作业06 滑轮组(选学)(解析版).docx
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- 作业06 滑轮组选学解析版 作业 06 滑轮 解析
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1、 完成时间: 月 日 天气: 作业06 滑轮组(选学)一、滑轮组定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组。要点:(1)特点:既可省力,又可以改变用力方向。但费距离。(2)结论:在使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是总重的几分之一。如果考虑动滑轮的重力,则有。二、根据要求组装滑轮组判断几段绳子的方法: (1) 可用画虚线的方法:只有与动滑轮连接的那段绳子才算进去。(2) 观察绳子的固定端:固定端在定滑轮上,段数是偶数;固定端在动滑轮上,段数是奇数;简称:“奇动偶定”。(3) 连线情况:定动,箭头向下; 动定,箭头向上。一、单选题1若用滑轮组提升物体,且提升的物体重力大于
2、动滑轮重力。则关于滑轮组的叙述,较全面的是()A一定省力,又能改变力的方向B一定省力,但不能改变力的方向C不一定省力,但一定能改变力的方向D一定省力,是否改变力的方向要具体分析【答案】D【详解】A如图所示,滑轮组有三段绳子,力的方向向上,因此可以省力但不能改变力的方向,故A不符合题意;B如左图所示,滑轮组有两段绳子,力的方向向下,因此可以省力,同时能改变力的方向,故B不符合题意;C左图滑轮组能省力、能改变力的方向;右图滑轮组能省力,不能改变力的方向,故C不符合题意;D因为提升的物体重力大于动滑轮重力,则使用滑轮组一定省力,是否改变力的方向要具体分析,故D符合题意。故选D。2下列关于简单机械的说
3、法,正确的是()A使用杠杆,既省力又省距离B托盘天平相当于一个等臂杠杆C使用滑轮组提升物体,一定省力,也一定能改变用力的方向D升旗时人向下拉绳子,国旗上升,是因为在旗杆顶部装有一个动滑轮【答案】B【详解】A既省力又省距离就是省功,根据功的原理,任何机械都不省功,故A错误;B天平的左右力臂是相等的,所以它是一个等臂杠杆,故B正确;C滑轮组在使用的时候可能既能省力又能改变力的方向,但不是一定能,故C错误;D升旗是旗杆顶端的滑轮并不随旗帜升降,它是一个定滑轮,故D错误。故选B。3如图所示,利用两个滑轮提升同一重物到同一高度。不计滑轮重、绳重及摩擦,下列组合中最省距离的是()ABCD【答案】B【详解】
4、如图所示,图中的滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计;A图中,动滑轮上有2段绳子,物重G由2段绳子承担,所以拉力;B图中,两个滑轮都是定滑轮,所以拉力;C图中,动滑轮上有3段绳子,物重G由3段绳子承担,所以拉力;D图中,动滑轮上有2段绳子,物重G由2段绳子承担,所以拉力;由功的原理可知,机械最省距离时,最费力,则拉力最大的最省距离;比较可知,拉力最大的是B图,即B图中的机械最省距离。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。4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()。AGAGB=11BGAGB=12CGAGB=21D不好判断【答案】C【详解】定滑轮的绳子两
5、端的力相等,动滑轮中绳子上的力是轴上力的一半。故有GAGB21。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。5如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最小的是()AF1BF2CF3DF4【答案】D【详解】不计机械重和摩擦。A图中为滑轮组,有2股绳子承担物重,所以B图中为滑轮组,有3股绳子承担物重,所以C图中为定滑轮,不省力,所以F3=G;D由杠杆平衡条件可知F4(3l+l)Gl所以可见,D图中所用拉力F4最小。故选D。6如图所示,用图中装置提升重为600N的物体,不计摩擦和滑轮自重,下列说法正确的是()A两个滑轮均为定滑轮B人将绳
