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物理九年级全册2 滑轮图文ppt课件
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这是一份物理九年级全册2 滑轮图文ppt课件,共38页。
知识点1 定滑轮与动滑轮
1.(2024江苏泰州民兴实验中学月考)如图所示,用滑轮沿着三个不同的方向分别匀速提起重物,不考虑滑轮与轴之间的摩擦,则下列说法正确的是( )A.甲最省力 B.乙最省力C.丙最省力 D.三个力一样,且不省力
解析 由题图可知,图中装置为定滑轮。定滑轮只能改变力
的方向,不能省力也不能改变力的大小,故三个力一样大,且
不省力。
2.(2023江苏南京秦淮外国语学校期中)如图所示,用轻质滑轮匀速提升同一重物,所用拉力最大的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析 甲、乙都为定滑轮,使用定滑轮只能改变力的方向,不
省力也不费力,即F甲=F乙=G;丙为动滑轮,根据动滑轮的特点
可知,F为物重的2倍,即F丙=2G;丁为动滑轮,所用的力为物重
的一半,即F丁= 。故拉力最大的是丙。
3.(跨学科·物理学与日常生活)(2024江苏无锡滨湖期中)如图所示,小欣同学只有一根绳子,他想把被风刮倒的甲树拉正,想起刚学习滑轮知识,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子。在甲树被拉起的过程中, (选填“甲树”或“乙树”)相当于动滑轮,像图中一样使用动滑轮可以省 (选填“力”或“距离”)。如果不计绳重和摩擦,甲树受到400 N拉力,则乙树受到的拉力为 N。
解析 把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子
时,甲的树干要移动,则甲的树干相当于动滑轮;这样使用动
滑轮可以省力,但费距离;拉甲树干的绳子段数是2,不计绳重
和摩擦,所以小欣对绳子的拉力F= ×400 N=200 N,乙树受到的拉力等于1段绳子的拉力,大小为200 N。
4.(教材变式·P13T2)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
甲 乙
解析 每段绳子上的力相等,设每段绳子上力的大小为F,大
人的圆木棍上有六段绳子,拉力为6F;男孩的圆木棍上有五
段绳子,拉力为5F;女孩手上只有一段绳子,拉力为F。故大人
的拉力最大,女孩的拉力最小,若女孩的运动距离为s,则大人
的运动距离为 ,男孩的运动距离为 ,所以女孩的运动距离最长。
5.(2022江苏常州外国语学校期中)用如图所示的滑轮组提升100 N的物体,两个相同的滑轮的重力均为20 N,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是 ( )A.绳子自由端拉力F为40 NB.若物体上移0.5 m,则自由端移动1 mC.顶部与定滑轮相连的绳子所受拉力为140 ND.若绳子自由端移动的速度为0.2 m/s, 则物体移动的速度为0.4 m/s
解析 由图可知,绳子的有效段数n=2,因为考虑动滑轮重,而
不考虑绳重和摩擦,绳子自由端的拉力F= =60 N,故A错误;若物体上移0.5 m,则绳子自由端移动的距离s=nh=2×0.5 m=1 m,故B正确;对定滑轮受力分析,定滑轮受到顶部与定
滑轮相连的绳子向上的拉力、定滑轮下端三段绳子向下的
拉力和定滑轮自身重力,故顶部绳子拉力F'=3F+G定=3×60 N+
20 N=200 N,故C错误;绳子自由端移动的速度与物体移动
速度的关系为v绳=nv物,若绳子自由端移动的速度为0.2 m/s,则物体移动速度v物= = =0.1 m/s,故D错误。
6.(跨学科·物理学与日常生活)(2022河南三门峡二模)“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装成的特殊提升装置,该提升装置相当于 (填简单机械名称);人们借助这种装置的主要目的是 (选填“省力”或“省距离”);若某同学所用的拉力为300 N,不计摩擦和装置的自重,则摩托车的质量为 kg。(g取10 N/kg)
解析 提升物体时,上面的滚轴固定不动,下面的滚轴和物体
一起移动,所以该装置相当于滑轮组;利用该装置既能省力,
又能改变力的方向;不计摩擦和装置的自重,人对绳的拉力F= G=300 N,所以G=1 500 N,则m= = =150 kg。
7.如图所示,利用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速直线运
动。请在图中画出滑轮组最省力的绕线方式,并画出A对地
面压力的示意图。
解析 水平滑轮组中有一个动滑轮,滑轮组最省力时动滑轮
接触绳子的段数最多,绳子以动滑轮为连接起点反向绕绳;A
对地面压力的作用点在接触面中心位置,压力方向为垂直接
触面向下,如图所示。
8.(2023海南中考,8, )用下列简单机械提升同一重物,忽略机械自重和摩擦,最省力的是 ( )
A B C D
解析 忽略机械自重和摩擦,A图中是一个杠杆,根据杠杆平
衡条件可得:G×l=F1×3l,则F1= G;B图中是定滑轮,F2=G;C图中是动滑轮,有2股绳承担物重,F3= ;D图中是滑轮组,有2股绳承担物重,F4= 。故最省力的是A。
9.(跨学科·物理学与工程实践)(2024江苏南通海门期中,12, )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200 N,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,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4 000 ND.若某段时间内坠砣串下降了20 cm,输电线P端向左移动了10 cm
