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专题17 滑轮、斜面及机械效率
考点一 滑轮及滑轮组
1.(2020·安徽铜陵市·八年级期中)如图,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计绳重、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.2F2=F1
D.2F2=F4
【答案】B
【解析】
A.甲图是动滑轮,当拉力竖直向上时,不计绳重和摩擦,则
当拉力与竖直方向有夹角时,拉力的力臂变小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知拉力变大,则F2>F1,故A错误;
B.乙图是定滑轮,只能改变力的方向,不计绳重和摩擦,则F3=F4=G物,故B正确;
C.因为F2>F1,所以2F2>F1,故C错误;
D.因为
所以
F1>
F3=
F4
又因为F2>F1,所以
F2>
F4
即2F2>F4,故D错误。
故选B。
2.(2020·安徽铜陵市·八年级期中)如图所示,弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中,若拉绳的力为F,则两弹簧测力计的示数( )
A.FA=FB=F
B.FA=3F FB=2F
C.FA=2F FB=3F
D.FA=FB=5F
【答案】C
【解析】
由图可知,弹簧测力计A受到2股绳子的拉力作用,则A的示数FA=2F,弹簧测力计B受到3股绳子的拉力作用,则FB=3F,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2020·安徽蚌埠市·八年级期末)下列简单机械中,可以省距离的是( )
A.杠杆
B.定滑轮
C.动滑轮
D.斜面
【答案】A
【解析】
A.杠杆有三类,其中的费力杠杆费力省距离,故A符合题意;
B.定滑轮可以改变力的方向,但是既不省力也不费距,本质上是一个等臂杠杆,故B不符合题意;
C.动滑轮省力费距离,本质上是一个省力杠杆,故C不符合题意;
D.斜面省力费距离,故D不符合题意。
故选A。
4.(2020·安徽铜陵市·八年级期中)如图所示,不计绳的重力和摩擦,已知每个滑轮重10N,物体重G=100N,为了使整个装置在如图所示位置静止,则需要施加的力F=_____N。
【答案】190
【解析】
物体在如图所示位置静止时,绳子对物体的拉力
F绳=G=100N
由图知,动滑轮上绳子的段数n=2,不计绳重和摩擦,由滑轮组的特点可得
则需要施加的力
F=2F绳﹣G动=2×100N﹣10N=190N
5.(2020·六安市第九中学八年级期中)如图所示,用滑轮组将重40N的物体匀速提高2m,用时10s,每个滑轮重是2N,绳重、摩擦不计,试求:
(1)提起物体所用的力是多少?
(2)绳端移动的距离是多少?
(3)物体上升的速度?
【答案】(1)14N;(2)6m;(3)0.2m/s
【解析】
(1)由图知,n=3,绳重、摩擦不计,提起物体所用的力为
(2)绳端移动的距离为
s=nh=3×2m=6m
(3)物体上升的速度为
答:(1)物体所用的力是14N;
(2)绳端移动的距离6m;
(3)物体上升的速度0.2m/s。
6.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图所示,利用滑轮组用时10s将200N的重物匀速向上提升到20m高的平台上,求:
(1)画出滑轮组的绕线方式;
(2)绳子自由端向下移动的速度;
(3)若实际拉力为110N,不计绳重及摩擦,则动滑轮重是多少N。
【答案】(1) ;(2)4m/s;(3)20N
【解析】
(1)由图可以看出,人站在地面拉动绳子,因此绳子的拉动方向应向下,因此确定自由端的绳子,然后依次向内绕,如图所示:
(2)由图可知,与动滑轮相连的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离
绳子自由端向下移动的速度为
(3)不计绳重及摩擦,则有
化简得
答:(1)画出滑轮组的绕线方式见上图;
绳子自由端向下移动的速度为4m/s;
(3)若实际拉力为110N,不计绳重及摩擦,则动滑轮重是20N。
7.(2020·安徽九年级其他模拟)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定.图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,则动滑轮重为_______N;当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是_______N。(不考虑绳重和摩擦)
【答案】100 200
【解析】
由乙图可知,当提升货物重G=100N时,η=50%,
不考虑绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为:
解得动滑轮重:
当运送3件货物时,货物的总重:
由图甲可知n=2,不考虑绳重和摩擦,此时绳子的拉力为:
8.(2020·六安市第九中学八年级期中)如图所示,一物体重500N,滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计,要拉起这个物体甲图中需_____N拉力,乙图中需_____N拉力。
【答案】500 250
【解析】
[1]由图可知,甲图中的滑轮是定滑轮,所以使用该滑轮不省力,但可以改变力的