全国备战中考物理滑轮组的省力问题的综合备战中考真题汇总附答案
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一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,水平拉力 F 1(6N )将物体(G =9N )沿直线匀速拉动s 1的距离,做功 W 1,借助滑轮组,F 2 使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离s 1,F 2所拉绳端的上升距离为s 2,做功为 W 2,则( )A .W 2 一定小于 W 1B .s 2 一定小于 s 1C .F 2 一定大于 G /3D .F 2 一定大于 F 1/3【答案】D【解析】【分析】【详解】水平拉力F 1将物体沿直线匀速拉动做功:111W F s =;借助滑轮组,使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离,拉绳端的上升距离为s 2,做功:222W F s =;A .做功21W W W =+动,故A 错误;B .有3股绳子承担213s s =,故B 错误;CD .()2113F G F =+轮,故C 错误,D 正确。
故选D 。
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。
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。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N83%15N 3NG G G η===++物物动故C 错误;D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。
故选D 。
2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
(不计绳重和摩擦) 【答案】80 20 【解析】 【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n=+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若12G G =,所用竖直向上的拉力分别为1F 和2F ,拉力做功的功率分别为1P 和2P ,两装置的机械效率分别为1η和2η(忽略绳重和摩擦),则下列选项中正确的是( ).A .12F F > 12ηη< 12P P <B .12F F > 12=ηη 12P P =C .12F F < 12ηη= 12P P <D .12F F < 12ηη> 12P P >【答案】B 【解析】 【详解】CD .不计绳重及摩擦,因为拉力:1F G nG =+动()12n =,23n =,所以绳子受到的拉力分别为:1112F G G =+动()2213F G G =+动()因为12G G =,故:12F F >故CD 项错误;AB .因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W G h =额轮,W G h =有用物,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由100%W W 有总η=⨯可知,机械效率相同,即:12ηη=又因为所用时间相同,由WPt=可知,拉力做功的功率:12P P=故A项错误,B项正确。
2.如图所示,用滑轮组提重力为140N的物体,当拉力为50N时,物体对地面的压力刚好为0N。
若重物与地面的接触面积S=2×10-2m2,不计绳重和摩擦,每个滑轮质量相同,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
若拉力F为40N,则定滑轮对天花板的拉力为_______N,重物对地面的压强为_______ Pa。
【答案】90 1.5×103【解析】【分析】【详解】[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳,不计绳重和摩擦,当拉力为50N时,物体对地面的压力刚好为0N,拉力的大小F1=13(G+G动)动滑轮的重力G动=3F1-G=3×50N-140N=10N每个滑轮质量相同,定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N,对定滑轮受力分析,受到重力、下方两段绳子的拉力,天花板的拉力,根据平衡条件得到F天=G定+2F=10N+2×40N=90N由力的作用相互性可知,定滑轮对天花板的拉力是90N。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计。
在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的关系正确的是( )A .F 1<F 2,η1>η2B .F 1<F 2,η1=η2C .F 1>F 2,η1<η2D .F 1>F 2,η1=η2【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,图甲中绳子承担重物的段数为3,图乙中绳子承担重物的段数为2,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计,则它们绳子末端的拉力各自为()()1113F G G G G n =+=+物动物动 ()()1112F G G G G n =+=+物动物动 所以F 1<F 2故CD 错误;绳子末端移动距离与物体上升高度关系s=nh滑轮相同,提升重物相同,由()100%100%100%100%1W G h G h G W Fs G G G G nh nη=⨯=⨯=⨯=⨯++有物物物总物动物动 可知η1=η2故A 错误,B 正确。
故选B 。
