物理九年级全册2 滑轮课时训练
展开2022-2023学年苏科版九年级物理《11.2 滑轮》同步强化提优训练(二)
(时间:90分钟 满分:100分)
一.选择题(36分)
1.如图所示,工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦)下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离是4m B. 动滑轮的重是50N
C. 绳子自由端移动的速度为0.6m/s D. 绳子自由端移动的速度为0.4m/s
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图 第5题图
2.如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3m(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为400N B. 拉力F的大小为200N
C. 绳自由端移动了6m D. 绳自由端移动了9m
3.如下图处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,G1∶G2为( C )
A. 1∶2 B. 1∶1 C. 2∶1 D. 3∶1
4、用如图的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应是( C )
A. 小于200 N B. 等于200 N C. 大于200 N D. 一定大于300 N
5.如图所示,由弹簧测力计 A、B和滑轮组组成的装置中,拉绳子的力 F=10 N.若不计滑轮组重和摩擦,则弹簧测力计 A、B的示数 FA和 FB分别为( )
A. FA=30 N, FB=20 N B. FA=20 N, FB=30 N
C. FA= FB=20 N D. FA= FB=30 N
6、在我校物理科技节上,玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示,当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时,玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线,使“整根”细线向右做匀速运动,神奇的是:左手甲弹簧测力计的示数为4.8N,右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N。“同一根”细线右端受拉力小,为何细线还能向右匀速运动呢?原来中空的细圆柱体内部另有“机械”,你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中(不计绳重及摩擦)( )
A. B. C. D.
7.同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为 F 甲、 F 乙、 F 丙,不计滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A. F 甲< F 乙< F 丙 B. F 甲> F 乙> F 丙 C. F 甲> F 乙= F 丙 D. F 甲= F 乙> F 丙
第7题图 第8题图
8.要想用50 N的力刚好提起80 N的物体,不计机械本身的重力和摩擦,可用下列简单机械中的( )
A.杠杆 B.定滑轮 C.动滑轮 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
9.在下图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙:大轮重10 N,小轮重5 N,连杆重1 N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体( G=500 N),如果忽略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的是( )
A. F 1=129 N F 2=133 N B. F 1=129 N F 2=129 N
C. F 1=133 N F 2=133 N D. F 1=133 N F 2=129 N
第9题图 第10题图 第11题图 第12题图
10.把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
A.A上升,B上升 B.A下降,B上升 C.A、B均静止 D.A上升,B下降
11.如图所示,物体A重100 N,B重20 N,当B匀速下降了40 cm时,A受到桌面的摩擦力和A移动的距离分别是(不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦)( )
A.20 N,40 cm B.10 N,20 cm C.10 N,80 cm D.20 N,20 cm
12.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M为重5000 N的配重,杠杆AB的支点为O,已知OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100 N,工人体重为700 N,杠杆与绳的自重、滑轮摩擦均不计,当工人用300 N的力竖直向下以1 m/s的速度匀速拉动绳子时,则下列说法正确的是( )
A.建筑材料P上升的速度为3 m/s B.物体M对地面的压力为5000 N
C.工人对地面的压力为400 N D.建筑材料P重为600 N
二.填空题(27分)
13.如图所示为三种不同的滑轮组,用它们提起重力均为 G的重物,在A端所用的拉力分别为 F 1=______, F 2=______, F 3=______。(不计摩擦和滑轮本身的重力)
第13题图 第14题图 第15题图 第16题图
14.如图所示,重50 N的木箱通过一滑轮组拉动,若不计滑轮重,当拉力 F= 5 N时,木箱能在地面上匀速滑动,则木箱与地面间的摩擦力 f=______ N,拉力 F向右拉动,木箱向______滑动(填“左”或“右”).
