滑輪與滑輪組及其應(yīng)用(講義)(原卷版+解析)-2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)講義+強(qiáng)化訓(xùn)練_第1頁(yè)
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備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練(全國(guó)通用)

第14講滑輪與滑輪組及其應(yīng)用

知識(shí)回顧..........................................................................1

考點(diǎn)一豎直方向的滑輪組.........................................................2

考點(diǎn)二水平方向滑輪組...........................................................3

考點(diǎn)三滑輪組強(qiáng)化...............................................................5

考點(diǎn)四滑輪組連線問(wèn)題...........................................................6

考點(diǎn)五滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn).......................................................7

考點(diǎn)六滑輪組與浮力綜合.........................................................8

(£)>知識(shí)回顧

1.動(dòng)滑輪、定滑輪、滑輪組的比較

定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組

///[/////

示意圖

AF7

中間的軸______的定滑輪、動(dòng)滑輪_____成滑

定義和重物一起____的滑輪

滑輪輪組

動(dòng)力臂為阻力臂_____倍

實(shí)質(zhì)杠桿杠桿

的杠桿

不能______但是能能省____的力,但不能改既能____又能改變動(dòng)力的

特點(diǎn)

改變動(dòng)力的_____變動(dòng)力的方向

1

動(dòng)力與阻力F1=F

2F1=2F21

n段繩子承擔(dān)總重F三GS

及移動(dòng)距離s=hs=2h

=nh

的關(guān)系

2.機(jī)械效率

1.使用機(jī)械時(shí),人們對(duì)做的功是總功,機(jī)械克服有用阻力做的功是功,克

服額外阻力做的功是功,有用功和額外功,叫做總功。

2.機(jī)械效率:有用功與總功的叫機(jī)械效率,公式n=o它沒(méi)有,其大

小總是(選填“大于”或“小于”)1。

3.提高機(jī)械效率的方法:影響機(jī)械效率的因素有機(jī)械自重、摩擦,提高機(jī)械效率的方

法:①減輕機(jī)械使機(jī)械更合理輕巧;②經(jīng)常保養(yǎng)潤(rùn)滑。

4.常見(jiàn)幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率

種類杠桿斜面滑輪

“/

cA

圖例

c

G[

理想情況(不考n=1n=1n=1

慮機(jī)械自重及摩擦)Fs=G物hFs=G物hFs=Gh

非理想情況(考n<1n<1n<1

G物hG物hG物hG物

慮機(jī)械自重及摩擦)

nn=17n=7r=nF

W有W有

5.注意:機(jī)械效率具有可變性:由公式n=V=M^+W額可知,使用同一機(jī)械,在w

額一定時(shí),w有用越大,口也_____o使用不同的機(jī)械,在w有一定時(shí),w額越大,n。

考點(diǎn)一豎直方向的滑輪組

例1如圖所示,小華用滑輪組豎直勻速提升一個(gè)重為600N的物體,人拉繩的力F為

250N(不計(jì)繩重和摩擦)。若用這個(gè)滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時(shí),人的拉力F

為()

B.450NC.500ND.600N

練1.1如圖,物體中100N,圓柱形容器底面積為400cm2,內(nèi)盛有65cm深的水,當(dāng)用

圖中滑輪組將物體浸沒(méi)在水中后,容器中水面上升到70cm,物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)滑輪

組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力).p水=L0X

103kg/m3,g取10N/kg.則以下說(shuō)法正確的是()

A.物體浸沒(méi)在水中后,水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng)為650Pa

B.物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力25N

C.若把物體完全拉出水面后,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率83.3%

D.若把物體完全拉出水面后,此時(shí)拉力F'為30N

考點(diǎn)二水平方向滑輪組

例2.如圖甲所示,重為80N的物體在大小為30N、水平向左的拉力F1作用下,在水平

面上以0.4m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng),滑輪與繩子質(zhì)量及滑輪軸處摩擦均不計(jì)。改用如圖乙

所示滑輪組后,該物體在水平向右的拉力F2作用下,在相同的水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)

0.5m,下列說(shuō)法不正確的是()

