12.2 滑轮
一.选择题(共8小题)
1.(2019春?惠山区校级月考)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.20 N B.25 N C.30 N D.35 N
2.(2017秋?东莞市期末)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度,若不计绳重和摩擦,比较甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是( )
A.甲的拉力小 B.乙的额外功少
C.甲的有用功大 D.甲乙的有用功一样大
3.(2018春?开鲁县期末)用相同的滑轮组装成如图所示的滑轮组,用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是( )
A. B. C. D.
4.(2019春?东莞市校级月考)如图,用一根绳子绕过定滑轮,一端固定,手执一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1较小 B.F2较小
C.F3较小 D.三个力一样大
5.(2018春?乐山期末)如图所示,水平桌面上有一铁块,由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,以下分析正确的是( )
A.使用定滑轮是为了省力
B.若剪断绳子,铁块由于惯性将向左运动
C.铁块对桌面的压力和铁块的重力是一对平衡力
D.铁块受到绳子的拉力为6N
6.(2018春?阜平县期末)如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是( )
A.0.5m/s,160N B.0.5m/s,40N
C.0.8m/s,160N D.0.2m/s,40N
7.(2018秋?江阴市期中)骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S形路线骑行,他这样做的目的( )
A.减小上坡过程中所施加的力
B.缩短上坡过程中所走的路程
C.减少上坡过程中所做的功
D.缩短上坡过程中所用的时间
8.(2018秋?越秀区校级月考)如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所使用的拉力分别为F1、F2和F3,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则( )
A.F2<F1<F3 B.F2>F1>F3 C.F1>F2>F3 D.F1<F2<F3
二.计算题(共2小题)
9.(2018春?宁晋县期末)用一个动滑轮将重100N的货物从地面匀速提高到9m的高处,所用的拉力为60N.(忽略绳重和摩擦)求:
(1)动滑轮重。
(2)提升重物过程中所做的有用功和总功
10.(2018春?华亭县校级月考)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)动滑轮的重力;
(2)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?
一.选择题(共6小题)
1.(2018春?桐城市校级期末)关于滑轮组的叙述,较全面的是( )
A.一定省力,又能改变力的方向
B.一定省力,但不能改变力的方向
C.有时既能省力,又能改变力的方向;有时可以省力,但不能改变力的方向
D.使用滑轮组一定能省力
2.(2019?绥宁县模拟)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
3.(2018春?徐汇区校级期中)如图所示,拉力F的功率为3.6W,物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动,A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍,不计滑轮处摩擦和绳重,则( )
A.1s内重力做功3.6J B.A的重力为120N
C.拉力F=36N D.摩擦力为18N
4.(2018春?裕安区校级期中)小明利用如图所示的简单机械移动物体A时,当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F1<F2<F3
C.F1>F2>F3 D.F1=F2<F3
5.(2018秋?惠山区月考)如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2.在不考虑摩擦的情况下( )
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,W1<W2 D.F1>F2,W1<W2
6.(2018?成华区模拟)如图所示,质量分别为m1、m2、m3(m1>m2)的物体通过轻绳和弹簧连接起来,三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦,关于此装置的说法正确的是( )
A.绳子对m1的拉力大小为m1g
B.绳子对m2的拉力大小为m2g
C.弹簧中拉力大小为(m2﹣m1)g
D.地面对m2的支持力大小为(m2+m3﹣m1)g
二.多选题(共2小题)
7.(2018?临清市一模)下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( )
A.指甲剪是省力的机械 B.定滑轮不省力,但能改变力的方向
C.滑轮组既省力,又省距离 D.斜面的机械效率可以达到100%
