有关滑轮的例题
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初中滑轮经典例题一、关于滑轮,以下说法正确的是:A. 定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。
B. 动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
C. 定滑轮和动滑轮都可以省力且改变力的方向。
D. 定滑轮和动滑轮都不能省力。
(答案:A、B)二、使用动滑轮提升重物时,若动滑轮重及摩擦不计,则拉力F与物重G的关系是:A. F = GB. F = 1/2G(答案)C. F = 2GD. 无法确定三、一个动滑轮提起一个重为10N的物体,若动滑轮重为2N,不计摩擦和绳重,则拉力大小为:A. 10NB. 6N(答案)C. 12ND. 5N四、关于滑轮组,以下说法错误的是:A. 滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成的。
B. 使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
C. 滑轮组中动滑轮个数越多,越省力。
(答案:不一定,还取决于绳子的绕法)D. 滑轮组中,承担重物的绳子段数越多,越省力。
(答案)五、用滑轮组提升物体时,若绳子自由端移动2m,物体升高0.5m,则承担重物的绳子段数为:A. 2B. 3C. 4(答案)D. 5六、一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比:A. 有用功减少,总功减少。
B. 有用功增加,总功增加。
C. 有用功不变,总功不变。
(答案:有用功不变,总功减少)D. 有用功不变,总功减少。
(答案)七、在滑轮组中,如果有一个滑轮的轴固定不动,那么这个滑轮一定是:A. 定滑轮(答案)B. 动滑轮C. 既是定滑轮又是动滑轮D. 无法确定八、使用滑轮组提起20N的重物,使它上升0.4m,拉力为8N,拉力的作用点上升了1.2m,则拉力对滑轮所做的功为:A. 16J(答案)B. 8JC. 32JD. 2.67J九、在滑轮组中,若动滑轮重及摩擦不计,用F的拉力提起重为G的物体,且物体上升了h 高度,则拉力F移动的距离s与动滑轮上绳子段数n的关系是:A. s = nh(答案)B. s = h/nC. s = n/hD. 无法确定。
人教版2023初中物理八年级物理下册第十二章简单机械知识总结例题单选题1、用如图所示的滑轮组在ls内将重为10N的物体沿竖直方向匀速提升0.2m,作用在绳子自由端的拉力F为4N,不计绳重和滑轮轴间的摩擦。
在上述过程中,下列物理量计算结果正确的是()A.动滑轮的重量为1NB.总功功率为2WC.额外功为0.4JD.滑轮组的机械效率为75%答案:CA.由公式F=1n(G物+G动)可得,动滑轮的重力为G 动=nF−G物=3×4N−10N=2N故A错误;B.拉力F移动的距离s为s=nℎ=3×0.2m=0.6m 则总功功率为P=W总t=Fst=4N×0.6m1s=2.4W故B错误;C.总功与有用功分别为W总=Fs=4N×0.6m=2.4JW有用=Gℎ=10N×0.2m=2J 则额外功为W额=W总-W有用=2.4J−2J=0.4J故C正确;D.滑轮组的机械效率为η=W有用W总×100%=2J2.4J×100%=83.3%故D错误。
故选C。
2、如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是()A.羊角锤B.筷子C.起瓶器D.钢丝钳答案:BA.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;C.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
3、甲装置中,空吊篮A重25N,B处绳子承受的拉力足够大,C处绳子承受的最大拉力为100N。
小壮将A提升到高处,施加拉力F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图丙。
忽略绳重、摩擦、空气阻力。
下列说法不正确的是()A.动滑轮所受的重力为15NB.在1~2s内克服滑轮重做的额外功为30JC.此装置最多能匀速运载160N重的货物D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%答案:DA.由图可知,在1~2s内吊篮匀速上升,此时拉力为20N,该滑轮组n=2,则忽略绳重、摩擦、空气阻力,动滑轮的重力G=nF1−G A=2×20N-25N=15N动故A正确,不符合题意;B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功W额=G动ℎ=G动vt=15N×2m/s×1s=30J故B正确,不符合题意;C.C处绳子承受的最大拉力为100N,当拉力最大时,运载货物的重力最大G 大=nF大-G动-G A=2×100N-15N-25N=160N故C正确,不符合题意;D.运载货物的重力最大时,机械效率最高,此装置运载货物最高机械效率η=W有用W总×100%=G大ℎ(G大+G吊篮+G动)ℎ×100%=160N160N大+25N+15N×100%=80%故D错误,符合题意。
模型一:滑轮模型要点提示:跨过滑轮绳上各点的张力大小相同【例1】如图所示,将一根不可伸长、柔软的轻绳左、右两端分别系于A 、B 两点上,一物体用动滑轮悬挂在轻绳上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为1θ,绳子张力为1F ;将绳子右端移到C 点,待系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为2θ,绳子张力为2F ;将绳子右端再由C 点移到D 点,待系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为3θ,绳子张力为3F ,不计摩擦,并且BC 为竖直线,则( )A. 321θθθ<=B. 321θθθ==C. 321F F F >>D. 321F FF >=【跟踪题1】质量为M 的杆水平放置,杆两端A 、B 系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m 的小铁环。
已知重力加速度为g ,不计空气影响。
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB 方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A 端的正下方,如图乙所示。
①求此状态下杆的加速度大小a ;②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?模型二:三力平衡模型要点提示:物体受到共点力的作用,若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态),物体所受到的合外力为零,解决问题的基本方法为正交分解法、解三角形法等,对于动态平衡问题常用图解法。
图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或矢量三角形定则画出不同状态下的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化来判断各个力的变化情况。
