3.4 简单机械 滑轮综合讲练-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

九上 3.4 简单机械 滑轮 1.掌握滑轮组绕线方式不同带来的拉力、绳子自由端移动距离关系的问题 2.结合杠杆、滑轮组、斜面进行有用功和总功、机械效率的计算 知识点一 动滑轮和定滑轮 一、定滑轮 1.定义：中间的轴固定不动的滑轮。 2.实质：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径．根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 3.特点：使用定滑轮不能省力，不省距离，但是能改变力的作用方向。 4.对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G， 绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)。 二、动滑轮 1.定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） 2.实质：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 3.特点：使用动滑轮能省一半的力，费一倍距离，但不能改变动力的方向。 4.理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F= G物 只忽略轮轴间的摩擦则拉力：F=（G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)。 知识点二 滑轮组 1.定义：由若干个定滑轮和若干个动滑轮组合成滑轮组；同时具备定滑轮和动滑轮的特点 2.实质：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一；即F=(G物+G动) 3.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向（但费距离）。 4.①理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F拉= G物 。 ②只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F拉= (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG) 5.组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。 ☆注：承重绳子的股数的确定方法： ①首先要分清哪些是定滑轮，哪些是动滑轮； ②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线考量跟动滑轮相连的绳子有几股，那么承重绳子的股数n就是几。 知识点三 机械效率 一、机械效率 1.有用功：人们提升重物过程中必须要做的功，或对人们有用的功，用W有用表示。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 2.额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功用W额表示。 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 3.总功：人的拉力对动滑轮（机械）所做的功，用W总表示 公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η 4. 机械效率：有用功跟总功的比值。 公式： ★注意：机械效率η是一个比值，通常用百分比表示，由于总功大于有用功，所以η小于1，机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，η越高，机械的性能越好。 二、斜面的机械效率 1.斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。 2.影响斜面机械效率的因素：斜面的倾斜程度、斜面的光滑程度。 3.结论：对于光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 4.(1)光滑斜面：W额外＝0，W总=Gh，η＝100%。 (2)有摩擦的斜面：W总＝fL+Gh=FL，W有用＝Gh，W额外＝fl， 3、 滑轮组的机械效率 （1）竖直滑轮组 1.理想滑轮组：理想状态：即不计滑轮的重（G动）、绳重（G绳）、摩擦力（Ff），此时，拉力 机械效率η＝100%。 2.半理想状态：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，不计摩擦和绳重 η＝＝ ＝ ＝ A.滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，G物相同时，G动越大、η越小； B.滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关，G动相同时，G物越大、η越大； C.同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关． ☆注意：a在所做的有用功不变的前提下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或更换更小的动滑轮，尽量减小摩擦等； b在所做的额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。 3.实际状态：只计G动、G绳、Gf，，此时拉力，机械效率。 （2）滑轮组打捞问题 1.如图所示，设动滑轮对重物的拉力为T，绳子自由端的拉力为F，（半理想）则 A.物体在水中，有T=G物-F拉 B.出水前有 （n为动滑轮上绳子的股数）出水后，有 C.物体在水中拉力做的有用功 D.机械效率：（其中是绳自由端移动的距离，h为物体上升的高度） （3） 水平滑轮组 1.使用动滑轮，要搞清谁是动力，谁是阻力。当使用动滑轮拉物体在水平面上做匀速直线运动时，设物体与地面间的摩擦力为f，若拉力作用在绳的自由端，有，则可省力一半，如图（a）所示；若拉力作用动滑轮轴上，有，如图（b），这时反而费力。可见，对水平使用动滑轮是否省力，一定要注意动力作用在何处。 