滑轮滑轮组公式计算题
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滑轮组相关的计算题1、如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10 s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400 N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中:(1)绳子自由端移动的距离;(2)此滑轮组的机械效率;(3)拉力F的功率.2、用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m,已知货物重850 N,所用拉力F为300N (不计摩擦和绳重).求:(1)有用功; (2)总功;(3)额外功;(4)动滑轮的重力;(5)滑轮组的机械效率.3、用如图所示的滑轮组在10s内把重为450N的重物竖直匀速提高2m,已知滑轮组的效率为75%,不计绳重,在上述过程中克服各种摩擦阻力做功为180J.则求:(1)人作用在绳子自由端的拉力。
(2)人拉绳子所做的功。
(3)人拉绳子做功的功率。
(4)动滑轮的重力。
4、用如图所示的滑轮组,将质量为450 kg的物体A以0.2 m/s的速度沿水平方向匀速向右拉动2 m,拉力F大小为200 N,物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.1 倍,取g=10 N/kg.求:(1)物体A与地面间的滑动摩擦力;(2)拉力做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率.5、小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60kg,在F=50N的拉力作用下,货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱自重的0.2倍.(g取10N/kg)求:(1)货箱的重力是多少?(2)拉力F的功率是多少?(3)货箱运动了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑轮组的机械效率是多少?6、水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块,现用斜面将其由底端匀速拉到顶端,如图所示.已知平行于斜面的拉力为120N,物体移动的距离为2m,升高1m.求:(1)物块放在水平地面上时对地面的压强;(2)斜面的机械效率;(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小7、小华和妈妈去超市购物,她们将17 kg物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示.已知小推车重130 N,所受阻力是总重的0.15倍.(g 取10 N/kg)(1)10~20 s内水平推力做了多少功?(2)10~20 s内水平推力的功率多大?8、在测“滑轮组机械效率”的实验中,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。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.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.【答案】D【解析】【分析】【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=13 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=14 G。
由此可知动力最小的是D。
故选D。
2.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),其中甲装罝为____________滑轮,它的优点是可以____________,若相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,则拉力F1、F2做功时的功率P1___________P2,重物被竖直提升的高度h甲___________h乙(最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”).【答案】定可以改变用力的方向等于等于【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知,甲是定滑轮;[2]甲装置中物体向上运动,拉力的方向是向下,所以甲滑轮可以改变用力方向;[3]相同时间内,拉力F1、F2做相同的功,根据P=Wt可知,拉力F1、F2做功时的功率P1等于P2;[4] 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物(不计滑轮重力及摩擦),它们都是克服物体的重力做功,即W=Gh,因为拉力F1、F2做的功相同,所以重物被竖直提升的高度相同, h甲等于h乙.3.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。
当用力F2匀速提升物体B 时,以滑轮的轴为参照物,物体B是______ 的(选填“静上”或“运动”),此时力F2大小为_______牛。
若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是_______,当绳子自由端上升1米时,力F2所做的功为________焦。
滑轮组的机械效率应用题1.用一个由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物,重物重200N,拉力为120N,绳子自由端移动了4m,重物被提升了2m。
求这个滑轮组的机械效率。
答案:有用功W有=Gh=200N×2m=400J;总功W总=Fs=120N×4m=480J;机械效率η=W 有/W总×100%=400J/480J×100%≈83.3%解析:首先根据重物上升的高度和重力求出有用功,拉力和绳子自由端移动的距离求出总功,然后用有用功除以总功得到机械效率。
2.某滑轮组将重300N的物体匀速提升3m,拉力为150N,求此滑轮组的机械效率。
