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初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮优秀练习
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这是一份初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮优秀练习,共27页。试卷主要包含了2滑轮 课时专训,2N的钩码, 30 等内容,欢迎下载使用。
人教版八年级物理下册第十二章《简单机械》学科核心素养课时训练
12.2滑轮 课时专训
一、单选题
1.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
2.用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( )
A. B. C. D.
3.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
4.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
5.如图所示,工人用动滑轮提升重物,使用动滑轮的作用是( )
A.既能省力,又能改变力的方向 B.既不能省力,也不能改变力的方向
C.不能省力,但能改变力的方向 D.能省力,但不能改变力的方向
6.为了搬运一个很重的机器进入车间,某工人设计了下列四种方案机器下方的小圆圈表示并排放置的圆形钢管的横截面,其中最省力的方案是( )
A. B.C. D.
7.利用如图所示的动滑轮(重0.4N)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0.4N的钩码
B.竖直匀速提升0.8N的钩码
C.竖直匀速提升1.2N的钩码
D.竖直匀速提升1.6N的钩码
8.如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮本身的重力及摩擦,则( )
A. B.
C. D.
9.如下图所示,不计滑轮重,,,若表示弹簧秤上读数,为物体对地面的压力,则( )
A., B.,
C., D.,
10.如图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重量相同的甲、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
11.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
12.如图,在竖直向上的力F的作用下,重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为( )
A.20N 0.2m/s B.20N 0.8m/s C.5N 0.2m/s D.5N 0.8m/s
13.如图所示的滑轮组提升100N的重物,两个相同的滑轮的重力均为20N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.自由端拉力F为40N
B.若物体上移0.5m,则自由端移动1m
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140N
D.若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/s
14.如图所示,质量为24 kg的物体在滑轮组的作用下,以0.2m/s的速度水平移动了1m。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和滑轮间的摩擦。下列物理量计算正确的是( )
A.拉力F的大小为10N B.动滑轮重为6N
C.拉力F做功的功率为12W D.该滑轮组对动滑轮所做的功为36J
15.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.以A为参照物,B是静止的
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.绳子拉物体A的功率为1W
D.在运动过程中若将拉力F增大,弹簧测力计的示数也会增大
16.小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦),如图所示,其中所用动力最小的是( )
A.B.C. D.
17.如图所示,用60牛的水平力F,拉动重为120牛的物体在水平地面上匀速前进(滑轮重力、绳与滑轮的摩擦不计),则重物受到水平地面的阻力为( )
A.30牛 B.60牛 C.120牛 D.240牛
18.如图所示,动滑轮重10 N,重物重量为90 N,忽略绳重及摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.拉力F的大小等于45 N,弹簧读数为90 N
B.拉力F的大小等于50 N,弹簧测力计示数为50 N
C.若重物被提高1 m,则绳子末端移动的距离为20 m
D.动滑轮的优点是能够省力,动滑轮半径越大越省力
19.如图,G1=30N,台秤示数18N,不计一切摩擦和滑轮的重,物体G2重( )
A.12N B.18N C.28N D.33N
20.如图所示的滑轮组中,不计滑轮质量,分别挂上A。B两物体后恰能静止,则两物重力关系为( )。
A.GA∶GB=1∶1 B.GA∶GB=1∶2
C.GA∶GB=2∶1 D.不好判断
21.如图所示,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时,能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力F2拉物体B时,能使物体A以0.3m/s速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦,下列判断正确的是( )
A.物体B受到的摩擦力为6N B.拉力F2大小为10N
C.拉力F2的功率为1.8W D.拉力F1的功率为3.6W
22.小明利用两个滑轮A、B组成如图所示的装置,将两个重力相等的重物、分别挂在绳子两端,若不计滑轮、绳子的重力和摩擦,下列说法正确的是
A.A、B均为定滑轮 B.A、B均为动滑轮
C.放手后上升 D.放手后上升
23.小衡同学的最大拉力是400N,他想站在地上将重900N的物体提起2m,请你在图中选择可能的装置,帮他绕上绳子组成滑轮组解决问题(动滑轮重不计)( )
A.只能选丁 B.只能选丙和丁 C.只能选乙、丙、丁 D.甲、乙、丙、丁都能选
二、填空题
24.根据你所掌握的滑轮知识,完成下列表格:
分类
优缺点
实质
定滑轮
动滑轮
滑轮组
使用滑轮组时,滑轮组用_________段绳子吊着物体,提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的_________;绳子移动的距离就是物体移动距离的_________.