2.绳子的自由端和动滑轮移动的距离关系和速度关系为：，其中分别指绳的自由端移动的距离、速度，分别指动滑轮或物体移动的距离、速度，是指动滑轮上绳子的股数。 3.当滑轮沿水平方向拉物体时，可忽略动滑轮重。 4.求机械效率时，有用功一般指克服摩擦阻力做的功，即。 5.在使用滑轮组的整个过程中拉力做功的功率是平均功率。 （4） 根据要求设计滑轮组 1.根据要求确定动滑轮上绳的段数。 2.根据绳的段数，确定动滑轮的个数：一个动滑轮可拉2段绳，还能改变用力方向；但也可以拉三段绳，但就不能改变用力方向了。 设想如果需要n段绳（n为偶数）那么就需要个动滑轮和个定滑轮。穿绳组装时，绳的固定端要固定在滑轮下的挂钩上（这叫做“偶定”），若不改变力的方向，还可少用一个定滑轮，即个定滑轮。 如果n为奇数，则需要个动滑轮和同样数目的定滑轮，穿绳时，绳的固定端要拴在动滑轮上方的挂钩上（这叫做“奇动”），这不能改变用力方向，如果还想改变用力方向，就应再加一个定滑轮，即个定滑轮。 上述方法叫“奇动偶定”。 3.判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几．如图甲、乙所示． 题型❶动滑轮和定滑轮的识别 1.要用15N的力刚好提起重20N的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种(不计机械自重及摩擦)( ) A.杠杆 B.一个定滑轮 C.一个动滑轮 D.一个定滑轮与一个动滑轮组成的滑轮组 2.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是( ) A.20N B.25N C.30N D.35N 3.如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是( ) A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．η甲＜η乙 D．η甲 =η乙 4.如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m.已知G=18N，F=10N.这一过程中，不能得到的结论是( ) A.绳子自由端上升0.4m B.拉力F做功4J C.动滑轮重为1N D.该动滑轮的机械效率为90% 5.大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功( ) A.200J B.300J C.400J D.500J 6.一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的甲、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 7.台风是一种破坏力很大的灾害性天气，某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个人把它扶起，工人们想到了如下所示的四种方案，每个人所需拉力量小的方案是（　　 ） A. B.C. D. 8.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动油轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（　　） A.F甲<F乙  Ｐ甲=P乙　       B.F甲>F乙  Ｐ甲>P乙　 C.F甲>F乙  Ｐ甲=P乙       D.F甲<F乙  Ｐ甲<P乙 9.小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m，他用250N的拉力拉了10s，下列说法正确的是（g取10N/kg）（　　 ） A.有用功为200J B.额外功为500J C.动滑轮的机械效率为75% D.小均的功率为200W 10.如图所示，摩擦不计，滑轮重2N，物重10N．在拉力F的作用下，物体以0.4m/s的速度匀速上升，则（　　） A.F=5N，F向上的速度是0.2m/s B.F=7N，F向上的速度是0.2m/s C.F=6N，F向上的速度是0.8m/s D.F=22N，F向上的速度是0.2m/s 11.如图所示，重物A放在水平地面上，重物B通过细绳与重物A相连，定滑轮固定在天花板上的O点，重物A所受重力为GA，重物A对地面的压力为FA，重物B所受重力为GB，重物B所受绳子向上的拉力为FB，定滑轮装置所受总重力为G定，且GA＞GB，不计绳重及滑轮摩擦．当整个装置处于静止平衡状态时，下列说法正确的是（　　） A．FA与GA是一对相互作用力 B．FA大小等于GA与GB之差 C．FB和GB是一对平衡力 D．天花板上的O点受到的向下拉力大小等于2GB+G定 12.如右图所示，两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，已知M＞m，A静止在水平地面上．不计滑轮质量，则（　　） A.转轴O对滑轮的作用力大小为（M+m）g B.转轴O对滑轮的作用力大小为2mg C.水平地面对物体A的作用力大小为Mg D.水平地面对物体A的作用力大小为（M-m）g 13.如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的(　　) 14.如图所示，木块体积为20cm3，人通过绳子拉住木块，使它恰能没入水中，若ρ木=0.6×103kg/m3，水的阻力不计，当匀速将木块拉入水面下5cm深处，拉力F做了多少功？（g=9.8N/kg） 15.用如图所示的滑轮提升重4.5×103N的货物A，使A在2s内匀速升高2m。如果拉力F的功率P＝5kW，忽略绳重和轴摩擦。(1)求：拉力F在2s内做的功和滑轮的机械效率h。(2)若用此滑轮匀速提升物体B时的机械效率h＇＝80%，求物体B受到的重力GB。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题型❷竖直滑轮组的计算 1.用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上，如图所示，当匀速提升物体时，绳子自由端的拉力F＝20 N，物体移动的速度为0.1 m/s，每个滑轮重10 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　) A.绳子自由端移动的速度为0.3 m/s B.物体的重力为40 N C.该滑轮组的机械效率为66.67% D.