答案:有用功W有=Gh=300N×3m=900J;总功W总=Fs=150N×6m=900J;机械效率η=W 有/W总×100%=900J/900J×100%=100%解析:先求出有用功,根据滑轮组的特点求出绳子自由端移动的距离从而得到总功,再计算机械效率。
3.一个滑轮组,用100N的力将400N的重物提升2m,拉力移动了8m,求滑轮组的机械效率。
答案:有用功W有=Gh=400N×2m=800J;总功W总=Fs=100N×8m=800J;机械效率η=W 有/W总×100%=800J/800J×100%=100%解析:按照有用功和总功的计算方法分别求出,然后计算机械效率。
4.用滑轮组提起重500N的物体,绳子自由端拉力为200N,物体被提升了4m,绳子自由端移动了10m,求滑轮组的机械效率。
答案:有用功W有=Gh=500N×4m=2000J;总功W总=Fs=200N×10m=2000J;机械效率η=W有/W总×100%=2000J/2000J×100%=100%解析:通过重力和提升高度求有用功,拉力和移动距离求总功,进而得出机械效率。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.小明用如图的滑轮组提升重为100N 的物体,使其在5s 内匀速上升2m ,动滑轮的重为10N ,不计绳重及摩擦,下列计算正确的是( )A .拉力F 为50NB .绳子自由端移动的距离为6mC .此时滑轮组的机械效率为90.9%D .拉力的功率为40W 【答案】C 【解析】 【详解】A .由图知,通过动滑轮的绳子段数n =2,不计绳重及摩擦,则拉力:物动1()(100N 10N )=55N 2F G G =+=⨯+ ,选项不符合题意; B .绳端移动的距离:2224s h m m ==⨯= ,选项不符合题意; C .所做的有用功:有物100N 2m=200J W G h ==⨯ ,拉力做的总功:总55N 4m=220J W Fs ==⨯,滑轮组的机械效率:有用总200J100%=100%90.9%220JW W η=⨯⨯≈ , 选项符合题意;D .由C 可知,拉力做的功:W 总=220J ,拉力的功率:220J=44W 5sW P t == , 选项不符合题意。
故选C。
2.用一个动滑轮提起重100N的物体(绳重与摩擦不计),所用拉力60N。
若用此动滑轮将重200N的物体以0.2m/s速度匀速上升时,拉力功率为_____W。
较前一次提升物体,该滑轮的机械效率_____(选填“变大”、“不变”或“变小”)【答案】44 变大【解析】【详解】[1]根据题意可知,物体以0.2m/s速度匀速上升,对于动滑轮,绳子移动的速度v=2⨯0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计,则拉力F=12(G物+G动)即60N=12(100N+G动)解得G动=20N,用此动滑轮将重200N的物体时,拉力F′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P=F′v=110N⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W。
[2]较前一次提升物体,物体的质量增加,重力增大,有用功增大,而摩擦不计、动滑轮重不变,额外功不变,这样有用功在总功中所占的比例增大,滑轮组的机械效率将增大。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.一名质量为55kg 、双脚与地面接触面积为0.04m 2的学生站在水平地面上,要用滑轮组在20s 内将600N 的重物匀速提升1m 。
(g =10N/kg )求:(1)他站在地面上时对地面的压强多大? (2)画出滑轮组的绕线方式。
(3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率多大?【答案】(1)13750Pa ;(2);(3)40W【解析】 【分析】 【详解】(1)站在地面上时,对地面的压力大小等于自身重力,则对地面的压强为255kg 10N/kg13750Pa 0.04mG mg p S S ⨯====人 (2)因为重物运动方向向上,人在地面上通过上方定滑轮改变力的方向,拉力方向向下,2股绳子与动滑轮接触以省力,故滑轮组的绕线方式如图所示:。
(3)有用功为克服重物重力势能做的功,为W G h =有物拉力做的总功为拉力的功率与所用时间的乘积,为W Pt =总滑轮组的机械效率为100%η⨯有总W =W 可知W G hW Pt ηη===有物总则600N 1m40W 20s 0.75G h P t η⨯===⨯物 答:(1)他站在地面上时对地面的压强是13750Pa ; (2)滑轮组的绕线方式见解析; (3)拉力的功率是40W 。
2.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别匀速将两个相同的钩码在相同时间内提升相同高度,若不计绳子与滑轮的摩檫,__________装置更省力(选填“甲”或“乙”)。
甲装置的机械效率__________乙装置的机械效率(选填“高于”、“低于”或“等于”)。
甲图中若钩码总重100N ,动滑轮重为20N ,不计摩擦及绳重,若工人将绳子匀速向上拉6m ,则泥桶上升的高度为__________m ,滑轮组的机械效率为__________。
【答案】甲 等于 2 83. 3% 【解析】 【详解】[1]不计摩擦,拉力F =1n(G 物+G 轮),n 甲=3,n 乙=2,绳子受的拉力: F 甲=13(G 物+G 轮), F 乙=12(G 物+G 轮), ∴F 甲<F 乙,甲更省力;[2]动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W 额=G 轮h ,W 有用=G 物h ,故利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,据η=W W 有用总可知,滑轮组的机械效率相同,即:η甲=η乙;[3]如甲图,泥桶由3股绳子承担,则n =3,s =3h ,s =6m ,泥桶上升的高度为:h =13s=13⨯6m=2m ; [4]不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率为:η=W W 有用总=W W W +有用有用额=Gh Gh G h +动=G G G +动=100N100N 20N⨯+100%≈83.3%。
