11.2 滑轮(专题训练)【八大题型】-2024-2025学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练(苏科版)
2024-06-19
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2份
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39页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 二、滑 轮 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 滑轮及滑轮组 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.19 MB |
| 发布时间 | 2024-06-19 |
| 更新时间 | 2024-06-19 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-06-19 |
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| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
11.2 滑轮(专题训练)【八大题型】
一.定滑轮及其工作特点(共3小题)
二.动滑轮及其工作特点(共4小题)
三.动滑轮拉力的计算(共5小题)
四.研究定滑轮和动滑轮的特点(共4小题)
五.滑轮组及其工作特点(共4小题)
六.轮轴及其他常见简单机械(共6小题)
七.滑轮组的设计与组装(共5小题)
八.滑轮组中的相关计算(共8小题)
一.定滑轮及其工作特点(共3小题)
1.(2023秋•虎丘区校级期中)如图所示,天花板上挂着一个滑轮,绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体,A、B两物体所受重力为GA=8N,GB=10N,B放在光滑水平地面上,A、B都处于静止状态,不计滑轮和绳的重力及摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳对A的拉力大小为8N
B.绳对B的拉力大小为10N
C.地面对B的支持力大小为2N
D.天花板所受拉力大小为16N
2.(2023春•封开县期中)升旗杆上的滑轮是 滑轮,它 改变拉力的方向,但是 省力(选填“定”或“动”,“可以”或“不可以”)。
3.(2023秋•海州区期中)如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动。已知OC长为30cm,CA长为20cm,在C点悬挂一重为20N的物体,作用在A端的竖直向上的拉力F使杠杆保持水平平衡,则此时拉力F的力臂大小是 cm,拉力F的大小是 N。生活中经常会用到定滑轮这种简单机械,定滑轮实质上是一个变形的 杠杆。
二.动滑轮及其工作特点(共4小题)
4.(2022春•天桥区校级期中)关于如图中的两类滑轮甲和乙,不考虑滑轮重力,下列说法正确的是( )
A.甲能改变拉力的方向 B.甲是等臂杠杆
C.甲比乙省力 D.甲比乙省距离
5.(2024春•东莞市期中)如图所示,动滑轮是变形杠杆,其支点是 ,如果物体重100N,动滑轮重20N,绳子摩擦不计,物体G匀速上升时,拉力F= N。如果绳子的自由端移动距离是4m,则物体上升的距离是 m。
6.(2024春•南昌期中)如图所示,用120N的力F拉着物体A以2m/s的速度在水平方向上匀速前进,若物体A受到的摩擦力是20N,则物体B受到的摩擦力是 N,物体B的速度是 m/s。(不考虑绳子与滑轮之间的摩擦)。
7.(2023春•潮州期中)如图所示,在拉力F的作用下,滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中,弹簧测力计的示数是5N,则物体A所受的摩擦力是 N。若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦,则拉力F是 N。若滑轮移动了2m,则物体A移动了 m。
三.动滑轮拉力的计算(共5小题)
8.(2023秋•射阳县期中)如图所示,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,它们的大小关系正确的是( )
A.F2<F1<F3 B.F1<F2<F3 C.F2<F3<F1 D.F3<F2<F1
9.(2023春•宜丰县校级期中)如图所示,物体A重20N,动滑轮重2N,物体B重12N,则弹簧测力计的读数和A对地的力为( )
A.12N 20N B.26N 8N C.24N 20N D.24N 8N
10.(2023春•天等县期中)如图所示,动滑轮重为1N,拉力F为5N,则重物G和弹簧测力计的示数分别为(不计绳重和摩擦)( )
A.4N,5N B.9N,10N C.10N,5N D.9N,5N
11.(2024春•青山湖区校级期中)如图所示,两弹簧测力计均为竖直方向,不计摩擦及弹簧测力计自重,滑轮的重力为2N,若弹簧测力计2的示数为5N,则物体A的重力为 N,弹簧测力计1的示数为 N。
12.(2021春•延庆区期中)如图所示,建筑工人用动滑轮提升重为200N的泥桶,动滑轮重20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若工人在4s内将绳子匀速向上拉4m,求:
(1)泥桶上升的速度;
(2)手拉绳子的力(要求画出受力分析示意图)。
四.研究定滑轮和动滑轮的特点(共4小题)
13.(2023秋•越秀区校级期中)为探究动滑轮和定滑轮的特点,分别设计了如图所示两种方式提升重物,下列关于实验说法正确的是( )
A.增加动滑轮的质量可以更省力
B.用定滑轮提升重物,当拉力竖直向下时最省力
C.若匀速提升同一物体上升相同高度,使用动滑轮拉力一定最小
D.用动滑轮提升重物上升高度h,测力计要竖直上升2h
14.(2022秋•沭阳县期中)某同学探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在表格中,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符,面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数
物重G
拉力F
1
1.0N
0.65N
2
1.5N
0.90N
3
2.0N
1.15N
A.实验失败,停止实验 B.查阅资料,了解结论的适用条件
C.改进实验条件,重新实验 D.与同学分析可能的原因
15.(2023春•城区校级期中)如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如下表所示:
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
解决下列问题:
(1)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 ;
(2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是 ;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 ;
(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择 ;
(5)进一步分析实验数据,你还发现什么规律? (写出一个即可)
16.(2023春•普陀区校级期中)某同学研究动滑轮的使用特点时,每次都匀速提起相同钩码(不计摩擦),实验步骤如图1所示。
①使用动滑轮时,可以省一半力。根据(a)(b)两图可知,实验中所用动滑轮的重力为 牛。
②分析比较(b)、(c)和(d)三图可知,使用同一动滑轮匀速提起相同重物时,
。
③根据上述分析,如果家里安装日光灯,你认为图中更合理的是 。(选填“甲”或“乙”)
五.滑轮组及其工作特点(共4小题)
17.(2023秋•海州区期中)使用滑轮(组)提升同一个物体,不计滑轮重和摩擦,下列四种情况中最省力的是( )