拉力F的功率为2 W　 2.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m.已知工人向下的拉力为480N,则下面说法中错误的是( ) A.绳子自由端被拉下6m B.工人所做的有用功是1960J,总功是2880J C.工人做功的功率是288W D.滑轮组的机械效率为51% 3.如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则(  ) A.动力大小：F甲＞F乙＞F丙                                  B.动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙 C.动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙         D.机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙 4.一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2，人对绳子的拉力为F，吊篮在拉力的作用下匀速上升了h，不计绳重和轮与轴的摩擦．下列表述正确的是（　　 ） A.有用功为m2gh，滑轮组的机械效率为m1g/2F B.有用功为m2gh，动滑轮重为2F-（m1+m2）g C.有用功为（m1+m2）g，滑轮组的机械效率为m1g/2F D.额外功为（2F-m2g）h，绳子移动的距离为2h 5.甲乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　) A.若G1＝G2，则拉力做的总功相同 B.若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C.若G1>G2，则拉力做的有用功相同 D.用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 6.如图,A物体在大小为10N拉力F作用下,以0.3m/s速度向右匀速运动(不计滑轮重、绳重及摩擦),若A物体与桌面的摩擦力为1N,下列说法错误的是() A.拉力F做功的功率为3W B.B物体的质量为2.7kg C.B物体上升的速度是0.1m/s D.B物体运动1s则物体克服重力做3J功 7.如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400 N的拉力F在1 min内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。则在这段时间内： (1)拉力F所做的有用功是多少？ (2)拉力F做功的功率是多少？ (3)滑轮组的机械效率是多大？ 8.用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N，上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求： （1）滑轮组的机械效率η； （2）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功。 9.如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40 s内移动了8m，拉力F做的功为1280 J． (1)求拉力F的大小和功率； (2)若滑轮组的机械效率为95%，求动滑轮的重力（不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦）． 10.一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中： （1）石块受到的浮力为多少？ （2）绳的自由端拉力做功为多少？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg） 11.如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3,滑轮组的机械效率是70％．(g取10N／kg，滑轮和绳子的重力忽略不计)求：(1)圆柱体在水中所受的浮力． (2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功． (3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断? 12.如图所示，用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1500W，金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=1m/s，金属块的密度为ρ=6×103kg/m3，取g=10N/kg。 求：（1）浸没时作用在绳自由端的拉力。 （2）金属块未露出水面以前的机械效率η多大。 （3）金属块被全部拉出水面后匀速提起金属块的速度v2。 13.如图所示，金属块的质量为60kg，某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起，金属块在水面下10s内上升了5m，此时某人作用在绳自由端的拉力F是120N，金属的密度为3×103kg/m3不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力．（g取10N/kg）．求： （1）金属块没有露出液面之前，拉力F的功率； （2）金属块出水前后滑轮组的机械效率之比． 14.小文的体重为600 N，当他使用如图3所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 Pa。已知小文与地面的接触面积为400。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%。已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。 求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。 （2）物体A的密度。 （3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。 （4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升，小文拉绳的功率P。 题型❸水平滑轮组 1.如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是S1、S2、S3,移动速度分别为V1、V2、V3,不计滑轮摩擦,则( ) A.F1:F2:F3=2:1:4   S1:S2:S3=2:1:4 B.F1:F2:F3=2:1:4   S1:S2:S3==2:4:1 C.F1:F2:F3=2:4:1   S1:S2:S3==2:1:4 D.F1:F2:F3=2:1:4   S1:S2:S3==2:4:1 2.如图所示，重为100N的物体A，在大小为20N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，经过3秒，物体A在水平面上向左移动了30cm的距离，滑轮与绳子质量不计，滑轮与绳子之间摩擦不计．则下列结论正确的是（　　） A.物体运动的速度为10m/s B.物体与地面之间的摩擦力为20N C.拉力F的功率为2W D.拉力F做的功是12J 3.如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧测力计的示数为10N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力Ff大小分别是( ) A.F=20N Ff=20N B.F=10N  Ff=20N C.F=20N  Ff=10N D.F=10N  Ff=10N 4.如图5所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。如图5（乙）所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动1m。若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦 ，则 A.物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W B.物体与地面之间的摩擦力f =10N C.物体向右运动时，拉力F2=10N D.物体向右运动时，拉力F2所做的功W2=40J 5.如图，在水平拉力F的作用下，使物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s，若物重为G，水平面对物体的摩擦力为f。下列说法正确的是(　　) A.有用功的功率为fs B.拉力的功率为3Fs C.装置的机械效率为 D.额外功为(3F－f)s 6.如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计．向上拉绳的速度是1.2m/s，拉绳的力F是9N．由此可知（　　） A.物重是27N，物体的速度是0.4m/s B.物重是18N，物体的速度是0.6m/s C.物体受到的摩擦力是27N，物体的速度是0.4m/s D.物体受到的摩擦力是18N，物体的速度是0.6m/s 7.如图所示，物体A重120N，物体B的体积是1dm3，此时A恰能沿着水平桌面以0.2m秒向右做匀速直线运动；若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升，需要对A施加100N水平向左的拉力，则下列选项正确的是（不计摩擦、绳重及滑轮重，g取10N/kg）（ 　　） A.物体B匀速下降的速度是0.1米/秒 B.物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为100N C.物体B在水中匀速上升时，绳的拉力功率为2W D.物体B密度是3×103千克/米3 8.如图所示,光滑的地面上有一足够长的木板,在木板的右端固定着一个滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦),木板上面放置一个小木块,小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5牛时,木板向右做匀速直线运动,然后把拉力增大到10牛时,下列分析正确的是( ) A.弹簧测力计的示数为20牛 B.弹簧测力计的示数为5牛 C.木板仍向右做匀速直线运动 D.小木块将保持静止 9.如图所示装置中，物体甲重20N，乙重10N．甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，沿着水平方向的拉力F的大小为5N时，物体甲恰能在光滑的水平桌面上向左做匀速直线运动．不计滑轮处摩擦，说法正确的是（　　） A.物体甲受到的运动阻力为5N B.物体乙受到的运动阻力为5N C.竖直墙面对滑轮沿水平方向的拉力为5N D.甲乙两物体的物重不同，受到摩擦力的大小也不同 10.如图所示，婷婷同学用12 N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2 m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2 N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是(　　)[来源:学+科+网Z+X+X+K] A.B受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左 B.木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左 C.拉力F做功的功率为1.2W D.在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大 11.如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有( ) A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B.滑轮移动的速度为0.4m/s C.绳子拉物体A的功率为2W D.在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N 12.如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为________N，2s后绳子自由端移动的距离为________m．