A.物體與地面之間的摩擦力為60NB.拉力F1的功率為24W

C.拉力F2的大小為90ND.拉力F2做的功是45J

/練2.1如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體,拉力F的大

小為30N.若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械

效率分別為(

A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%

/練2.2如圖,理想情況下(不計(jì)繩重、摩擦和滑輪重),拉力F=6N,物體A在1分鐘

內(nèi)勻速前進(jìn)1m,則()

A.物體所受的摩擦力f為12N

B.拉力對(duì)物體做的功W為6J

C.拉力的功率P為24W

D.如考慮摩擦力對(duì)機(jī)械的作用,F(xiàn)=6N時(shí)物體所受的摩擦力為f=16N,則此滑輪組的機(jī)

械效率T]約為88.9%

/練2.3如圖所示,重500N的人站在重2500N的船上,用滑輪組把船勻速拉向岸邊,人

和船相對(duì)靜止。船受到水的阻力為1200N.不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦,人拉繩的力為()

A.300NB.400NC.700ND.1700N

考點(diǎn)三滑輪組強(qiáng)化

例3.如圖所示,不計(jì)滑輪重和繩重以及繩子與滑輪間摩擦。物體A重100N,B重20N,當(dāng)

B勻速下降40cm時(shí),A受到桌面的摩擦力和A移動(dòng)的距離分別是()

A.20N,40cmB.ION,20cmC.ION,80cmD.20N,20cm

/練3.1如圖所示,物體重900N,站在地上的人拉住繩子的一端,使物體勻速上升,若不

計(jì)摩擦和滑輪的重力,則人的拉力為()

A.400NB.300NC.200ND.150N

/練3.2如圖所示,Gi=20N,臺(tái)秤示數(shù)8N,不計(jì)滑輪重,物體G2重()

A.2NB.18NC.28ND.20N

/練3.3如圖所示,不計(jì)繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物

Gi=100N,每一個(gè)滑輪重力均為20N,則下列說(shuō)法正確的是()

A.b處繩子的拉力為50NB.G2=280N

C.e處繩子的拉力為140ND.G2=200N

例4.吊籃的重力為200N,每個(gè)滑輪重力10N,人的重力為600N,不計(jì)繩重與摩擦,人在

吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)需用力()

A.55NB.200NC.164ND.205N

/練4.1如圖所示,某人重600N,他想坐在吊籃里用滑輪組勻速把自己拉到二樓。已知吊

籃和動(dòng)滑輪重240N(不計(jì)繩重及摩擦),則他用的拉力為(

A.280NB.420NC.600ND.240N

/練4.2如圖所示,吊籃重400N,動(dòng)滑輪的總重為50N,定滑輪重40N,人的重力為600N,

人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí),人需用力()

A.218NB.220NC.210ND.236N

考點(diǎn)四滑輪組連線問(wèn)題

在圖中畫(huà)出拉動(dòng)汽車時(shí)最省力的繩子繞法。

"-crcr

/練5.1如圖所示,人站在地面上,通過(guò)這個(gè)滑輪組把重物G提升到樓上,請(qǐng)你畫(huà)出這個(gè)

滑輪組最省力的繞線方法。

2

/練5.2如圖所示,站在小車上的男孩在繩子末端施加的水平拉力F,物體M和小車在水

平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出小男孩拉車的繞線方法。

考點(diǎn)五滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)

例6.在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時(shí),小明利用如圖甲、乙滑輪組進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得數(shù)據(jù)如

表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)滑輪重物重G/N鉤碼上升動(dòng)力F/N動(dòng)力作用點(diǎn)滑輪組的機(jī)械

G動(dòng)/N高度h/m移動(dòng)距離s/m效率T|/%

10.510.10.70.347.6

20.510.20.70.647.6

30.520.11.10.3①

40.540.12.00.366.7

5140.1②0.550

(1)如表中數(shù)據(jù)中有一組采用的滑輪組與其他不同,這組數(shù)據(jù)是第次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,

相對(duì)應(yīng)的滑輪組是(填“甲”或"乙”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。才能正確讀數(shù)。

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:①處數(shù)據(jù)應(yīng)為;編號(hào)②數(shù)據(jù)應(yīng)為No

(4)小明分析數(shù)據(jù)得出了以下結(jié)論,請(qǐng)你判斷正確的結(jié)論是(不定項(xiàng)選擇)。

A.由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與物體提升的高度無(wú)關(guān)

B.由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與被提升的物重有關(guān)