1.如图所示,小明同学用动滑轮提升900N的木箱,木箱以0.5m/s的速度匀速上升2m,所用拉力F的大小为500N(不计绳重和摩擦).(1)拉力F做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少?2.滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑工人自制的滑轮组.某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N.求:(1)该重物受到的重力;(2)工人通过滑轮组所做的有用功;(3)工人做的总功;(4)滑轮组的机械效率.3.如图所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。
当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。
不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0×103Kg/m3,g取10N/Kg。
试求:(1)动滑轮有多重?(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大?(3)水桶被提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大?4.如图所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。
已知被提升的建筑材料的质量为280kg,拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,拉力F的功率为2kW。
不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。
求:(1)拉力F对所提升的建筑材料做的功是多少?(2)罐笼A的重力是多少?(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少?5.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg.(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大?(3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?6.打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械。
图甲是落锤式打桩机实物图。
桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩。
初中物理杠杆、滑轮组、压强、浮力综合计算题(含答案)1、这是一道起重机的综合计算题。
题目要求计算货箱在不同高度时的压强、起重机做功的大小以及为了使起重机不倾倒所需的铁块质量。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、滑轮组原理、压强和浮力等知识。
2、这是一道关于滑轮组机械效率的计算题。
题目要求计算小明的体重和滑轮组的机械效率,以及在改变滑轮组绕绳方法后所需的力。
在计算过程中,需要运用物理学中的滑轮组原理、机械效率公式和压力平衡原理等知识。
3、这是一道关于杠杆平衡和浮力的综合计算题。
题目要求计算力的大小、合金块的密度以及合金块在水中沉底后的压强。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、浮力原理、压力平衡原理和密度公式等知识。
4、这是一道关于电动机功率和机械效率的计算题。
题目要求计算滑轮组的机械效率、电动机拉动钢丝绳的功率以及横梁上提起重物时支持力增加的大小。
在计算过程中,需要运用物理学中的机械效率公式、动能定理和力的平衡原理等知识。
5、图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
起重机通过卷扬机C和钢丝绳将重物提升出水。
被打捞的重物体积为0.5m³。
在打捞前起重机对地面的压强为p1=2.0×10⁷Pa,在物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2=2.375×10⁷Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强为p3=2.5×10⁷Pa。
假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24.重物出水后上升的速度为v=0.45m/s。
求:(1)被打捞物体的重力;(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
256、某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件的质量为100kg,工人的质量为70kg。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60%。
(滑轮组经典习题30道答案与评分标准一、选择题(共18小题)1、(2009•包头)如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F为6N(不计绳重和绳与滑轮间的磨擦),下列计算结果正确的是()A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%考点:滑轮组及其工作特点;功的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。
专题:计算题;比较思想。