(不计绳重，滑轮重以及绳与滑轮的摩擦)[来源:学科网Z-X-X-K] 13.如图所示，叠放在水平桌面上物体A与C，在物体B的重力作用下做匀速直线运动。如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力（注：图中未画出），使物体A与C一块匀速运动，物体B匀速上升时（不计滑轮与绳间摩擦、不计绳重及滑轮重），则此时物体A与桌面之间的摩擦力等于 　 N，方向 　 ；此时物体C受到的摩擦力情况 　 。 14.如图所示，绳及滑轮重不计，滑轮转动时的摩擦不计．物体A重800N、B重l00N，B在运动时受地面的摩擦力是fB=20N．当拉力F=200N时，物体A以3m/s的速度沿水平面匀速运动．求： （1）物体B运动的速度； （2）物体A所受的摩擦力fA． 15.如图所示，物体A的质量m＝12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。 求：(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小。 (2)拉力F的大小。 (3)物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。 16.一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组机械效率为80%,问: (1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出? (2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.2m/s,则司机做功的功率是多少? 17.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600千克，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.5米／秒的速度匀速前行，经l00秒将货物拉出仓库，g取l0牛／千克。求在此过程中： (1)人做的有用功为多大? (2)人的拉力为多大? (3)人拉力的功率为多大? 题型❹一些特殊的滑轮组 1.如图所示的滑轮组中，不计摩擦和滑轮及绳重，则拉力F为(   ) A. G/8   B. G/6  C. G/5   D. G/4 2.如图所示，不计摩擦及滑轮重，重为G1、G2的两个物体现在处于静止，则（　　） A.G1=2G2 B.G1=G2 C.2G1=G2 D.G1=3G2 3.如图所示，G1=20N，台秤示数8N，不计滑轮重，物体G2重( ) A.2N B.18N C.28N D.20N 4.如图所示，不计滑轮重与摩擦，物体A质量为2千克，物体B质量为5千克，体积为103厘米3。先用手握住A，待放手后（ ） A.物体B将沉到杯底　 B.物体将停留在水面下任何地方 C.物体B将离开水面上升 D.物体B最后浮在水面上 5.如图所示,重物A放在水平地面上,定滑轮B固定在天花板上的O点,重物A所受重力为GA,定滑轮B装置所受总重力为G定.在绳子的自由端施加竖直向上的拉力F1时,重物A对地面的压力为FA,重物A所受支持力为NA,此时整个装置处于静止平衡状态,不计绳重及滑轮摩擦。下列说法正确的是( ) A.FA与GA是一对相互作用力 B.FA大小等于GA与F1之差 C.GA和NA是一对平衡力 D.天花板上的O点受到的向下拉力大小等于F1+G定 6.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑轮重和摩擦)。使用时，瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使G匀速上升；胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使G匀速上升。下列说法中正确的是( ) A．FA＜G B．FA>FB C．FB=2G D．以上说法都不对 7.如图所示，滑轮重及滑轮摩擦不计，物体A和B都处于静止状态。下列几种说法中正确的是（ ）B A.两物体重力的大小关系是G1=2G2 B.A物体受到的摩擦力的大小fA=2G2 C.A物体所受的合力的方向是向右的 D.A物体受到三个力的作用，B物体受到两个力的作用 8.某同学设计一种如图所示的简易电梯，由图可知( ) A.A是动滑轮 B.B是定滑轮 C.如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升 D.如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将下降 9.如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是（   ） A.218 N  B.220 N    C.210 N    D.236 N 10.如图所示，吊篮重为400 N，动滑轮重为50 N，定滑轮重为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 11.如图所示，质量为50kg的人，站在质量为30kg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10N/kg，不计轮重和摩擦） 12.如图所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600 N。要 将重物匀速提起，拉力F分别为F甲=_______，F乙=________，F丙=________，F丁=________ 题型❺斜面 1.如图所示，斜面长为3m，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（ ） A.有用功是400J，总功是840J B.有用功是840J，额外功是400J C.总功是1200J，机械效率是70% D.有用功是400J，机械效率是70% 2.如图所示，重为2100N的甲物体，在拉力F的作用下沿斜面以0.2m/s的速度移动了5m，同时甲物体升高了3m。斜面和滑轮组的总机械效率为80%。则下列说法中，正确的是（ ） A.绳子自由端通过的距离为5m B.总功为6300J C.拉力F为525N D.有用功的功率为420W 3.如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（    ） A．  B．C．  