中考物理重难点突破精讲功与滑轮组
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功与滑轮组经典精讲重难点突破。
一、定滑轮定义:中间的轴固定不动的滑轮。
实质:等臂杠杆。
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)。
二、动滑轮定义:和重物一起移动的滑轮。
实质:动力臂为阻力臂2倍,省力杠杆。
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F=12(G物+G动)。
则拉力F=12(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=2倍的重物移动的距离s G(或速度v G)。
三、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组判断滑轮组的用力情况——隔离法:“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”。
四、机械效率 100%W W η=⨯有用总金题精讲题一:如图所示,在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
题二:用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
实验数据如下表。
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为_____________。
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将_____________;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将_____________。
(选填“增大”“减小”或“不变”) (3)分析表中数据可知,F ≠+2G G 动,可能的原因是:_____________。
题三:肥胖可能会引发许多慢性疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由若干金属块(每块质量为10 kg )组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
(杆重、绳重、摩擦均不计,g 取10 N/kg )(1)拉力器上的滑轮均属于__________(选填“定”或“动”)滑轮。
滑轮组绳子的绕线方法一、作图题1.请在图中画出滑轮最省力的绕法.2.要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。
3.用图所示的滑轮组成滑轮组提升重物,在图中画出最省力的滑轮组的绕线.4.要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法.5.如图所示,请画出最省力的绕线方法,并作出重物所受重力的示意图。
6.如图所示,用滑轮组提升重物,请在图中画出最省力的绕线方法。
7.如图,小明站在地面上能用较小的力通过滑轮组将重物提起来,请画出滑轮组的绕线。
8.如图所示,用滑轮组将汽车拉出泥潭,画出用力最小的绳线绕法;9.按要求作图。
(1)如图甲所示,请画出悬挂的小球受到重力G的示意图.甲(2)如图乙所示,是使用羊角锤拔钉子的情形,请作出动力F的力臂l.乙(3)如图丙所示,请画出用滑轮组提升重物时最省力的绕线方法.丙10.请你用划线代替绳子组装如图所示的滑轮组,要求最省力。
11.一位同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10 m高的楼上,请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法.12.请你设计一个滑轮组,并画出组装图,具体要求如下:⑴穿绕滑轮的绳子最大承受力是800N,需要挂重物的重力是3300 N(滑轮重及摩擦、绳重不计);⑵所用滑轮的个数最少。
13.建筑工地上,工人师傅将图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它站在地面上向下拉绳提升重物。
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;(2)利用此滑轮组,工人用500N的力将1200N的重物匀速提升4m,求滑轮组的机械效率。
14.如图,站在地面上的人用滑轮组提升重物,作出既省力又可以改变力的方向的绕线方式。
15.如图画出滑轮组用最小力拖出陷入泥坑里的汽车的绕线方法.16.如图所示,在A处或B处的虚线框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力添加滑轮并完成滑轮组绕法.17.站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。
请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
重难点突破:竖直方向的滑轮组1.用如图所示的滑轮组提起重为900N的物体A,使物体在1min内上升了4m,所用的拉力为400N(不计绳重以及绳和轮之间摩擦),求:(1)拉力F克服物体的重力所做的功;(2)拉力F做的功;(3)拉力F做功的功率;(4)该滑轮组的机械效率。
2.小伟用如图所示滑轮组提升480N的重物G,绳子自由端的拉力F为200N.重物在10s内匀速上升了3m.(不计绳重和摩擦)求:(1)小伟做的有用功;(2)小伟做的总功;(3)小伟做功的功率;(4)该滑轮组的机械效率。
3.用如图所示的滑轮组将重为600N的物体在10s内匀速提升了3m,已知拉力F为250N,不计绳重和摩擦,求:(1)此过程人做的有用功(2)拉力做功的功率(3)滑轮组的机械效率4.工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体匀速提起2m,所用拉力为800N,时间为50s,不计摩擦和绳重,求:(1)滑轮组的机械效率。