C.由表中第4、5組數(shù)據(jù)可知,機(jī)械越省力,它的機(jī)械效率越高

(5)小明最后用甲滑輪組又測(cè)了一組數(shù)據(jù):G=5N;h=0.1m;F=1.6N;s=0.3m,結(jié)果

發(fā)現(xiàn)竟然機(jī)械效率算出來(lái)超過(guò)了100%,請(qǐng)問(wèn)導(dǎo)致小明犯錯(cuò)原因最可能是=

/練6.1小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,所用裝置如圖所示,實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N,

測(cè)得的數(shù)據(jù)如表:

物理量鉤碼總鉤碼上升的高度測(cè)力計(jì)示數(shù)測(cè)力計(jì)移動(dòng)距機(jī)械效率n

實(shí)驗(yàn)次數(shù)重G/Nh/mF/N離s/m

140.11.80.3

260.12.40.383%

340.11.40.557%

440.21.41.057%

(1)在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)繩端拉力F時(shí),應(yīng)盡量豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中

讀數(shù)。

(2)第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為0

(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:第2次實(shí)驗(yàn)是用圖做的。

(4)分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用同一滑輪組,可以提高滑輪組的機(jī)械效

率。

(5)分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度(選

填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

考點(diǎn)六滑輪組與浮力綜合

例7.小峰利用滑輪組將一個(gè)正方體金屬塊A(其密度為PA)從一溶液池內(nèi)勻速提出液面,

當(dāng)金屬塊A浸沒(méi)在液面下,上表面距液面的距離為h時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),如圖甲所示,計(jì)時(shí)后

調(diào)整滑輪組繩端豎直向上拉力F的大小使金屬塊A始終以大小不變的速度v勻速上升,

提升過(guò)程中拉力F與金屬塊A向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系如圖乙所示,已知金屬塊A被提出液面

后,滑輪組的機(jī)械效率為80%,h=lm,(假設(shè)溶液池足夠大,金屬塊被提出液面前后液

面高度不變,不計(jì)繩重及摩擦)()

A.金屬塊A的重力為1360N

B.動(dòng)滑輪的總重為100N

C.金屬塊A的密度5.44X103kg/m3

D.液體的密度3.125X103kg/m3

練7.1如圖,物體A重120N,物體B的體積是Idnr5,此時(shí)A恰能沿著水平桌面以0.2m/s

向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);若將B始終浸沒(méi)在水中并以原速度勻速上升,需要對(duì)A施加100N

水平向左的拉力,不計(jì)摩擦、繩重及滑輪重,則此時(shí)作用在物體B上拉力功率W;

物體B密度kg/m3o

練7.2小峰利用滑輪組將一個(gè)正方體金屬塊A從某溶液池內(nèi)勻速提出液面,當(dāng)金屬塊A

浸沒(méi)在液面下,上表面距液面的距離為h時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),如圖甲,計(jì)時(shí)后調(diào)整滑輪組繩端

豎直向上拉力F的大小使金屬塊A始終以大小不變的速度勻速上升,提升過(guò)程中拉力F

與金屬塊A向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系如圖乙。已知金屬塊A被提出液面后,滑輪組的機(jī)械效率

為80%,h=0.25m,(假設(shè)溶液池足夠大,金屬塊被提出液面前后液面高度不變,不計(jì)

繩重及摩擦,)。求:

(1)金屬塊A的重力;

(2)動(dòng)滑輪的總重;

(3)正方體A的體積;

(4)溶液的密度。

練7.3如圖1,科考人員在一底面積為4m2的圓柱形深井底部(井底水平,井中水的質(zhì)

量不變),發(fā)現(xiàn)一貴重圓柱體金屬物體(物體未與井底緊密接觸)?,F(xiàn)用圖2的裝置將其

打撈上來(lái),若牽引車以O(shè).lm/s的速度勻速向右行駛,通過(guò)滑輪組將物體由井底開(kāi)始往上

拉,牽引車對(duì)繩的拉力的功率隨時(shí)間變化如圖3.(忽略動(dòng)滑輪和繩子的重力及滑輪與繩

子之間的摩擦)求:

(1)物體離開(kāi)水面后,在空中時(shí)牽引車對(duì)繩子的拉力;

(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;