D． 4.人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h,到达斜面顶端的速度为v,如图所示。则在此过程中（ ） A.物体所受的合外力做功为mgh+mv2 B.物体所受的合外力做功为mv2 C.人对物体做的功为mgh+mv2 D.物体重力势能的增加量为mgh 5.用l00牛的拉力沿一斜面向上拉重为400牛的物体，刚好可使其沿斜面匀速上滑。如果此斜面的机械效率为80％，则斜面的高与长之比为 ( ) A．4：1 B．5：1 C．1：5 D．以上都不对 6.如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中： （1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？ （2）绳端移动的距离是多少？ （3）拉力的功和功率各是多少？ （4）拉力的机械效率是多少？] 题型❻实验题 1.如图甲，轮轴实质是一种杠杆。小科同学为了探究轮轴的平衡条件，进行了如下实验： 实验一：如图乙所示，重物G通过细绳绕在轴上，在轮的边缘沿切线方向用力F匀速提升重物，记录数据如表一。 表一(轮半径10cm，轴半径4cm) G/N 5 10 15 F乙/N 2 4 6 实验二：如图丙所示，重物G通过细绳绕在轮上，在轴的边缘沿切线方向用力F匀速提升重物，记录数据如表二。 表二(轮半径10cm，轴半径4cm) G/N 5 10 15 F丙/N 12.5 25 37.5 (1)分析表一数据可知，当重物通过绳绕在轴上，作用力在轮上，且轮轴平衡时，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是用绳绕在轴上的物体重力的________。(选填“几倍”或“几分之一”) (2)分析表二数据可知，当重物通过绳绕在轮上，作用力在轴上，且轮轴平衡时，轮半径是轴半径的几倍，作用在轴上的力就是用绳绕在轮上的物体重力的_________。(选填“几倍”或“几分之一”) (3)若轮半径为R、轴半径为r，作用在轮上的力为F1、作用在轴上的力为F2，则轮轴的平衡条件表达式为_____________。 (4)你认为骑行有变速器的自行车时，为了使速度更快，链条应调到半径较_________(选填“大”或“小”)的飞轮上。 2.在物理综合实践活动中，小科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_______(选填“省力”、“费力”)杠杆，滑轮B_______(选填“能”、“不能”)改变力的大小。在重物上升的过程中，轴O上绕进(增加)的绳长_________(选填“大于”、“小于”、“等于”)重物上升的高度。请指出该装置的一个主要优点：_____________________，该装置使用带来的一个不利影响：____________________________________。 3.为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系山，晓龙同学利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、木块、小车等器材设计了如图所示的实验装置． 实验测量的数据如下表： 实验次数 斜面倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率 l 较缓 3 0.2 1.6 l 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题： （1） 实验中晓龙可以通过______来改变斜面的倾斜程度． （2） 在第2次实验中，斜面的机械效率是______． （3） 斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系是____________． （4） 实验中还发现，斜面材料相同时，斜面越陡越____________（选填“省力”或“费力”）． （5）斜面的机械效率还可能与______有关．为了通过实验验证你的猜想，还需要补充的器材是____________． 4.做物理实验要遵循实事求是的原则．小文同学在“研究定滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验，并记录了数据（如下表） 实验次数 物重G/N 使用定滑轮时的测力计的示数F/N 1 1.00 0.60 2 1.50 1.10 3 2.00 1.60 通过分析数据，他觉得与书中的结论偏差较大．你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题： （1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？ （2）请你对小文的实验方法提出合理的改进意见． 5.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。 一位同学设计了如图5所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表： 实验次数 动滑轮重/N 物重/N 拉力/N 绳子的股数n 机械效率η 1 1 2 1 2 1 4 1.67 3 2 4 2 4 1 4 2.5 (1) 实验时，应_________、__________拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的_____________的大小；同时用____________测出钩码升高的高度。 (2)在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率。 (3)根据实验_______和________(填①、②、③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关； (4)根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______________; (5)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越__________； (6)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用__________(填“同一”或“不同”)滑轮组，提升___________(填“相同”或“不同”)的高度去研究。 