分析:1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,工作特点是:可以达到既省力又改变力的作用方向.动滑轮由几段绳子承担,绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍.(2)结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率,然后和所提供的计算结果比较,得出正确的判断.解答:解:A、∵用滑轮组提升物体,对物体做的功是有用功.∴所做的有用功W用=Gh=10N×0.1m=1J.∴该选项中,所做的有用功为1J,计算结果正确.B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时,该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担,绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一,则:动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N.∴动滑轮自重0.2N,计算结果不正确.C、∵用滑轮组提升物体,拉力F做的功是总功,则拉力F做功的功率.∴拉力F做功的功率为0.3W,计算结果不正确.总D、∵该滑轮组的机械效率η=物.∴该滑轮组的机械效率为83.3%,计算结果正确.本题计算结果正确的有两个:A和D.故选A、D.点评:本题考查滑轮组的工作特点,利用公式逐个计算,然后和选项比较,计算过程注意格式,过程和结果都有单位.2、如图所示,斜面长为3cm,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()求出机械效率;最后根据A 、有用功是 400J ,总功是 840JB 、有用功是 840J ,额外功是 400JC 、总功是 12O0J ,机械效率是 7O%D 、有用功是 400J ,机械效率是 7O% 考点:功的计算;有用功和额外功;斜面的机械效率。
11.2 滑轮(组)计算专项一、计算题1.如图所示,用一动滑轮拉物体A以0.6m/s的速度在水平面上匀速运动,物体A重为20N,受到摩擦力是物重的0.2倍,若忽略绳子与滑轮间的摩擦。
求:(1)拉力F的大小;(2)在2s内绳的自由端移动的距离。
2.如图所示,建筑工人用动滑轮提升重为200N的泥桶,动滑轮重20 N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若工人在4s内将绳子匀速向上拉4 m,求:(1)泥桶上升的速度;(2)手拉绳子的力(要求画出受力分析示意图)。
3.如图1所示,用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动,不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重,拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t 图像如图2所示,已知F甲的大小为4牛,求:(1)按甲方式拉动时,物体的速度;(2)若物体运动3秒,F甲所做的功;(3)若物体移动了3.6米,F乙的功率。
4.工人用如图所示的滑轮装置,将物体匀速竖直向上提起,不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重,工人作用在绳子上的力为100牛,求:(1(物体的质量;(2(若工人拉动绳子做功100焦,则求绳子自由端上升的距离。
5.用如图所示的动滑轮竖直向上提升物体,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦:(1)若不考虑滑轮重,当所提重物为300 N时,利用杠杆平衡条件,求拉力F的大小;(2)若滑轮的重不能忽略,求当所提物体重G=100 N、滑轮重G0=50 N时的机械效率。
6.用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示,不计滑轮和绳的摩擦,货物重100牛,被以0.1米/秒匀速提升0.3米,求:(1)拉力F的大小;(2)绳子自由端移动的距离。
7.用如图所示的滑轮组提升重为G=30N的重物,当重物以0.3m/s的速度匀速上升10s时,拉力F是24N。
求:(1)人站在地面上将重物拉起,请画出滑轮组最省力的绕线方法;(2)有用功;(3)总功;(4)滑轮组的机械效率η。
8.如图所示,小汽车用F=1000N的拉力通过滑轮组从竖直矿井中提升重为2700N的矿石,矿石以2 m/s的速度匀速上升8 m。
2021年中考物理计算专题突破专题3 杠杆、滑轮组类计算1.为深入探究平衡木的平衡,小萍设计了如图所示的装置。
轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动,且AB=3m,OA=1m。
在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M,重力为400N,边长为20cm。
当重为500N的小萍静止站立在OB之间某处时,杠杆处于水平平衡状态。
求:(1)正方体M的密度;(2)如图所示,小萍站立在距离B端1.5m处时,正方体M对水平地面的压强。
2.美丽乡村建设中,工人用起吊装置提升建筑材料,如图,若电动机输出功率900W,某次把质量为100kg 的材料匀速提上楼,用时20s,材料上升速度为0.75m/s,电动机输出功率恒定不变,不计绳重和摩擦,求此过程中:(g=10N/kg)(1)材料上升的高度是多少?(2)电动机对绳子的拉力多大?(3)该装置的机械效率多大?(留一位小数)3.如图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图,卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v 的关系如图乙所示。
当使用这个装置提升重为850N的物体A时,卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s,不计绳重及摩擦,卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
(1)求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力F A;(2)求动滑轮受到的重力G动;(3)若用该装置提升另一物体B时,卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s,求此时滑轮组的机械效率η。
(计算结果保留数)4.如图所示重120N的物体沿着长2m、高0.5m的斜面从顶端匀速下滑到底端,物体受到斜面对它的摩擦力为30N,求:(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功;(2)若用沿斜面向上的拉力F将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端,拉力F所做的功;(3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率。