(3)物體未被打撈時(shí)對(duì)井底的壓強(qiáng)。

練7.4最近,重慶電視臺(tái)科教頻道播出了在我市拍攝的“汽車落水后如何水下逃生”的

紀(jì)錄片。紀(jì)錄片中,實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)著轎車從高處落入滾滾的長(zhǎng)江,并在門(mén)窗閉的車中,嘗

試用不同的方法砸碎車窗璃逃生,驚心動(dòng)魄。為了確保實(shí)驗(yàn)人員的安全,攝制組精心設(shè)

計(jì)了緊急救援裝置,用于當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員無(wú)法從車中逃生時(shí)迅速吊起轎車?,F(xiàn)重慶一中初二

小趙同學(xué)對(duì)此很感興趣并對(duì)此設(shè)計(jì)了如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械,模擬緊急救援落水汽車。實(shí)

驗(yàn)中用實(shí)心物體M代替小車,打撈過(guò)程中物體M在水中勻速上升的速度為O.lm/s,此

時(shí)小趙做功的功率為180W;當(dāng)物體被打撈出水面后,小趙對(duì)繩子施加最大的拉力,恰

好能使物體繼續(xù)按原速度勻速上升。已知:小趙的質(zhì)量為60kg,物體M的密度為2.5X

103kg/m3.(g取lON/kg,設(shè)整個(gè)過(guò)程M均為勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),忽略繩重及滑輪摩擦,不

考慮風(fēng)浪、水流阻力等因的影響。)

求:(1)物體M的重力GM;

(2)動(dòng)滑輪的重力G動(dòng);

(3)物體M離開(kāi)水面后,滑輪組的機(jī)械效率口。

備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練(全國(guó)通用)

第14講滑輪與滑輪組及其應(yīng)用

知識(shí)回顧..........................................................................1

考點(diǎn)一豎直方向的滑輪組.........................................................2

考點(diǎn)二水平方向滑輪組...........................................................3

考點(diǎn)三滑輪組強(qiáng)化...............................................................5

考點(diǎn)四滑輪組連線問(wèn)題...........................................................6

考點(diǎn)五滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn).......................................................7

考點(diǎn)六滑輪組與浮力綜合.........................................................8

(^>知識(shí)回顧

1.動(dòng)滑輪、定滑輪、滑輪組的比較

定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組

///.1////

示意圖盧匡互,

211

中間的軸______的定滑輪、動(dòng)滑輪_____成滑

定義和重物一起____的滑輪

滑輪輪組

動(dòng)力臂為阻力臂_____倍

實(shí)質(zhì)_____杠桿_____杠桿

的杠桿

不能______但是能能省____的力,但不能改既能____又能改變動(dòng)力的

特點(diǎn)

改變動(dòng)力的_____變動(dòng)力的方向

動(dòng)力與阻力F1=F

2Fi=2^2

n段繩子承擔(dān)總重F=\G,S

及移動(dòng)距離s=h

s=2h

的關(guān)系=nh

2.機(jī)械效率

1.使用機(jī)械時(shí),人們對(duì)做的功是總功,機(jī)械克服有用阻力做的功是功,克

服額外阻力做的功是功,有用功和額外功,叫做總功。

2.機(jī)械效率:有用功與總功的叫機(jī)械效率,公式n=?它沒(méi)有,其

大小總是(選填“大于”或“小于”)1。

3.提高機(jī)械效率的方法:影響機(jī)械效率的因素有機(jī)械自重、摩擦,提高機(jī)械效率的方

法:①減輕機(jī)械使機(jī)械更合理輕巧;②經(jīng)常保養(yǎng)潤(rùn)滑。

4.常見(jiàn)幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率

種類杠桿斜面滑輪

圖例(r

G]

理想情況(不考n=1n=1n=1

慮機(jī)械自重及摩擦)Fs=G物hFs=G物hFs=Gh

nVIn<in<1

非理想情況(考

G物hG物hG物hG物

慮機(jī)械自重及摩擦)

nn=~F^=nF

W有W有

5.注意:機(jī)械效率具有可變性:由公式口=加二=而開(kāi)標(biāo)可知,使用同一機(jī)械,在W

額一定時(shí),w有用越大,口也_____。使用不同的機(jī)械,在w有一定時(shí),w顫越大,丹_____

1.動(dòng)滑輪、定滑輪、滑輪組的比較

定滑輪動(dòng)滑輪滑輪組

/C'/X0居

示意圖—A----7

中間的軸固定不動(dòng)的

定義和重物一起移動(dòng)的滑輪定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組

滑輪

實(shí)質(zhì)等臂杠桿動(dòng)力臂為阻力臂幺倍的杠桿省力杠桿

不能省力但是能改變能省一半的力,但不能改變動(dòng)