解析 由题图可知,A为定滑轮,B为动滑轮,故A错误;该装置
为滑轮组能省力但费距离,故B错误;坠砣挂在钢绳的自由端,
20个坠砣的总重力G=20×200 N=4 000 N,钢绳的拉力F=G=4 000 N,滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳
的自重及摩擦,则输电线P端受到的拉力FP=2G=2×4 000 N=8 000 N,故C错误;坠砣串下降高度h=2sP,则输电线P端向左移
动的距离sP= h= ×20 cm=10 cm,故D正确。
10.(2023江苏靖江期中,14, )如图甲所示,用扳手拧螺帽时,图 (选填“a”或“b”)的握法更有利于拧紧螺帽,原因是动力臂更 (选填“长”或“短”)。如图乙所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮,它 (选填“能”或“不能”)
甲 乙 丙
省力,但可以改变力的方向。丙图中的螺丝刀也是一种简单机械,叫轮轴,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
解析 对于同一螺帽,阻力和阻力臂是一定的,通过对比图a
和图b知道,图b中的动力臂要大于图a中的动力臂,所以图b的
握法更有利于拧紧螺帽。根据定滑轮的轴固定不动的特点
可知,旗杆顶部为定滑轮,它的使用特点是只能改变力的方
向,而不能省力。螺丝刀的手柄属于轮轴中的轮,同样的轴,
轮越大就越省力,因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
11.(2022贵州黔西南中考,10, )如图所示,通过滑轮沿水平方向拉动重为20 N的物体A,不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4 N时,物体A受到的拉力为 N;用这种方法使用滑轮是为了 。
解析 由图可知,绕在动滑轮上绳子的有效股数n=2,则物体
A受到的拉力F'=2F=2×4 N=8 N;动滑轮可以省力,但不可以
省距离和改变力的方向。
12.(新考法·分析论证)(2023江苏南京师大附中月考,18, )如图所示,质量为60 kg的人,站在质量为30 kg的吊篮内,其中每个滑轮重100 N,不计绳重和摩擦。他至少要用 N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止状态,此时吊篮底面对他的支持力为 N。(g取10 N/kg)
解析 如图受力分析可知,F1=F2(同一根绳子各处拉力不变),
F3=G轮+F1+F2,人和吊篮的总质量m=60 kg+30 kg=90 kg,人和
吊篮受到的重力G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N;对人和吊篮整
体而言,由二力平衡可知,F3+F1+F2=G,则有G轮+4F2=G,F2=
= =200 N。对人进行受力分析可知,此时人受重力、拉力和吊篮底面对他的支持力,根据力的平衡可
得,吊篮底面对他的支持力F=G人-F2=600 N-200 N=400 N。
技巧点拨 以人和吊篮的整体为研究对象,根据定滑轮的力
学特征,分别表示出绳子间拉力的关系,然后由平衡条件求解
拉力大小。
13.(新课标·科学推理)(2024江苏南京玄武外国语学校月考,20, )如图所示,F1=10 N,弹簧测力计的示数为6 N,物体A静止于水平面上,物体B在物体A表面向左匀速运动了0.2 m(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),则动滑轮挂钩上绳子的拉力为 N,若增大F2,则物体A相对地面的运动状态为 (选填“向左运动”“向右运动”或“静止”)。
解析 对定滑轮受力分析可知,定滑轮受到向左的弹簧测力
计的拉力F拉,向右的三股绳子拉力3F2,定滑轮处于受力平衡
状态,得F拉=3F2=6 N,解得F2=2 N;对动滑轮受力分析可知,动
滑轮受到两股向左的绳子拉力2F2,向右的绳子拉力F0,由二
力平衡可得F0=2F2=2×2 N=4 N,故可得动滑轮挂钩上绳子的
拉力为4 N。若增大F2,此时物体B在竖直方向上仍处于受力
平衡状态,物体B与物体A之间的压力和粗糙程度不变,故可
知物体A受到物体B的摩擦力不变,故物体A的受力情况不变,
其运动状态也不变,仍处于静止状态。
14.[2023江苏泰州中考,40(2), ]如图所示,工人站在地面上用滑轮组提升重物,请画出合理的绕绳方法。
解析 由题意知,工人站在地面上提升重物,因此,在绕绳时,
最终绳子自由端的方向应该向下,由外向内画出绕绳方法,如
图所示。
15.小李在利用如图所示装置探究动滑轮特点时,猜想:如果忽略绳重与摩擦,绳端拉力F可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关。 (1)若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系,请将实验步骤补充完整。步骤一:按图安装动滑轮。
步骤二:匀速拉动弹簧测力计,使木块升高,读出拉力F的值并
记录。步骤三:换用 的动滑轮,使同一木块匀速上升相同的高度,读出拉力F的值并记录。 步骤四:重复步骤三,多做几次实验。(2)步骤四的目的是 。 (3)若小李五次实验测得的F分别为1.8 N、1.8 N、1.8 N、1.
8 N、1.8 N,则可初步得出结论:在其他因素相同时,
。
绳端拉力F与动滑轮的直径无关
多次实验避免偶然性
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