A. B. C. D.
18.(2023秋•盐都区期中)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏,图乙是该游戏装置的示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩抓住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,女孩可以轻松把大人和男孩拉到一起(忽略绳与木棍之间的摩擦)。以下关于三人的拉力大小和运动距离的说法正确的是( )
A.女孩的拉力最小,运动距离最长
B.女孩的拉力最大,运动距离也最长
C.三人的拉力一样大,运动距离一样长
D.大人和男孩的拉力一样,女孩运动距离最长
19.(2023春•东莞市校级期中)要用30N的力刚好提起40N的物体,若不计机械本身重力和摩擦,则下列简单机械可以采用的是( )
A.一个定滑轮 B.杠杆
C.一个动滑轮 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
20.(2024春•南昌期中)如图1是现代家庭经常使用的自动升降衣架的示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服,取下晒干的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。此装置 (填“能”或“不能”)改变动力的方向。如图2所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是 。
六.轮轴及其他常见简单机械(共6小题)
21.(2023春•贵池区期中)下列几种简单机械中,不能达到省力目的的是图( )
A.升旗用的滑轮 B.装车用的斜面
C.钳子 D.汽车的方向盘
22.(2022秋•新北区校级期中)如图所示装置(忽略机械重力和摩擦力)提同一个物体最费力的是( )
A. B.
C. D.
23.(2023秋•新沂市期中)小明发现木工师傅使用的螺丝钉和盘山公路很像,都是 (选填“斜面”或“轮轴”),优点是可以 ,缺点是费 。
24.(2023秋•滨海县期中)图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。提水时,辘轳可视为 杠杆,支点是图乙中的 点;图丙是某种水龙头开关,为了更省力,应选用开关
(①/②)。
25.(2023秋•建邺区期中)利用图甲所示的定滑轮给人们提升物体带来便利,这是利用定滑轮可以 的特点。图乙中,要使剪物体时更省力,应把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,以 (选填“增大”或“减小”)阻力臂。图丙中的盘山公路相当于简单机械中的斜面,可以省 。
26.(2023秋•蒲城县校级期中)简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。如图所示,汽车的方向盘是一个轮轴,我们用很小的力作用在 (选填“轮”或“轴”)上,就可以转动方向盘改变方向;晾衣架靠近天花板上的轮子是 (选填“动滑轮”或“定滑轮”)。
七.滑轮组的设计与组装(共5小题)
27.(2024春•清远期中)用两个滑轮、绳子提起物体,在如图中画出绳子自由端向下拉的省力绕线方式。
28.(2023秋•铜山区期中)如图所示,工人正在使用滑轮组向下用力提升重物,请画出绳子的绕法。
29.(2023秋•邗江区校级期中)请画出将物体拉起来的最省力的绕线方式。
30.(2023秋•高新区期中)小明用如图甲所示的滑轮组提升重物,物体上升的s﹣t图像如图乙所示,绳子的自由端移动的速度是3m/s,请你在图甲中画出绳子绕法。
31.(2024春•烟台期中)小明要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N。于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N,小明想站在地上向下拉绳,他最好选择图中哪个滑轮组来提起重物。请在所选的滑轮组图中画出正确的绕绳方法。
八.滑轮组中的相关计算(共8小题)
32.(2023秋•泗洪县期中)中国高铁运营里程突破4万公里,稳居世界第一,高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图,钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣配重为200N,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮,滑轮B为定滑轮
B.该牵引装置既能省力又能省距离
C.输电线P端受到的拉力大小为4000N
D.若某段时间内坠砣串下降了20cm,输电线P端向左移动了10cm
33.(2024春•青山湖区校级期中)家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100N,(不计动滑轮重、绳重及摩擦),以下说法正确的是( )
A.静止时,绳子自由端的拉力是50N B.绕在动滑轮上的绳子段数是5段
C.如果晾衣架上升1m,则绳子自由端移动4m D.此滑轮组能省力,但不能改变力的方向
34.(2024春•青山湖区校级期中)如图所示,水平桌面上放一重为100N的物体A,A与桌面间的摩擦力为40N,当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时,拉力F的大小为(不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦)( )
A.20N B.50N C.80N D.70N
35.(2024春•平阴县期中)如图所示,分别用图甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起,忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人对绳子的拉力为 N。
36.(2024春•东莞市期中)电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v﹣t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
(1)图甲中滑轮的作用是 ;
(2)电梯匀速上升的高度是 m;
(3)根据平衡力的知识,你认为对重的质量不能超过 kg;
(4)按图乙所提供的信息,电梯的轿厢在 时段受到平衡力作用;(填时间段)
(5)按图乙提供的信息,电梯轿厢在0~2s内受到的拉力 自身的总重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);此时轿厢处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”)。
(6)电梯轿厢在2~8s内受到的拉力是 N。
37.(2024春•高州市期中)将物体A、B置于如图所示的装置中,当物体B以0.4m/s的速度匀速下降,则物体A的速度为 m/s,已知A重80N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F= N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
38.(2024春•清远期中)丽丽父母建乡村饭店,在饭店的建设过程中,工人利用如图所示的滑轮组将800N的建材从地面匀速提升到距地面高h=8m的三楼,用时20秒,动滑轮重50N,工人的质量为70kg(忽略机械摩擦和绳重,绳子能承受的拉力足够大,g取10N/kg)。求:
(1)该滑轮组有几段绳子吊着动滑轮?
