二、滑轮
基础题
1. 轴固定不动的滑轮叫________________,定滑轮的实质是____________杠杆,
优点是________________________________________.
2.轴可以随被吊物体一起运动的滑轮叫________________.动滑轮的实质是________________________________ 的杠杆,优点是__________不足是________________.
3.滑轮组由定滑轮和________组合而成,优点是既能________又能改变________________,不足是要________________. 4.在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下,使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,所用的拉力就是物重的________________,即F=____________.
5._____________组合在一起,构成滑轮组.使用滑轮组既可以_____________,又可以_____________.
6. 用滑轮组提起重物时,_____________滑轮上有几段绳子承担物重,提起物体的力就是物重的_____________.
能力题
7.下图中利用了动滑轮的是( )
8.如图所示为家庭手摇升降晾衣架结构图,当顺时针摇动手柄时,横梁上升.下列滑轮属于动滑轮的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
9.为了从竖直的井中提升重为600 N的物体,工人师傅用一个定滑轮和一个动滑轮装成滑轮组,并且使提升重物时所用的拉力最小,在不计摩擦、绳和滑轮重时,这个最小的拉力应为( )
A.600 N B.400 N
C.300 N D.200 N
10.小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点,他将重为5 N的物体匀速提高了1 m,每个滑轮重均为1 N,不计绳重及摩擦,则有关绳端移动距离s,绳端拉力F,悬挂定滑轮处拉力F′的大小正确的是( )
A.s=3 m,F=2 N,F′=7 N
B.s=3 m,F=1.7 N,F′=5 N
C.s=2 m,F=3 N,F′=10 N
D.s=2 m,F=2.5 N,F′=7.5 N
11.如图所示的两个滑轮中,属于动滑轮的是_____,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,F1、F2的大小关系是:F1_____ F2.
提升题
12.如图所示,滑轮重及摩擦均不计,若F1∶F2=2∶3,则两物体的质量之比为( )
A.2∶3 B.3∶1 C.4∶9 D.3∶2
13.把质量相等的A、B两物体挂在如图所示滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
A.A上升 B.A下降
C.A、B均静止 D.无法判断
14.在水平桌面上放一个200 N的物体,物体与桌面间的摩擦力为40 N,现用如图所示的装置匀速移动物体,在不计滑轮重力和滑轮间摩擦的情况下,水平拉力F是( )
A.200 N B.100 N C.80 N D.20 N
15.如图所示,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态.当用竖直向下2 N的力F1拉重为1 N的物体A时,能使物体B以0.6 m/s的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力F2拉物体B时,能使物体A以0.3 m/s的速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦.下列判断正确的是( )
A.物体B受到的摩擦力为6 N
B.拉力F2大小为10 N
C.拉力F2的功率为1.2 W
D.拉力F1的功率为0.4 W
16.如图所示,物体重G=50 N,在F=5 N的拉力作用下向左匀速运动,若不计细绳与滑轮的摩擦,则物体受到地面摩擦力的大小为_____ N,方向向_____.
17.如图,工人利用滑轮组将200 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上,则他所用的拉力为_____ N,绳子自由端向下移动的距离为_____m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
18.如下图甲所示,是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置.
(1)实验时,应__________拉动使钩码__________上升.
(2)小军记录数据如表,分析数据可得:____________________.
实验次数
1
2
3
钩码重/N
2
4
6
测力计示数/N
1.1
2.1
3.1
(3)小军继续实验,并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图象,如图乙所示.分析图象可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值就越接近_____ (选填数值).由此他推理得出:在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省__________的力.
19.如图所示,通过滑轮组用200 N的拉力在20 s内将重为480 N的物体匀速提高2 m(不计绳重和摩擦).
(1)求动滑轮重.
(2)绳自由端的移动速度为多大?
(3)若重物再增加150 N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
答案和解析
基础题
1.定滑轮;等臂;能改变力的方向
2.动滑轮;动力臂为阻力臂两倍;省力;不能改变力的方向;
3.动滑轮;省力;力的方向;多移动距离
4.几分之一;G/n;
5.动滑轮与定滑轮;省力;改变力的方向
6.动;几分之一
能力题
7. D
解析:只有D中滑轮的轴随物体一起移动,故该滑轮是动滑轮.故选D.
8. D
解析:动滑轮的特点是在转动的过程中,随物体一起运动,从升降晾衣架的结构上看,与横梁固定的两个滑轮为动滑轮.故选D.
9. D
解析:使用一个定滑轮和一个动滑轮提起重物,最多可由三股绳子承担重物.故选D.
10. C
11.乙;大于
提升题
12. C
解析:左边、右边的滑轮组分别有2段、3段绳子承担着物重,在滑轮重及摩擦均不计的情况下:F1=、F2=,所以∶=2∶3,整理得:G1∶G2=4∶9,故m1∶m2=4∶9.故选C.
13. B
解析:由题图可知上为定滑轮,下为动滑轮,若A、B静止,GA=GB,但是GA和GB相同,所以A下降.故选B.
14. D
解析:动滑轮可以省一半的力,而移动物体时克服的是物体与桌面间的摩擦力.故选D.
15. C
解析:当B水平匀速向右运动时,f=3(F1+GA)=3×(2 N+1 N)=9 N,A错;水平向左拉物体B时,F2=3GA+f=3×1 N+9 N=12 N,B错;水平向左拉物体B时,vB===0.1 m/s,F2的功率为P2===F2·vB=12 N×0.1 m/s=1.2 W,C正确;用力F1竖直向下拉物体A时,拉力F1的功率P1=F1·v=2 N×3×0.6 m/s=3.6 W,D错.故选C.
16. 10 N;向右.
解析:由题图可知,是水平使用动滑轮,不计细绳与滑轮的摩擦,拉力F=,则物体受到的摩擦力f=2F=2×5 N=10 N,方向水平向右.
17. 100 N;4 m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)
解析:由图知,使用滑轮组,承担物重的绳子股数n=2.
(1)不计绳重、动滑轮重及摩擦,拉力F=G=×200 N=100 N;(2)绳子自由端向下移动的距离:s=2 h=2×2 m=4 m.
18.(1)竖直;匀速
(2)使用动滑轮可以省力.
(3)在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省一半的力.
解析:(1)匀速拉动是为了使钩码受到的力是平衡力.(2)表中测力计的示数均小于钩码重,故可知使用动滑轮可以省力.(3)分析图乙所示图线可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值就越接近0.5.由此推理得出:在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省一半的力.
19.解:因连接动滑轮绳子的股数为3股:
(1)所以F=(G物+G动滑轮),故动滑轮重G动滑轮=3F-G物=200 N×3-480 N=120 N.
(2)相同时间内绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍,所以v===0.3 m/s.
(3)增加150 N的重物后,G物′=480 N+150 N=630 N,
F=(G物′+G动滑轮)=×(630 N+120 N)=250 N.