25.如图所示,用不同方法利用滑轮拉同一物体在同一水平地面做匀速直线运动,若物体与地面间的摩擦力为2N。则拉力大小分别为F1=______N,F2=______N,F3=______N。
26.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物,其中乙为_______ 滑轮,使用时相当于_______杠杆,使用甲滑轮的优点是_______ ;若不计滑轮重力及摩擦,且拉力F1=F2,则GA ________GB(选填“小于”“等于” 或“大于”)。
27.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,若弹簧测力计的示数为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。
28.如图所示,在水平地面上放一个重300 N、底面积为100 cm2的物体,不考虑滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦,匀速拉动物体时,物体与地面间的摩擦力为60 N,则水平拉力F=_______N,物体对地面的压强是_______Pa.(各连接部分的绳均水平)
29.如图,有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm(不计绳重G和摩擦),此过程克服物体重力做的功为______J,若动滑轮重10N,则F=______N。
30.如图所示,物体重为600N,拉绳所需的力为60N,物体匀速向右移动了10m,若不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,则物体与地面间的滑动摩擦力______N,拉绳的力做功是______J。
31.如下图所示,在两墙之间同一水平面上的A、B两处用弹簧测力计和滑轮相连,不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦,若拉力F=5N,则弹簧测力计P示数是_________N,弹簧测力计Q的示数是_________N。
32.如图所示,三个质量相同的滑轮提起相同质量的重物时,所需拉力分别为F1、F2和F3,不计绳重和摩擦,若滑轮和物体重分别为2N和10N,匀速提升重物G时,拉力最大的是_______(选填“F1”、“F2”或“F3”),其大小为________N。
33.如图所示,拉力F1和F2分别经过滑轮A和B使物体C和D都沿水平方向作匀速直线运动,若拉力大小均为30牛,则物体C与水平面间的滑动摩擦力大小为_______牛,物体D与水平面间的滑动摩擦力大小为_______牛。
34.如图所示,
用F为30N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体,在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动,则物体受到的摩擦力大小为______N,拉力F的功率为______W。(不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力)
35.如图所示,滑轮及绳子的质量和摩擦力都不计,人重600N,平板重400N,要使木板处于平衡状态,则人要用多大的力拉绳子?_______________
36.如图所示的装置中,重600N的人用力拉绳,使装置处于静止.装置中的滑轮A重500N,滑轮B重200N,底板C重100N.不计轴摩擦及绳重,人对底板C的压力为________N.
37.. 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牛顿.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=____牛;G乙=_____牛;G丙=_____牛.
(2)动滑轮重3牛,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是:G甲=____牛;G乙=____牛;G丙=____牛.
(3)当物体被提升2米时.绳子自由端移动的距离分别是:S甲=______米;S乙=______米;S丙=______米.
38.如图,滑轮重及摩擦不计,提升的重物重均为G,则F1=____,F2=___,F3=____,F4=____.
三、实验题
39.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
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______;
40.小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,装置图如图所示。
实验次数
物重G/N
测力计的示数F/N
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
(1)在探究定滑轮时,照图乙操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),其理由是___________。
(2)在探究动滑轮时,照图丙操作,记录数据如上表,分析数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是___________。
41.某同学用如图所示的实验装置探究滑轮组的特点,相关数据记录在下表中。
实验次数
钩码重/N
钩码上升的高度/m
绳端的拉力/N
绳端移动的距离/m
1
4
0.10
1.8
0.3
1
6
0.10
2.5
0.3
3
6
0.15
2.5
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为______ m/s;
(3)第三次实验中,绳端移动的距离为______ m。
42.从图中可以观察到,利用动滑轮把重为G的物体提升了h高度,手拉绳端的力是F,向上提升的距离是s,现在请你回答下列问题:
(1)设想不用动滑轮直接用手把物体提起h高度,这时人手对物体做的功W1=__________(写表达式).
(2)若用动滑轮,且不计摩擦及动滑轮重,这时绳端的拉力F=________G,绳端向上移动的距离s=_______h,人手拉绳做的功W2=____________=___________.(3)若用动滑轮,且动滑轮重为G动,而摩擦不计,这时绳端的拉力F=___________ ,手拉绳做的功W3=__________=______________.(4)由此实验可以得出①W2与W1的关系是_____________;②W3与W1的关系是_____________;③这样比较说明__________________________________________________.
