6.6探究滑轮的作用
一、基础知识挑战“零”失误
(3分钟完成)
使用滑轮将重力为G的物体拉升h高度,用力大小为F,绳移动的距离为s,不计绳和滑轮的重力及摩擦,承重绳的段数为n。
1.定滑轮:实质是杠杆,不省力,但可改变,距离关系:,力的关系:。
2.动滑轮:实质是杠杆,能,但不能改变。
距离关系:,力的关系:
3.滑轮组:由和组成,既可以又可改变。
距离关系:,力的关系:。
二、中考连接(13分钟完成)
4.如图为家庭手摇升降晾衣架结构图,当逆时针摇动手柄时,横梁上升,下列滑轮属于动滑轮的是()
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
5.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法中正确的是()
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
6.如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,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较大
B.F3较大
C.三个力一样大
D.F1、F2、F3的大小不能确定
7.如图甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是()
A.甲、乙两人用力一样大
B.甲使绳索移动距离大于乙使绳索移动的距离
C.乙用力比甲小
D.甲、乙使绳索移动距离相等
8.如图所示,下列说法正确的是()
A.甲、乙都是定滑轮
B.甲是定滑轮,乙是动滑轮
C.甲、乙都是动滑轮
D.甲是动滑轮,乙是定滑轮
9.如图所示,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦),
图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是()
A.F1=F2
B.F3=F4
C.F1=F3
D.F2=F4
10.小柯用如图装置提升重为400
N的物体,不计摩擦、绳重和滑轮重,下列说法正确的是(
C
)
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1
m,物体也上升1
m
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200
N
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
11.下列装置中不是轮轴的是()
A.自行车的车把
B.汽车方向盘
C.缝纫机的踏板
D.自来水的龙头
12
如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则()
A.F=20N
B.F=10N
C.F=5N
D.F=30N
13.小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200
N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为100N;实际测量A端的拉力为110
N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为N。
14.如图所示实验装置,物体A重100
N,物体B重20
N,当B匀速下降40
cm时,A与桌面间的滑动摩擦力是N,移动的距离是cm。(不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦)
15.如图所示,用不同方法利用滑轮拉同一物体在同一水平地面做匀速直线运动,若物体与地面间的摩擦力为3
N,则拉力大小分别为F1=N,
F2=N,F3=N。(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦)
16.如图所示,A、B两滑轮中A是定滑轮,B是动滑轮,拉力F=10
N,物体匀速前进,则物体与地面之间的摩擦力为30N,若物体移动1.2
m,绳子自由端移
动m。(忽略动滑轮重、绳与滑轮之间的摩擦)
17.在图中画出拉动汽车时,滑轮组最省力的绕绳方法。
18.如图所示,汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴。如果要使方向盘的操作更省力,应该把方向盘做
(填“大”或“小”)一些;如果要使通过辘轳打水更省力一些,应该把辘轳缠绕绳子的轴做
(填“粗”或“细”)一些。
19.如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400
N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20
N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为N,图乙中人对绳子的拉力为N。
20.在物理综合实践活动中,小华设计了如图所示的机械模型。推动硬棒CD或EF,使它们在水平面内绕轴O转动,即可将绳逐渐绕到轴O上,提升重物G。硬棒CD是省力杠杆,滑轮
(填“能”或“不能”)改变力的大小。在重物上升的过程中,轴O上增加的绳长(填“大于”“小于”或“等于”)重物上升的高度。
三、易错题警示(4分钟完成)
21.如图所示,在不计摩擦的情况下,要将物体匀速向上提起,则F1和F2相比较()
A.F1比较小
B.大小相同
C.F2比较小
D.无法确定
22.如图所示,吊篮的重力为400
N,动滑轮总重力为50
N,定滑轮重力为40
N,人的重力为600
N,人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力()
A.218
N
B.220
N
C.210
N
D.236
N
23.某人用100
N的力提起了350
N的重物,那么他可能使用了()
A.一个定滑轮
B.一个动滑轮
C.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D.一根杠杆
24.如图所示,弹簧测力计A和B及滑轮组均处于静止状态,F=10
N。若不考虑弹簧测力计重、滑轮重及摩擦,弹簧测力计A和B的示数应分别为(
)
A.30
N 30
N
B.30
N 20
NC.20
N 20
N
D.20
N 30
N
四、综合计算题(8分钟完成)
25.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此,工程师设计了如图甲所示的恒拉力系统,其简化原理图如图乙所示。实际测量得到每个水泥块的重为390
N,共悬挂20个水泥块。不计滑轮、钢丝绳的重力和一切摩擦。
(1)请指出图乙中的动滑轮、定滑轮分别是哪个。甲乙
(2)求滑轮组对高压线的拉力是多大?