2.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A 、B 均重为20牛。
当用力F 2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F 2大小为_______牛。
若F 1和F 2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F 2所做的功为________焦。
【答案】静止 10 1:1 10 【解析】 【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的; [2]B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功,当F 1和F 2所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮组吊装100袋大米,每袋大米的质量是50kg ,绳子能承受的最大拉力为1200N ,不计滑轮以及绳重,不计轮、轴间摩擦,g 取10N/kg ,则至少需要吊运的次数是( )A .9次B .10次C .11次D .12次【答案】D 【解析】 【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股数为n =4,最大拉力1200F N =,一次能吊起的大米重力为:14412004800G F N N ==⨯=,一次能吊起的大米质量为:14800N 480kg 10N/kgG m g ===, 因为每袋大米的质量是50kg ,故一次能吊起的大米袋数为:1480kg9.650kg /n ==袋袋,由题意知一次能吊起9袋大米,即19n =,则至少需要吊运的次数是:/10011.19n ==袋次袋次,至少需要吊运12次。
故选D 。
2.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像如图乙所示,滑轮和绳的摩擦力及绳重忽略不计。
则:(1)若某次运送建材的质量为40kg ,滑轮组的机械效率是_______。
动滑轮的重力是_______N 。
(2)若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升12m ,作用在绳上的拉力为500N 时,拉力的功率是_______W ,运送建材的重力是_______N ,此时的机械效率是_______。
【答案】50% 400 200 600 60%. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]建材质量为40kg ,其重力为=40kg 10N/kg=400N G mg =⨯由图乙得,当建材重力为400N 时,滑轮组机械效率为50%。
[2]此时机械效率400===50%400+G G G G η+动动解得G 动=400N 。
(2)[3]滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,与动滑轮相连的绳子有两段,则该滑轮组可以省一半的力,建材向上提升了12m ,则绳子段移动的距离为24m ,拉力功率500N 24m ==200W 60sW Fs P t t ⨯== [4]滑轮组省一半的力,所以+=2G G F 动材解得=600N G 材。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变【答案】D【解析】【分析】【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物 且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N 80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N 83%15N 3NG G G η===++物物动 故C 错误; D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。
故选D 。
2.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A 、B 均重为20牛。
当用力F 2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F 2大小为_______牛。
若F 1和F 2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F 2所做的功为________焦。
【答案】静止 10 1:1 10【解析】【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B 相对与参照物的位置没有改变,是静止的;[2]B 物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F 2=12G =12×20N=10N [3]因为使用任何机械都不能省功,当F 1和F 2所做的功相等,物体A. B 重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h,最省力的是(滑轮重不计)()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】A.图中滑轮是定滑轮,拉力F=G;B.图中滑轮是动滑轮,拉力12F G =;C.图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =;D.图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =;所以最省力的是D中滑轮组。
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。