8.(2017?河西区一模)如图所示,某建筑工地上,工人师傅用滑轮组和筐组成的装置将砂石从深坑中匀速运至地面。已知筐重为G1,当汽车的输出功率为P时,将重为G0的砂石在t时间内匀速竖直提升h高度,此过程中该装置的机械效率为η(不计绳重和轮轴间、绳子与轮子间的摩擦及空气阻力),下列判断正确的是 ( )
A.汽车运行的速度为
B.作用在绳子自由端的拉力为
C.动滑轮的重为
D.汽车受到的摩擦力为
三.实验探究题(共1小题)
9.(2018秋?泰兴市校级月考)在“再探动滑轮”的实验中,小明所在实验小组,进行了如下实验。
(1)用弹簧测力计沿竖直方向 拉一个动滑轮,使挂在它下面钩码缓缓上升,测量拉力F,绳端移动的距离s,钩码所受重力G,及其上升的高度h,
(2)为了多测几组数据,我们可以改变 ,也可以改变钩码上升高度,重复上述步骤。
(3)将实验数据填入表格中,
①该实验的目的是探究比较 与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。
②根据实验目的分析实验数据可知,使用动滑轮 (选填“能”或“不能”)省功。
实验序号
手拉绳子的力F/N
手移动的距离s/cm
钩码的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
1
0.60
10
1.00
5
2
0.85
10
1.50
5
3
1.10
10
2.00
5
四.计算题(共1小题)
10.(2018春?慈利县期末)用如图所示的滑轮组提升重物,绳重和摩擦不计,当物重G=1600N、拉力F为450N时,可使物体匀速上升。求:
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.5m/s的速度匀速上升;
(2)动滑轮重为多大;
(3)当被提起的物体重为G′=2600N时,拉力F′为多大可以使物体匀速上升。
一.选择题(共4小题)
1.(2018?贵港)同一滑轮用如图所示甲、乙两种装置匀速提升重均为10N的A、B两物体,已知滑轮重1N,绳重和滑轮的摩擦力不计。则下列说法中正确的是( )
A.手的拉力F乙=10N
B.A物体受到的合力与B物体受到的合力相等
C.若A、B两物体都被提升0.5m,则利用乙装置做的有用功比较多
D.若A、B两物体都被提升0.5m,则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多
2.(2018?大庆)如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知( )
A.物重是27N,物体的速度是0.4m/s
B.物重是18N,物体的速度是0.6m/s
C.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/s
D.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s
3.(2018?鄂尔多斯)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)( )
A. B.
C. D.
4.(2018?乌鲁木齐)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
二.填空题(共2小题)
5.(2018?营口)如图所示,物体重为20N,某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,则绳子自由端移动的速度为 m/s,拉力做功为 J,此物体受到的摩擦力为 N.(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)
6.(2018?盘锦)如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 6 N,其中定滑轮的作用是 。
7.(2018?六盘水)如图所示,请画出滑轮组最省力的绕法。
12.2 滑轮
一.选择题(共8小题)
1.(2019春?惠山区校级月考)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.20 N B.25 N C.30 N D.35 N
【解答】解:由题图可知:拉力F的方向不是竖直向上的,则力F的力臂将不再是动滑轮的直径,而是小于直径,如图所示,根据杠杆的平衡条件Fl=(G+G轮)r,
因为l<2r,所以F>(G+G轮)=(50 N+10 N)=30 N,即F>30 N。
故选:D。
2.(2017秋?东莞市期末)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度,若不计绳重和摩擦,比较甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是( )
A.甲的拉力小 B.乙的额外功少
C.甲的有用功大 D.甲乙的有用功一样大
【解答】解:
A、不计绳重及摩擦,拉力F=(G物+G轮),
由图知,n甲=2,n乙=3,
所以绳端的拉力分别为:
F甲=(G物+G轮),F乙=(G物+G轮),
所以F甲>F乙,故A错;
BCD、因为不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W额=G轮h、W有用=G物h可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,故BC错、D正确。
故选:D。
3.(2018春?开鲁县期末)用相同的滑轮组装成如图所示的滑轮组,用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是( )