5.使用如图所示的机械装置,某人从井里提升78kg 的重物,在10s内沿水平地面向右匀速行走了8m,该人拉绳子的力是400N(绳重与摩擦忽略不计,g=10N/kg)。
滑轮组计算题专题练习1.如图所示;一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m2的人站在水平地面上;他用500N的拉力;在20s内将800N的重物匀速提升1m.求:1拉重物前;人对地面的压强;2拉力做功的功率;3滑轮组的机械效率.2.一个边长为lm;重为2000N的正方体箱子静止在水平;地面上.如图所示;某人利用滑轮组以0.2m/s的速度;匀速把箱子提高了4m.则:1箱子放在水平地面上静止时;它对地面的压强为多大2提起箱子的过程中;绳子自由端向下拉动的速度大小为多少3滑轮组的机械效率为80%;作用在绳子自由端的拉力F的功率为多少3.造福于资阳人民的“毗河引水”工程正在如火如荼的进行建设;如图所示为乐至县境内某引水渡槽建设工地用升降机从地面提升渡槽组件的示意图.若渡槽设计高度为h=10m.每一段组件质量为m=2×103kg;升降机最大功率为P=40k W;每根钢丝绳上能承受的最大拉力是F0=4×104N;不计滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力;取g=10N/kg;求:1该升降机一次最多能匀速提升多少段渡槽组件.2某次提升中;升降机最大功率在t=20s内将3段渡槽组件从地面匀速提升值设计高度;求钢丝绳拉力的功率P1和升降机的机械效率η.4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M;已知被提升的物体M质量为76kg;M的体积为3×10-3m3;在M物体未露出水面的过程中;绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度;此过程中;拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示;不计绳重和摩擦力大小.求:g=10N/kg1求物体M的重力2求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力3求滑轮组提升重物的机械效率5.如图所示;是起重机吊臂上滑轮组的示意图.用该滑轮组将一些规格相同的石板均速提升到2m高的平台上;若每块石板的重力均为1.2×104N.当滑轮组一次提升一块石板时;钢丝绳的拉力F的功率为3000W;此时滑轮组的机械效率为80%;不计摩擦和钢丝绳的重力;求:1在此过程中;石板匀速上升时的速度是多少2若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上;则此时钢丝绳的拉力F是多少6.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼;每次运送量不定;滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙;滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计;g取10N/kg.1若某次运送建材的质量为50kg;则建材的重力是多少2若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m;作用在钢绳上的拉力为200N;求拉力的功率;3当滑轮组的机械效率为60%时;运动建材的重力是多大7.如图所示;利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体.已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍;物体被匀速拉动的距离为1m.当物体质量为2kg时;滑轮组的机械效率为50%;不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力.求:1物体质量为2kg时;在水平面上受到的滑动摩擦力;2动滑轮的重力;3物体质量为10kg;以0.1m/s的速度匀速运动时;拉力F的功率.8.如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图;在卷扬机对绳子的拉力作用下;使重800N的建筑材料A在50s的时间里;匀速竖直上升了10m.在这个过程中;动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有;卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W.绳重可忽略不计.求:1有用功W有;2动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η.9.用滑轮组与电动机结合使用可节省人力;提高工作效率.如图所示;是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图;已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变;箱子质量300kg、体积0.1m3;每个滑轮重200N;水深6m;水面离地面4m;将箱子从水底提到地面时;用时间24s不计绳重、摩擦和水的阻力;取g=10N/kg.求:1箱子在水底时下表面受到水的压强.2电动机把箱子提升到地面做的总功.3整个打捞过程中;滑轮组机械效率的最大值.4整个打捞过程中;箱子上升的最大速度.10.用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中;所用拉力F=50N;不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦.1求上述过程中的有用功W有用;2求上述过程中的总功W总;3求滑轮组的机械效率η.11.某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究如图所示.该装置主要由水箱、浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成;AC为连接硬杆与盖板的细绳.随着水位的上升;盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加;当浮球B刚好浸没到水中时;硬杆OB处于水平状态;盖板C恰好被打开;水箱中的水通过排水管排出.经测量浮球B的体积为1×10-3m3;盖板的横截面积为6×10-3m2;O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍.不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度.求:g=10N/kg 1水箱内所能注入水的最大深度;2在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力;如果考虑它们的重力;你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作写出一种措施即可。