(2)绳子自由端移动的距离s?
(3)建材匀速上升的速度v物?
(4)绳子自由端移动的速度v绳?
(5)提升过程中工人拉动绳子的拉力F为多大?
(6)该工人利用该滑轮组最多能提升多少kg的建材?
39.(2024春•南昌期中)小华同学想用如图所示的滑轮组将重200N的物体匀速提起,若不计绳重和摩擦,求:
(1)请在图中画出滑轮组提升重物时最省力的绕线方法;
(2)用绕好的滑轮组提升重物,在3s内绳子的自由端移动了9m,则重物上升的速度为多少m/s?
(3)若绳子自由端所受拉力为70N,则动滑轮的重力为多少N?
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11.2 滑轮(专题训练)【八大题型】
一.定滑轮及其工作特点(共3小题)
二.动滑轮及其工作特点(共4小题)
三.动滑轮拉力的计算(共5小题)
四.研究定滑轮和动滑轮的特点(共4小题)
五.滑轮组及其工作特点(共4小题)
六.轮轴及其他常见简单机械(共6小题)
七.滑轮组的设计与组装(共5小题)
八.滑轮组中的相关计算(共8小题)
一.定滑轮及其工作特点(共3小题)
1.(2023秋•虎丘区校级期中)如图所示,天花板上挂着一个滑轮,绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体,A、B两物体所受重力为GA=8N,GB=10N,B放在光滑水平地面上,A、B都处于静止状态,不计滑轮和绳的重力及摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳对A的拉力大小为8N
B.绳对B的拉力大小为10N
C.地面对B的支持力大小为2N
D.天花板所受拉力大小为16N
【答案】B
【解答】解:A、由图可知,A处于静止状态,则B对A的拉力和A的重力是一对平衡力,大小相等,则绳对A的拉力大小为8N,故A正确;
B、B的重力为10N,A对B的拉力为8N,故B错误;
C、地面对B的支持力大小为10N﹣8N=2N,故C正确;
D、定滑轮受到向下的拉力为2×8N=16N,不计滑轮和绳的重力及摩擦,则天花板所受拉力大小等于为16N,故D正确。
故选:B。
2.(2023春•封开县期中)升旗杆上的滑轮是 定 滑轮,它 可以 改变拉力的方向,但是 不可以 省力(选填“定”或“动”,“可以”或“不可以”)。
【答案】定;可以;不可以。
【解答】解:升旗杆上的滑轮只转动而不随物体移动,是定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,不能改变力的大小,使用定滑轮不可以省力。
故答案为:定;可以;不可以。
3.(2023秋•海州区期中)如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动。已知OC长为30cm,CA长为20cm,在C点悬挂一重为20N的物体,作用在A端的竖直向上的拉力F使杠杆保持水平平衡,则此时拉力F的力臂大小是 50 cm,拉力F的大小是 12 N。生活中经常会用到定滑轮这种简单机械,定滑轮实质上是一个变形的 等臂 杠杆。
【答案】50;12;等臂。
【解答】解:根据题图可知:支点在A点,拉力F的力臂大小是l1=OC+CA=30cm+20cm=50cm;阻力臂为l2=OC=30cm;
根据杠杆的平衡条件有:Fl1=Gl2,所以。
生活中经常会用到定滑轮这种简单机械,定滑轮实质上是一个变形的等臂杠杆。
故答案为:50;12;等臂。
二.动滑轮及其工作特点(共4小题)
4.(2022春•天桥区校级期中)关于如图中的两类滑轮甲和乙,不考虑滑轮重力,下列说法正确的是( )
A.甲能改变拉力的方向 B.甲是等臂杠杆
C.甲比乙省力 D.甲比乙省距离
【答案】C
【解答】解:不考虑滑轮重力,甲滑轮的轴随物体一起运动,是动滑轮,本质是省力杠杆,所以使用甲滑轮可以省力但不能改变力的方向,同时费距离;乙滑轮的轴是固定的,所以是定滑轮,定滑轮是等臂杠杆,使用乙滑轮不能省力也不省距离,但可以改变力的方向,故ABD错误、C正确。
故选:C。
5.(2024春•东莞市期中)如图所示,动滑轮是变形杠杆,其支点是 A ,如果物体重100N,动滑轮重20N,绳子摩擦不计,物体G匀速上升时,拉力F= 60 N。如果绳子的自由端移动距离是4m,则物体上升的距离是 2 m。
【答案】A;60;2。
【解答】解:图中动滑轮的支点是A点,由2根绳子承担的物重,
所以摩擦和绳重不计,则人在绳子自由端加的拉力:
F=(G+G动)=(100N+20N)=60N。
当绳子自由端向上移动的距离是s=4m,
重物则匀速上升的距离:
h===2m,
故答案为:A;60;2。
6.(2024春•南昌期中)如图所示,用120N的力F拉着物体A以2m/s的速度在水平方向上匀速前进,若物体A受到的摩擦力是20N,则物体B受到的摩擦力是 50 N,物体B的速度是 4 m/s。(不考虑绳子与滑轮之间的摩擦)。
【答案】50;4。
【解答】解:以物体A为研究对象,它在水平方向上受到三个力的作用,向左的拉力F,向右的摩擦力和绳子的拉力。绳子的拉力为:F'=F﹣fA=120N﹣20N=100N;
根据题图可知:图中的滑轮是动滑轮,物体B受到的摩擦力为:;物体B运动的速度为:vB=2vA=2×2m/s=4m/s。
故答案为:50;4。
7.(2023春•潮州期中)如图所示,在拉力F的作用下,滑轮和物体A一起向右做匀速直线运动。实验中,弹簧测力计的示数是5N,则物体A所受的摩擦力是 5 N。若不计滑轮和弹簧测力计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦,则拉力F是 10 N。若滑轮移动了2m,则物体A移动了 4 m。
【答案】5;10;4。
【解答】解:测力计的示数为5N,所以下面一段绳子对物体的拉力也是5N,物体做匀速直线运动,所受拉力与摩擦力平衡,所以物体受到的摩擦力等于5N。
因为动滑轮可以省一半的力,所以可得F=2f=2×5N=10N。