A. B. C. D.
【解答】解:
A、两个滑轮的使用,效果相当于一个动滑轮,可以省一半力,拉力F=G;
B、两个滑轮的使用,效果相当于一个定滑轮,不能省力,拉力F=G;
C、两个滑轮组成滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,所用拉力F=G;
D、两个滑轮组成滑轮组,承担物重的绳子股数n=2,所用拉力F=G。
可见,用它们提起相同的物体时最省力的绕绳方法是C。
故选:C。
4.(2019春?东莞市校级月考)如图,用一根绳子绕过定滑轮,一端固定,手执一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1较小 B.F2较小
C.F3较小 D.三个力一样大
【解答】解:由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,所以忽略绳子与滑轮的摩擦,F1、F2、F3都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC错误,D正确。
故选:D。
5.(2018春?乐山期末)如图所示,水平桌面上有一铁块,由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,以下分析正确的是( )
A.使用定滑轮是为了省力
B.若剪断绳子,铁块由于惯性将向左运动
C.铁块对桌面的压力和铁块的重力是一对平衡力
D.铁块受到绳子的拉力为6N
【解答】解:
A、使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;所以使用定滑轮是为了改变力的方向,故A错误;
B、剪断绳子前,铁块是静止的,剪断绳子后,铁块由于惯性要保持原来的静止状态,故B错误;
C、铁块对桌面的压力和铁块的重力,这两个力作用在不同的物体上且方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D、不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,铁块受到绳子的拉力大小等于沙桶的重力为6N,故D正确。
故选:D。
6.(2018春?阜平县期末)如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是( )
A.0.5m/s,160N B.0.5m/s,40N
C.0.8m/s,160N D.0.2m/s,40N
【解答】解:
由图可知,该滑轮是动滑轮,拉力作用在轴上,此时费力但省距离,不计摩擦及滑轮重,则拉力等于物重的2倍,所以拉力:F=2G=2×80N=160N。
由于拉力作用在轴上,此时费力但省距离,所以滑轮上升速度是物体速度的一半,即v轮=v物,
因此,物体的速度v物=2v轮=2×0.4m/s=0.8m/s;
故选:C。
7.(2018秋?江阴市期中)骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S形路线骑行,他这样做的目的( )
A.减小上坡过程中所施加的力
B.缩短上坡过程中所走的路程
C.减少上坡过程中所做的功
D.缩短上坡过程中所用的时间
【解答】解:A、上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力,故A正确;
B、上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,故B错误;
C、使用任何机械都不省功,故C错误;
D、速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长,故D错误。
故选:A。
8.(2018秋?越秀区校级月考)如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所使用的拉力分别为F1、F2和F3,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则( )
A.F2<F1<F3 B.F2>F1>F3 C.F1>F2>F3 D.F1<F2<F3
【解答】解:假设物块与地面的摩擦力为f,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则
甲滑轮为动滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;
乙滑轮为定滑轮,F2处于绳端,则F2=f;
丙滑轮为动滑轮,F3作用在动滑轮上,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即F3=2f;
故F3>F2>F1。
故选:D。
二.计算题(共2小题)
9.(2018春?宁晋县期末)用一个动滑轮将重100N的货物从地面匀速提高到9m的高处,所用的拉力为60N.(忽略绳重和摩擦)求:
(1)动滑轮重。
(2)提升重物过程中所做的有用功和总功
【解答】解:(1)用一个动滑轮提升物体,绳子的段数n=2,
由于忽略绳重和摩擦,由F=(G+G动)得动滑轮重:
G动=2F﹣G=2×60N﹣100N=20N。
(2)提升重物过程中所做的有用功:
W有=Gh=100N×9m=900J;
绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×9m=18m,
拉力做的总功:
W总=Fs=60N×18m=1080J。
答:(1)动滑轮重为20N;
(2)提升重物过程中所做的有用功为900J;总功为1080J。
10.(2018春?华亭县校级月考)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)动滑轮的重力;
(2)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?
