道基础题。
5.【分析】图中使用的是动滑轮,不计摩擦和绳重,所用拉力等于物重加上动滑轮重的二分之一。
【解答】解:
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。
故选:D。
【点评】本题考查了使用动滑轮拉力的计算,记住不计摩擦和绳重,拉力F=(G物+G轮)。
6.【分析】根据动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动分析。
【解答】解: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。
故选:C。
【点评】本题考查定滑轮和动滑轮的特点,关键是分清滑轮与物体的运动情况。
7.【分析】掌握定滑轮的实质及省力特点:实质是一个等臂杠杆,所以不省力,但可以改变用力方向。
【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。
故选:B。
【点评】滑轮实质上是能够连续转动的杠杆,对于定滑轮是一个等臂杠杆,故不省力,但能改变力的方向。
8.【分析】(1)定滑轮不能省力,但能改变力的方向,动滑轮能省力,不能改变力的方向;
(2)单独使用定滑轮或动滑轮都不能既省力、也不能改变力的方向,而滑轮组是动滑轮、定滑轮的组合,可以省力,也可能改变力的方向。
【解答】解:A、图中所示是定滑轮,只能改变力的方向,不能省力,故A错误;
B、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,也可以改变力的方向,故B正确;
C、是动滑轮,费力,能改变力的方向,故C错误;
D、是动滑轮,只能省力,不能改变力的方向,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查学生对滑轮以及滑轮组的工作情况的掌握,知道滑轮组的工作时可以达到既能省力又能改变力的方向的特点,属于基础知识的考查。
9.【分析】(1)定滑轮实质上是个等臂杠杆,所以定滑轮不能省力,但能改变动力的方向;
(2)使用任何机械都不省功。
【解答】解:
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,故ABC正确;
D、使用任何机械都不省功,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查定滑轮的实质以及功原理是一道基础题。
10.【分析】解决此题要知道:
定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;
动滑轮的特点:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离。
【解答】解: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。
故选:A。
【点评】本题考查了动滑轮和定滑轮的特点,要利用好条件“不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦”,属于基础题目。
11.【分析】(1)不计机械重和摩擦,则用机械做的功等于直接用手做的功。
(2)根据滑轮组的省力特点进行判断;
(3)使用定滑轮不省力;
(4)根据杠杆的平衡条件进行分析。
【解答】解:A、不计机械重和摩擦,由图可知:
F1×4m=G×2m,所以F1=;
B、滑轮组由三段绳子承担,所以F2=;
C、由图3知,使用的是定滑轮,所以F3=G;
D、根据杠杆的平衡条件:F4×(L+3L)=G×L,所以F4=。
由以上分析得F3>F1>F2>F4。
故选:C。
【点评】此题考查了功的原理、滑轮组的省力特点、定滑轮的特点及杠杆的平衡条件的应用,涉及的比较全面,是一道基础性很好的题目。
12.【分析】定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省力但要费距离。
【解答】解:
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,故A正确;
B、使用动滑轮时,物体上升1m,则绳子的自由端会通过2m,故B错误;
C、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,故C错误;
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,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的省力情况,属于基础知识的考查。
13.【分析】图中分别使用动滑轮、斜面、杠杆,分别求出四个力,再确定最大的动力。
【解答】解:
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F1=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F2s=Gh,所以F2=G=0.5G;
C、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轮上,则F3=G;
D、图中为杠杆,动力臂等于阻力臂,则F4=G;
因此动力最大的是F1。
故选:A。
【点评】本题考查了各种简单机械省力情况,属于基础题目。
二.多选题(共2小题)
14.【分析】动滑轮的特点是可以省一半的力,用动滑轮提升物体时,不仅要克服物体的重力,而且要克服动滑轮的重力,所以拉力为动滑轮和重物总重的二分之一,拉力作用点移动的距离是物体升高高度的二倍。
【解答】解: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.故A正确、B错误;
绳子向上移动的距离:s=2h=2×10cm=20cm;故C正确、D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查动滑轮的使用特点,记住动滑轮的特点是可以省一半的力,拉力作用点移动的距离是物体升高高度的二倍。
15.【分析】由图滑轮组装置处于静止状态,左侧滑轮为定滑轮,右侧为动滑轮,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。