【答案】静止101:110【解析】【详解】[1]以滑轮的轴为参照物,物体B相对与参照物的位置没有改变,是静止的;[2]B物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力:F2=12G=12×20N=10N[3]因为使用任何机械都不能省功,当F1和F2所做的功相等,物体A. B重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若12G G =,所用竖直向上的拉力分别为1F 和2F ,拉力做功的功率分别为1P 和2P ,两装置的机械效率分别为1η和2η(忽略绳重和摩擦),则下列选项中正确的是( ).A .12F F > 12ηη< 12P P <B .12F F > 12=ηη 12P P =C .12F F < 12ηη= 12P P <D .12F F < 12ηη> 12P P >【答案】B 【解析】 【详解】CD .不计绳重及摩擦,因为拉力:1F G nG =+动()12n =,23n =,所以绳子受到的拉力分别为:1112F G G =+动()2213F G G =+动()因为12G G =,故:12F F >故CD 项错误;AB .因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W G h =额轮,W G h =有用物,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由100%W W 有总η=⨯可知,机械效率相同,即:12ηη=又因为所用时间相同,由WP t=可知,拉力做功的功率: 12P P =故A 项错误,B 项正确。
2.如图所示,物体A 重100N ,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A 与地面间摩擦力f =60N ,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,则绳端的拉力F 是______N ,当绳子自由端向左移动3米时,物体A 向左移动______m 。
【答案】20 1 【解析】 【分析】由图中滑轮组可知,n =3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重,根据滑轮组的省力公式13F f =得到拉力大小;根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物体运动的距离。
【详解】 [1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数是n =3,因不计绳重、摩擦及滑轮重,则绳端的拉力1160N 20N 33F f ==⨯= [2]物体运动的距离为3m 1m 33s s ===拉物【点睛】本题考查滑轮组省力公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对动滑轮上绳子段数的判断。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h ,最省力的是(滑轮重不计)( )A .B .C .D .【答案】D【解析】【分析】【详解】A .图中滑轮是定滑轮,拉力F=G ;B .图中滑轮是动滑轮,拉力12F G =; C .图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力12F G =; D .图中滑轮组的动滑轮绕3段绳,拉力13F G =; 所以最省力的是D 中滑轮组。
故选D 。
2.用一个动滑轮将重为8N 的物体匀速提高1m ,所用竖直向上的拉力为5N ,则动滑轮的机械效率为____%;用此动滑轮将重为18N 物体也提高1m 时,所做的总功是_______J 。
(不计绳重和摩擦)【答案】80 20【解析】【分析】使用动滑轮,承担物重的绳子股数n =2,绳子末端移动的距离s =2h ,有用功就是将物体提升对物体做的功(W Gh =有),拉力F 做的功为总功(W Fs =总),再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率;根据W W W =+总有额求出额外功,不计绳重和摩擦,使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的功W G h =额轮,知道提升的高度,可以求出动滑轮重;再利用()1F G G n =+轮物求拉力大小,知道s =2h ,利用功的公式求拉力做的功(总功)大小,根据W Gh =求出有用功,利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。
【详解】[1]使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n =2,物体被提升的高度h =1m ,拉力移动距离21m 2m s nh ==⨯=有用功为8N 1m 8J W Gh ==⨯=有拉力做的总功为5N 2m 10J W Fs ==⨯=总滑轮组的机械效率 8J 100%100%80%10JW W η=⨯=⨯=有总 [2]根据W W W =+总有额可知,额外功为10J 8J 2J W W W =-=-=额总有不计绳重和摩擦,根据W G h =额轮可知,动滑轮的重力2J 2N 1mW G h ===额动 不计绳重和摩擦,则有 ()()12N 18N 10N 2F G G ''=+=+=动物 拉力做的总功 10N 2m 20J W F s '='=⨯=总3.如图所示,用滑轮组提重力为140N 的物体,当拉力为50N 时,物体对地面的压力刚好为0N 。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.