【解答】解:
(1)由图可知n=3,不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),
则动滑轮的重力:
G动=3F﹣G=3×200N﹣480N=120N;
(2)若重物再增加150N,此时重物的重力为:G′=480N+150N=630N,
此时的拉力:F′=(G′+G动)=(630N+120N)=250N。
答:(1)动滑轮的重力为120N;
(2)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。
一.选择题(共6小题)
1.(2018春?桐城市校级期末)关于滑轮组的叙述,较全面的是( )
A.一定省力,又能改变力的方向
B.一定省力,但不能改变力的方向
C.有时既能省力,又能改变力的方向;有时可以省力,但不能改变力的方向
D.使用滑轮组一定能省力
【解答】解:
A、如右图所示,滑轮组有三段绳子,力的方向向上,因此可以省力但不能改变力的方向。故A不合题意。
B、如左图所示,滑轮组有两段绳子,力的方向向下,因此可以省力,同时能改变力的方向。故B不合题意。
C、左图滑轮组能省力、能改变力的方向;右图滑轮组能省力,不能改变力的方向。故C符合题意。
D、如果提升的物体重力远小于动滑轮重力,则使用滑轮组就不能省力,故D错。
故选:C。
2.(2019?绥宁县模拟)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
【解答】解: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。
3.(2018春?徐汇区校级期中)如图所示,拉力F的功率为3.6W,物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动,A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍,不计滑轮处摩擦和绳重,则( )
A.1s内重力做功3.6J B.A的重力为120N
C.拉力F=36N D.摩擦力为18N
【解答】解:
A、因为重力的方向竖直向下,而物体在竖直方向没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0J;故A错误;
BCD、由图知n=2,则绳子自由端的速度v′=2v=2×0.2m/s=0.4m/s,
根据P===Fv可得拉力:F===9N;故C错误;
不计滑轮处摩擦和绳重,由F=f可得物体受到的摩擦力:f=2F=2×9N=18N;故D正确;
由题知f=0.3G,则A的重力:G===60N.故B错误。
故选:D。
4.(2018春?裕安区校级期中)小明利用如图所示的简单机械移动物体A时,当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.F1=F2=F3 B.F1<F2<F3 C.F1>F2>F3 D.F1=F2<F3
【解答】解:由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因为物体A匀速运动,所以F1、F2、F3都与物体A受到地面的摩擦力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC错误;故D正确。
故选:A。
5.(2018秋?惠山区月考)如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2.在不考虑摩擦的情况下( )
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,W1<W2 D.F1>F2,W1<W2
【解答】解:
(1)不计摩擦,斜面AC倾斜角度小于BC,则AC>BC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即F1<F2;
(2)不计摩擦,使用光滑的斜面没有额外功,拉力在两斜面上做功相同(等于克服物体重力所做的功),即W1=W2;拉力做功相同,所用时间相同,根据P=可知,拉力做功的功率相同,即P1=P2。
故选:A。
6.(2018?成华区模拟)如图所示,质量分别为m1、m2、m3(m1>m2)的物体通过轻绳和弹簧连接起来,三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦,关于此装置的说法正确的是( )
A.绳子对m1的拉力大小为m1g
B.绳子对m2的拉力大小为m2g
C.弹簧中拉力大小为(m2﹣m1)g
D.地面对m2的支持力大小为(m2+m3﹣m1)g
【解答】解:
如图所示:
A、根据定滑轮工作特点可知,绳子对甲物体的拉力等于物体乙对绳子的拉力,等于乙物体的重力,所以,绳子对甲物体的拉力大小为m1g,故A正确;