6、子拉过1m,物体也上升1mC使用该装置不能省力,但能改变力的方向D物体匀速上升时,人对绳子的拉力为300N【答案】D【详解】A由图知,下面的滑轮是一个动滑轮,上面的滑轮为定滑轮,故A错误;B由图知,承担重物绳子的段数,由可得,物体上升高度为故B错误;C由图知,滑轮组绳子自由端最后通过定滑轮,有两段绳子承担重物,所以使用该装置既能省力,也能改变力的方向,故C错误;D不计摩擦和滑轮、绳子的重力,人对绳子的拉力为故D正确。故选D。7如图所示是健身房的牵引装置,若绳b处固定,在a处用力拉绳,可使重物G匀速上升;若绳a处固定,在b处用力拉绳,也可使重物G匀速上升,则()ABCD【答案】C【详解】不考虑摩
7、擦、绳重、动滑轮重力,当绳b处固定不动,在a处用力拉绳时,左边是动滑轮,根据同一根绳子上的拉力相等得出由图知,当绳a处固定不动,手在b处用力拉绳时,a处的拉力和物体的重力G相等,物体G匀速上升时,中间的滑轮处于平衡状态,中间的滑轮受向上的拉力,2段绳子向下的拉力,则由二力平衡条件可得即故选C。8如图所示,用滑轮组5s内把重20N的物体匀速竖直提升1m,已知每个滑轮重4N,不计绳重与摩擦,则下列说法正确的是()A拉力F大小为14NB绳子移动距离为3mC拉力F大小为12ND绳子移动速度为0.2m/s【答案】C【详解】AC由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,不计绳重与摩擦,拉力F大小为故A错误
8、,C正确;B绳子移动距离为故B错误;D绳子移动速度为故D错误。故选C。9在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A,如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得AB两点间的距离为2H,如图乙所示。(不计摩擦与绳重),则以下物理量正确的是()A拉力F=GB拉力F=GC绳自由端移动距离为2HD绳自由端移动距离为3H【答案】D【详解】AB由图知,物体和动滑轮的总重由三段绳子承担,不计摩擦与绳重,拉力F=(G+G动)故AB错误;CD图中AB两点间的距离为2H,这并不是绳
9、子自由端移动的距离,绳子自由端移动的距离应该为原来的A点到现在A点的竖直距离;钩码升高H,则绳子自由端移动的距离为s=3H故C错误,D正确。故选D。10如图所示,体重为510N的人,用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,)则下列计算结果中正确的是A人对地面的压力为400NB绳子自由端受到的拉力大小是100NC人对地面的压力为250ND绳子自由端运动速
10、度是0.06m/s【答案】A【详解】由图知,n=2,所以拉力;所以人对地面的压力;绳子自由端运动速度;【点睛】本题中有用功应该是克服摩擦力做功,即拉力F满足二、填空题11如图所示,工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上,则他所用的拉力为 N(不计绳重、动滑轮重及摩擦)。【答案】100【详解】1由图知,使用滑轮组,承担物重的绳子股数n2;不计绳重、动滑轮重及摩擦,拉力12一名工人用如图所示的滑轮组提起41kg的重物,物体受到的重力为 N,若动滑轮重10N,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力为 N,如果绳子自由端移动的距离为9m,则重物上升 m。【答案】 410 140 3【详
11、解】物体的重力由图知,承担重物绳子的段数n=3,不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力由s=nh可得,重物上升的高度13两个滑轮用如图所示的方式组合,其中A是 滑轮,B滑轮可以改变施力的 (选填“大小”或“方向”),用力F拉动绳端时,物体向左做匀速直线运动,此时物体所受摩擦力为0.4N,不计绳、滑轮重及滑轮的摩擦,则拉力为 N。【答案】 动 方向 0.2【详解】1用力F拉动绳端时,A滑轮的位置会随物体一起向左移动,A是动滑轮。2B滑轮的位置不动,则B是定滑轮,可以改变力的方向。3由图可知,动滑轮上有2段绳子(即),不计绳和滑轮的重力以及滑轮的摩擦,则绳端的拉力14如下图所示,一滑轮重10N,提起重物
12、G=50N,当按(a)图使用时拉力F= N;当按(b)图使用时拉力F= N;当按(c)图使用时拉力F= N。 【答案】 50 30 20【详解】1a图为定滑轮,定滑轮不省力也不费力,所以拉力F为50N。2 b图为用动滑轮提升重物,动滑轮可以省一半的力,因为在提升重物的同时好要考虑滑轮自身的重力,所以拉力F为30N。3c图为用滑轮组提升重物,由图可知,动滑轮上承受重物的绳子段数为n=3根据公式可得拉力为15说出下列各图中F与G的大小关系。(忽略摩擦及滑轮重)甲图F G乙图F= G丙图F= G丁图F= G。【答案】 = 【详解】1从甲图可以看到,这是一个定滑轮,定滑轮的特点是拉力大小等于重力大小,
