内容正文:
6.6 探究滑轮组的作用
一、单选题
1.如图所示,是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N,滑轮重均为10N,不计摩擦和绳重,下列说法正确的是( )
A.甲图中的拉力等于乙图中的拉力
B.甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C.甲图中的拉力大于乙图中的拉力
D.甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
【答案】C
【解析】
如图甲是定滑轮,只改变力的方向,不改变力的大小,乙图为动滑轮,省一半的力,费二倍的距离,故甲的拉力为500N,而乙要拉动物体和动滑轮,故乙的拉力为
所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。
故选C。
2.在图中,物体A的重力为G,在拉力F的作用下,物体沿水平桌面做匀速直线运动,已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于( )
A.0.5G
B.2G
C.0.5f
D.2f
【答案】C
【解析】
当在水平方向使用动滑轮时,拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力,作用在动滑轮上的绳子有2段,则
得
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.如图所示,小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物,若摩擦不计,则( )
A.F1大于F2
B.F1大于F3
C.F1等于F2
D.F2小于F3
【答案】C
【解析】
使用定滑轮时,若摩擦不计,绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用,而对力的大小并未造成影响。
故选C。
4.利用如图所示的动滑轮(重0.5N)提升钩码时,不能证明使用动滑轮能省力的操作是( )
A.竖直匀速提升0.5N的钩码
B.竖直匀速提升1.0N的钩码
C.竖直匀速提升1.5N的钩码
D.竖直匀速提升2.0N的钩码
【答案】A
【解析】
使用如图所示动滑轮提升钩码时,若不计绳重及摩擦,绳端拉力为
F=
(G+G动)
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时,不能证明使用动滑轮能省力;因为动滑轮重0.5N,所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。
故选A。
5.用一个机械效率为70%的滑轮组,将重为2240N的重物提起,所用的拉力为800N,则滑轮组至少由组成( )
A.1个定滑轮和1个动滑轮
B.2个定滑轮和2个动滑轮
C.1个定滑轮和2个动滑轮
D.2个定滑轮和1个动滑轮
【答案】C
【解析】
滑轮组的效率为
由上式可知,拉着动滑轮的绳子的段数为
拉着一个动滑轮绳子段数最多有三段,所以要想让四段绳子拉着动滑轮,至少需要1个定滑轮两个动滑轮。
故选C。
6.如图所示,三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,那么这三个力的关系是( )
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.F2>F1>F3
D.F2<F1<F3
【答案】D
【解析】
三幅图物体重力与接触面粗糙程度相同,则与地面摩擦力相同,第一幅图为定滑轮,只改变力的方向,则拉力为
F1=f
第二三幅图为动滑轮,根据绳子段数关系可知,拉力分别为
综合可得
故选D。
二、填空题
7.在使用滑轮时,______的滑轮叫动滑轮。动滑轮实质上是动力臂是阻力臂______的杠杆,所以使用它可以省______力,但不能改变______。
【答案】 轴随物体一起移动 2倍 一半 力的方向
【解析】
[1]根据滑轮工作时的特点,动滑轮是指工作时,轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。
[2][3][4]如图所示,当F竖直向上拉时,动滑轮与物体一起向上运动,故不能改变力的方向。动滑轮可以看作以B点为支点的杠杆,阻力的力臂为圆的半径OB,动力臂的力臂为圆的直径BA,根据杠杆平衡条件可得
而
,则
故动滑轮实质上是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,所以使用它可以省一增力。
8.为了探究小球静止在斜面上时,沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关,小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图(a)、(b)进行实验,然后改变斜面与水平面的倾角
继续实验,如图(c)、(d)所示。(G甲<G乙,θ1<θ2<θ3,F1<F2<F3<F4)
①由图(a)、(b)及相关条件可得出的初步结论是:光滑小球静止在斜面上时,______ ,F越大。
②由图8(b)、(c)、(d)及相关条件可得出的初步结论是:______。
【答案】 斜面与水平面的倾角
相等时,小球所受重力G越大。 光滑小球静止在斜面上时,小球所受重力G相等时,斜面与水平面的倾角
越大,F越大。
【解析】
[1] 由图(a)、(b)可知,倾角是相同的,由于G甲<G乙 ,F1<F2,所以可得出结论,当倾角
相等时,小球所受重力G越大,F越大。
[2]由于(b)、(c)、(d)的小球都是一样的,所以重力G相同,