特點(diǎn)既能省力又能改變動(dòng)力的方向

動(dòng)力的方向力的方向

動(dòng)力與阻力及FI=F21

移動(dòng)距離的關(guān)s=hFI=]F2n段繩子承擔(dān)總重F=RG,S=nh

系s=2h

2.機(jī)械效率

%

1.機(jī)械、有用、額外、之和2.比值、踵、單位、小于3.自重

4.常見(jiàn)幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率

種類杠桿斜面滑輪

f

I

圖例不:

理想情況(不考慮機(jī)械自n=1n=1n=1

重及摩擦)Fs=G物hFs=G物卜Fs=Gh

n<1n<1n<1

非理想情況(考慮機(jī)械自

G物hG物hG物hG物

重及摩擦)

n=~F^n=~=^F

5.越小。

考點(diǎn)一豎直方向的滑輪組

例1如圖所示,小華用滑輪組豎直勻速提升一個(gè)重為600N的物體,人拉繩的力F為

250N(不計(jì)繩重和摩擦)。若用這個(gè)滑輪組豎直勻速提升1200N的物體時(shí),人的拉力F

為()

A.400NB.450NC.500ND.600N

【解答】解:

由圖可知,n=3,不計(jì)繩重和摩擦,繩子自由端拉力F=3(G+G動(dòng)),當(dāng)提起600N物

體時(shí)拉力為250N,則動(dòng)滑輪重:G$b=3Fl-G1=3X25ON-600N=150N;

_11

當(dāng)提起1200N物體時(shí),人的拉力:F2=3(G2+G動(dòng))=3X(1200N+150N)=450N。

故選:Bo

練1.1如圖,物體中100N,圓柱形容器底面積為400cm2,內(nèi)盛有65cm深的水,當(dāng)用

圖中滑輪組將物體浸沒(méi)在水中后,容器中水面上升到70cm,物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)滑輪

組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力).p水=1.0X

103kg/m3,g取10N/kg.則以下說(shuō)法正確的是()

A.物體浸沒(méi)在水中后,水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng)為650Pa

B.物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力25N

C.若把物體完全拉出水面后,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率83.3%

D.若把物體完全拉出水面后,此時(shí)拉力F'為30N

【解答】解:

(1)物體浸沒(méi)在水中后,增加的深度:h=70cm-65cm=5cm=0.05m;增加的壓強(qiáng):p

=P水gh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.05m=500Pa.故A錯(cuò)誤;

(2)物體體積:

V=sh=400cm2X5cm=2000cm3=2X10-3m3

;浸沒(méi)時(shí)V排=丫物=2X10-3m3

F浮=P水gV排=1.0X103kg/m3XlON/kgX2X10-3m3=20N.故B錯(cuò)誤;

(3)浸沒(méi)時(shí),由于不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力,

W有用(G物-F浮)hG物一尸浮

n=*總xioo%=(°物-F浮+G動(dòng))h乂100%=。物-尸浮+G動(dòng)Xi。。%

代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得:G動(dòng)=20N

完全拉出水面后,與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)是3,

G物+G動(dòng)100N+20N

拉力F'=3=3=40N,故D錯(cuò)誤;

(4)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率:

"有用G物h

n'=W總X1OO%=F'x3X100%=X100%=X100%=83.3%.故c正確。

故選:Co

考點(diǎn)二水平方向滑輪組

例2.如圖甲所示,重為80N的物體在大小為30N、水平向左的拉力F1作用下,在水平

面上以0.4m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng),滑輪與繩子質(zhì)量及滑輪軸處摩擦均不計(jì)。改用如圖乙

所示滑輪組后,該物體在水平向右的拉力F2作用下,在相同的水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)

0.5m,下列說(shuō)法不正確的是()