【解答】解:
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,故A错误,B正确;
C、甲物体静止,受到的合力为零,故C正确;
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,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的特点和平衡力的应用,关键是根据同一滑轮两侧绳子拉力是相等的求出绳子对乙的拉力大小。
三.填空题(共11小题)
16.【分析】定滑轮的特点:不能改变力的大小,但能改变力的方向;
【解答】解: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。
【点评】本题考查了定滑轮及其工作的特点,属于基础性题目,比较简单。
17.【分析】先根据s=nh求出提升物体绳子的条数,然后根据一个动滑轮两侧提供两条绳子确定滑轮的个数。
【解答】解: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。
【点评】本题考查滑轮组的设计与组装,关键是求出提升物体绳子的条数,注意一个动滑轮可以提供两条绳子。
18.【分析】使用时轴固定不动的滑轮叫做定滑轮,定滑轮在使用时不能省力,但可以改变用力方向。
【解答】解: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。
【点评】本题考查定滑轮在实际生活中的应用,注重了物理生活的联系,属于基础知识的考查。
19.【分析】同一根绳子各处的拉力相等,根据弹簧测力计的示数可知拉力的大小;
动滑轮上绳子的有效股数n=2,不计滑轮的重力及摩擦,根据F=G物求出物体的重力。
【解答】解:
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。
【点评】本题考查了使用动滑轮时拉力的计算,注意:不计滑轮的重力及摩擦,根据F=G物。
20.【分析】水平方向上的动滑轮,省一半的力,即拉力为摩擦力一半,拉力移动的距离是物体移动距离的2倍。
【解答】解: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
【点评】本题主要考查水平方向上的动滑轮的使用,关键要理解水平面上的动滑轮的特点,基础题。
21.【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
【解答】解: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。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握,是一道基础题。
22.【分析】(1)轴固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮不省力,但可以改变用力方向;随物体一起上下移动的滑轮为动滑轮,动滑轮不可以改变用力方向,但可以省力;
(2)不计滑轮重及摩擦,判断出绳子的股数,根据F=G求出拉力大小。
【解答】解:
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。
【点评】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点,综合性强,难易程度适中,是一道很典型的题目。
23.【分析】(1)掌握定滑轮的工作特点:不能省力,但可以改变用力方向;
(2)掌握动滑轮的工作特点:可以省一半的力,但不可以改变动力方向。
【解答】解: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。
【点评】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点,首先判断出滑轮的种类,根据其特点计算出力的大小。是一道基础性题目。
24.【分析】物体匀速运动受平衡力的作用,根据动滑轮的使用特点判断速度变化。
【解答】解: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。
【点评】本题主要考查动滑轮的使用特点,是基础题。
25.【分析】(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力。
【解答】解:(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。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点以及杠杠的应用的了解和掌握,是一道基础题。
26.【分析】(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半的力多费1倍距离。
【解答】解: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;>。
【点评】本题考查了两种滑轮的特点。使用动滑轮可以省力,但不能改变用力的方向而费距离,使用定滑轮不省力,但可改变用力的方向。
四.作图题(共5小题)
27.【分析】滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮。本题中,要求最省力,属于第二种。
【解答】解: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:
【点评】本题画最省力的绕绳方法: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。
28.【分析】已知绳子拉下的距离和物体上升的高度,可以得到作用在动滑轮上的绳子段数,再根据绳子段数确定绕绳方法。
【解答】解:
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:
【点评】此题主要考查了滑轮组的组装方法,根据绳端移动的距离和物体上升高度的关系判断出绳子的段数是正确绕绳的关键。