13、即F=G。2从乙图可以看到,这是一个动滑轮,动滑轮省一半的力,右边的拉力是F,那么左边的拉力也是F,忽略摩擦及滑轮重,那么,即。3从丙图可以看到,这是一个滑轮组,三条绳子托着动滑轮,那么提起物体的力就是物重的三分之一,即。4从丁图可以看到,右边是一个定滑轮,定滑轮的右边拉力大小等于左边的拉力,而左边是动滑轮,提起物体的力是物重的二分之一,忽略摩擦及滑轮重,所以。16如图所示,物体A重100N,在拉力F作用下物体 A以1m/s的速度匀速前进5m,拉力F为5N。不计滑轮摩擦及自重,物体A和地面间的摩擦力是 N。【答案】15【详解】不计滑轮摩擦及自重,则物体A和地面间的摩擦力f=3F=35N=15N
14、17高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线端受到的拉力大小为 。【答案】【详解】坠砣的总重力G=20mg=2025kg10N/kg=5000N钢绳对坠砣的拉力等于坠砣的重力为5000N,因每处钢绳所受的拉力相等,由图可知,动滑轮钢绳股数为2股,则输电线A端受到的拉力大小F=2G=25000N=1104N18如图所示,工人要将一块重900N的建材运到10m高处,装置中每个滑轮重100N,建材上升的速度是0.8m/s。在施工过程中,滑轮的摩擦和绳重均可忽略
15、不计,工人的拉力为 N;人拉绳运动的距离为 m。【答案】 500 20【详解】1有两股绳,拉力为2人拉绳运动的距离为s=2h=210m=20m19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在10s内匀速上升了10cm,则绳自由端移动的距离为 ,绳子自由端向上运动速度为 m/s。【答案】 30 40 0.3m 0.03【详解】1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。当绳子自由端拉力F竖直向上大小为3
16、0N时,承担物重的绳子的段数是3段,绳子对物体和滑轮的向上的力是90N,物重和滑轮重是120N,所以重物G对地面的压力为30N。2当拉力等于物重和滑轮重的三分之一时,物体恰好能匀速上升,即拉力F为40N时,恰能让重物G匀速上升。34承担物重的绳子的段数是3段,绳自由端移动的距离为重物体上升距离的3倍,则绳自由端移动的距离为因为绳子移动0.3m与重物上升10cm所用的时间相同,都是10s,所以绳子自由端向上运动速度为20如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的v-t图像如图丙所示,空吊篮重30N,绳子能承受的最大拉力为120N,忽略绳重、摩擦和空气阻力
17、,在01s内空吊篮处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,动滑轮重为 N,吊篮最多能装货物的质量为 kg。(g取10N/kg)【答案】 非平衡 20 19【详解】1由图丙得,在01s内空吊篮做匀加速直线运动,处于非平衡状态。2由图甲得,滑轮组由图丙得,在12s内,吊篮匀速上升,拉力为25N,忽略绳重、摩擦和空气阻力时则动滑轮重为3当拉力为120N时,吊篮装的货物重力最大,由得吊篮最多能装货物的重力三、作图题21用如图的滑轮组使重物升高1m时,自由端可移动3m的距离。画出该滑轮组的绕绳方式。【答案】【详解】重物升高1m时,绳子自由端可移动3m的距离,说明与动滑轮相连的绳子股数故先从动滑轮上面的钩
18、子上开始绕绳,向上经过动滑轮后再绕过动滑轮,作图如下:22工人站在地面上,利用图中所示的滑轮组,用300N向下的拉力将重为900N放在地面上的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请在图中画出滑轮组的绕绳方法。【答案】【详解】绳、滑轮的自重及摩擦不计,此滑轮组承担物重的绳子的段数为以需要3条绳子提升重物,根据奇动偶定的原则可得,应该将绳子的一端固定在动滑轮上,如下图所示四、计算题23工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组,向下拉动绳子来提升货物,已知货物重600N。不计绳重及摩擦。(1)在图中画出绳子的绕法;(2)若忽略动滑轮重,工人所用拉力多大;(3)若不可忽略动滑轮重,工人实际所用
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