A.物體與地面之間的摩擦力為60NB.拉力F1的功率為24W

C.拉力F2的大小為90ND.拉力F2做的功是45J

【解答】解:

A、圖甲中是一只動(dòng)滑輪,用2段繩子承擔(dān)物重,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力與摩擦力是一對(duì)平衡

力,故摩擦力為2F1=6ON,所以A正確;

B、F1的功率:Pl=Flv=30NX2X0.4m/s=24W,所以B正確;

C、分析滑輪組可知,左側(cè)60N的摩擦力由兩段繩子承擔(dān),每段繩子的拉力為30N,右側(cè)

F2的拉力則分為了3段承擔(dān),因此,F(xiàn)2=3X30N=90N,所以C正確;

D、在滑輪與繩子質(zhì)量及滑輪軸處摩擦均不計(jì)的情況下,拉力F2做的功就是克服摩擦力

_1

做的功W=fs=F2s2=90NX3X2X0.5m=30J,或W=fs=2Fl義s=60NX0.5m=30J,

所以D不正確。

故選:D。

練2.1如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體,拉力F的大

小為30N.若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械

效率分別為()

A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%

【解答】解:

①物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng),則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是

一對(duì)平衡力,

:物體和地面之間摩擦力為f=45N,

A處的拉力大小為FA=f=45N。

②從圖可知,由2段繩子與動(dòng)滑輪相連,則S=2s物,

:F=30N,f=45N,

.有用fs物一物f45N

.?.滑輪組的機(jī)械效率為:n=*總=、—=F2Xs物=而=方值而=75%。

故選:B?

/練2.2如圖,理想情況下(不計(jì)繩重、摩擦和滑輪重),拉力F=6N,物體A在1分鐘

內(nèi)勻速前進(jìn)1m,則()

A.物體所受的摩擦力f為12N

B.拉力對(duì)物體做的功W為6J

C.拉力的功率P為24W

D.如考慮摩擦力對(duì)機(jī)械的作用,F(xiàn)=6N時(shí)物體所受的摩擦力為f=16N,則此滑輪組的機(jī)

械效率口約為88.9%

【解答】解:

A、由圖知,滑輪組由3段繩子承擔(dān)拉力,則F=3f,f=3F=3X6N=18N,A錯(cuò)誤;

B、物體前進(jìn)1m,則繩子自由端移動(dòng)距離s=3Xlm=3m,則W總=Fs=6NX3m=18J,

B錯(cuò)誤;

I.18J

C、P=t=60s=O.3W,C錯(cuò)誤;

.有用fl16NX1

D、n=W總X100%=FsX100%=6NX3X1Xioo%=88.9%,D正確。

故選:D。

/練2.3如圖所示,重500N的人站在重2500N的船上,用滑輪組把船勻速拉向岸邊,人

和船相對(duì)靜止。船受到水的阻力為1200N.不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦,人拉繩的力為()

A.300NB.400NC.700ND.1700N

【解答】解:

因?yàn)榇鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以船在水平方向受到平衡力的作用,

船水平向右受到水的阻力f=1200N,所以左側(cè)的拉力之和也是1200N,而左側(cè)由3段繩

1

子承擔(dān)拉力,所以人對(duì)繩子的拉力為3X1200N=400No

故選:B?

考點(diǎn)三滑輪組強(qiáng)化

例3.如圖所示,不計(jì)滑輪重和繩重以及繩子與滑輪間摩擦。物體A重100N,B重20N,當(dāng)

B勻速下降40cm時(shí),A受到桌面的摩擦力和A移動(dòng)的距離分別是()

A.20N,40cmB.ION,20cmC.ION,80cmD.20N,20cm

【解答】解:

(1)因?yàn)橛袃啥卫K子吊著動(dòng)滑輪,所以使用動(dòng)滑輪省一半的力,故每段繩子的拉力為:F

=2GB=2X20N=10N;又因?yàn)锽物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以A物體也做勻速直線運(yùn)動(dòng);

故根據(jù)二力平衡可知:A物體在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力;所以A

受到桌面的摩擦力f=F=10N。

(2)因?yàn)橹匚锖蛣?dòng)滑輪有n段繩子承擔(dān),當(dāng)物體升高h(yuǎn)時(shí),繩子自由端移動(dòng)的距離是:s

=nh;所以A移動(dòng)的距離s=2X40cm=80cm;故A移動(dòng)的距離為80cm。

故選:Co

,練3.1如圖所示,物體重900N,站在地上的人拉住繩子的一端,使物體勻速上升,若不

計(jì)摩擦和滑輪的重力,則人的拉力為()