【例2】如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A 和小球B 上,圆环A 套在粗糙的水平直杆MN 上,现用水平力F 拉着绳子上的一点O ,使小球B 从图示实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A 始终保持在原位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力f 和环对杆的压力N 的变化情况是 ( )A 、f 不变;N 不变B 、f 增大;N 不变C 、f 增大;N 减小D 、f 不变;N 减小【跟踪题2】在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为1/4 圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示。
(名师选题)部编版八年级物理下册第十二章简单机械经典大题例题单选题1、如图所示,用110N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体匀速上升,现用同样的滑轮组拉动重为600N 的物体上升0.1m(g取10N/kg,不计绳重及滑轮之间的摩擦),则动滑轮所受的重力G动和拉力分别为()A.140N 185NB.30N 185NC.30N 210ND.80N 210N答案:C由图知道,n=3,不计绳重及滑轮之间的摩擦,由F=13(G物+G动)知道,动滑轮的重力G轮=3F−G=3×110N-300N=30N 拉动重为600N的物体时绳子自由端拉力F′=13(G′+G轮)=13×(600N+30N)=210N故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2、如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升同一重物G,若不计摩擦和绳重,则下列判断不正确...的是()A.F1=F2B.使用甲装置可省力C.F3=F4D.使用乙装置可改变力的方向答案:AAB.图甲中,滑轮的轴随物体一起移动,是动滑轮,动滑轮是动力臂大于阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力。
在不计绳重及摩擦时,向F1方向用力时,动力臂是阻力臂的两倍,所以GF1=12向F2方向用力时,动力臂小于阻力臂的两倍,所以F2>1G2那么F1<F2故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;CD.图乙中,滑轮的轴不随物体一起移动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,在不计绳重及摩擦时,向F3、F4方向用力,其大小相等,即F3=F4=G故CD正确,不符合题意。
故选A。
3、如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F。
则在保持杠杆水平静止的情况下()A.拉力F的大小为物重的2倍B.当悬挂点左移时,F将减小C.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大D.若物重增加2N,F的大小也增加2N答案:CA.由杠杆的平衡条件可知,拉力F的大小为F=G×l OAl OB=12G故A不符合题意;B.当悬挂点左移时,阻力臂增大,阻力不变,动力臂不变,则动力变大,即F将增大,故B不符合题意;C.若F改为沿图中虚线方向施力,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,则动力F变大,故C符合题意;D.若物重增加2N,因为动力臂大于阻力臂,则动力F的大小增加量小于2N,故D不符合题意。
滑轮练习
1.如图所示A物体重为20N,物体受到的水平面的摩擦力为A重的0.2倍,若不计动滑轮的重及动滑轮与绳子之间的摩擦,拉力F=N。
第1题第2题
2.如图所示重为30N的A物体,在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为8N,则拉力F为N,A物体受到的滑动摩擦力为N。
3.如图所示,用三个滑轮分别拉同一个物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3,比较它们的大小应是()
A. F1>F2>F3
B. F1<F2<F3
C. F2>F1>F3
D. F2<F1<F3
4.如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是
A. 甲是动滑轮,使用时不能省力
B. 乙是动滑轮,使用时可以省力
C. 甲是定滑轮,使用时可以省力
D. 乙是定滑轮,使用时不能省力
5.如图所示,拉力F=200牛,拉着物体A以3米/ 秒的速度在水平地面上匀速运动,则物体B 运动的速度为______米/秒,若物体B与水平地面间的摩擦力为90牛,则水平地面与物体A间
摩擦力为______牛,拉力F的功率为______瓦。
A
B
F
6.如图11.3.7所示,不计动滑轮的质量及转动摩擦,当竖直向上的力F=10N时,恰能使重物
G匀速上升,则重物G= N,绳固定端拉力为
N,重物上升10cm,力F向上移动cm
图11.3.7。
滑轮知识点的例题及其解析
【例题1】小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦),小明拉绳子的动力为N;如果向水桶内再加入40N的水,提起时动滑轮的机械效率(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案:80;变大。
解析:不计绳重和摩擦,人拉绳子自由端的拉力F=(G+G动);用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,效率越高。
由图可知,该滑轮为动滑轮,有两段绳子拉着动滑轮,
不计绳重和摩擦,则拉绳子的动力:F=(G+G动)=(140N+20N)=80N;
使用同一滑轮组,在提升高度相同时,所做的额外功不变,增加水的重力,增大了有用功,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。
【例题2】用如图装置,在20s内将80N的水桶提升3m,拉力为50N,则拉力的功率
为 W.若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为N。
答案:15;20。
解析:本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、动滑轮s=nh的理解和运用,已知条件已给出,难度不大。
(1)先根据s=2h求出绳子自由端移动的距离,然后根据W总=Fs拉力做的总功,最后根据P=求出拉力的功率;(2)不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力。
绳子自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m,
拉力做的总功:W总=Fs=50N×6m=300J,
则拉力的功率:P===15W。
不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)可得动滑轮的重力:G动=2F﹣G=2×50N﹣80N=20N。