1.在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，物重G=500牛顿，每个动滑轮重P=50牛顿。如果不计绳重和摩擦，各段绳的方向保持相平行，那么，为把重物提起，作用在轮上的动力F至少 ，重物提起0.1米，动力F的作用点要移动 米，该装置的机械效率是 。 2.如图所示，AB是一杠杆，可绕支点O在竖直平面内转动，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑轮重为100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强为15000pa。（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向） 求：（1）正方体M的受到的重力；（2）拉力F的大小 3.桥式起重机在工业生产上有广泛应用．如图是某桥式起重机的示意图，水平横梁MN架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动．横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计． （1）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米/秒的速度匀速吊高4米．求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？（g取10牛/千克） （2）已知横梁长度为L，零件质量为m，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到N点，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为：F=________． 4.如图所示,杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动,BC=0.2m.细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F. 已知60N⩽F⩽200N,动滑轮的质量m0=1kg,物体H的密度ρ=2×103kg/m3，AD=0.8m，CD=0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg.为使杠杆AD保持水平平衡，求： (1)物体E的最小质量m； (2)物体H的最小体积V. 1.下列几种说法中正确的是（　　） A.任何一个滑轮组都具备既省力又改变动力方向的优点 B.滑轮组的省力情况决定于动滑轮的个数 C.滑轮组的省力情况决定于承担物重的绳子段数 D.任何滑轮组都具有既省力又省距离的优点 2.要用滑轮组匀速提起重为1250N的重物，而串绕滑轮组的绳子最多只能承受250N的拉力．若不计摩擦和滑轮重，则该滑轮组中至少有（　　） A.一只定滑轮和两只动滑轮 B.两只定滑轮和三只动滑轮 C.两只定滑轮和两只动滑轮 D.三只定滑轮和两只动滑轮 3.如图装置中,每只滑轮质量均相同。用它们提起相同的重物,若不计绳子与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是( ) A.使用甲滑轮与使用乙滑轮一样省力 B.使用丙滑轮与使用丁滑轮组省的力一样多 C.使用乙滑轮和使用丙滑轮组一样省距离 D.四个简单机械中，乙滑轮的机械效率最高的是乙滑轮 4.图1、图2是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是(　　) A.甲的拉力是乙的拉力的3倍 B.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍 C.甲拉力的功率大于乙拉力的功率 D.如果考虑滑轮质量，图1装置的机械效率比图2的小 5.电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定在电杆上，B端连接在滑轮组上．滑轮组由a、b、c三个滑轮构成，配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成，配重的总重为G．若不计摩擦和滑轮的重量，则以下说法中正确的是（　　） A.a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G B.a为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为G/3 C.c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G D.c为动滑轮，B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为G/3 6.如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计机械自重和摩擦)，则所用拉力F甲__________F乙(选填“>”、“<”或“=”)，拉力做功的功率P甲__________P乙(选填“>”、“<”或“=”). 7.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3 m，木板长5 m，瓷砖重500 N，沿斜面所用拉力为400 N，则斜面的机械效率是____。 8.如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100N，物体与水平面间的摩擦力都是30N，当物体做匀速直线运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1=_________N，F2=_________N，F3=_________N. 9.如图所示，用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB＝2OA。 (1)F1、F2、F3从大到小的顺序为 。 (2)求图乙中F2的大小。 (3)利用图丙的机械，小科把此物体匀速提高2米，用时10秒，求拉力F3的功率。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$