26.如图所示,用20
N的拉力可以使一重为50
N的物体匀速上升,现用同样的滑轮组拉着重为200
N的物体匀速上升0.1
m(
不计绳重和摩擦
)。求:(
1
)G动;
(
2
)拉力F的大小;
(
3
)绳子自由端移动的距离。
6.6探究滑轮的作用
一、基础知识挑战“零”失误
(3分钟完成)
使用滑轮将重力为G的物体拉升h高度,用力大小为F,绳移动的距离为s,不计绳和滑轮的重力及摩擦,承重绳的段数为n。
1.定滑轮:实质是等臂杠杆,不省力,但可改变初动力的方向,距离关系:S=h,力的关系:F=G。
2.动滑轮:实质是省力杠杆,能省力,但不能改变力的方向。
距离关系:S=2h,力的关系:F=G/2
3.滑轮组:由动滑轮和定滑轮组成,既可以省力又可改变动力的方向。
距离关系:S=nh,力的关系:F=G/n。
二、中考连接(13分钟完成)
4.如图为家庭手摇升降晾衣架结构图,当逆时针摇动手柄时,横梁上升,下列滑轮属于动滑轮的是(
D)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
5.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法中正确的是(
D
)
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
6.如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,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(C
)
A.F1较大
B.F3较大
C.三个力一样大
D.F1、F2、F3的大小不能确定
7.如图甲、乙两人将同一物体拉到楼顶上(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是(C
)
A.甲、乙两人用力一样大
B.甲使绳索移动距离大于乙使绳索移动的距离
C.乙用力比甲小
D.甲、乙使绳索移动距离相等
8.如图所示,下列说法正确的是(D
)
A.甲、乙都是定滑轮
B.甲是定滑轮,乙是动滑轮
C.甲、乙都是动滑轮
D.甲是动滑轮,乙是定滑轮
9.如图所示,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦),
图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是(
B)
A.F1=F2
B.F3=F4
C.F1=F3
D.F2=F4
10.小柯用如图装置提升重为400
N的物体,不计摩擦、绳重和滑轮重,下列说法正确的是(
C
)
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1
m,物体也上升1
m
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200
N
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
11.下列装置中不是轮轴的是(C
)
A.自行车的车把
B.汽车方向盘
C.缝纫机的踏板
D.自来水的龙头
12
如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则(
B )
A.F=20N
B.F=10N
C.F=5N
D.F=30N
13.小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200
N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为100N;实际测量A端的拉力为110
N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为
20
N。
14.如图所示实验装置,物体A重100
N,物体B重20
N,当B匀速下降40
cm时,A与桌面间的滑动摩擦力是10
N,移动的距离是80
cm。(不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦)
15.如图所示,用不同方法利用滑轮拉同一物体在同一水平地面做匀速直线运动,若物体与地面间的摩擦力为3
N,则拉力大小分别为F1=
3
N,
F2=
1.5
N,F3=6
N。(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦)
16.如图所示,A、B两滑轮中A是定滑轮,B是动滑轮,拉力F=10
N,物体匀速前进,则物体与地面之间的摩擦力为30N,若物体移动1.2
m,绳子自由端移
动3.6
m。(忽略动滑轮重、绳与滑轮之间的摩擦)
17.在图中画出拉动汽车时,滑轮组最省力的绕绳方法。
18.如图所示,汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴。如果要使方向盘的操作更省力,应该把方向盘做大
(填“大”或“小”)一些;如果要使通过辘轳打水更省力一些,应该把辘轳缠绕绳子的轴做粗
(填“粗”或“细”)一些。
19.如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400
N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20
N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为
400
N,图乙中人对绳子的拉力为210
N。
20.在物理综合实践活动中,小华设计了如图所示的机械模型。推动硬棒CD或EF,使它们在水平面内绕轴O转动,即可将绳逐渐绕到轴O上,提升重物G。硬棒CD是省力杠杆,滑轮不能
(填“能”或“不能”)改变力的大小。在重物上升的过程中,轴O上增加的绳长等于(填“大于”“小于”或“等于”)重物上升的高度。
三、易错题警示(4分钟完成)
21.如图所示,在不计摩擦的情况下,要将物体匀速向上提起,则F1和F2相比较(
C)
A.F1比较小
B.大小相同
C.F2比较小
D.无法确定
22.如图所示,吊篮的重力为400
N,动滑轮总重力为50
N,定滑轮重力为40
N,人的重力为600
N,人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力(
C
)
A.218
N
B.220
N
C.210
N
D.236
N
23.某人用100
N的力提起了350
N的重物,那么他可能使用了(
D
)
A.一个定滑轮
B.一个动滑轮
C.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
D.一根杠杆
24.如图所示,弹簧测力计A和B及滑轮组均处于静止状态,F=10
N。若不考虑弹簧测力计重、滑轮重及摩擦,弹簧测力计A和B的示数应分别为(
B
)
A.30
N 30
N
B.30
N 20
NC.20
N 20
N
D.20
N 30
N
四、综合计算题(8分钟完成)
25.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此,工程师设计了如图甲所示的恒拉力系统,其简化原理图如图乙所示。实际测量得到每个水泥块的重为390
N,共悬挂20个水泥块。不计滑轮、钢丝绳的重力和一切摩擦。
(1)请指出图乙中的动滑轮、定滑轮分别是哪个。甲乙
(2)求滑轮组对高压线的拉力是多大?
解:(1)由图可知,A、B滑轮的转轴固定,A、B为定滑轮;C可以左右移动,故为动滑轮。
(2)悬挂20个水泥块,F1=20G=20×390
N=7
800
N;F2=3F1=3×7
800
N=2.34×104
N。
26.如图所示,用20
N的拉力可以使一重为50
N的物体匀速上升,现用同样的滑轮组拉着重为200
N的物体匀速上升0.1
m(
不计绳重和摩擦
)。求:(
1
)G动;
(
2
)拉力F的大小;
(
3
)绳子自由端移动的距离。
解:(
1
)由题图可知,动滑轮承担的绳子股数n=3
不计绳重和摩擦,由F=(
G+G动
)可得,动滑轮的重力
G动=3F'-G'=3×20
N-50
N=10
N
(
2
)拉着重为200
N的物体时的拉力
F=(
G+G动
)=×(
200
N+10
N
)=70
N
(
3
)绳子自由端移动的距离
s=3h=3×0.1
m=0.3
m