1、一个滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成,最省力的绕线方式下,若每个动滑轮的重力为G,物体重力为4G,不计摩擦和绳重,则当物体匀速上升时,每个动滑轮对绳子的拉力为:A. GB. 2GC. 3GD. 4G(答案:B)2、有一个由3个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组,物体挂在动滑轮上,每个动滑轮重10N,物体重100N,在竖直向上的拉力作用下,物体匀速上升,若不计绳重及摩擦,则拉力大小为:A. 25NB. 30NC. 40ND. 50N(答案:C,假设从动滑轮开始绕线,则拉力为(100+10*2)/4=30N;若从定滑轮开始绕线,则拉力会更大,但选项中无此值,故按最省力情况考虑)3、一个滑轮组由2个动滑轮和2个定滑轮组成,物体挂在动滑轮下方,物体和动滑轮总重300N,不计绳重及摩擦,要使物体匀速上升,且拉力为物重的1/3,则滑轮组中绳子的段数为:A. 2B. 3C. 4D. 6(答案:B,300N/3=100N,说明有三段绳子承担总重)4、有一个滑轮组,由2个动滑轮和3个定滑轮组成,当用该滑轮组提升一个重为G的物体时,若每个动滑轮的重力均为G/4,且不计绳重和摩擦,则拉力F至少为:A. G/2B. G/3C. G/4D. G/5(答案:B,考虑最省力的绕线方式,拉力F=(G+G/4*2)/3=G/3)5、一个由2个动滑轮和2个定滑轮组成的滑轮组,在竖直向上的拉力作用下,将重为400N 的物体匀速提升2m,若每个动滑轮重20N,不计绳重和摩擦,拉力做的功为:A. 800JB. 840JC. 880JD. 960J(答案:C,(400+20*2)*2=880J)6、一个滑轮组由2个动滑轮和3个定滑轮组成,用它来提升一个重为600N的物体,若每个动滑轮的重力为60N,不计绳重和摩擦,当物体匀速上升时,拉力F的大小可能为:A. 120NB. 200NC. 300ND. 600N(答案:B,考虑最省力的绕线方式,拉力F=(600+60*2)/4=200N,为最小值,实际拉力可能大于此值但小于600N,选项中只有B符合)7、有一个滑轮组,由1个动滑轮和2个定滑轮组成,动滑轮重10N,物体重100N,在拉力作用下,物体匀速上升,若不计绳重及摩擦,且拉力为物重的1/5,则滑轮组中绳子的段数为:A. 2B. 3C. 4D. 5(答案:D,(100+10)/5=22N,说明有五段绳子承担总重)8、一个由3个动滑轮和3个定滑轮组成的滑轮组,用它来提升一个重物,若每个动滑轮的重力均为G/10,不计绳重和摩擦,当重物匀速上升时,拉力F与物重G的关系为:A. F = G/2B. F = G/3C. F = G/4D. F = G/10(答案:B,考虑最省力的绕线方式,且每个动滑轮重力为G/10,则拉力F=(G+G/10*3)/6=G/3,为最小值,实际可能因绕线方式不同而有所变化,但按最省力情况考虑)。
姓名:_______________班级:_______________考号:_______________一、选择题1、物体做匀速直线运动,拉力F=60牛,则物体受到的摩擦力是 :A .60牛;B .120牛;C .20牛;D .180牛.2、如图所示,用滑轮组拉着重物沿竖直方向做匀速直线运动。
已知拉力F 是300N ,滑轮重与绳子摩擦不计,求:①重物的重力;②重物移动1m ,绳子移动多少?3、如图7所示,通过滑轮组用200N 的拉力在20s 内将重为480N 的物体匀速提高2m ,(不计绳重和摩擦),求:(1)动滑轮重;(2)绳自由端的移动速度为多大?(3)若重物再增加150N ,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?4、已知重500 N 的人站在2500 N 重的小船上,如图所示,当他用50N 的拉力拉绳时,船做匀速直线运动,则船所受阻力多大?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端通过滑轮组连接在电杆C 上,(1)配重D 是n 个混凝土圆盘(图中只画出3个),每个盘的质量是m .按图示的配置,钢缆在B 端所受的拉力大约是多少? (2)如果只考虑B 端的牢固性,本来可以把它直接固定在电杆C 上,也可以用一个很硬的大弹簧连接B 和C ,实际上却用滑轮组来连接,这样做的优点是什么?6、定滑轮在使用时相当于一个杠杆。
如图8所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F ,钩码重力为G 。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O ,画出拉力F 、钩码重力G 及它们的力臂(保留作图痕迹);(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F =G7、边长为10cm 的正方体物块重90N ,放在水平桌面上如图10甲所示;若用图10乙所示滑轮组提升,每个滑轮重30N ,求:(1)如图10甲所示,物块对水平桌面的压强为多大(2)在乙图中画出滑轮组最省力的绕线方法(3)用最省力绕线提升物体时,拉力的大小?此时滑轮组的机械效率?(不考虑滑轮组的摩擦和绳重)参考答案一、选择题1、D二、计算题2、G=NF=3 x 300N=900N, S=nh=3x1m=3m3、(1)120N (2)0.3m/s (3)250N4、150N5、(1)F=3nmg,因为动滑轮右侧的l条钢缆与它左侧的3条钢缆承受相同的力,而左侧每条钢缆受的力是nm g.(2)机车运行中,拾电器会把输电线向上托起.如果使用两端固定的钢缆,悬线会因此松驰,输电线将左右摇摆,有可能脱离拾电器造成断电事故.使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态.如果用弹簧代替滑轮组,情况好于两端固定的钢缆,但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化,而且不易确定钢缆的最佳长度.6、(1)(3分)(如右图)。