动滑轮由2段绳子承担,若拉力F端移动了2m,则物体A移动4m。
故答案为:5;10;4。
三.动滑轮拉力的计算(共5小题)
8.(2023秋•射阳县期中)如图所示,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,它们的大小关系正确的是( )
A.F2<F1<F3 B.F1<F2<F3 C.F2<F3<F1 D.F3<F2<F1
【答案】A
【解答】解:不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,假设物块与地面的摩擦力为f,
左滑轮为定滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;
中滑轮为动滑轮,F2处于绳端,则F2=f;
右滑轮为动滑轮,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即F3=2f;
故F2<F1<F3。
故选:A。
9.(2023春•宜丰县校级期中)如图所示,物体A重20N,动滑轮重2N,物体B重12N,则弹簧测力计的读数和A对地的力为( )
A.12N 20N B.26N 8N C.24N 20N D.24N 8N
【答案】B
【解答】解:对物体B进行受力分析,B受到绳子向上的拉力和竖直向下的重力,因为B处于静止状态,所以,由二力平衡条件可得B所受的拉力F=GB=12N,即绳子上的拉力F为12N;
对动滑轮进行受力分析,动滑轮受到弹簧测力计向上的拉力F拉、两段绳子向下的拉力2F、竖直向下的重力G动,因为动滑轮处于平衡状态,所以弹簧测力计的示数为F拉=2F+G动=2×12N+2N=26N;
对A进行受力分析,A受到绳子向上的拉力F、向上的支持力F支、自身的重力GA,因为A处于静止状态,则A受到的支持力为F支=GA﹣F=20N﹣12N=8N;
A对地面的压力和地面对A的支持力是一对相互作用力,则A对地面的压力F压=F支=8N;
故ACD不正确,B正确。
故选:B。
10.(2023春•天等县期中)如图所示,动滑轮重为1N,拉力F为5N,则重物G和弹簧测力计的示数分别为(不计绳重和摩擦)( )
A.4N,5N B.9N,10N C.10N,5N D.9N,5N
【答案】D
【解答】解:不计绳重和摩擦,由“动滑轮匀速提升物体时,拉力F=(G物+G滑)可知,5N=(G物+1N),解得G物=9N;
“动滑轮两边绳子所承受的拉力相等”可知,当拉力F=5N时,右端绳子所承受的拉力也为5N,则弹簧测力计的示数为5N。
故选:D。
11.(2024春•青山湖区校级期中)如图所示,两弹簧测力计均为竖直方向,不计摩擦及弹簧测力计自重,滑轮的重力为2N,若弹簧测力计2的示数为5N,则物体A的重力为 5 N,弹簧测力计1的示数为 12 N。
【答案】5;12。
【解答】解:如图所示,是定滑轮,只能改变力的方向,无法改变力的大小,故A物体所受的拉力为5N,拉力与重力是平衡力,故A物体的重力为5N。
对定滑轮受力分析,其受到了向上的拉力,向下的拉力2段,定滑轮的重力,故弹簧测力计1的示数为F=5N+5N+2N=12N。
故答案为:5;12。
12.(2021春•延庆区期中)如图所示,建筑工人用动滑轮提升重为200N的泥桶,动滑轮重20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若工人在4s内将绳子匀速向上拉4m,求:
(1)泥桶上升的速度;
(2)手拉绳子的力(要求画出受力分析示意图)。
【答案】(1)泥桶上升的速度为0.5m/s;
(2)手拉绳子的力如上图所示。
【解答】解:(1)泥桶4s内上升的高度为h=×4m=2m,
泥桶上升的速度为:v===0.5m/s;
(2)使用动滑轮省一半的力,手拉绳子的力为:F=(G物+G动)=(200N+20N)=110N,方向是沿绳子向上。如图所示:
答:(1)泥桶上升的速度为0.5m/s;
(2)手拉绳子的力如上图所示。
四.研究定滑轮和动滑轮的特点(共4小题)
13.(2023秋•越秀区校级期中)为探究动滑轮和定滑轮的特点,分别设计了如图所示两种方式提升重物,下列关于实验说法正确的是( )
A.增加动滑轮的质量可以更省力
B.用定滑轮提升重物,当拉力竖直向下时最省力
C.若匀速提升同一物体上升相同高度,使用动滑轮拉力一定最小
D.用动滑轮提升重物上升高度h,测力计要竖直上升2h
【答案】D
【解答】解:A、增加动滑轮的质量,根据G=mg可知,动滑轮的重力变大,由F=(G+G动)可知,拉力F将变大,故A错误;
B、定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不计绳重和摩擦时,用定滑轮拉重物,不计摩擦时,各个方向的拉力都等于物重,没有最省力的方向,故B错误;
C、拉升同一物体匀速上升相同高度,如果动滑轮的重力大于物体的重力,根据F=(G+G动)可知,F>G,故C错误;
D、使用动滑轮时,拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的2倍,所以用动滑轮提升重物上升h高度,测力计上升2h高度,故D正确。
故选:D。
14.(2022秋•沭阳县期中)某同学探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在表格中,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符,面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数
物重G
拉力F
1
1.0N
0.65N
2
1.5N
0.90N
3
2.0N
1.15N
A.实验失败,停止实验 B.查阅资料,了解结论的适用条件
C.改进实验条件,重新实验 D.与同学分析可能的原因
【答案】A