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
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。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A定滑轮,故不省力,故拉力等于物重;B一个动滑轮,省一半的力,故拉力为物质的一半;C是滑轮组,两端绳子分担动滑轮和物重,故拉力为物重的一半,而D是3端绳子分担动滑轮和物重,故拉力为物重的三分之一,故D最省力,故D符合题意。
故选D。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
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。
4.C
【解析】
【详解】
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。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮的好处是能够省力,但不能改变力的方向。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.C
【解析】
【详解】
A.图中是直接用绳子拉动物体,不能够省力;
B.图中利用了定滑轮来拉动物体,但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,较省力;
C.图中不但利用了动滑轮来拉动物体,下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,最省力;
D.图中只是通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力,较省力。
最省力的方案是C。
故选C。
7.A
【解析】
【详解】
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
当时
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时,不能证明动滑轮能省力。
故选A。
8.D
【解析】
【详解】
不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下;a、b、c图是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力;故
F1=F2= F3=G
d图用的是动滑轮,能够省一半的力,故
所以
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.A
【解析】
【分析】
研究弹簧测力计示数时,将滑轮看作动滑轮,研究G2对地面压力时,将滑轮当作定滑轮分析;
【详解】
研究弹簧测力计示数时,G2静止在地面上,G1重力为100N,动滑轮绳子段数为2,则弹簧测力计示数为2倍G1,F1为200N;研究G2对地面压力时,定滑轮只改变力的方向,不改变大小,故G2对地面压力为:
.
则F1=200N,F2=400N.
【点睛】
在研究不同物体时,注意分析滑轮的作用,同一个滑轮在不同情况下,既有可能为动滑轮也有可能为定滑轮.
10.B
【解析】
【分析】
根据定滑轮不省力,而动滑轮省一半力和总功等于有用功与额外功之和分析。
【详解】
AB.定滑轮不省力,而动滑轮省一半力,即如图可知,使用定滑轮时
F甲=G
不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G,则使用动滑轮时
故A错误、B正确;
CD.不计绳重与摩擦,所以使用定滑轮时没有额外功,而使用动滑轮时,要对动滑轮本身做额外功,所以η甲>η乙,故CD错误。
故选B。
11.C
【解析】
【详解】
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。
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,该滑轮是动滑轮,当重物A上升速度为0.4m/s时,滑轮上升速度应该是物体速度的一半,即v=0.2m/s;此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为
F=2G=2×10N=20N
故选A。
13.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.有两股绳,拉力为
故A错误;
B.若物体上移0.5m,则自由端移动
故B正确;
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力和下面3股绳拉力以及一个定滑轮重力平衡,为
故C错误;
D.若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为
故D错误。
故选B。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
摩擦力为
f=0.2G=0.2mg=0.2×24kg×10N/kg=48N
滑轮组的n=3,机械效率为
解得F=20N,动滑轮自重为
G1=nF-f=3×20N-48N=12N
拉力做功功率为
P=nFv=3×20N×0.2m/s=12W
该滑轮组对动滑轮所做的功为
W=G1h=12N×1m=12J
故ABD错误,C正确。
故选C。
15.C
【解析】
【详解】
A.匀速拉动A的过程中,以A为参照物,B与A之间的位置不断发生变化,所以B是运动的,故A错误;
B.由图可以知道,F作用在动滑轮上,由动滑轮的特点可以知道,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A的移动速度为(即绳端移动速度),所以动滑轮的移动速度为,故B错误;
C.由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳端拉力为F的一半,即,
则绳子拉物体A的功率,所以C选项是正确的;
D.测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中若将拉力F增大,B物体仍然静止,因为B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,故D错误.
所以C选项是正确的.
【点睛】
(1)判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的;
(2)由图可以知道,F作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一;
(3)由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,根据求出绳子拉物体A的功率;
(4)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,拉力增大时摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变.
16.D
【解析】
【详解】
设物体重力为G,不计机械自重和摩擦;A图中为斜面,由功的原理可得
F1×4m=G×2m
解得F1=0.5G;
B图中为滑轮组,通过动滑轮绳子段数n=3,所以F2=G;
C图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,则F3=2G;
D图中是杠杆,设杆与水平面的夹角为α,则有
F4×4cosα=G×1×cosα
解得F4=G。
由此可知动力最小的是D。
故选D。
17.A
【解析】
【详解】
如图所示,该滑轮为动滑轮,不计滑轮、绳子的重力及摩擦,重物受到水平地面的阻力
f==30N,
故A符合题意,BCD不符合题意.