A.400NB.300NC.200ND.150N

【解答】解:

如圖所示,物體受到的重力等于兩個(gè)滑輪的拉力之和,

即:F1+F2=G,①

對(duì)于下面的滑輪:F=F2,-------------②

對(duì)于上面的滑輪:F1=2F,-------------③

將②③代入①得:2F+F=G,

;.F=3G=3X900N=300No

故選:B?

/練3.2如圖所示,Gi=20N,臺(tái)秤示數(shù)8N,不計(jì)滑輪重,物體G2重()

A.2NB.18NC.28ND.20N

【解答】解:

圖中是一定一動(dòng)的滑輪組,可以將G1由于重力而通過(guò)繩子對(duì)G2施加的拉力看作是繩子

末端的拉力,

_11

則F=2G1=2X20N=10N,

不計(jì)摩擦及滑輪重,即理想狀況下,物體G2受重力、拉力和支持力的作用,

則G2=F+N=10N+8N=18N?

故選:B。

/練3.3如圖所示,不計(jì)繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物

Gi=100N,每一個(gè)滑輪重力均為20N,則下列說(shuō)法正確的是()

A.b處繩子的拉力為50NB.G2=280N

C.e處繩子的拉力為140ND.G2=200N

【解答】解:

A、由圖知,a、b、c、d在同一根繩上,拉力相同;e、f在同一根繩上,拉力相同;G1

由兩根繩子承擔(dān)G1+G動(dòng)=2Fb,

G1+G動(dòng)100N+20N

則b處繩子的拉力為:Fb=2=2=60N,故A錯(cuò)誤;

C、e處繩子的拉力為Fe=2Fb+G動(dòng)=2X60N+20N=140N,故C正確;

BD、G2由兩股繩子加上f承擔(dān),則G2+G動(dòng)=2Fb+Ff=2Fb+2Fb+G動(dòng)=4Fb+G動(dòng),則

G2=4Fb=4X60N=240N,故BD錯(cuò)誤。

故選:Co

例4.吊籃的重力為200N,每個(gè)滑輪重力10N,人的重力為600N,不計(jì)繩重與摩擦,人在

吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)需用力()

A.55NB.200NC.164ND.205N

【解答】解:

將人、吊籃、動(dòng)滑輪看作一個(gè)整體,由于他們處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡。

1_1

則人的拉力F=5(G人+G吊籃+G動(dòng))=5(600N+200+2X10N)=164N?

故選:Co

4.1

練4.1如圖所示,某人重600N,他想坐在吊籃里用滑輪組勻速把自己拉到二樓。已知吊

籃和動(dòng)滑輪重240N(不計(jì)繩重及摩擦),則他用的拉力為()

A.280NB.420NC.600ND.240N

【解答】解:

將人、吊籃看作一個(gè)整體,因?yàn)閯蛩偬嵘趸@,

所以3F=G吊籃+G人=240N+600N=840N,

_1

所以人的拉力:F=3X840N=280N,故A正確。

故選:Ao

練4.2如圖所示,吊籃重400N,動(dòng)滑輪的總重為50N,定滑輪重40N,人的重力為600N,

人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí),人需用力()

/、

A.218NB.220NC.210ND.236N

【解答】解:

將人、吊籃、動(dòng)滑輪看作一個(gè)整體,由于他們處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡。則人的拉力F=

_1

5(400N+50N+600N)=210No故選:C。

考點(diǎn)四滑輪組連線問(wèn)題

在圖中畫(huà)出拉動(dòng)汽車時(shí)最省力的繩子繞法。

/練5.1如圖所示,人站在地面上,通過(guò)這個(gè)滑輪組把重物G提升到樓上,請(qǐng)你畫(huà)出這個(gè)

滑輪組最省力的繞線方法。

,練5.2如圖所示,站在小車上的男孩在繩子末端施加的水平拉力F,物體M和小車在水

平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出小男孩拉車的繞線方法。

考點(diǎn)五滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)

例6.在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時(shí),小明利用如圖甲、乙滑輪組進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得數(shù)據(jù)如