【解答】解:课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论是在不考虑动滑轮重力的情况下得出的,在实际的实验中应当考虑动滑轮的重力对结果的影响,故最不可取的是“实验失败,停止实验”,其它三个选项是可取的。
故选:A。
15.(2023春•城区校级期中)如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如下表所示:
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
解决下列问题:
(1)比较测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 能省力 ;
(2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是 可以改变用力的方向 ;
(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 费距离 ;
(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择 滑轮组 ;
(5)进一步分析实验数据,你还发现什么规律? 使用机械不省功 (写出一个即可)
【答案】(1)能省力;(2)可以改变用力的方向;(3)费距离;(4)滑轮组;(5)使用机械不省功。
【解答】解:(1)在丙中,拉力F=0.55N<G=0.98N,故使用动滑轮时省力;
(2)在乙中,拉力基本不变,但是向下用力,故使定滑轮可以改变用力的方向;
(3)乙的距离为0.2m,丙中的距离为0.4,故使用动滑轮费距离;
(4)可以把定滑轮和动滑轮组合起来,使用滑轮组;
(5)不用机械所做的功W1=Gh=0.98N×0.2m=0.196J,
使用定滑轮做的功W2=F2×S2=1.02N×0.2m=0.204J,
使用动滑轮做的功W3=F3×s3=0.55N×0.4m=0.22J,
W1<W2;W1<W3,
可见使用机械不省功。
故答案为:(1)能省力;(2)可以改变用力的方向;(3)费距离;(4)滑轮组;(5)使用机械不省功。
16.(2023春•普陀区校级期中)某同学研究动滑轮的使用特点时,每次都匀速提起相同钩码(不计摩擦),实验步骤如图1所示。
①使用动滑轮时,可以省一半力。根据(a)(b)两图可知,实验中所用动滑轮的重力为 0.2 牛。
②分析比较(b)、(c)和(d)三图可知,使用同一动滑轮匀速提起相同重物时, 拉力与竖直方向夹角不同,拉力的大小不同,并且拉力与竖直方向夹角越大,拉力也越大 。
③根据上述分析,如果家里安装日光灯,你认为图中更合理的是 甲 。(选填“甲”或“乙”)
【答案】(1)0.2;(2)拉力与竖直方向夹角不同,拉力的大小不同,并且拉力与竖直方向夹角越大,拉力也越大;(3)甲。
【解答】解:(1)由A、B两图实验数据可知G=2.0N,F=1.1N;
不计绳重和摩擦,由动滑轮的特点可得:F=(G+G动),
则动滑轮的重力为:
G动=2F﹣G=2×1.1N﹣2.0N=0.2N;
(2)分析B、C、D三图的实验数据可知,使用动滑轮匀速提起同一重物时,拉力与竖直方向夹角不同,拉力的大小不同,并且拉力与竖直方向夹角越大,拉力也越大;
(3)根据(2)得出的结论“拉力与竖直方向夹角越大,拉力也越大”可知,图乙绳子承受的拉力大,应该选用甲图比较合理。
故答案为:(1)0.2;(2)拉力与竖直方向夹角不同,拉力的大小不同,并且拉力与竖直方向夹角越大,拉力也越大;(3)甲。
五.滑轮组及其工作特点(共4小题)
17.(2023秋•海州区期中)使用滑轮(组)提升同一个物体,不计滑轮重和摩擦,下列四种情况中最省力的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:不计滑轮、绳重以及轮与轴间的摩擦,
A、图中是定滑轮,不能改变力的大小,故F=G;
B、图中有两段绳子拉着动滑轮,则拉力F=G;
C、图中的动滑轮,能省一半的力,拉力F=G;
D、图中有三段绳子拉着动滑轮,则拉力F=G;
故最省力的是D。
故选:D。
18.(2023秋•盐都区期中)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏,图乙是该游戏装置的示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩抓住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,女孩可以轻松把大人和男孩拉到一起(忽略绳与木棍之间的摩擦)。以下关于三人的拉力大小和运动距离的说法正确的是( )
A.女孩的拉力最小,运动距离最长
B.女孩的拉力最大,运动距离也最长
C.三人的拉力一样大,运动距离一样长
D.大人和男孩的拉力一样,女孩运动距离最长
【答案】A
【解答】解:每股绳子上的力相等,设力的大小为F,大人的圆木棍上有六股绳,大人的拉力为6F,男孩的圆木棍上有五股绳,男孩的拉力为5F,女孩的拉力为F,故大人的拉力最大;
女孩的拉力最小,省力费距离,所以女孩的运动距离最大。故BCD错误,A正确。
故选:A。
19.(2023春•东莞市校级期中)要用30N的力刚好提起40N的物体,若不计机械本身重力和摩擦,则下列简单机械可以采用的是( )
A.一个定滑轮
B.杠杆
C.一个动滑轮
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
【答案】B
【解答】解:
由题知,要用30N的拉力刚好提起重40N的物体,所以应使用省力的机械;
A、定滑轮不能省力,只能改变力的方向,故A错误;
B、根据杠杆的平衡条件FL1=GL2,即:30N×L1=40N×L2,所以L1:L2=4:3时可以满足条件,故B正确;
C、如果不计机械自身重力和摩擦,动滑轮可以省一半力,此时的拉力应为20N,不满足条件,故C错误;
D、使用滑轮组时通过承担物重绳子的段数至少为2段,如果不计机械自身重力和摩擦,F最多为物重G的二分之一,即拉力最多为20N,不满足条件,故D错误。