15、如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220 N的泥桶,其中动滑轮重为20 N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉起6 m,则泥桶上升_________m,手拉绳子的力为_________N。
16.如图,物体A重,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______。若在物体A上加一个水平向左的拉力,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加的拉力的大小为______。(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
17.如果物体和动滑轮的总重是90 N,用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体,所用的力可以是_________N和_________N。(不计摩擦)
18.如图所示,物体重力为20牛,在力F作用下,以0.5米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,若弹黄测力计的示数为2牛,不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦,则F=______牛。绳子自由端移动的速度为______米/秒。则地面对物体的摩擦力fA=______牛。
第18题图 第19题图 第20题图
19.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置,使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为10N,弹簧测力计的示数为8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为 m/s,物体A受到B施加的摩擦力 (选填“水平向左” “水平向右”或“为零”),水平拉力F为 N,水平拉力F的功率为 W.
20、如图所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N,每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为_________N。拉力F为_________N时,恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为____________m/s。
21.如图为吊装工具示意图,物体M为重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,OA:OB=1:2,每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为 N,物体M对地面的压力为 N.(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)
第21题图 第22题图
22.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,四种情况下拉力F分别为F 甲=_________,F 乙=_________,F 丙=_________,F 丁=_________。
三。解答题(37分)
23.(6分)作图题
(1)请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人力往下拉绳使重物升起.
(2)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物,请在图中画出最省力的绕法.
(3)站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在下图中画出滑轮组绳子的绕法。
第(1)题图 第(2)题图 第(3)题图
24.(8分)如图所示,利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N。则:
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是G 甲=____N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(2)动滑轮重3 N,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是G 甲=__N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(3)当物体被提升2 m时,绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m,s 乙=___m,s 丙=___m。
(4)如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时,绳子自由端移动的速度分别是:v 甲=___m/s,v 乙=___m/s,v 丙=____m/s。
第24题图 第25题图
25、(10分)如图13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
请你分析:
(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?(说明分析或计算什么,得到什么结论。写出一个即可)
26.(6分)用如图所示的滑轮组提升重物,绳重、摩擦不计,当物重G=1600 N、拉力F=450 N时,可使物体匀速上升。问:
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.5 m/s的速度匀速上升?
(2)当被提起的物体重G′=2600 N时,拉力F′为多大可以使物体匀速上升?
27. (7分)如图所示,有一底面积为S=1000cm2 , 高1.5m的圆柱形盛水容器中竖直放置一底面积为S=200cm2 , 高h=20cm的圆柱形物块:已知该物块的密度为ρ=2.5×103kg/m3 , 容器中水深H=1.2m.开始时,物块下表面与容器底面间有小空隙,现用如图所示的光滑轻滑轮组拉着物体以v=0.2m/s的速度匀速上升.(取g=10N/kg,不计水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)如果轻绳都不会被拉断,则物块匀速上升过程中,拉力F的最小值是多少?
(2)如果力F作用轻绳能承受的最大拉力为40N(另一根轻绳能承受足够大拉力),则经过多长时间该轻绳被拉断?
教师样卷
一.选择题(36分)
1.如图所示,工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦)下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离是4m B. 动滑轮的重是50N
C. 绳子自由端移动的速度为0.6m/s D. 绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【答案】C
第1题图 第2题图 第3题图 第4题图 第5题图
2.如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3m(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为400N B. 拉力F的大小为200N
C. 绳自由端移动了6m D. 绳自由端移动了9m
【答案】C
3.如下图处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,G1∶G2为( C )
A. 1∶2 B. 1∶1 C. 2∶1 D. 3∶1
【答案】C
4、用如图的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应是( C )
A. 小于200 N B. 等于200 N C. 大于200 N D. 一定大于300 N
【答案】C
5.如图所示,由弹簧测力计 A、B和滑轮组组成的装置中,拉绳子的力 F=10 N.若不计滑轮组重和摩擦,则弹簧测力计 A、B的示数 FA和 FB分别为( )
A. FA=30 N, FB=20 N B. FA=20 N, FB=30 N
C. FA= FB=20 N D. FA= FB=30 N
【答案】A【解析】弹簧测力计的示数表示的是滑轮对弹簧测力计的拉力.滑轮平衡时,滑轮受到绳子的拉力和它受到弹簧测力计的拉力相等.我们若采用“隔离法”将两滑轮分开容易看出,有三段绳子拉左边的滑轮,用来平衡弹簧测力计A的拉力,因此FA=3F=3×10 N=30 N;有两段绳子拉着右边滑轮,用来平衡弹簧测力计B的拉力,所以FB=2F=2×10 N=20 N,故正确的选项是A.