滑轮组经典习题30道答案与评分标准一、选择题(共18小题)(2009•包头)如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m,1、所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F为6N(不计绳重和绳与滑轮间的磨擦),下列计算结果正确的是()A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重0.2NC、拉力F做功的功率为0.3WD、该滑轮组的机械效率为83.3%考点:滑轮组及其工作特点;功的计算;有用功和额外功;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。
专题:计算题;比较思想。
分析:(1)由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,工作特点是:可以达到既省力又改变力的作用方向.动滑轮由几段绳子承担,绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍.(2)结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率,然后和所提供的计算结果比较,得出正确的判断.解答:解:A、∵用滑轮组提升物体,对物体做的功是有用功.∴所做的有用功W用10N×0.11J.∴该选项中,所做的有用功为1J,计算结果正确.B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时,该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担,绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一,则:动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣102N.∴动滑轮自重0.2N,计算结果不正确.C、∵用滑轮组提升物体,拉力F做的功是总功,则拉力F做功.的功率总∴拉力F做功的功率为0.3W,计算结果不正确.D、∵该滑轮组的机械效率η=物.∴该滑轮组的机械效率为83.3%,计算结果正确.本题计算结果正确的有两个:A和D.故选A、D.点评:本题考查滑轮组的工作特点,利用公式逐个计算,然后和选项比较,计算过程注意格式,过程和结果都有单位.2、如图所示,斜面长为3,高为,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840JB、有用功是840J,额外功是400JC、总功是12O0J,机械效率是7D、有用功是400J,机械效率是7考点:功的计算;有用功和额外功;斜面的机械效率。
滑轮的计算题基础内容
1.货物上升的速度的公式
n
v
v绳
即货物上升的速度为绳子速度的n分之一,n是指绕过动滑轮的绳子根数。
2.关于滑轮组的一些公式(并告诉我字母是代表什么)
n
GGF物动拉
n是指绕过动滑轮的绳子根数
拉物拉物拉物总
有
nFGnhFhGsFhGWW
n是指绕过动滑轮的绳子根数
FvP
即拉力的功率等于拉力大小与绳子移动速度的乘积。
3.kg和N之间的进率是多少
即:kgNkgNg/10/8.9 意思是1kg的物体受到地球的引力为9.8N,粗略计算时为
10N。
另附:
1.关于“设计滑轮组”的典型例题
例一条绳子最多能承受1000N的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300牛的
重物,画出滑轮组安装示意图.(动滑轮重及摩擦不计)
分析与解答:在处理这类问题时,首先要计算出承担物重的绳子
段数 ,即 .注意 取整数,若计算出 是小数,都采用“入”
的办法.例如:本题中的 ,则 应取4,不能按四舍五入去处
理.然后,根据 的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个
数及绕线方法.如果不要求改变用力方向,则只需要用一个定滑轮,
绕线如图13-3-3(甲);如果要改变用力方向,则需要两个定滑轮,
绕线如图13-3-3乙).
2.关于“用滑轮组水平地拉汽车”的典型例题
例 用图13-3-4中所示的滑轮阻,将陷在泥地中的汽车拉出.若拉力F为900N,当匀
速拉绳前进3m时,汽车受到泥地的阻力是多大汽车前进了多少m(不计机械自身摩擦)
已知: 求:
分析:滑轮组水平放置与竖直放置时有所不同,主要体现在阻力的表现形式,滑轮组竖直
放置时,阻力表现为物体与动滑轮总重;而水平放置时,阻力体现为地面对物体的摩擦.动力
与阻力的关系可写成: ,绳端移动距离 和物体移动距离 的关系是: .
解:由公式 变形得 ,
据图13-3-4可知
由公式 变形可得
答:汽车受到泥地的阻力是2700N,汽车前进了1m.
3.关于“根据滑轮组的绕线计算拉力”的典型例题
例 如右图所示表示三种不同的滑轮组,用它们提起重为G的相同重物,在A端所用的
拉力分别为 ,不计滑轮本身的重和摩擦.
分析:判断使用滑轮组时所用的力F的大小,关键是看几段绳子通过滑轮组拉着物体,
即有几段绳子承担物体的重,不能根据动滑轮的个数来判断省力的大小,也不能根据滑轮的
总数来判断省力的大小.①在图A中,有三段绳子拉着物体, ,②在图B中,有
四段绳子拉着物体 ,③在图C中,有五段绳子拉着物体,
答案: , ,
4.关于“在滑轮组中求物体运动速度”的典型例题
例如图所示,不计滑轮重力及摩擦,当绳子在恒力F的作用下以2 / 的速度匀速
向下运动时,重物G的速度为().
A.l / B.2 /
C.4 / D.8 /
分析:由于绳的自由端,动滑轮及重物C同时运动,因此求速度的问题就转化为求解各
物体的移动距离的问题.
从图中可知,滑轮A是定滑轮,在相等时间内,绳的自由端移动的距离与滑轮B的转轴
移动的距离相等,即 、滑轮B为动滑轮,在相等时间内,绳自由端移动的距离是
滑轮的轴移动的二倍.即 ,由此可知 ,即物体移动的速度是恒
力F的作用点移动的速度的2倍,物体速度为4 / .