初二春季讲义滑轮学生姓名:上课时间:知识点1:定滑轮和动滑轮滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮.1.定滑轮:在工作过程中,轴固定不动的滑轮叫做定滑轮.作用:既不省力,也不能省距离,但可以改变力的方向.实质:定滑轮实质上是一个等臂杠杆.用定滑轮提升重物时,动力等于阻力,且动力作用点移动的距离等于物体被提升的高度.2.动滑轮:在工作过程中,轴随着物体一起运动的滑轮为动滑轮.作用:使用动滑轮可以省一半力,但要费一倍距离,不能改变力的方向.实质:动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆.用动滑轮提升重物时,动力是物重的12,即12F G=物,但动力作用点移动的距离即绳子自由端移动的距离是物体被提升高度的2倍;若考虑动滑轮的重力,且不计绳重和摩擦,则动力克服的阻力应是物重和动滑轮的重力之和的12,即()12F G G=+动物,动力作用点移动的距离即绳子自由端移动的距离是物体被提升高度的2倍.3.无论竖直还是水平方向的滑轮,都遵循力的关系和距离关系.4.倒置动滑轮:也是费力杠杆,在不计绳重、动滑轮重和摩擦时,动力等于物重或物摩擦力的2倍,且动力作用点移动的距离即绳子自由端移动的距离是物体被提升高度或水平移动距离的12.F 定滑轮本质知识点睛滑轮动滑轮本质F【例1】学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升.对这个滑轮的说法,正确的是()A .这是一个动滑轮,可省力B .这是一个定滑轮,可省力C . 这是—个动滑轮,可改变用力的方向D .这是一个定滑轮,可改变用力的方向【例2】 如图所示,在竖直向上大小为10N 的力F 的作用下,重物A 沿竖直方向匀速上升.已知重物A 上升速度为0.2m/s ,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( ) A .20N ;0.4m/s B .20N ;0.1m/s C .5N ;0.4m/sD .5N ;0.1m/s【例3】 如图所示,在水平拉力F 的作用下,物体A 匀速向右滑动时,弹簧秤示数为10N ,不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦,则水平拉力F 和物体A 与水平面之间的摩擦力F 的大小分别是( ) A .F =20N ,F =20N B .F =10N ,F =20N C .F =20N ,F =10ND .F =10N ,F =10N【例4】 如图所示,A 重100N ,B 重80N ,当B 匀速下降时,不计绳重、滑轮重及轴摩擦,A 受到的摩擦力是__N .当B 匀速上升时,A 受到的水平向左的拉力__N .【例5】 同学们共同研究滑轮的特点:(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮_________. (2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示.据此可知,使用动滑轮_____.【例1】 国旗的旗杆上装有定滑轮,这是为了( )例题精讲课堂检测A.省力B.费距离C.省距离D.改变施力方向【例2】关于滑轮的说法,正确的是()A.使用定滑轮不省力,是因为它能改变力的方向B.使用定滑轮不省力,是因为它是等臂杠杆C.使用动滑轮不能改变力的方向,是因为它能省一半的力D.使用动滑轮能省一半的力,是因为动力臂是阻力臂的一半【例3】(多选)如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是1S、2S、3S,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则()A.1231::2::4F F F=1231::2::4S S S=B.1231::2::4F F F=1234::2::1S S S=C.1234::2::1F F F=1231::2::4v v v=D.1234::2::1F F F=1234::2::1v v v=【例4】如图所示,物体A重20N,滑轮重2N,物体B重12N,则弹簧测力计的读数和A对地面的压力为()A.12N20N B.26N12N C.24N20N D.26N8N知识点2:滑轮组1.定义:滑轮组是由动滑轮和定滑轮共同组成的.作用:可以达到既省力,又能改变力的方向的目的,但要多费距离.2.竖直滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即1F Gn=物;若考虑动滑轮的重力,且不计绳重和摩擦,则提起物体所用的力就是物重的几分之一,即()1F G Gn=+动物.水平滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子拉着物体,且不计轴摩擦时,拉动物体所用的力就是物体摩擦力的几分之一,即1F fn=物;若考虑轴摩擦,则拉动物体所用的力就不是直接的倍数关系.※3.承担重力或摩擦力的绳子段数n的判定:要确定绳子的段数,可采用“隔离法”,即将定知识点睛滑轮部分与动滑轮部分隔离开,设想将已给的滑轮组的定滑轮遮住,再数有多少段绳子与动滑轮相连则n 就为多少,这包括拴在动滑轮框架上的和最后从动滑轮引出的拉绳、例如,在右图中,沿虚线将滑轮组隔离为两部分,甲图中与动滑轮相连有4段绳子,所以4G F =;乙图中与动滑轮相连有5段绳子,所以5GF =.※4.力的关系和距离的关系:①省力情况:1F G n=(滑轮组竖直悬挂重物)、在不计绳重和摩擦阻力下,滑轮组用几段绳子吊着动滑轮和重物,拉力就是它们重力的几分之一;1F f n=(滑轮组水平拉动物体)、在不计绳重和摩擦阻力下,这时滑轮组不是承担物重,而是承担的是拉动物体需要的力,当物体做匀速直线运动时,它等于物体受到的摩擦力,即拉力就是物体所受摩擦力的几分之一.②费距离情况:S nh =.省力为几分之一,那么就要费几倍的距离,即省力是以多移动距离为代价的. 典型受力分析图:※4.根据一定的要求设计滑轮组绕线的方法;①计算:先根据题目中的条件,如绳子能承受的拉力和需要承担的物重计算出需要的绳子段数n (如果计算结果不是整数,一律进上去、例如,计算结果为3.2,则n 取4;②绕线原则:n 为偶数时,绳固定端固定在定滑轮上开始绕线;反之n 为奇数时,绳固定端要固定在动滑轮上开始绕线.绕线顺序由内向外绕,每个滑轮只能绕一次,绳不能相交叉.6.轮轴与斜面1.定义:轮轴是由一个轴和一个大轮组成的简单机械.实质:轮轴实质上是一个可以连续转动的杠杆.当动力作用在轮上,阻力作用在轴上时,转动轮轴,动力小于阻力,此时轮轴是省力杠杆.如:自行车脚踏板是省力轮轴;当动力作用在轴上,阻力作用在轮上时,转动轮轴,阻力小于动力,此时轮轴为费力杠杆.如:自行车后轮与轴上的飞轮是费力轮轴.2.斜面:斜面是一种省力的简单机械.如:向车上装重物时,常用大板搭成一个斜面,把重沿斜面推上去,这样通过斜面搬重物上车比直接将重物提升到车上要轻松得多,使用斜面虽然省力,但是费了距离.【例1】站在顶层上的小化用滑轮组匀速提升重物,请画出绕线方法.站在地面上的小化用滑轮组匀速提升重物,请画出绕线方法.请在图中用笔画线,画出用滑轮组拉动重物最省力的绕法.【例2】请在图中用笔画线,画出用滑轮组拉动重物的绕法.【例3】如图所示的装置中,不计绳重、轮重和轴摩擦的因素,使物体匀速上升,最省力的是()A B C D【例4】如图示,物体做匀速直线运动,拉力F=60牛,不计滑轮和轴的摩擦,则物体受到的摩擦力是()A.60牛B.120牛C.20牛D.180牛例题精讲【例5】如图所示,用水平拉力F通过滑轮组(滑轮的质量可忽略,且不计轮与轴间的摩擦)拉动物块A在水平地面上做匀速运动,弹簧测力计的示数如图所示.对物块A施水平向右、大小为9.6N的拉力时,物块A向右匀速运动,此时弹簧测力计的示数为________N.