6、在我校物理科技节上,玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示,当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时,玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线,使“整根”细线向右做匀速运动,神奇的是:左手甲弹簧测力计的示数为4.8N,右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N。“同一根”细线右端受拉力小,为何细线还能向右匀速运动呢?原来中空的细圆柱体内部另有“机械”,你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中(不计绳重及摩擦)( )
A. B. C. D.
【答案】B
7.同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为 F 甲、 F 乙、 F 丙,不计滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A. F 甲< F 乙< F 丙 B. F 甲> F 乙> F 丙 C. F 甲> F 乙= F 丙 D. F 甲= F 乙> F 丙
【答案】B
第7题图 第8题图
8.要想用50 N的力刚好提起80 N的物体,不计机械本身的重力和摩擦,可用下列简单机械中的( )
A.杠杆 B.定滑轮 C.动滑轮 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
【答案】A
9.在下图中,甲、乙两个滑轮组都是由相同的滑轮组合而成。如图丙:大轮重10 N,小轮重5 N,连杆重1 N。先后用甲、乙两种方式提起同样重的物体( G=500 N),如果忽略摩擦力和绳的重力,则下列说法正确的是( )
A. F 1=129 N F 2=133 N B. F 1=129 N F 2=129 N
C. F 1=133 N F 2=133 N D. F 1=133 N F 2=129 N
【答案】B【解析】对于滑轮组来说,悬挂动滑轮的绳子的段数决定了滑轮组的省力倍数。在甲滑轮组中,悬挂动滑轮的绳子是4段,所以拉力 F= 1/4G,此题中机械自重(动滑轮和连杆的重力)不能忽略,所以 G= G 物+ G 动+ G 杆=500 N+(10 N+5 N)+1 N=516 N,得 F 1=129 N;乙滑轮组中,悬挂动滑轮的绳子也是4段,所以拉力 F 2= F 1=129 N。
第9题图 第10题图 第11题图 第12题图
10.把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
A.A上升,B上升 B.A下降,B上升 C.A、B均静止 D.A上升,B下降
【答案】B【解析】由图可知滑轮组的绳子有效股数为2,要将物体B拉起,绳子自由端的拉力为;现绳子自由端的实际拉力为,因为A、B的质量相等,所以,所以实际拉力大于,所以A下降,B上升。故选B。
11.如图所示,物体A重100 N,B重20 N,当B匀速下降了40 cm时,A受到桌面的摩擦力和A移动的距离分别是(不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦)( )
A.20 N,40 cm B.10 N,20 cm C.10 N,80 cm D.20 N,20 cm
【答案】C 解析: B重为20 N,所以与动滑轮相连的每段绳子的拉力为10 N,因为A匀速运动,所以A受到的摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力,f=F=10 N。A移动的距离为B移动距离的2倍,即80 cm。
12.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M为重5000 N的配重,杠杆AB的支点为O,已知OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100 N,工人体重为700 N,杠杆与绳的自重、滑轮摩擦均不计,当工人用300 N的力竖直向下以1 m/s的速度匀速拉动绳子时,则下列说法正确的是( )
A.建筑材料P上升的速度为3 m/s B.物体M对地面的压力为5000 N
C.工人对地面的压力为400 N D.建筑材料P重为600 N
【答案】C 解析: 动滑轮上有2段绳子承重,建筑材料P上升的速度v=v绳=×1 m/s=0.5 m/s,故A错误。定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得:FA′=3F+G定=3×300 N+100 N=1000 N;杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即FA=FA′=1000 N;根据杠杆的平衡条件:FA×OA=FB×OB,且OA∶OB=1∶2,所以,FB===500 N;因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即FB′=FB=500 N;物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为:FM支持=GM-FB′=5000 N-500 N=4500 N,因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力:FM压=FM支持=4500 N,故B错误。当工人用300 N的力竖直向下拉绳子时,因力的作用是相互的,则绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300 N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的平衡条件可得:F+F支=G,则F支=G-F=700 N-300 N=400 N,因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:F压=F支=400 N,故C正确。由图可知n=2,且滑轮摩擦均不计,由F=(G+G动)可得,建筑材料P重:GP=2F-G动=2×300 N-100 N=500 N,故D错误。
二.填空题(27分)
13.如图所示为三种不同的滑轮组,用它们提起重力均为 G的重物,在A端所用的拉力分别为 F 1=______, F 2=______, F 3=______。(不计摩擦和滑轮本身的重力)
【答案】G/3 G/4 G/5 【解析】使用滑轮组时,有几段绳子承担物体,所用拉力就为物重的几分之一。在题图甲中,有三段绳子拉着物体, F 1=G/3;在图乙中,有四段绳子拉着物体, F 2=G/4;在图丙中,有五段绳子拉着物体, F 3= G/5。
第13题图 第14题图 第15题图 第16题图
14.如图所示,重50 N的木箱通过一滑轮组拉动,若不计滑轮重,当拉力 F= 5 N时,木箱能在地面上匀速滑动,则木箱与地面间的摩擦力 f=______ N,拉力 F向右拉动,木箱向______滑动(填“左”或“右”).