29.【分析】由F与重力G的关系,确定承重绳子的股数,然后组装滑轮组的绕法。
【解答】解: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:
【点评】本题考查了滑轮组的绕法,明确承重绳子的有效股数是正确作出滑轮组绕法的关键。
30.【分析】(1)动滑轮被几根绳子承担,拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一,根据省力公式F=(G物+G动)变形即可求出绳子的段数;
(2)如n为奇数,则绳子是系在动滑轮的固定挂钩上开始绕;如n为偶数,则绳子是系在定滑轮的固定挂钩上开始绕。
【解答】解: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:
【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的计算以及滑轮组的绕制的理解和掌握,关键是根据题目中给出的条件计算滑轮组绳子的股数。
31.【分析】人在高处拉绳子,所以绳子自由拉力向上,由此画出滑轮组的绕线。
【解答】解: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:
【点评】本题考查滑轮组的绕线问题,滑轮组设计原则可归纳为:奇动偶定;一动配一定,偶数减一定,变向加一定。
五.计算题(共3小题)
32.【分析】(1)由图判断出通过动滑轮绳子的段数n,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,然后根据v=求出绳子自由端移动的速度;
(2)不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)求出物体A的重力,然后根据G=mg求出物体A的质量;
(3)由对滑轮组整体受力分析,然后由平衡条件求出天花板对滑轮组的拉力。
【解答】解:(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。
(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。
(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:(1)绳子自由端移动的速度为0.4m/s;
(2)物体A的质量为0.7kg;
(3)天花板对滑轮组的拉力为14N。
【点评】本题主要考查滑轮组的特点和受力分析等知识,关键是要利用好不计绳重和摩擦时拉力F=(G+G动),能正确选取研究对象并受力分析即可正确解题。
33.【分析】(1)在不计绳重、动滑轮重、摩擦的情况下,有几段绳子承担物重,拉力就是物重的几分之一,即F=G物;
(2)根据图示确定通过动滑轮绳子的段数,然后根据有几段绳子在拉重物,拉力就是重物和动滑轮总重的几分之一计算拉力;
(3)滑轮组结构不变,则动滑轮重不变,利用s=nh可求绳子移动的距离。
【解答】解:由图可知,有两段绳子承担物重,即n=2。
(1)拉力为:F=G物=×80N=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;
(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。
(1)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)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)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。
【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力、运动距离的计算,在绳重及摩擦不计时,灵活运用公式F=(G+G动)是本题的关键,常见题目。
34.【分析】由图知,承担物重的绳子有3股,即n=3。
(1)已知泥土重、动滑轮和筐重,不计绳重和摩擦,利用公式F=(G+G动和筐)得到绳子自由端的拉力;
(2)已知泥土上升高度,利用s=3h得到手拉下绳子的长度;已知绳子拉下长度和所用时间,利用v=得到绳子自由端移动的速度。
【解答】解:由图知,承担物重的绳子有3股,即n=3。
(1)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;
(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:(1)绳子自由端的拉力是170N;
(2)绳子自由端移动的速度是0.72m/s。
【点评】此题考查了滑轮组特点的应用,正确判断承担物重绳子股数是解答此类问题的第一步。
35.【分析】(1)已知动滑轮重和绳子段数,忽略绳子和滑轮的摩擦,利用F=(G+G动)计算拉力;
(2)根据s=nh计算绳子移动距离;
(3)已知绳子移动距离和时间,根据v=可求速度。
【解答】解:(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;
(2)绳子自由端移动距离:
s=nh=2×1m=2m;
(3)绳子自由端移动速度:
v===0.4m/s。
答:(1)绳子自由端的拉力为125N;
(2)绳子自由端移动的距离为2m;
(3)绳子自由端移动的速度为0.4m/s。
【点评】本题考查滑轮组绳子拉力与速度的计算,掌握拉力和速度计算公式,明确咸亨单物重的绳子段数是解题关键。
36.【分析】在不计滑轮重、绳重及摩擦的情况下,拉力是物重的几分之一,那么物重就由几段绳子来承担,再据此判断出滑轮的个数。
【解答】解: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,
【点评】解答本题时,有两点需要特别注意:首先,因为本题是在不计滑轮重、摩擦及绳重的情况下,所以一定要采用进尾法求得绳子的段数;其次,滑轮组的组装方法不只一种,我们必须选择使用滑轮个数最少的,这样才符合题意的要求。
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