【例6】工人用一个重10N的动滑轮匀速提起一个90N的重物,不计绳重及摩擦,工人拉绳的力应为()A.15N B.50N C.55N D.100N【例7】如图所示,整个装置处于平衡状态,不计滑轮和绳的重量及摩擦;已知A重50N,B重10N,则A受水平面的支持力是()A.10N B.20N C.30N D.50N【例8】如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升______m,手拉绳子的力为______N.【例9】用两个相同的滑轮绕成的滑轮组固定在天花板上,如图所示.当匀速提升物体M时,自由端的拉力F=30N,物体M的速度v=0.1m/s,每个滑轮重10N,忽略绳重和轴摩擦.则下列说法正确的是()A.自由端移动的速度为0.3m/sB.物体M的重力为60NC.天花板受到的拉力为90ND.天花板受到的拉力为100N【例10】如图所示,滑轮组下端用细线吊着边长为0.2m的正方体物块,物块放在水平地面上.若用F 1=120N的力竖直向下拉绳子的自由端时,物块对地面的压强为6500Pa,动滑轮重150N,不计绳重和轮与轴的摩擦,取g=10N/kg.则物体重为_______N.【例11】如图所示,重为G的物体吊在滑轮C下,不计滑轮质量、绳的质量及摩擦力,为使物体处于静止状态,加在绳子端点的力F=__G.【例12】如图所示,质量为70kg的小刚站在高台上通过滑轮组匀速提升货物,小刚拉绳子的速度是9m s,提升货物的质量为100kg,已知滑轮A、B的质量均为4kg,滑轮C的质量为8kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg.则小刚对高台的压力为______N,货物上升的速度为______m s.【例13】如图所示晾衣装置,每个滑轮重为0.5N,晾衣杆重4N.体重为500N的小明要提升总质量为5.6kg 的三件衣服,他以拉力F竖直向下匀速拉动绳的自由端,此时小明对地面产生的压强为43.210Pa⨯,已知小明与地面的接触面积为150cm2.g取10N/kg.则小明对绳子的拉力为________N.【例14】如图,物体A重120N,在重力为BG的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,A与桌面之间的摩擦力为f.如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F,物体B匀速上升,则下列选项正确的是()(不计摩擦、绳重及滑轮重)A.30N?BG=B.90NBG=C.180Nf=D.90Nf=【例15】如图10所示,用24N的水平拉力F拉滑轮,可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则地面受到的摩擦力为_______N,滑轮移动的速度为________m s.【例16】(多选)如图所示,重物A放在水平地面上,重物B通过细绳与重物A相连,定滑轮固定在天花板上的O点,重物A所受重力为G A,重物A对地面的压力为F A,重物B所受重力为G B,重物B 所受绳子向上的拉力为F B,定滑轮装置所受总重力为G定,且G A>G B,不计绳重及滑轮摩擦.当整个装置处于静止平衡状态时,下列说法正确的是()ABCA.F A与G A是一对相互作用力B.F A大小等于G A与G B之差C.F B和G B是一对平衡力D.天花板上的O点受到的向下拉力大小等于2G B+G定【例17】如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮的重力为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力()A.218N B.220N C.210N D.236N【题1】请在图中用笔画线,画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.【题2】用一根最多能承受200N的绳子绕在由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组上,不计动滑轮重力、绳重及摩擦,利用此滑轮组最多拉起物体的重力为()A.1000N B.200N C.800N D.600N【题3】下面四个图中,物体重力都是G,如不计轮重和摩擦、绳重等因素的影响,使物体匀速上升,拉力最小的是()【题4】如图所示,在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时,拉力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦),正确的是()课堂检测A . F 甲>F 乙B .F 乙=F 丙C .F 丙<F 丁D .一样大【题5】 如图所示,物体重为40N ,它在水平桌面上匀速运动受到的摩擦力为10N ,不计轴摩擦,则拉力F 是__N .【题6】 如下图所示,物重50N ,在水平拉力F 的作用下,使物体A 沿水平地面匀速前进.拉力F 为10N .不计绳和滑轮重及轴摩擦,物体受到的阻力为 N .【题7】 如图所示,11000N G =,人的体重2600N G =,人站在地面上拉住绳子使物体在空中静止,若不计摩擦及动滑轮的重,则地面对人的支持力是( )A .600NB .100NC .500ND .0N【题8】 如图所示的装置中,每个滑轮重均为50N ,装货托板重20N ,货物A 重100N .体重为800N 的工人利用装置拉着货物A 以0.2m/s 的速度匀速上升.不计绳重和轴摩擦,则工人对地面的压力为_____N ,绳子自由端移动的速度为____m s .【题9】 图9所示装置中,物体A 重20N ,B 重10N ,C 重6N .滑轮甲重3N ,乙重2N .装置平衡时,A 对地的压强跟B 对A 的压强之比为1:1A B P P =:.当物体C 有100cm 3的体积浸入在水中后,A 对地的压强跟B 对A 的压强之比A B ':'P P =⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽.(g =10N/kg )【题10】 如图所示的滑轮组,物重为G ,每个滑轮重为'G ,为使物体静止,不计摩擦,甲图在绳端的拉力F 1为_____,乙图加在绳端的拉力F 2为_____.【题11】 如图所示的装置处于平衡状态,不计滑轮和绳重及摩擦,如果物体的重量分别是1G 和2G ,那么1G 和2G 的关系是( )A .123G G =B .123G G =C .122G G =D .1232G G =【题12】 如图所示,甲、乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上,用滑轮组匀速提升重为600N 的物体时,悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为F 甲、F 乙,已知每个滑轮重30N ,不计绳重及滑轮轴间的摩擦,则拉力F 甲、F 乙的大小分别为( ) A .F 甲=690N ,F 乙=660NB .F 甲=900N ,F 乙=975NC .F 甲=690N ,F 乙=975ND .F 甲=900N ,F 乙=660N【题13】 如图所示,用12N 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2N .若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则地面受到的摩擦力为_____N ,滑轮移动的速度为______m s .