18.B
【解析】
【详解】
AB.如图所示,动滑轮重10 N,物重为90 N,由两段绳子拉着动滑轮,在忽略绳重及摩擦时,拉力为
测力的示数等于拉力F也为50N,故B正确,A错误;
C.由两段绳子拉着动滑轮,所以若重物被提高1 m,则绳子末端移动的距离为2 m,故C错误;
D.动滑轮的优点是能够省力,是因为动滑轮相当于一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,此关系与动滑轮半径没有关系,故D错误。
故选B。
19.D
【解析】
【详解】
分析:图中使用滑轮组n=2,不计一切摩擦和滑轮的重,物体G2对滑轮组的拉力;而台秤示数为物体G2对台秤的压力,物体G2对台秤的压力等于物体G2的重力减去拉力F,据此求其重力.
解答:图中是一定一动的滑轮组,n=2,不计一切摩擦和滑轮的重,物体G2对滑轮组的拉力,台秤示数,物体G2对台秤的压力F压=18N,因为物体G2对台秤的压力等于物体G2的重力减去拉力F,即,所以.
故选D.
【点睛】本题考查了使用滑轮组拉力的计算,由平衡条件得出物体G2受到的重力、拉力和压力的关系是本题的关键.
20.C
【解析】
【详解】
定滑轮的绳子两端的力相等,动滑轮中绳子上的力是轴上力的一半。故有GA∶GB=2∶1。故选C。
【点睛】
根据动滑轮和定滑轮的特点定滑轮不省力,动滑轮省一半力。
21.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,n=3,当B水平匀速向右运动时,B所受的摩擦力等于A的重力与F1之和的3倍,即
f=3(F1+GA)=3×(2N+1N)=9N
故A错误;
B.水平向左拉物体B时,由平衡条件得
F2=3GA+f=3×1N+9N=12N
故B错误;
C.水平向左拉物体时,B的移动速度为
vB===0.1m/s
拉力F2功率为
P2=F2×vB=12N×0.1m/s=12W
故C错误;
D.用力F1竖直向下拉物体A时,拉力F1的功率
P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W
故D正确。
故选D。
22.C
【解析】
【分析】
滑轮、滑轮组的特点。
【详解】
AB.由图可知,上面的滑轮固定不动,是定滑轮;下面的滑轮和物体一起移动,是动滑轮;故AB错误;
CD.根据定滑轮和动滑轮的工作特点,若不计滑轮、绳子的重力和摩擦,定滑轮左端绳子对动滑轮的拉力应为,则施加在动滑轮左端的拉力应为:
;
已知、重力相等,所以,放手后下降,上升。故C正确,D错误。
【点睛】
中等偏易题.失分原因如下:
AB.不能判断两个滑轮使用时是“固定不动”还是“随重物上下移动”;
CD.①不能判断出滑轮属于定滑轮,从而不能得出滑轮上端的拉力;
②不能判断出滑轮属于动滑轮,从而不会利用动滑轮力的特点进行判断。
23.B
【解析】
【详解】
承担物重的绳子段数为
所以此滑轮组至少由3段绳子承担物重,拉力方向需要向下,所以至少需要一个动滑轮和两个定滑轮。甲、乙均只有一个定滑轮,不能满足拉力方向向下,所以只能选丙和丁。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
24. 不能省力,但能改变力的方向 等臂杠杆 省力但要费距离 省力杠杆 几 几分之一 几倍
【解析】
【详解】
滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮.根据其使用情况可以分为两种:在使用时,轴固定不动的滑轮叫定滑轮;轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,在构造上是相同的;定滑轮实质是一等臂杠杆,不能省力,但能改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力但要费距离;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的几分之一;绳子移动的距离就是物体移动距离的几倍所以填表如下.
分类
优缺点
实质
定滑轮
不能省力,但能改变力的方向
等臂杠杆
动滑轮
省力但要费距离
动力臂等于2倍阻力臂的杠杆
滑轮组
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的几分之一;绳子移动的距离就是物体移动距离的几倍.