表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)滑輪重物重G/N鉤碼上升動(dòng)力F/N動(dòng)力作用點(diǎn)滑輪組的機(jī)械

G動(dòng)/N高度h/m移動(dòng)距離s/m效率r|/%

10.510.10.70.347.6

20.510.20.70.647.6

30.520.11.10.3①

40.540.12.00.366.7

5140.1②0.550

(1)如表中數(shù)據(jù)中有一組采用的滑輪組與其他不同,這組數(shù)據(jù)是第次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,

相對(duì)應(yīng)的滑輪組是(填“甲”或"乙”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。才能正確讀數(shù)。

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:①處數(shù)據(jù)應(yīng)為;編號(hào)②數(shù)據(jù)應(yīng)為No

(4)小明分析數(shù)據(jù)得出了以下結(jié)論,請(qǐng)你判斷正確的結(jié)論是(不定項(xiàng)選擇)。

A.由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與物體提升的高度無(wú)關(guān)

B.由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與被提升的物重有關(guān)

C.由表中第4、5組數(shù)據(jù)可知,機(jī)械越省力,它的機(jī)械效率越高

(5)小明最后用甲滑輪組又測(cè)了一組數(shù)據(jù):G=5N;h=0.1m;F=1.6N;s=0.3m,結(jié)果

發(fā)現(xiàn)竟然機(jī)械效率算出來(lái)超過(guò)了100%,請(qǐng)問(wèn)導(dǎo)致小明犯錯(cuò)原因最可能是。

【解答】解:

(1)由表中5組數(shù)據(jù)中有一組采用的滑輪組與其他4組不同,這組數(shù)據(jù)是第5次實(shí)驗(yàn)的

結(jié)果,相對(duì)應(yīng)的滑輪組是乙

(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),這樣才能準(zhǔn)確測(cè)出拉力的值;

W有用Gh2NXo.1m

^①“二??俋100%=FsX100%=l.1NX0.3mX100%?=60.6%;

②表中數(shù)據(jù)可知,此時(shí)的機(jī)械效率n=50%;

“有用Gh4NX0.1m

由口=W總X100%=FsX100%=FX0,5mX100%=50%,解得F=1.6N;

(4)A、第1、2組數(shù)據(jù),動(dòng)滑輪重、鉤碼重相同,鉤碼被提升的高度不同,機(jī)械效率相

同,可知同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān);

B、第3、4組數(shù)據(jù),動(dòng)滑輪、鉤碼被提升的高度相同,被提升的鉤碼重不同,機(jī)械效率不

同,可知同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和被提升的物重有關(guān);

C、由表格中數(shù)據(jù)知,第5組滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重,n=50%;

第五組比第四組滑輪組省力,但機(jī)械效率更低,所以“機(jī)械越省力,它的機(jī)械效率越高”

的說(shuō)法不正確。

(5)實(shí)驗(yàn)時(shí),對(duì)測(cè)力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)誤,或提升物體高度讀數(shù)錯(cuò)誤,或沒(méi)有沿豎直方向勻速拉

動(dòng)測(cè)力計(jì)都會(huì)造成滑輪組效率不同甚至錯(cuò)誤,由"G=5N;h=O.lm;F=1.6N;s=0.3m”,

可知導(dǎo)致小明犯錯(cuò)原因最可能是拉力F讀錯(cuò)。

故答案為:(1)5;乙;(2)勻速;(3)60.6;1.6;(4)AB;(5)拉力F讀錯(cuò)。

練6.1小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,所用裝置如圖所示,實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N,

測(cè)得的數(shù)據(jù)如表:一

物理量鉤碼總鉤碼上升的高度測(cè)力計(jì)示數(shù)測(cè)力計(jì)移動(dòng)距機(jī)械效率n

實(shí)驗(yàn)次數(shù)重G/Nh/mF/N離s/m

140.11.80.3

260.12.40.383%

340.11.40.557%

440.21.41.057%

(1)在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)繩端拉力F時(shí),應(yīng)盡量豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中

讀數(shù)。

(2)第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為o

(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:第2次實(shí)驗(yàn)是用圖做的。

(4)分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:使用同一滑輪組,可以提高滑輪組的機(jī)械效

率。

(5)分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度(選

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