答案:C
5.关于“滑轮组的计算题”的典型例题
例 如图所示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力
N,重物与地面间的摩擦力 为多大?将重物移动的距离为 米,绳端A移动
的距离为多少?不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦?
分析:由图中可见对于滑轮组,右测为定滑轮,左侧直接拉物体的是动滑轮,与此动滑
轮连接的绳子段数有三段,每段绳子的拉力是F,所以动滑轮拉物体力 .对被拉物
体再进行受力分析可知,重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力,又由于
重物沿水平面匀速运动,因此摩擦力与拉力大小相等.所以,滑轮对重物的作用力大小等于
重物所受地面对它的摩擦力. 将重物技动1 ,与动滑轮连接的三段绳子的
端点都应当移动1 ,所以绳端A移动的距离应为3 .
解题:已知: ,
求: 和
解:动滑轮拉物体的力 ,由二力平衡条件可知:
N
答案 : N、
6.关于“滑轮与杠杆相结合”的典型例题
例 如图所示 ,重物 N,要使装置平衡,需要多大的拉力?
分析:这个装置是由滑轮和杠杆构成的机械组合,这里关键是确定滑轮是定滑轮还是动
滑轮,在这图中可以看到杠杆A端所受拉力通过滑轮是由两段绳子所承担的,因此该滑轮应
是动滑轮,然后根据杠杆的平衡条件可求出.
解题:已知: , 牛顿
求:F
解:根据: 有
∴
由于动滑轮省一半力.
答:为使装置平衡需要50N的拉力.
7 综合练习
1、一人用如图18所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120
牛,不计绳重和摩擦.求:
(1)滑轮组的机械效率.
(2)如果人的体重为600牛,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛?
2、有一斜面长L=8米,高h=2米,把质量m=200千克的物体沿斜面拉到顶端。若受到阻力是
物重的0.1倍,求斜面的机械效率。
3.用如图所示的滑轮组提升G1=600N的重物,在重物匀速上升2m的过程中,拉力F1所做的
功是1500J。忽略摩擦和绳重。求:
⑴滑轮组做的有用功W有用;
⑵滑轮组的机械效率h;
⑶若用此滑轮组提升G2=1200N的重物,使G2以0.5m/s的速度匀速升高时,所用拉力F
2
的功率。
4. 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。
5.工人利用滑轮组按照如图所示的方式提升货箱。工人的体重为G人=800N。提升第一个货箱
时,工人用F0=500N的竖直向下的力拉绳时,没有提起货箱。工人用F1=600N的竖直向下的
力拉绳时,货箱恰能以0.2m/s的速度匀速上升。此时工人提升货箱的效率为62.5%。第二个货
箱比第一个货箱重500N,工人仍能提起第二个货箱以0.1m/s的速度匀速上升。求:
⑴第一个货箱未被拉动时,水平地面对货箱的支持力;
⑵工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小。
6.如图11-86所示,一个工人用滑轮组提起1200 N的货物,所用的拉力是500N,绳的自由端在5 s内被
拉下3m。求拉力的功率和机械效率.
7.在某工地上,工人师傅用滑轮组起吊重为600N的物体,他站在地面上用200N、的力往下拉绳,使物
体匀速上升3m,滑轮组工作时的效率为75%.(1)求滑轮组提升重物所做的有用功和该工人的拉力所做的
总功;(2)求该滑轮组中吊起动滑轮的绳子股数n,并画出这个滑轮组的示意图.
8.如图17所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体,10S内绳子的自由端拉下16m,已知做的额外功是
800J,若绳重和摩擦不计,试求:(1)绳自由端拉力的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)动滑轮的总重;(4)
若用此装置匀速提起1200N的重物,则拉力为多少N
A甲做的功多,甲的功率大 B甲做的功多,乙的功率大
C乙做的功多,乙的功率大 D甲乙做的功一样多,乙的功率大
9. 用钢丝绳系上一个重500N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是 N,
当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是 N,当钢丝绳拉着物体以2m/s速度下降时,
绳对物体的拉力是 N。
10 .潜水员潜入湖面下20米深处时,受到湖水的压强是 Pa;潜水员身体表面每平方米面积所受
湖水压力是 N。(g取10N/kg)
11.如图所示,一个工人用滑轮组提起1200 N的货物,所用的拉力是500N,绳的自由端在5 s内被拉下
3m。求拉力的功率和机械效率.
12、用功率30kW的电动机带动水泵抽水,供给高出水面30m的水箱,已知水箱的容积为
60m3,抽水机装置的机械效率是60%,求:
(1)水箱装满水后,水箱内水的质量。
(2)把水箱装满水所需要的时间。