【答案】10 左【解析】木箱在地面上匀速滑动时,整个滑轮组处于平衡状态,由于木箱匀速滑动,所以,木箱受力平衡,竖直方向重力和支持力平衡,水平方向拉力和摩擦力平衡,因此摩擦力f=2F=10 N.因为F向右运动,绳的自由端被拉长,滑轮间距离减小,所以,木箱将向左滑动.
15、如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220 N的泥桶,其中动滑轮重为20 N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉起6 m,则泥桶上升_________m,手拉绳子的力为_________N。
【答案】 2 80
16.如图,物体A重,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______。若在物体A上加一个水平向左的拉力,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加的拉力的大小为______。(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】3 6 【解析】[1]由图示知,在不计绳子、滑轮的质量及绳子与滑轮间的摩擦时,物体A受到绳子的拉力F1=GB=×6N=3N此时A匀速向右直线运动,则A受到的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力,所以f1=F1=3N[2]在A上加一个水平向左的拉力F时,A向左做匀速直线运动,此时A在水平方向上的三个力:向左的拉力、绳子向右的拉力及向右的摩擦力,是平衡力,所以向左的拉力F=F1+f1=3N+3N=6N
17.如果物体和动滑轮的总重是90 N,用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体,所用的力可以是_________N和_________N。(不计摩擦)
【答案】45 N 30 N 【解析】用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体,绳子的绕法有两种。一种是由2段绳子承担重物和动滑轮,所用的拉力是总重的1/2,即F=G 总/2= 90N/2=45 N。另一种绕法是由3段绳子承担重物和动滑轮,所用的拉力就是总重的1/3,
即F=G 总/3= 90N/3=30 N。
18.如图所示,物体重力为20牛,在力F作用下,以0.5米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,若弹黄测力计的示数为2牛,不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦,则F=______牛。绳子自由端移动的速度为______米/秒。则地面对物体的摩擦力fA=______牛。
【答案】.1 0.5 1
第18题图 第19题图 第20题图
19.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置,使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为10N,弹簧测力计的示数为8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为 m/s,物体A受到B施加的摩擦力 (选填“水平向左” “水平向右”或“为零”),水平拉力F为 N,水平拉力F的功率为 W.
【答案】:0.4 水平向右 36 14.4
20、如图所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N,每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为_________N。拉力F为_________N时,恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为____________m/s。
【答案】. 30N . 40N 0.3m/s
21.如图为吊装工具示意图,物体M为重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,OA:OB=1:2,每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为 N,物体M对地面的压力为 N.(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)
【答案】:400 4500
第21题图 第22题图
22.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,四种情况下拉力F分别为F 甲=_________,F 乙=_________,F 丙=_________,F 丁=_________。
【答案】200 N 75 N 85.7 N 300 N 【解析】根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知:图甲,3F=G,F= 1/3G=1/3×600 N=200 N图乙,8F=G,F= 1/8G=1/8×600 N=75 N图丙,7F=G,F= 1/7G= 1/7×600 N=85.7 N图丁,2F=G,F= 1/2G= 1/2×600 N=300 N。
三。解答题(37分)
23.(6分)作图题
(1)请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人力往下拉绳使重物升起.
