内容正文:
第3节 机械效率
第2课时 滑轮组和其他简单机械
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知识点1 滑轮组
(1) ________ 和 ________ 组合在一起的滑轮;(2)滑轮组既能 _____ 又能改变_________。
1.如图所示是小明家阳台上的手摇晾衣架,若衣服和晾衣架的总重为100 N,不计滑轮重、绳重及摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.装置中的A和B都是动滑轮
B.衣服上升0.2 m,人通过摇柄将绳拉过0.8 m
C.利用该装置不能省力,但能改变力的方向
D.衣服匀速上升时,人通过摇柄作用在绳上的拉力F为20 N
定滑轮
动滑轮
省力
力的方向
B
2.如图所示的滑轮组,每个滑轮重50 N,用这个滑轮组把质量为40 kg的重物在2 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,下列说法中不正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.作用在绳子自由端的拉力F为150 N
B.重物的速度是1 m/s
C.绳子自由端移动的距离为6 m
D.绳子自由端的速度是2 m/s
D
3.(原创题)分别使用如图所示的四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦。
(1)既能省力又能改变力的方向的是 ____。
(2)所需最小力的是 ____。
C
A
知识点2 轮轴和斜面
轮轴是由____和____组成的能绕 ________ 转动的机械,当动力作用在轮上,可以省____费______;当动力作用在轴上,可以省______费____。
4.小明通过仔细观察,发现简单机械在生活中有很多实际应用,如指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个______ (选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”),属于______(选填“省力”或“费力”)机械。
轮
轴
共同轴
力
距离
距离
力
轮轴
省力
5.在山区常见到如图所示的盘山公路。修建盘山公路是利用我们学过的一种简单机械 _____ 的原理,这样做的主要目的是使汽车上坡时能够 ______。
斜面
省力
7
6.如图所示,小轿车的方向盘相当于一个 ______,若F1=20 N,盘的半径为20 cm,轴的直径为4 cm,不计摩擦阻力,则F2= ______ N。
轮轴
200
8
7.如图所示,用两个滑轮组分别提升一个重为17 N的物体A(每个滑轮重相同),使物体A在2 s内拉升了20 cm,拉力如图所示(不计绳重和摩擦)。下列说法正确的是 ( )
A.甲图中,绳端移动的距离为60 cm
B.绳子自由端移动的速度之比为2∶3
C.拉力之比为3∶2
D.乙图中,动滑轮的重力为2 N
A
8.A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重) ( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
A
9.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是 ( )
D
10.如图所示,物体A重为5 N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4 N的物体B,此时物体A恰能向右匀速运动。若在A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速运动,则所加拉力大小为 ____ N(不计绳子和滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦)。
4
11.如图所示的滑轮组,拉一重为100 N的物体M在水平地面上做匀速直线运动,如果拉力F=20 N,在5 s内绳子拉出了6 m,则物体受到的摩擦力为 _____ N,物体前进速度为 _____ m/s,弹簧测力计的示数为 _____ N。(不计滑轮重、绳重和摩擦)
60
0.4
40
12.小康站在水平地面上要提起重为1 200 N的物体,但是他的最大拉力只有500 N。
(1)他应选择图中哪个滑轮组?
(2)请在所选的图中画出正确的绕绳方法。
(3)如果小康的实际拉力是450 N,不计绳重和摩擦,则所用动滑轮的质量是多少?(g取10 N/kg)
13.如图所示,质量为60 kg的人,站在质量为30 kg的吊篮内,他至少用 _____ N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。(g取10 N/kg)
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解:(1)根据滑轮组省力公式F= eq \f(G,n) 可得,与动滑轮相连的绳子段数n= eq \f(G,F) = eq \f(1 200 N,500 N) ≈3,滑轮组至少由3段绳子承担物重,3个滑轮组的绕绳方法分别如下图所示。
根据题意可知,拉力方向需向下
从上图可以看出,只能采用c图所示的滑轮组。
(2)如图c所示。
(3)不计绳重和摩擦,则绳端的拉力F= eq \f(1,n) (G+G动),所以动滑轮的重:G动=n