【题14】 (多选)如图所示,重物A 放在水平地面上,定滑轮B 固定在天花板上的O 点,重物A 所受重力为A G ,定滑轮B 装置所受总重力为G 定.在绳子的自由端施加竖直向上的拉力1F 时,重物A 对地面的压力为A F ,重物A 所受支持力为A N ,此时整个装置处于静止平衡状态,不计绳重及滑轮摩擦.下列说法正确的是( ) A .A F 与A G 是一对相互作用力 B .A F 大小等于A G 与1F 之差C .A G 和A N 是一对平衡力D .天花板上的O 点受到的向下拉力大小等于12F G 定【题15】 如图所示,滑轮及绳子质量和摩擦都不计,人重1G ,平板重2G ,要使木板处于平衡状态.人用_____力拉绳子,人对板的压力________N .【题16】 如图所示,是一套简易升降装置示意图,其上端固定在楼顶,工人用力拉绳子,装置可使人与工作台升至所需高度,装置中滑轮A 、B 、C 的重力分别为100N 、50N 、40N ,人的重力为600N ,当人用100N 的拉力向下拉绳子时,地面对工作台的支持力为450N ,则工作台的重力为______N .(不计绳重和摩擦)【作业1】 关于如图中的两类滑轮甲和乙,滑轮重力不计,下列说法正确的是( )A .甲能改变拉力的方向B .甲是等臂杠杆C .甲比乙省力D .甲比乙省距离课后作业A CBF BA【作业2】 使用如图所示的装置匀速提起重物所用的拉力中( )A .1F 最大B .2F 最大C .3F 最大D .1F 、2F 、3F 一样大【作业3】 请在图中用笔画线,画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.【作业4】 如图所示,物重为20N ,摩擦不计.绳的一端拴在地面上,用力F 使滑轮匀速上升2m 的过程中(滑轮自重不计),则有( ) A .重物上1mB .F 为40NC .重物上升2mD .F 为10N【作业5】 为了从竖井中提起重为300N 的重物,工人用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,那么提起重物时所用的最小拉力为(不计滑轮重及摩擦)( )A .50NB .100NC .150ND .300N 【作业6】 用如图甲乙丙丁所示的装置来提升重物G .若摩擦力和动滑轮重都不计.那么,最费力的是( )A .图甲所示的装置B .图乙所示的装置C .图丙所示的装置D .图丁所示的装置【作业7】 用如图所示的滑轮组提起重为G 的物体,图中a 是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则( ) A .F =G/3,a 的读数等于FB .F =G/2,a 的读数等于FC .F =G/3,a 的读数等于GD .F =G/2,a 的读数等于G【作业8】 如图所示,不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力,物体处于平衡状态时( )A .m 1=m 2B .m 1=2m 2C .m 2=2m 1D .m 1=4m 2【作业9】 如图所示,滑轮本身质量和摩擦阻力不计,整个系统处于平衡状态.重物1G 、2G 之间的关系是( )A .21G G =B .2132G G =C .212G G =D .2123G G =【作业10】 如图所示,用200N 的拉力拉着物体A 在水平面上匀速向左运动,A 与滑轮相连的绳子所受的拉力为A 所受摩擦力的3倍,若不计滑轮重、绳子及滑轮装置的摩擦,则B 与地面间的摩擦力为_______N .【作业11】 (多选)如图所示,人站在地面上,用大小为F 1的力拉绳子,利用滑轮组拉着物体在水中匀速上升(物体未露出水面),已知人所受的重力为G 1,物体所受的重力为G 2,人对地面的压力为N ,地面对人的支持力为N ',绳子给物体的拉力为F 2,下列描述正确的是( ) A .G 1的大小等于F 1跟N 大小之和 B .G 1跟N 是一对相互作用力 C .G 2和F 2是一对平衡力D .F 1跟绳子拉人的力是一对相互作用力【作业12】 如图所示,滑轮重和摩擦忽略不计,体重为500N 的人站在升降平台上拉绕 过定滑轮的绳子,平台重100N ,要使人和平台匀速向上运动,人拉绳的力 应为_____N .【作业13】 如图所示,装置中,站在地面上的人体重为600N ,绕过滑轮B 的绳子的一端系在人的腰上,用手拉住绕过滑轮A 的另一根绳子的一端,要使人匀速上升,则手拉绳子的力F 多大?(A 、B 滑轮的重、绳子重不计,各处摩擦都不计.)错题本错题题号错误原因。
中考物理滑轮组经典例题汇总滑轮组是物理学中经典的力学问题之一,涉及到力的平衡、力的传递以及机械优势等概念。
下面是一些常见的滑轮组经典例题汇总:1. 问题描述,一个滑轮组由两个滑轮组成,一个滑轮上挂着质量为m的物体A,另一个滑轮上挂着质量为2m的物体B。
如果忽略滑轮的质量和摩擦,求物体A和物体B的加速度。
解析:根据滑轮组的特点,滑轮上的张力相等。
设物体A的加速度为a,则物体B的加速度为2a。
根据牛顿第二定律,物体A受到的合力为Tmg,物体B受到的合力为2T-2mg,其中T为滑轮上的张力,m为物体的质量,g为重力加速度。
根据力的平衡条件,可以得到以下方程:T mg = ma.2T 2mg = 2ma.解方程组,可以求得a = g/3。
2. 问题描述,一个滑轮组由三个滑轮组成,中间的滑轮上挂着质量为m的物体A,左边的滑轮上挂着质量为2m的物体B,右边的滑轮上挂着质量为3m的物体C。
如果滑轮的质量和摩擦可以忽略不计,求物体A、物体B和物体C的加速度。
解析:由于滑轮上的张力相等,设物体A的加速度为a,则物体B的加速度为2a,物体C的加速度为3a。
根据牛顿第二定律,可以得到以下方程:T mg = ma.2T 2mg = 2ma.3T 3mg = 3ma.其中T为滑轮上的张力,m为物体的质量,g为重力加速度。
解方程组,可以求得a = g/8。
3. 问题描述,一个滑轮组由四个滑轮组成,左边的两个滑轮上分别挂着质量为m的物体A和质量为2m的物体B,右边的两个滑轮上分别挂着质量为3m的物体C和质量为4m的物体D。
如果滑轮的质量和摩擦可以忽略不计,求物体A、物体B、物体C和物体D的加速度。
解析:设物体A的加速度为a,则物体B的加速度为2a,物体C的加速度为3a,物体D的加速度为4a。
根据牛顿第二定律,可以得到以下方程:T mg = ma.2T 2mg = 2ma.3T 3mg = 3ma.4T 4mg = 4ma.其中T为滑轮上的张力,m为物体的质量,g为重力加速度。
1、滑轮周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。
2、定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮。
(2)定滑轮的实质:等臂杠杆。
(3)使用特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向 (4)理想的定滑轮:F =G (不计轮轴间摩擦);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 )。
3、动滑轮(1)定义:和重物一起移动的滑轮(可上下移动也可左右移动)第二讲 滑轮知识梳理l 1l 2GFFl 1(2)动滑轮的实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
(3)特点:使用动滑轮能省一半的力但不能改变动力的方向。
(4)理想的动滑轮:F=1/2G(不计轴间摩擦和动滑轮重力);F=1/2(G物+G动)(只忽略轮轴间的摩擦则拉力);绳子自由端移动距离S F(或V F)=2倍的重物移动的距离S G(或V G)。