故选:B。
20.(2024春•南昌期中)如图1是现代家庭经常使用的自动升降衣架的示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服,取下晒干的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。此装置 能 (填“能”或“不能”)改变动力的方向。如图2所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是 F2 。
【答案】能;F2。
【解答】解:(1)当晾衣架上升时,下面的两个滑轮与晾衣架一起上升,所以下面的两个滑轮是动滑轮;当拉着晾衣架上升时,自由端的拉力可以向下,因此此装置能改变动力的方向。
(2)在A点施力F,由于阻力竖直向下,因此动力F方向向上,并且当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即F2最小。
故答案为:能;F2。
六.轮轴及其他常见简单机械(共6小题)
21.(2023春•贵池区期中)下列几种简单机械中,不能达到省力目的的是图( )
A.升旗用的滑轮 B.装车用的斜面
C.钳子 D.汽车的方向盘
【答案】A
【解答】解:A、升旗用的滑轮是定滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆,既不省力也不费力,故A正确;
B、斜面是一种典型的省力机械,高度相同时,斜面越长越省力,故B错误;
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、汽车的方向盘实质是轮轴,动力作用在轮上,属于省力杠杆,故D错误。
故选:A。
22.(2022秋•新北区校级期中)如图所示装置(忽略机械重力和摩擦力)提同一个物体最费力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:忽略机械重力和摩擦力;
A、定滑轮:可以改变力的方向,不能省力,FA=GM;
B、动滑轮:不能改变力的方向,可以省一半力,;
C、由功原理得:FC×4m=GM×2m,;
D、由杠杆平衡条件可知:FDLD=GMLM,由图可知LD<LM,则FD>GM,综上所述,最费力的是D。
故选:D。
23.(2023秋•新沂市期中)小明发现木工师傅使用的螺丝钉和盘山公路很像,都是 斜面 (选填“斜面”或“轮轴”),优点是可以 省力 ,缺点是费 距离 。
【答案】斜面;省力;距离。
【解答】解:木工师傅使用的螺丝钉和盘山公路很像,都是斜面,其特点是斜面的长大于斜面的高,优点是可以省力,缺点时费距离。
故答案为:斜面;省力;距离。
24.(2023秋•滨海县期中)图甲中的辘轳是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。提水时,辘轳可视为 省力 杠杆,支点是图乙中的 B 点;图丙是某种水龙头开关,为了更省力,应选用开关 ① (①/②)。
【答案】省力;B;①。
【解答】解:(1)辘轳的实质是轮轴,动力作用在轮上,可以省力;支点是绕着转动的固定点,即B点;
(2)水龙头开关的设计也应用了轮轴,增大轮的半径可以增大动力臂,在阻力和阻力臂一定时,可以减小动力,故选择图中的①可以更省力。
故答案为:省力;B;①。
25.(2023秋•建邺区期中)利用图甲所示的定滑轮给人们提升物体带来便利,这是利用定滑轮可以 改变力的方向 的特点。图乙中,要使剪物体时更省力,应把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,以 减小 (选填“增大”或“减小”)阻力臂。图丙中的盘山公路相当于简单机械中的斜面,可以省 力 。
【答案】改变力的方向;减小;力。
【解答】解:利用图甲所示的定滑轮给人们提升物体带来便利,这是利用定滑轮可以改变力的方向的特点。图乙中,要使剪物体时更省力,应把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,以减小阻力臂。图丙中的盘山公路相当于简单机械中的斜面,可以省力。
故答案为:改变力的方向;减小;力。
26.(2023秋•蒲城县校级期中)简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。如图所示,汽车的方向盘是一个轮轴,我们用很小的力作用在 轮 (选填“轮”或“轴”)上,就可以转动方向盘改变方向;晾衣架靠近天花板上的轮子是 定滑轮 (选填“动滑轮”或“定滑轮”)。
【答案】轮;定滑轮。
【解答】解:(1)由题意知,汽车的方向盘是一个轮轴,轮半径大于轴半径,在轮上用一个较小的力,可以在轴上得到一个较大的力;
(2)由图可知,晾衣架靠近天花板上的轮子在转动时,轴是固定不动的,所以是定滑轮。
故答案为:轮;定滑轮。
七.滑轮组的设计与组装(共5小题)
27.(2024春•清远期中)用两个滑轮、绳子提起物体,在如图中画出绳子自由端向下拉的省力绕线方式。
【答案】
【解答】解:根据题意可知,绳子自由端向下拉,则绳子先后绕过定滑轮、动滑轮,然后接到定滑轮的挂钩上,如下所示:
28.(2023秋•铜山区期中)如图所示,工人正在使用滑轮组向下用力提升重物,请画出绳子的绕法。
【答案】
【解答】解:一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组只有两种绕线方法,而要求工人站在地上利用滑轮组向下用力提升重物时,绳子自由端的拉力方向应向下,则绳子的起始端应系在定滑轮下面的挂钩上,滑轮组的绕绳方式如图所示:
29.(2023秋•邗江区校级期中)请画出将物体拉起来的最省力的绕线方式。
【答案】
【解答】解:由F=(G物+G动)可知,其他条件一定时,承担物重的绳子股数越多,就越省力;根据图示可知,人往下拉绳子,因此绳子自由端的拉力方向向下,右侧定滑轮只改变拉力的方向,而左侧滑轮为“一定一动”,则最多承担物重的绳子股数n=3,故绳子的另一端应固定在动滑轮上面的挂钩上,绕线方式如图所示:
30.(2023秋•高新区期中)小明用如图甲所示的滑轮组提升重物,物体上升的s﹣t图像如图乙所示,绳子的自由端移动的速度是3m/s,请你在图甲中画出绳子绕法。
【答案】
【解答】解:由图乙可得,物体上升的速度v物===1.5m/s,
根据v绳=nv物可得,绳子的有效股数n===2,即有2段绳子承担物重。如图所示:
31.(2024春•烟台期中)小明要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N。于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N,小明想站在地上向下拉绳,他最好选择图中哪个滑轮组来提起重物。请在所选的滑轮组图中画出正确的绕绳方法。
【答案】他最好选择图中c滑轮组来提起重物;滑轮组绕绳方法见解答图。
【解答】解:不计绳重及摩擦,拉力F=(G物+G动),
使用滑轮组承担物重的绳子股数:
n==≈2.7,
要实现站在地上向下拉绳,三图滑轮组的绕法如图所示:
a、b图中,n=2,c图中n=3,所以选择图c来提升重物。
答:他最好选择图中c滑轮组来提起重物;滑轮组绕绳方法见解答图。
八.滑轮组中的相关计算(共8小题)
32.(2023秋•泗洪县期中)中国高铁运营里程突破4万公里,稳居世界第一,高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图,钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣配重为200N,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮,滑轮B为定滑轮
B.该牵引装置既能省力又能省距离
C.输电线P端受到的拉力大小为4000N
D.若某段时间内坠砣串下降了20cm,输电线P端向左移动了10cm
【答案】D
【解答】解:A、图中A为定滑轮,滑轮B为动滑轮,故A错误;
B、根据功的原理,能省力又能省距离的机械不存在,故B错误;
C、20个坠砣的总重力:G=20×200N=4000N,钢绳上的拉力F=G=4000N,由图知,使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2,
图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G=FP,
则输电线P端受到的拉力大小:
FP=2G=2×4000N=8×103N;故C正确;
D、图中坠砣挂在钢绳的自由端,且n=2,则坠砣串下降高度h=2sP,
则输电线P端向左移动的距离:sP=h=×20cm=10cm,故D正确。
故选:D。
33.(2024春•青山湖区校级期中)家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为100N,(不计动滑轮重、绳重及摩擦),以下说法正确的是( )
A.静止时,绳子自由端的拉力是50N
B.绕在动滑轮上的绳子段数是5段
C.如果晾衣架上升1m,则绳子自由端移动4m
D.此滑轮组能省力,但不能改变力的方向
【答案】C
【解答】解:AB.如图,所用滑轮组由4个定滑轮和2个动滑轮组成,且有4根绳子与动滑轮相连,所以拉力是物重的,则可得绳子自由端的拉力为25N,故AB错误;
C.晾衣架上升1m,则绳子自由端移动距离为4m,故C正确;
D.手摇晾衣架的滑轮组是由4个定滑轮和2个动滑轮组成,能省力,也能改变力的方向,故D错误。
故选:C。
34.(2024春•青山湖区校级期中)如图所示,水平桌面上放一重为100N的物体A,A与桌面间的摩擦力为40N,当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时,拉力F的大小为(不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦)( )
A.20N B.50N C.80N D.70N
【答案】A
【解答】解:从图中可知n=2,不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦,根据F=f可知,拉力F=×40N=20N。
故选:A。
35.(2024春•平阴县期中)如图所示,分别用图甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起,忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 400 N,图乙中人对绳子的拉力为 200 N。
【答案】400;200。
【解答】解:图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力F甲=G=400N;
图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦,人对绳子的拉力F乙=G=400N=200N。
故答案为:400;200。
36.(2024春•东莞市期中)电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的v﹣t图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
(1)图甲中滑轮的作用是 改变力的方向 ;
(2)电梯匀速上升的高度是 12 m;
(3)根据平衡力的知识,你认为对重的质量不能超过 500 kg;
(4)按图乙所提供的信息,电梯的轿厢在 2﹣8s 时段受到平衡力作用;(填时间段)
(5)按图乙提供的信息,电梯轿厢在0~2s内受到的拉力 大于 自身的总重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);此时轿厢处于 非平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”)。