如图所示,甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若12G G =,所用竖直向上的拉力分别为1F 和2F ,拉力做功的功率分别为1P 和2P ,两装置的机械效率分别为1η和2η(忽略绳重和摩擦),则下列选项中正确的是( ).A .12F F > 12ηη< 12P P <B .12F F > 12=ηη 12P P =C .12F F < 12ηη= 12P P <D .12F F < 12ηη> 12P P >【答案】B 【解析】 【详解】CD .不计绳重及摩擦,因为拉力:1F G nG =+动()12n =,23n =,所以绳子受到的拉力分别为:1112F G G =+动()2213F G G =+动()因为12G G =,故:12F F >故CD 项错误;AB .因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W G h =额轮,W G h =有用物,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由100%W W 有总η=⨯可知,机械效率相同,即:12ηη=又因为所用时间相同,由WPt=可知,拉力做功的功率:12P P=故A项错误,B项正确。
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。
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F 1×4m =G ×2m解得F 1=0.5G ;B 图中为滑轮组,通过动滑轮绳子段数n =3,所以F 2=13G ; C 图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,则F 3=2G ; D 图中是杠杆,设杆与水平面的夹角为α,则有F 4×4cosα=G ×1×cosα解得F 4=14G 。
由此可知动力最小的是D 。
故选D 。
2.如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦。
水平拉力F 作用下将重为30N 的物体A 匀速拉动,已知绳子自由端速度为0.3m /s ,物体A 受到的摩擦力0.1f G ,水平拉力F 为_____N ,在2s 内物体移动的距离为_____m 。
【答案】1 0.2 【解析】 【详解】[1]由图可知,连接动滑轮的绳子股数n =3,由题意知,物体A 受到的摩擦力0.10.130N 3N f G ==⨯=不计绳重及摩擦,则水平拉力:113N 1N 3F f n ==⨯= [2]物体的速度:110.3m /s 0.1m /s 3v v n ==⨯=绳物由sv t=得,在2s 内物体移动的距离 0.1m/s 2s 0.2m s v t ==⨯=物物故2s 内物体移动的距离为0.2m 。
3.小夏利用如图所示的滑轮组将重为280 N 的物体匀速提起。
已知他自身所受的重力为500 N ,双脚与地面的总接触面积为400 cm 2 ,动滑轮所受的重力为120 N ,若不计绳重和摩擦,小夏对地面的压强为_____Pa 。
【答案】7500 【解析】 【分析】 【详解】小夏对绳子的拉力为280N 120N 200N 11(22F G G =++⨯==动())小夏受到绳子的拉力F 拉、重力G 、地面的支持力F 支,因为小夏静止,小夏受到的重力等于拉力加上支持力,则地面的支持力500N 200N 300N F G F =-=-=人支拉由于力的作用是相互的,则小夏对地面的压力300N F F ==压支受力面积22400cm 0.04m S ==小夏对地面的压强2300N7500Pa 0.04m F p S ===压4.如图所示,在水平拉力F 的作用下,重为300 N 的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s 的速度做匀速直线运动,此时物体与桌面的摩擦力大小为60N (不计绳重、动滑轮重及摩擦),则拉力F =_________N 及其功率P =_______W 。
【答案】20 6 【解析】 【详解】[1]由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,不计绳重、动滑轮重及摩擦,则绳端的拉力:F =13f =13×60N=20N ; [2]绳子自由端移动的速度为:v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ;则拉力F 的功率为:P =Fv 绳=20N ×0.3m/s=6W 。
5.如图所示的滑轮组(不计滑轮重、绳与滑轮的摩擦),在拉力 F 的作用下,物体水平向左做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 6N , 则物体受到地面的摩擦力大小为_________N 。
一段时间内物体沿水平方 向移动了 5m ,拉力 F 做功_____J 。
【答案】12 60【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知,n =2,弹簧测力计的示数为6N ,则拉力为6N ,摩擦力f =2×6N=12N摩擦力为12N 。
[2]拉力移动的距离s ′=2s =2⨯5m=10m拉力做的功W =Fs =6N ×10m=60J拉力做的功为60J 。
6.小黄同学用水平力F 拉动如图所示装置,使重200N 的A 物体5s 内在水平地面上匀速运动了120cm ,物体B 重100N (物体B 与A 始终接触),此过程中A 受到地面的摩擦力为24N ,弹簧测力计的示数为16N 。
若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为___m/s ,物体A 受到B 施加的摩擦力____(选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”),水平拉力F 大小为____N ,水平拉力F 的功率为____W 。