例题解析1、定滑轮知识点一:定滑轮的概念【例1】滑轮在使用时如果它的轴___________,这种滑轮叫定滑轮。
使用定滑轮能够_________但是不能_____________,它实质上是一个_____________。
【难度】★【答案】固定不动;改变用力方向;改变用力大小;等臂杠杆【例2】如图,下列说法中正确的是()A.甲是定滑轮,能改变力的方向B.乙是动滑轮,能省力C.甲是动滑轮,相当于省力杠杆D.乙是定滑轮,相当于费力杠杆【难度】★【答案】C【解析】轴的位置固定不动的滑轮,称为定滑轮,轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮,称为动滑轮。
知识点二:定滑轮的使用特点【例1】如图所示,通过定滑轮匀速提起重物G,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是()A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大【难度】★【答案】D【解析】定滑轮可以改变用力方向但不省力;故无论拉力在什么方向上大小应该都相同【例2】某同学研究定滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论:(1)比较(a)、(b)两图可知:_________________________________________;(2)比较(b)、(c)、(d)三图可知:_________________________________________。
定滑轮和动滑轮练习题及详细解析【典型例题】类型一、定滑轮和动滑轮1、关于如图中的两类滑轮甲和乙,下列说法正确的是()A.甲能改变拉力的方向B.甲是等臂杠杆C.甲比乙省力D.甲比乙省距离【答案】C【解析】乙滑轮的轴是固定的,所以是定滑轮,定滑轮是等臂杠杆,使用乙滑轮不能够省力,但可以改变力的方向;甲滑轮的轴随物体一起运动,是动滑轮,使用甲滑轮可以省力但费距离,故C符合题意。
【总结升华】解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮的特点进行分析解答。
举一反三:【变式】如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是()A.甲是动滑轮,使用时不能省力B.乙是动滑轮,使用时可以省力C.甲是定滑轮,使用时可以省力D.乙是定滑轮,使用时不能省力【答案】B2、(2014•龙岩中考)如图所示,不计绳重和摩擦,沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则()A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.三个力一样大【答案】D【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等。
【总结升华】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握。
举一反三:【变式】如图所示,若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起,则拉力F1与F2相比较()A.F1较小B.F2较小C.F1与F2一样大D.无法确定【答案】A【解析】如图所示:F1的力臂L大于F2的力臂L′,由于提起的重物一定,根据杠杆平衡的条件,阻力和阻力臂的乘积一定,动力臂越长,动力越小.故F1较小。
3、如图用一个动滑轮提升重为20N的物体,当匀速向上拉动时,弹簧秤的示数为12N,若不计摩擦,拉力F和动滑轮的重力的大小是()A.拉力F为12N,动滑轮重4NB.拉力F为20N,动滑轮重2NC.拉力F为20N,动滑轮重4ND.拉力F为12N,动滑轮重2N【思路点拨】在不计摩擦的情况下,绳子的绕线决定滑轮组的使用效果,有几段绳子承担动滑轮和物体的重力,拉力就是动滑轮和物体总重的几分之一。
专题12.2 滑轮1.定滑轮和动滑轮2.滑轮组(1)定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫____滑轮组____。
(2)特点:既能省力又能改变力的方向,但是要费_____距离____。
(3)省力特点:使用滑轮组时,有几段(股)绳子吊着物体,提起重物所用的力就是物重的几分之一,数学表达式,即____ F=n1G ____,其中F为提起重物所用的力,G为物重,n为承受物重的绳子段(股)数,即绕在动滑轮上的绳子段(股)数。
知识点1:定滑轮(1)实质:是一个等臂杠杆。
支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点:不能省力,但可以改变力的方向。
【例题1】如图所示是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是()A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F1=F2=F3 D.F2>F1>F3物理量滑轮定义实质特点__动滑轮__ 滑轮可以和重物一起动动力臂是阻力臂二倍的杠杆不能改变力的方向但能省力__定滑轮__ 滑轮固定不动等臂杠杆不能省力但能改变力的方向课前预习知识点解读与例题突破【答案】C【解析】使用定滑轮不能省力,但可以任意改变力的方向。
图1中F1,F2和F3尽管力的方向不同,但力的大小都等于物体重力G。
知识点2:动滑轮(1)实质:是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点:能省一半的力,但不能改变动力的方向,且多费一倍的距离。
【例题2】(2019海南省)如图,小谦想把被台风刮倒的树拉正。
他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有_______段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦,甲树受300N拉力,则小谦对绳子的拉力至少为_______N。
【答案】2 150【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树,因此,这样做有2段绳子拉甲树;根据动滑轮省一半力的特点,小谦对绳子的拉力至少为150N。
定滑轮 动滑轮轴 轴固定不动 轴和被牵引的物体一起移动 实质 是等臂杠杆 是动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆力 不省力 能省一半的力 方向可以改变力的方向不能改变动力的方向第三讲 简单机械之滑轮学习目标理解滑轮。
理解定滑轮不能省力,但可改变用力方向;理解动滑轮不能改变用力方向;知道 动滑轮省力的道理。
知识要点滑轮:周边有槽,能绕轴转动的小轮叫做滑轮。
将绳子绕在槽内,拉动绳子,滑轮便可绕轴 转动。
滑轮是杠杆的一种变形。
1. 定滑轮使用时转动轴固定不动的轮子。
定滑轮是一个等臂杠杆,只能改变力的方向,但不改变力的大小。
2. 动滑轮使用时转动轴随物体一起运动的滑轮。
动滑轮是一个省力杠杆,能省一半力,但要费一 倍距离(动滑轮绳子自由端拉过的距离是物体升高的两倍)。
不能改变力的方向。
注意:一般讨论的问题是轻滑轮,即滑轮质量(重力)不计。