(2)拉力做功的功率。
5.如图所示,用滑轮组提升重物时,重240N的物体在10s内匀速上升了2m。
已知拉绳子的力F为100N。
不计绳重与摩擦。
求:(1)提升重物过程中的有用功。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
6.如图是一种塔式起重机上的滑轮组,利用它吊起600Kg的重物,g取10N/Kg,机械效率为80%,求:(1)在重物升高5m的过程中,所做的有用功是多少?(2)所用的拉力是多少?(3)若做功所用时间为5s,求拉力做功的功率。
7.如图所示的简易滑轮组,某建筑工地工人用500N的拉力用时80s将重800N的砖块运到离地4m高的砌墙处,已知每个滑轮重100N.求:(1)该工人做的有用功是多少?(2)工人做的总功是多少?(3)工人做功的功率是多少?(4)该滑轮组的机械效率是多少?8.小明家新买的房子准备装修,为了将水泥从地面送上楼,他在楼上安装了一个滑轮组,所用的滑轮每只2kg,每次将一袋50kg的水泥提升5m.(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)求:(1)每袋水泥受到的重力大小;(2)每次做的有用功;(3)滑轮组的机械效率.9.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在l0s内将240N的物体匀速提升2m.已知工人的拉力为l00N(不计绳重与摩擦阻力),求:(1)对重物做的有用功;(2)工人做功的功率;(3)滑轮组的机械效率;10.如图所示,某人用滑轮组往3m高的平台上运建筑材料,已知材料的质量为40kg,袋子与动滑轮共重100N,不计绳重与摩擦。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.体重为60kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg 的重物A 匀速提升1m ,此时该滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦,g 取10N/kg ),小明对此工作过程及装置作出了以下论断:①动滑轮重为200N②此过程中,工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中,它的机械能增大④若增大重物A 的质量,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90% 关于小明的以上论断( )A .只有①③正确B .只有②③正确C .只有①②③正确D .①②③④都正确【答案】C【解析】【分析】【详解】由题意物体所受的重力 80kg 10N/kg=800N G m g ==⨯物物物体上升的高度1m h =,此时滑轮组做的有用功为=h 800N 1m 800J W G ⋅=⨯=物有 根据机械效率公式=100%=80%W W η⨯有总有,总功为800J ===1000J 80%W W η有总 而=W W W +总额有有==1000J 800J=200J W W W --额总有又因为=W G h ⋅额动可得200J =200N 1mW G h ==额动 ①②均正确。
机械能是动能和势能的总和,当重物匀速上升过程中,动能不变,势能增加,它的机械能增大,③正确。
若要滑轮组的机械效率达到90%,由效率公式有 =100%90%1(g g)33W m gh W m m h η⨯=+⋅有物总物动=化解可得当=9m m 物动时,滑轮组的效率能到达90%,则若增大重物A 的质量,用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率能达到90%,④错误。
故选C 。
2.(1)如图甲所示,图中的装置相当于一个_______(填一种简单机械的名称).(2)如图乙所示,使用此简单机械的主要目的是_______.(3)如图丙所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了能自动回头的“魔罐”,当将”魔罐“在水平地面上滚出后,还能自动滚回来,这说 明_______.【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)[1]由图甲可知,绳子和木棍组合在一起,起到滑轮组的作用,用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢,说明使用该滑轮组可以省力;(2)[2]图乙是过盘山公路,盘山公路相当于斜面,山高一定,盘山公路相当于增大了斜面长度,因为在斜面高一定时,斜面越长越省力,所以人们修建盘山公路的目的是为了省力;(3)[3]魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为零时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
F=______G,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N”,这样做的目的是.用滑轮组提升重物时,承担重物的绳子由两段改为四段,重物被提升的高度保持不变,则拉绳的一端第5题图A.动滑轮B.订书机C.羊角锤D.镊子图图13—5511.用滑轮或滑轮组提起同一重物如图所示,其中机械效率最高的是()12.画出使用右图所示的滑轮组提起重物时,两种不同的绳子绕法,并指明哪一种更省力。
13.定滑轮实质是一个________杠杆,因此使用定滑轮________(填“能”或“不能”)省力,但它能改变力的_______,从而给工作带来方便.动滑轮实质是一个_________的杠杆,因此使用动滑轮可以_________.使用滑轮组时滑轮组用n 股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的___________,在这种情况下,如果把物体提升h高度,那么在滑轮组绳子的自由端应该拉过的长度为__________。