B、对甲物体进行受力分析可知,甲物体受到重力,弹簧的拉力,绳子的拉力,此时绳子对甲物体m2的拉力大小为m1g,故B错误;
C、对甲物体进行受力分析可知,F弹簧拉+m2g=m1g,故F弹簧拉=(m1﹣m2)g,故C错误;
D、对甲物体进行受力分析可知,物体甲受到弹簧的拉力、物体乙的拉力,地面对甲物体的支持力大小为0.故D错误。
故选:A。
二.多选题(共2小题)
7.(2018?临清市一模)下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( )
A.指甲剪是省力的机械
B.定滑轮不省力,但能改变力的方向
C.滑轮组既省力,又省距离
D.斜面的机械效率可以达到100%
【解答】解:A、指甲剪由三条杠杆组成,其中既有省力杠杆也有费力杠杆,但其最终可以达到省力的目的,所以为省力机械,但使用任何机械都不省功,故A正确;
B、定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向,故B正确;
C、滑轮组可以省力,但费距离,且不可能省功,故C错误;
D、使用任何机械都要做额外功,所以机械效率不可能达到100%,故D错误。
故选:AB。
8.(2017?河西区一模)如图所示,某建筑工地上,工人师傅用滑轮组和筐组成的装置将砂石从深坑中匀速运至地面。已知筐重为G1,当汽车的输出功率为P时,将重为G0的砂石在t时间内匀速竖直提升h高度,此过程中该装置的机械效率为η(不计绳重和轮轴间、绳子与轮子间的摩擦及空气阻力),下列判断正确的是 ( )
A.汽车运行的速度为
B.作用在绳子自由端的拉力为
C.动滑轮的重为
D.汽车受到的摩擦力为
【解答】解:
A、将重为G0的砂石在t时间内匀速竖直提升h高度,因绳子的有效段数为2,
所以在这段时间内,汽车通过的距离s=2h,则汽车的速度:
v=,故A错误;
B、此过程中该装置的机械效率为:
η===,
所以,作用在绳子自由端的拉力为:
F=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故B正确;
C、因不计绳重和轮轴间、绳子与轮子间的摩擦及空气阻力,故作用在绳子自由端的拉力:
F=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②得,动滑轮的重:
G动=,故C正确;
D、这个过程中,汽车牵引力的功率P=F牵v,则汽车受到的牵引力:
F牵===,
因汽车沿水平面做匀速直线运动,故汽车的牵引力等于绳子对车的拉力和车受到摩擦力之和,
则汽车受到的摩擦力为:
f=F牵﹣F=﹣=,故D正确,
故选:BCD。
三.实验探究题(共1小题)
9.(2018秋?泰兴市校级月考)在“再探动滑轮”的实验中,小明所在实验小组,进行了如下实验。
(1)用弹簧测力计沿竖直方向 匀速 拉一个动滑轮,使挂在它下面钩码缓缓上升,测量拉力F,绳端移动的距离s,钩码所受重力G,及其上升的高度h,
(2)为了多测几组数据,我们可以改变 钩码的个数 ,也可以改变钩码上升高度,重复上述步骤。
(3)将实验数据填入表格中,
①该实验的目的是探究比较 动力做的功 与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。
②根据实验目的分析实验数据可知,使用动滑轮 不能 (选填“能”或“不能”)省功。
实验序号
手拉绳子的力F/N
手移动的距离s/cm
钩码的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
1
0.60
10
1.00
5
2
0.85
10
1.50
5
3
1.10
10
2.00
5
【解答】解:(1)用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,使挂在它下面钩码缓缓上升,测量拉力F;
(2)为了多测几组数据,我们可以改变提升物体的重力,即改变钩码的个数,也可以改变钩码上升高度,重复上述步骤。
(3)①由表中数据知,根据W=Fs,可求出拉力做的功,故该实验的目的是探究比较动力做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等。
②根据实验目的分析实验数据可知,动力做的功:W1=F1s1=0.6N×0.1m=0.06J,
动滑轮拉钩码所做的功:W1′=G′1h′1=1N×0.05m=0.05J,
所以W1>W1′,同理第2、3次动力做的功也大于动滑轮拉钩码所做的功,
故使用动滑轮不能省功。
故答案为:(1)匀速;(2)钩码的个数;(3)①动力做的功;②不能。
四.计算题(共1小题)
10.(2018春?慈利县期末)用如图所示的滑轮组提升重物,绳重和摩擦不计,当物重G=1600N、拉力F为450N时,可使物体匀速上升。求:
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.5m/s的速度匀速上升;
(2)动滑轮重为多大;
(3)当被提起的物体重为G′=2600N时,拉力F′为多大可以使物体匀速上升。
【解答】解:
(1)由图知,n=4,拉力端移动距离s=4h,
则拉力端移动的速度:
v=4v物=4×0.5m/s=2m/s;
(2)绳重和摩擦不计,拉力F=(G+G动),则动滑轮重力:
G动=4F﹣G=4×450N﹣1600N=200N;
(3)当被提起的物体重为G′=2600N时,此时的拉力:
F′=(G′+G动)=(2600N+200N)=700N。
答:(1)当拉绳的速度为2m/s时,可使重物以0.5m/s的速度匀速上升;
(2)动滑轮重为200N;
(3)当被提起的物体重为G′=2600N时,拉力F′为700N可以使物体匀速上升。
一.选择题(共4小题)
1.(2018?贵港)同一滑轮用如图所示甲、乙两种装置匀速提升重均为10N的A、B两物体,已知滑轮重1N,绳重和滑轮的摩擦力不计。则下列说法中正确的是( )
A.手的拉力F乙=10N
B.A物体受到的合力与B物体受到的合力相等
C.若A、B两物体都被提升0.5m,则利用乙装置做的有用功比较多
D.若A、B两物体都被提升0.5m,则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多
【解答】解:A、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)=×(10N+1N)=5.5N,故A错误;
B、因为匀速提升,故所受的合力都为零,故B正确;
CD、甲乙装置所做的有用功相同,用乙装置提重物时,得提起动滑轮所做额外功较多,故CD错误。
故选:B。
2.(2018?大庆)如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2m/s,拉绳的力F是9N.由此可知( )
A.物重是27N,物体的速度是0.4m/s
B.物重是18N,物体的速度是0.6m/s
C.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/s
D.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s
【解答】解:本题滑轮组做功是克服摩擦力做功,有3段绳子承担拉力,因此物体受到的摩擦力是f=3×9N=27N;
物体移动的速度:v==0.4m/s。
故选:C。
3.(2018?鄂尔多斯)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)( )
A. B.
C. D.
【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。
4.(2018?乌鲁木齐)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
【解答】解:
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。
二.填空题(共2小题)
5.(2018?营口)如图所示,物体重为20N,某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,则绳子自由端移动的速度为 0.4 m/s,拉力做功为 8 J,此物体受到的摩擦力为 8 N.(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)
【解答】解:
由图知,动滑轮上绳子的段数为2,则绳子自由端移动的距离:s=2s物=2×1m=2m;
绳子自由端移动的速度:v===0.4m/s;
拉力做的功:W=Fs=4N×2m=8J;
不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦,
由F=f可得,物体受到的摩擦力:f=2F=2×4N=8N;
故答案为:0.4;8;8。
6.(2018?盘锦)如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 1 m,绳端的拉力F是 6 N,其中定滑轮的作用是 改变力的方向 。
【解答】解:
(1)由图知n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×0.5m=1m;
(2)滑轮组承担物重的绳子股数n=2,
因为绳重和摩擦不计,所以绳端的拉力:
F=(G物+G动)=×(10N+2N)=6N;
(3)根据定滑轮的特点可知,使用定滑轮,不能省力,但可以改变力的方向。
故答案为:1;6;改变力的方向。
三.解答题(共1小题)
7.(2018?六盘水)如图所示,请画出滑轮组最省力的绕法。