思考:如果滑轮计重力,那么情况会怎样?例题精讲【例题 1】关于滑轮,下列说法中正确的是(A 、滑轮是变形的省力杠杆C 、滑轮是等臂杠杆)B 、滑轮是变形的省力杠杆D 、以上说法都有可能【答案】D【例题 2】如图所示,滑轮下所挂物体重力为 G ,绳端用倾斜向上力 F 拉着,整个装置处于静止状态,若不计滑轮重力与绳子的摩擦,则 F 与 G 的大小关系是()A 、F=1/4GB 、F<1/2GC 、F>1/2GD 、F=1/2G【分析】动滑轮实质是动力臂是阻力臂 2 倍的省力杠杆,前提是两股绳子是平行的,此时最省力。
【答案】C【例题 3】如图所示,一滑轮下端吊一个重 50N 的物体,在拉力 F 的作用下使物体在 2s 内上升了 2m ,(不计滑轮、绳的重力和摩擦)则拉力 F=_______N ,动滑轮上升的速度是 v=m/s 。
【分析】此为费力动滑轮,特点为费力省距离。
【答案】100N ,0.5【例题 4】如图所示,滑轮 A 相当于一个杠杆,若两物体所受重力均为 20 牛且匀速上升 1 米,不计摩擦和滑轮重力,力 F1 的大小是_______牛,F2 的大小是_______牛,在此过程中,A 滑轮 的绳子末端移动的距离为_______米,B 滑轮的绳子末端移动的 距离为________米。
滑轮(组)相关计算1.概述:与滑轮(组)相关计算题是常考题型,占有的分值比例较高,故打好此类题型解题方法对做好应考准备工作具有实际意义。
2.与滑轮(组)有关的考题主要分为三个方面:(1)力的问题;(2)动力移动距离问题;(3)效率问题。
(1)力的问题:可以省力,也可以改变力的方向。
使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即物G n 1F =(条件:不计动滑轮、绳重和摩擦);如果不忽略动滑轮的重量则:()滑物G G n1F +=。
(2)动力移动距离问题:动力移动距离和重物移动的距离h 的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n 段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n 倍,即S=nh 。
(n 表示承担物重绳子的段数)(3)效率问题:机械效率的计算题是中考的常考题型,同学们只要把握机械效率计算题的解题技巧,准确地辨析哪个力做的功是有用功,哪个力做的功又是总功,就能正确快速地解题。
机械效率计算公式:100%W W η总有用⨯=。
1)竖直方向提升物体:FS Ghη=(h 为物体提升高度,F 为拉力,S 为绳子自由端走的距离)。
2)水平方向拉动物体:FS flη=(f 为摩擦力,l 为物体移动距离,F 为拉力,S 为绳子自由端走的距离)。
3.斜面的机械效率:FSGhη=(h 为斜面高,S 为斜面长,G 为物重,F 为沿斜面对物体的拉力)。
方法技巧技巧一:简化法简化法:这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理,找出题目中的相关环节或相关点,使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。
这样使复杂得到简化,可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱,把要解答的问题解决。
【例题展示】例题1(2017•德州)如图所示的滑轮组中,动滑轮重1N ,小强用6N 的拉力F 通过该滑轮组匀速拉起重10N 的物体,物体沿竖直方向上升0.4m .此过程中,额外功和机械效率分别是( )。
专题29 滑轮一、定滑轮: 1.滑轮:(1)定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
(2)特点: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。
(3)分类: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:F 1L 1=F 2L 2可知F=G ,所以不省力。
(3)特点:不省力,但可改变力的方向。
(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)【例题1】学校旗杆顶上的滑轮是一个 ,使用该滑轮的好处是 。
【变式1】学校升旗时,旗杆顶端装的滑轮是 滑轮,它的作用是 ,当国旗缓缓上升10m ,旗手向下拉动绳端移动的距离为 m 。
【例题2】如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F 1、F 2、F 3匀速拉起钩码。
忽略绳子与滑轮的摩擦,则F 1、F 2、F 3的大小关系是( ) A.F 1>F 2>F 3 B.F 1<F 2<F 3 C.F 1=F 2=F 3D.F 1、F 2、F 3的大小不能确定【变式2】学校升旗时,旗手向下拉绳子,国旗徐徐上升,旗杠顶部安装了定滑轮,使用它可以 ;如图所示,某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为68kg 的的物体向上拉,此人的质量为60kg 。
当此人用550N 的拉力拉物体时,此时物体对水平地面的压力为 N 。
(不计绳重与摩擦,g 取10N/kg )二、动滑轮:1.定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮;(如下左图所示)2.实质:是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆;(如下中图所示)图中O 可看作是一个能运动的支点,其动力臂l 1=2r ,阻力臂l 2=r , 根据杠杆平衡条件:F 1l 1=F 2l 2,即F 1·2r=F 2·r ,得出2121F F =, 当重物竖直匀速向上时,F 2=G ,则G F 211=。
有关滑轮的例题
【例1】如图8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。
(4)如果物体被提升的速度都是0.2米/秒时,绳子自由端移动的速度分别是:V甲=_____米/秒;V乙=______米/秒;V丙=______米/秒。
【分析】定滑轮的实质是等臂杠杆,它的作用:不省力,但是可以改变用力方向。
动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,它的作用是:省力,但不能改变用力方向。
首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮,然后找F与G的关系。
【解答】 (1)G甲=50牛;G乙=100牛;G丙=150牛。
(2)G甲=47牛;G乙=97牛;G丙=147牛。
(3)S甲=2米;S乙=4米;S丙=6米。
(4)V甲=0.2米/秒;V 米/秒;V丙=0.6米/秒。
乙=0.4
【说明】对于定滑轮,动滑轮和滑轮组明确以下5个关系对于分析问题是很重要的(以竖直向上提升重物的滑轮、滑轮组为例)。
(1)当不考虑动滑轮重及绳与滑轮之间摩擦时,拉力与被提升的物重有如下关系:
(2)若考虑动滑轮重,不计摩擦时,拉力与被提升物重有如下关系:
(3)若考虑摩擦,则上述关系有如下变化:
(4)绳子自由端(即:拉力作用点)移动的距离S与重物被提升的距离h的关系;
S=nh(n为向上提升物体绳的段数)
(5)绳子自由端(即拉力作用点)移动速度VF,重物被提升的速度VG 关系:
【例2】如图9所示中,通过定滑轮匀速提起重物G时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则三个力大小关系是 [ ]
A.F1最大 B.F2最大
C.F3最大 D.一样大
【分析】由于定滑轮支点在轮中心,而轮中心到轮边的各点距离相等(半径),即三个力的力臂都相等且都等于物体重力的力臂。
【解答】 D.