25. 2 1 4
【解析】
【分析】
【详解】
[1]不计绳重和动滑轮重、不计滑轮与绳间摩擦,物块与地面的摩擦力为f,则:甲滑轮为定滑轮,不省力,则
F1=f=2N
[2]乙滑轮为动滑轮,省一半的力,则
F2= f=1N
[3]丙滑轮为动滑轮,F3作用在动滑轮上,则滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即
F3=2f=4N
26. 动 省力 改变用力方向 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1] [2]乙滑轮随货物一起升降,为动滑轮,忽略滑轮自重能省一半的力,使用时相当于省力杠杆。
[3]甲不随货物升降的滑轮为定滑轮,甲滑轮的优点是改变用力方向。
[4] 图中甲滑轮位置固定不变,是定滑轮,不计滑轮重力及摩擦时,定滑轮动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,动力就等于阻力,所以F1等于GA;图中乙滑轮随物体一块移动,是动滑轮,动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍,不计滑轮重力及摩擦时,使用动滑轮能省一半的力,故F2小于GB。因为F1=F2,则GA小于GB。
27. 1 0.5 1
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2] [3]由图可知,F是通过定滑轮拉动物体作匀速直线运动,F与摩擦力大小相等,弹簧测力计示数为2N时,F为1N,则地面对物体的摩擦力fA=1N,绳子自由端移动速度与物体移动速度相同为0.5m/s。
28. 30 3×104
【解析】
【详解】
(1)由图可知,通过动滑轮的绳子段数n=2,该滑轮组是克服物体的摩擦力做功,
不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦,则水平拉力:
;
(2)物体放在水平地面上时,对地面的压力等于重力,即
, 受力面积为物体的底面积,
所以物体对地面的压强:
故答案为: (1). 30 (2). 3×104
【点睛】本题考查了滑轮组绳子自由端拉力、压强以及功率的计算,要能正确判断通过动滑轮绳子段数,熟练运用公式是解题的关键.
29. 20 210
【解析】
【分析】
【详解】
[1]此过程克服物体重力做的功为
[2]若动滑轮重10N,则
30. 120 1200
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知,绳子自由端的拉力为F,设动滑轮作用在物体上的拉力为,不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,由
可得
因为物体匀速向右运动,故物体与地面间的滑动摩擦力f与动滑轮作用在物体上的拉力为平衡力,即
[2]物体匀速向右移动了10m,绳子自由端移动的距离
拉绳的力做功
31. 15 10
【解析】
【详解】
[1][2]因为有三段绳子向右拉左边的滑轮,所以弹簧测力计P的示数是拉力F的3倍;而有两段绳子向左拉右边的滑轮,故弹簧测力计Q的示数是拉力F的2倍.所以弹簧测力计P的示数是15N,弹簧测力计Q的示数是10N。
32. F2 22
【解析】
【详解】
[1][2]不计绳重和摩擦,甲图所使用的是动滑轮,则所用拉力为
乙图中所用的拉力为
丙图所使用的是定滑轮,则所使用的拉力为
所以拉力最大的是F2大小为22N。
33. 30 60
【解析】
【详解】
[1]滑轮A为定滑轮,只改变力的方向,不改变力的大小,由二力平衡可知物体C与地面摩擦力大小等于拉力,为30N。
[2]滑轮B为动滑轮,且动滑轮上有两段绳子,物体D作匀速直线运动,则可得物体D与水平间的滑动摩擦力为
fD=2F2=2×30N=60N
34. 90 45
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由图知,n=3,不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力,则
f=3F=3×30N=90N
绳自由端移动的速度
v=3×0.5m/s=1.5m/s
拉力的功率
P=Fv=30N×1.5m/s=45W
35.250N
【解析】
【详解】
滑轮及绳子的质量和摩擦力都不计,所以最上面滑轮下的两根绳端的拉力使人和木板平衡;设与最上面滑轮接触的其中一根绳子拉力为F1,则2F1=G人+G板=1000N,所以F1=500N;设人的拉力为F2,此时将人与木板看成整体,上面有三根绳子承担其重力使其平衡: F1+2F2=1000N,所以F2=250N
【点睛】
把人和平板作为一个整体,当平板平衡时,整个系统处于平衡状态,则由3段绳子承受整体的重力(注意:3段绳子上的力不同),据此求人对绳子的拉力;人对平板的压力等于人受到的重力和拉力的合力.
36.475
【解析】
【详解】
解:读图可知G人+GB+G木=900N,这都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮B的自重200N,等于250N.这又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为F1=125N.于是得出,人对木板的压力F=G-F1=475N.