14.使用滑轮组可将重2400 N的货物匀速提起,如果不计摩擦及滑轮重,向下的拉力为400 N,则至少需要由___个定滑轮和___个动滑轮组成滑轮组,并且使动滑轮上共有___段绳子。
15. 在图4中,三个物体的重力均为100N,a图中在力F1的作用下,杠杆处于平衡状态,不计杠杆的重及摩擦,则Fl=______N;在b图中,不计绳和动滑轮的重及摩擦,则F2=______N;在c图中,大小活塞的面积之比是10:1,不计摩擦,则F3=_____N 。
16. 杭州市政府投巨资于民生工程,对背街小巷实施景观改造。
施工中,一建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶,动滑轮重为20N ,不计摩擦及绳重(如右图所示)。
若工人在5s 内将泥桶匀速提高2m.求: (1)工人使用滑轮组时做的有用功为_____________ 焦。
(2)工人拉绳子的力为__________ 牛;拉力的功率为_________ 瓦。
(3)滑轮组的机械效率为 ______________。
不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率(知识点+例题)一、滑轮:1.滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。
根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮:(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
如下左图所示。
(2)实质:是个等臂杠杆。
(如下中图所示)轴心O 点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ,根据杠杆的平衡条件,可知,因为重物匀速上升可知,则,不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力(图中F 1方向向下)能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使重物G 上升的力)。
(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等,S=h 。
(如上右图所示)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G 。
(不计绳重和摩擦)【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ,匀速提起物体A ,不计摩擦,A 的重力为 N 。
定滑轮实质是 杠杆。
若在拉力F 的作用下,物体A 上升了2m ,则拉力F 做的功为 J 。
【答案】20;等臂;40。
【解析】拉力F 是20N ,匀速提起物体A ;F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮,所以G=F=20N,定滑轮实质是等臂杠杆。
动滑轮中,拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m;所以W=FS=20N×2m=40J。
【变式练习1】如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧秤重力及摩擦均不计。
则当甲、乙两物体静止时,弹簧秤的读数为 N。
【答案】6【解析】当图中的装置静止时,它们受到的都是平衡力的作用。
甲的重力为6N,它对弹簧秤的拉力就是6N,两侧拉力平衡,因此,乙端对弹簧秤的拉力也是6N,即弹簧测力计的示数为6N。
初中物理滑轮组知识点总结归纳图滑轮组是物理学中常见的简化模型,广泛应用于各个领域。
在初中物理学习中,滑轮组也是一个重要的知识点。
本文将对初中物理滑轮组相关的知识点进行总结和归纳,并通过图示来更加清晰地展示。
一、滑轮组的定义滑轮组是由若干个滑轮相互连接而成的系统,用于改变力的作用方向、大小和形式的简化机械装置。
通常由滑轮、拉力、驱动力等组成。
二、滑轮组的分类1. 单级滑轮组:由一组相互连接的滑轮组成,常用于改变力的方向。
2. 复合滑轮组:由多级单级滑轮组相互连接而成,常用于改变力的大小。
3. 动静滑轮组:其中一个滑轮固定不动,称为静滑轮,其余的滑轮可以运动,称为动滑轮。
三、滑轮组的原理与特点1. 力的方向改变特点:滑轮组能够改变力的方向,并使力的方向与滑轮组轴线的方向保持一致。
2. 力的大小改变特点:通过改变滑轮组的滑轮个数,可以改变力的大小。
3. 力的形式改变特点:滑轮组能够将小力转换为大力,并保持能量守恒。
4. 滑轮组是理想化模型:滑轮组通常被视为没有质量、摩擦和弹性的理想滑轮,以简化实际情况的复杂性。
四、滑轮组的运动分析1. 张紧力与各部分的关系:对于自由悬吊的滑轮组,张紧力等于提起物体的重力。
2. 张紧力与拉力的关系:当滑轮组连接多个物体时,各部分的拉力相等,且等于滑轮组提起物体的总重力。
3. 沿斜面滑动的滑轮组:在滑轮组沿斜面滑动的情况下,拉力会被分解为平行于斜面方向和垂直于斜面方向的两个分力。
五、滑轮组在实际生活中的应用1. 提升机制:滑轮组广泛应用于提升机制,如电梯、升降机等,用于改变物体的高度。
2. 自行车:自行车的链条与齿轮组合利用滑轮原理来改变速度和力的大小。
3. 吊车:吊车通过滑轮组来提升、运输重物。
六、滑轮组的简单计算1. 力的方向计算:滑轮组中,力的方向与滑轮组轴线方向保持一致。
2. 力的大小计算:可以利用力的大小计算公式,根据滑轮个数进行倍数关系的计算。
总结:本文对初中物理中关于滑轮组的知识点进行了总结和归纳,并通过图示来展示相关内容。
功与滑轮组经典精讲
重难点突破
一、定滑轮
定义:中间的轴固定不动的滑轮。
实质:等臂杠杆。
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G.
绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)。
二、动滑轮
定义:和重物一起移动的滑轮。
实质:动力臂为阻力臂2倍,省力杠杆。
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F=1
2
(G物+G动)。
则拉力F=1
2
(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=2倍的重物移动的距离s G(或
速度v G)。
三、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
判断滑轮组的用力情况——隔离法:“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”。
四、机械效率 100%W W η=
⨯有用总
金题精讲
题一:如图所示,在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
题二:用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
实验数据如下表。
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为_____________。
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将
_____________;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将_____________。
(选填“增大”“减小”或“不变”) (3)分析表中数据可知,F ≠
+2
G G 动,可能的原因是:_____________。
序号 动滑轮重 G 动/N 钩码重力G /N 钩码上升高度h /m 绳的拉力 F /N 绳端移动距离 s /m 机械效率η
① 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3% ② 0.1 2 0.2 1.1 0.4 ③
0.2
2
0.2
1.2
0.4
83.3%
题三:肥胖可能会引发许多慢性疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由
若干金属块(每块质量为10 kg )组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
(杆重、绳重、摩擦均不计,g 取10 N/kg )
(1)拉力器上的滑轮均属于__________(选填“定”或“动”)滑轮。
(2)若该人的质量为85kg ,他一次最多能拉起__________块金属块。
(3)当他选择6块金属块时,把拉杆向下拉动0.5米,若累积拉动100次,拉力共做了多少功?假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功,则相当于消耗多少克脂肪?(已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量)
题四:如图所示,不计摩擦和绳重,把一个重为20N的物体沿竖直方向在4 s内匀速提升了2 m,所用拉力F为12.5 N.下列说法中正确的是()
A.动滑轮重7.5 N B. 4 s内拉力F做功25 J
C. 4 s内拉力F的功率为6.25 W D.滑轮组的机械效率为80%
题五:如图甲所示,轻质硬杆K左侧与墙体相连(可自由转动,不能水平移动),右侧与A固定;长方体滑块B置于光滑水平地面上,A与B的接触面粗糙程度不变,A、B间的滑动摩擦力大小为f;人的重力为G人,与地面的接触面积为S人;动滑轮P的重力为G P.在拉动过程中选取了三段时间,用表格记录了A、B、C的运动状态,图乙记录了绳对C竖直向上的拉力F C,图丙记录了人对绳竖直向下的拉力F D.在拉动过程中,B足够长,A始终没有掉下;C受水的阻力、C露出水面后表面附着的水的质量忽略不计;运动中空气阻力不计;细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计;绳或竖直或水平,不可伸缩且长度足够。
求:
(1)在4~6 s内,杆K对A作用力的方向,并简述理由。
(2)在0~2 s内,人对地面的压强p人为多少?(用字母F C、f、S人、G P、G人表示)在4~6 s内人对地面的压强比0~2 s减小了多少?(用字母f、S人表示)
0~2 s 4~6 s 8~10 s
A 相对地面静止相对地面静止相对地面静止
B 向左匀速直线运动向右匀速直线运动向右匀速直线运动
C 浸没在水中,
以2 cm/s速度匀速下降
浸没在水中,
以4 cm/s速度匀速上升
在空中,
以6 cm/s速度匀速上升
功与滑轮组经典精讲
金题精讲
题一:如图所示。
题二:(1)90.9% (2)增大 减小 (3)轮轴间有摩擦 题三:(1)定 (2)8 (3)8 g 题四:D 题五:(1)A 受到杆K 的作用力F K 向左。
因为在4~6 s 内,A 静止,B 向右运动,B 受到的A 对B 的摩擦力向左,根据相互作用力,则B 对A 的摩擦力向右。
A 处于静止状态,水平方向必定受平衡力作用,所以F K 向左。
(2)在0~2 s 内,人对地面的压强为
22-=
-+人人人
P C G G F f
p S ;在4~6 s 内人对地面的压
强比0~2 s 减小了人
f S 。