【例3】如图10所示,若拉力F=900牛顿,物体A重1500牛顿,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。
当绳子自由端移动3米,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,物体A与地面间摩擦力是______牛顿,物体A移动______米。
【分析】
这是一类滑轮组常见的问题。
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,但是物体A与地面间是有摩擦力的。
分析可知:有3段绳子分担了对A向左的拉
条件可知:水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大小相等,题中物体A的重力是干扰条件,所以f=F拉。
由此可知:f=3F=3×900牛=2700牛顿,绳子自由端移动距离S与物体A移动距离S'间有如下关系:S=3S' 所以
【解答】本题答案应为:2700,1
【说明】 A物体处于匀速运动,它水平方向所受的拉力和摩擦力互为平衡力。
动滑轮通过绳子拉物体A,物体A也通过绳子拉动滑轮,这一对力为作用力与反作用力。
在讨论两个以上物体连接时,要注意区分平衡力与作用力、反作用力,前者的受力物体一定是同一物体,作用力与反作用力的受力物体是彼此发生相互作用的两个物体。
至于动滑轮,可以省力,但费距离,拉力是重物的几分之一拉力作用点移动的距离就是物体移动距离的几倍。
【例4】不计滑轮重,用200N的力提升900N的重物,应至少用几个滑轮了如何安装?
【解答】需四个滑轮,两个动滑轮,两个定滑轮,如图13-13所示安装。
【说明】因绳子的段数必须整数,所以n的取值不能根据四舍五入原则,而是应该用“进位”原则。
【例5】按照图11所给的省力要求串绕滑轮组。
图中G'为动滑轮的重量,F表示拉力,G表示物重(绳与滑轮之间的摩擦不计)。
【分析】图12甲为滑轮组的侧面图,图12乙为滑轮组的正面图拉力是重力的几分之一,就有几条绳子连接动滑轮。
【解答】
【说明】滑轮组是定涔轮和动滑轮的组合,分析滑轮组省多少力的关键是判断有几段绳子承担物体与动滑轮的重力。
可使动滑轮和定滑轮之间划一条横线,数一数横线下方有几段绳子,那么拉务就是重力的几分之一。
【例6】使用一滑轮装置,拉动汽车。
若汽车的阻力是8.4×104牛顿。
在不计滑轮的摩擦的情况下,能拉动汽车所用的最小拉力是多少?
【解答】要使拉动汽车的力最小,应人动滑轮开始绕线。
数绳子的段数要数动滑轮上的绳子数。
动滑轮上有三段绳子承担阻力,所以所用拉力F为阻力的三分之一,即2.8×104牛顿。
【说明】判断滑轮组省力的情况可用两种方法来解决。
(1)一条绳子串绕在滑轮组上以后,绳子就被动滑轮和定滑轮分成了几段,除了手拉出一段需要判断是否承受重力外,其余几段都是承担重力的。
手拉的一段如果与动滑轮直接接触,就承担重力;如果与定滑轮直接接触就不承担重力。
(2)在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线将它们隔离开来,只查绕在动滑轮上的绳子的段数几,绳子的拉力就是承担物重的几分之一。
【例7】如图14所示装置处于平衡状态,已知:ρ甲=2×103千克/米3,m甲∶m乙=1∶4(不计动滑轮重及绳与轮间摩擦),水平桌面对乙的支持力为F,若甲浸没在水中,此装置仍平衡时,水平桌面对乙的支持力为F'。
则F∶F'=______
【分析】这是滑轮组与浮力的综合问题。
对两个平衡状态下的甲乙物体进行受力分析,列出平衡方程,找出各力关系,用阿基米德原理展开即可求解。
【解答】甲未浸入水前:由受力分析(如图所示)可得:
由③式得:F拉乙=2F拉甲-2G甲
代入②式:
F=G乙-F拉乙=G乙-2G甲
甲浸没水中后:由受力分析(如图所示)可得:
由③'式得:F'拉乙=2F'拉甲
由①'式得:F抇拉甲=G甲-浮甲∴
F'拉乙=2(G甲-浮甲)∴
F'=G乙- 甲+2F浮甲
m甲∶m乙=1∶4 ∴G甲∶G乙=1∶4∴G乙=4G甲
∵ρ甲=2×103千克/米3甲浸没水中V排甲=V甲
∴F'=2G甲+2×ρ水gV甲
=2G甲+2×103千克/米3gV甲
=2G甲+G甲=3G甲
【说明】对于装置的两种平衡状态,关键是对物体进行正确的受力分析,满足平衡条件。