【答案】0.12 水平向右 80 9.6 【解析】 【分析】滑轮为动滑轮,滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一;根据力的作用的相互性得出物体A 受到B 施加的摩擦力的大小及方向;物体A 受到向左的拉力等于地面对A 的摩擦力f 地加上物体A 受到B 施加的摩擦力f A ;而滑轮为动滑轮,滑水平拉力F 为F 左的2倍,据此计算水平拉力F 的大小;然后利用 P Fv =计算功率。
【详解】 [1]物体移动的速度212010m 0.24m/s 5ss v t -⨯===物物则滑轮移动的速度110.24m/s 0.12m/s 22v v ==⨯=轮物[2]由力的作用是相互的,相互作用力大小相等,方向相反,而物体B 受到A 的摩擦力与弹簧测力计的拉力是平衡力,大小等于16N ,则物体A 受到B 施加的摩擦力也为16N ,方向水平向右。
[3]物体A 受到向左的拉力等于地面对A 的摩擦力加上物体A 受到B 施加的摩擦力,即BA 24N 16N 40N F f f ++===地左滑轮为动滑轮,则水平拉力F为F F=⨯==240N802N左[4]水平拉力F的功率==⨯=P Fv0.12m/s9.6W80N轮7.如图所示,用力F1和F2分别匀速提起物体C时,滑轮_______可以看作等臂杠杆(选填“A"或“B”).若物体C重为50牛,滑轮重力不计,则力F2的大小为___________牛.【答案】A 25【解析】【详解】[1]由图可知,A滑轮是定滑轮,所以滑轮A是等臂杠杆。
[2]滑轮B是动滑轮,省一半力,所以F2的大小为25N。
8.如图所示,物体A在水平桌面上,绳重及摩擦不计,动滑轮重力为2N。
当B物体重力为8N时,它恰好能匀速下降。
(1)以上装置中属于动滑轮的是________(填字母)。
(2)物体A所受的摩擦力为________N。
(3)若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左匀速运动,则这个力F大小应为________N。
【答案】M510【解析】【详解】[1]由于M随物体移动而发生位置变化,所以M是动滑轮。
[2]A对B的拉力为F,动滑轮M和B受力分析可知中:2F=G M+G B2N 8N5N 2F +== A 受力平衡,所以摩擦力f =F =5N 。
[3]A 向左匀速运动时,受力平衡:F 左=f +F =5N+5N=10N 。
9.(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。
魔罐来回滚动,说明了机械能是可以相互转化的。
10.如图所示,用F 1的力将物体B 匀速提升h ,若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度。
下列说法确的是( )A .使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体的上升高度的两倍B .F 1一定大于F 2C .滑轮组的机械效率为123F hh F ⋅ D .F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .动滑轮与3股绳接触,故n =3,使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体的上升高度的三倍,故A 错误;B .由于123=3=G G F G F ++动动故如果动滑轮很重,则F 1不一定大于F 2,故B 错误; C .滑轮组的机械效率为122100%3W F h GhW nF h F hη=⨯==有用总故C 错误; D .F 1做功的功率为11=P F vF 2做功的功率为221()n G P v v F F ==+动可知,F 2做功的功率比F 1做功的功率大,故D 正确。
故选D 。
11.如图所示,重300N 的物体在20N 的水平拉力F 的作用下,以0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s ,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中下列说法正确的是( )A .绳子自由端移动的距离为2mB .物体与地面间的滑动摩擦力为48NC .拉力F 的功率为4WD .有用功为120J 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .由图知n =3,则绳子自由端移动的距离s 绳=3s 物=3v 物t =3×0.2m/s×10s =6m故A 错; B . 因为=100% =100%=100%=100%=80%33W fs fs fW Fs F s Fη⨯⨯⨯⨯有物物绳总物 所以物体与地面间的滑动摩擦力 380%320N 80%48N f F =⨯=⨯⨯=故B 正确; C .拉力做的功为W 总=Fs 绳=20N×6m =120J拉力做功的功率120J12W 10sW p t ===总 故C 错误; D .有用功W 有=fs 物=fv 物t =48N×0.2m/s×10s =96J故D 错。
故选B 。
12.如图所示,物重为G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误..的是( ) A .1F G =B .213F G= C .312F G =D .412F G =【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由图像可知l 1=l 2,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得F 1=G ,故正确,不符合题意;B .由图像可知滑轮组n =3,则213F G =,故正确,不符合题意;C .由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则32F G =,故错误,符合题意;D .不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh ,即412F G =,故正确,不符合题意。