(2)用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物,请在图中画出最省力的绕法.
(3)站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在下图中画出滑轮组绳子的绕法。
第(1)题图 第(2)题图 第(3)题图
【答案】(1) (2) (3)
24.(8分)如图所示,利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F 甲=F 乙=F 丙=50 N。则:
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是G 甲=____N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(2)动滑轮重3 N,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是G 甲=__N,G 乙=____N,G 丙=____N。
(3)当物体被提升2 m时,绳子自由端移动的距离分别是s 甲=____m,s 乙=___m,s 丙=___m。
(4)如果物体被提升的速度都是0.2 m/s时,绳子自由端移动的速度分别是:v 甲=___m/s,v 乙=___m/s,v 丙=____m/s。
【答案】(1)50 100 150 (2)47 97 147 (3)2 4 6 (4)0.2 0.4 0.6 【解析】定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用:不省力,但是可以改变用力方向。动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,它的作用是:省力,但不能改变用力方向。首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮,然后找F与G的关系。
第24题图 第25题图
25、(10分)如图13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
请你分析:
(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?(说明分析或计算什么,得到什么结论。写出一个即可)
【答案】(1)能省力 (2)可以改变力的方向(3)费距离(移动更多距离)(4)由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组(5)例如:①计算动滑轮和定滑轮提起重物所做的功,发现使用动滑轮和定滑轮都不能省功;②计算动滑轮(定滑轮)的机械效率,发现使用动滑轮(定滑轮)的机械效率小于l。(能说出其中一个给2分。只说明结论,不说出分析计算什么数据的只给1分)
26.(6分)用如图所示的滑轮组提升重物,绳重、摩擦不计,当物重G=1600 N、拉力F=450 N时,可使物体匀速上升。问:
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.5 m/s的速度匀速上升?
(2)当被提起的物体重G′=2600 N时,拉力F′为多大可以使物体匀速上升?
【解析】.(1)由题图知承重绳子的段数:n=4,则v绳=nv物=4×0.5 m/s=2 m/s。
(2)不计绳重和摩擦,则F=(G+G动), G动=4F-G=4×450 N-1600 N=200 N。
当被提起的物体重G′=2600 N时,F′===700 N。
27. (7分)如图所示,有一底面积为S=1000cm2 , 高1.5m的圆柱形盛水容器中竖直放置一底面积为S=200cm2 , 高h=20cm的圆柱形物块:已知该物块的密度为ρ=2.5×103kg/m3 , 容器中水深H=1.2m.开始时,物块下表面与容器底面间有小空隙,现用如图所示的光滑轻滑轮组拉着物体以v=0.2m/s的速度匀速上升.(取g=10N/kg,不计水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)如果轻绳都不会被拉断,则物块匀速上升过程中,拉力F的最小值是多少?
(2)如果力F作用轻绳能承受的最大拉力为40N(另一根轻绳能承受足够大拉力),则经过多长时间该轻绳被拉断?
【详解】(1)解:由ρ=, 物体的重量G=ρVg=2.5×103kg/m3×200×10﹣4m2×0.2m×10N/kg=100N, 由F浮=ρ液gV排, 物体浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×200×10﹣4m2×0.2m×10N/kg=40N, 由图通过动滑轮绳子的段数n=2, 所以物块匀速上升过程中,拉力F的最小值为:F=(G物﹣F浮)=(100N﹣40N)=30N;答:如果轻绳都不会被拉断,则物块匀速上升过程中,拉力F的最小值是30N;(2)解:由题当绳子恰好被拉断时,F′=(G物﹣F浮′),F浮′=G物﹣2F′=100N﹣2×40N=20N,V排′==2×10﹣3m3 , h浸==0.1m,物体露出水面会下降,△V=S容△h=V露=V﹣V排′,
=2m此时水深H′=H﹣△h=1.2m﹣0.02m=1.18m,所以物体上升高度h=H′﹣h浸=1.18m﹣0.1m=1.08m,轻绳被拉断经过的时间t==5.4s.
答:如果力F作用的轻绳能承受的最大拉力为40N,则经过5.4s轻绳被拉断.
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