(6)电梯轿厢在2~8s内受到的拉力是 15000 N。
【答案】(1)改变力的方向;(2)12;(3)500;(4)2~8s;(5)大于;非平衡;(6)15000。
【解答】解:(1)图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮,其作用是改变力的方向;
(2)由图象可知,电梯匀速上升的速度v=2m/s,所用的时间t=8s﹣2s=6s,
由v=得,电梯匀速上升的高度:h=vt=2m/s×6s=12m;
(2)空轿厢的质量是500kg,根据平衡力的知识,对重的质量不能大于空箱的质量,则对重的质量不能超过500kg;
(3)电梯的轿厢在做匀速直线运动时,轿厢处于平衡状态,受到的力为平衡力,由图乙可知,电梯的轿厢在2~8s时段受到平衡力作用;
(4)由图乙可知,电梯轿厢在0~2s内做加速运动,受到的拉力大于自身的总重力,处于非平衡状态。
(5)不计钢丝绳重力和一切摩擦,电梯轿厢在2~8s内做匀速直线运动,轿厢受到的拉力与轿厢和载重的重力为平衡力,受到的拉力是
F=G轿厢+G额=m轿厢g+m额g=500kg×10N/kg+1000kg×10N/kg=15000N。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)12;(3)500;(4)2~8s;(5)大于;非平衡;(6)15000。
37.(2024春•高州市期中)将物体A、B置于如图所示的装置中,当物体B以0.4m/s的速度匀速下降,则物体A的速度为 0.2 m/s,已知A重80N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为 20 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F= 40 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】0.2;20;40。
【解答】解:
(1)如图所示,左侧为动滑轮,右侧为定滑轮,绳子段数为2,B挂在绳子自由端,
物体B移动的速度vB=nVA,则物体A的速度为vA=vB=×0.4m/s=0.2m/s;
(2)由图可知,n=2,绳子自由端受到的拉力F=GB=10N,不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦时,F=f,则物体A受到桌面的摩擦力f=nF=2×10N=20N;
(3)物体A水平向左运动或水平向右运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是20N;
物体A水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力20N(滑轮组对物体A施加的)、水平向右的摩擦力20N;水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,三力平衡,则水平向左的拉力F左=F右+f=20N+20N=40N。
故答案为:0.2;20;40。
38.(2024春•清远期中)丽丽父母建乡村饭店,在饭店的建设过程中,工人利用如图所示的滑轮组将800N的建材从地面匀速提升到距地面高h=8m的三楼,用时20秒,动滑轮重50N,工人的质量为70kg(忽略机械摩擦和绳重,绳子能承受的拉力足够大,g取10N/kg)。求:
(1)该滑轮组有几段绳子吊着动滑轮?
(2)绳子自由端移动的距离s?
(3)建材匀速上升的速度v物?
(4)绳子自由端移动的速度v绳?
(5)提升过程中工人拉动绳子的拉力F为多大?
(6)该工人利用该滑轮组最多能提升多少kg的建材?
【答案】(1)该滑轮组有2段绳子吊着动滑轮;
(2)绳子自由端移动的距离是16m;
(3)建材匀速上升的速度是0.4m/s;
(4)绳子自由端移动的速度是0.8m/s;
(5)提升过程中工人拉动绳子的拉力是425N;
(6)该工人利用该滑轮组最多能提升135kg的建材。
【解答】解:(1)由图知,拉着动滑轮绳子的段数n=2;
(2)绳子自由端移动的距离:s=nh=2×8m=16m;
(3)货箱在20s内匀速提升8m,货箱上升的速度:v===0.4m/s;
(4)绳子自由端移动的速度:v绳===0.8m/s;
(5)提升过程中工人拉动绳子的拉力为:F=(G1+G动)=×(800N+50N)=425N;
(6)该工人的重力为:G人=70kg×10N/kg=700N,
该工人提供的最大拉力F大=G人=700N,
该工人利用该滑轮组最多能提升的建材重G物=nF大﹣G动=2×700N﹣50N=1350N;
最多能提升质量m物===135kg。
故答案为:(1)该滑轮组有2段绳子吊着动滑轮;
(2)绳子自由端移动的距离是16m;
(3)建材匀速上升的速度是0.4m/s;
(4)绳子自由端移动的速度是0.8m/s;
(5)提升过程中工人拉动绳子的拉力是425N;
(6)该工人利用该滑轮组最多能提升135kg的建材。
39.(2024春•南昌期中)小华同学想用如图所示的滑轮组将重200N的物体匀速提起,若不计绳重和摩擦,求:
(1)请在图中画出滑轮组提升重物时最省力的绕线方法;
(2)用绕好的滑轮组提升重物,在3s内绳子的自由端移动了9m,则重物上升的速度为多少m/s?
(3)若绳子自由端所受拉力为70N,则动滑轮的重力为多少N?
【答案】(1);
(2)重物上升的速度为1m/s;
(3)动滑轮重为10N。
【解答】解:(1)图中3股绳连接动滑轮最省力,如图所示:
;
(2)重物上升的高度h=s=×9m=3m;
重物上升的速度v==1m/s;
(3)若拉绳的力为70N,不计绳重和摩擦,动滑轮重G动=3F﹣G=3×70N﹣200N=10N。
答:(1);
(2)重物上升的速度为1m/s;
(3)动滑轮重为10N。
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