【点睛】
读图可知,整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担,右侧的拉力则又由第二只滑轮分担.因为整个装置保持静止,所以每只滑轮两侧的力都是相等的.
37. 50 100 150 50 97 147 2 4 6
【解析】
【详解】
(1)在不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,由图知道,拉动甲的是一个定滑轮,所以,G甲=F甲=50N;拉动乙的是一个动滑轮,所以,G乙=2F=100N;拉动丙的是一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,因为n=3,所以,G丙 =3F=150N;
(2)当动滑轮重3牛时,因为甲图无动滑轮,所以,不受影响,故G甲= F甲=50N;由F=1/n(G物+G动)知道, G物=nF-G动,乙图为动滑轮,有两段绳子承担物重,所以,G乙=2F-G动 =2×50N-3N=97N;因为丙图由3段绳子承担物重,所以,G丙=3F-G动 =3×50N-3N=147N;
(3)因为甲图为定滑轮,所以,绳子自由端移动的距离是:s甲 =h=2m;乙图为动滑轮,所以绳子自由端移动的距离是:s乙 =2h=2×2m=4m;丙图由3段绳子,所以绳子自由端移动的距离是:s丙 =3h=3×2m=6m.
【点睛】
本题考查的是滑轮及滑轮组的工作特点,解题的关键是要弄清滑轮的性质,然后确定承担物重的绳子段数n,再利用公式计算,但要注意题目要求,是否考虑动滑轮的重力.
38. G 2G G/2 G/4
【解析】
【详解】
在第一幅图中,只有一个定滑轮,其只能改变力的方向,不省力,所以,F1 =G;第二幅图中,只有一个动滑轮,使用其能省一半力,所以,F2 =G/2;第三幅图中,也只有一个动滑轮,但拉力作用在动滑轮上,所以,F3 =2G;第四幅图中,有两个动滑轮,与下面动滑轮相连的是两段绳子,每段承受绳子承受的拉力为G/2;与上面动滑轮相连的绳子是两段,每段绳子承受的拉力为G/4,即F4=G/4.
39. 省力 改变了用力的方向 费距离
【解析】
【详解】
(1)[1]由表中的数据知,在丙中,拉力
故使用动滑轮的好处是省力。
(2)[2]由表中的数据知,在乙中,拉力
虽然拉力与物重相等,但是向下用力,故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。
(3)[3]乙测力计移动距离为0.2m,丙测力计移动距离为0.4m,故使用动滑轮费距离。
40. 变小 测力计的重力 动滑轮本身有重力
【解析】
【详解】
(1)[1][2]测力计倒过来使用时,弹簧测力计受力情况是:受到向上绳子的拉力,受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力,大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时,根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。
(2)[3]人在提升重物时把动滑轮也提起了,所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因;由于转轴之间有摩擦,绳也有一定重量,导致拉力大于物重G的一半。
41. 匀速 0.05 0.45
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样才能使示数稳定,便于读数。
(2)[2] 第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为
(3)[3]由图知,吊起动滑轮的绳子段数为3,第三次实验中,绳端移动的距离为
42. Gh 2 Gh (G)h W1=W2 W3W1 使用动滑轮时可以省力,但不能省功,甚至还费功
【解析】
【详解】
(1)人手对物体的拉力等于重力,即:FG,则人手对物体做的功W1FhGh;(2)用动滑轮,且摩擦不计、动滑轮重不计时,根据动滑轮特点可知:绳端拉力:FG,绳端移动距离:s2h,人手拉绳做的功:W2F×sG×2hGh;(3)用动滑轮,且动滑轮重为G动,而摩擦不计,这时拉力F就要承担物重和动滑轮重力两部分,根据动滑轮省一半力,费2倍距离的特点,则:这时绳端的拉力:F (G+G动),手拉绳做的功:W3Fs (G+G动)×2h (G+G动)•h;(4)由此实验可以得出:①W2与W1的关系是W2W1,②W3与W1的关系是W3>W1,③比较说明:使用动滑轮时可以省力,但不能省功,甚至还费功.
点睛:不使用动滑轮时,人对物体做功就是物体重力乘以物体上升高度;若用动滑轮,在摩擦不计、动滑轮重不计的情况下,根据动滑轮的特点:省一半力,费2倍距离可以计算绳子拉力和绳端移动的距离;若使用动滑轮,且考虑动滑轮重力时,绳端的拉力就是物重加动滑轮重之和的一半,然后根据功的公式计算人手拉绳做的功.
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