一、滑车架一根绳子的受力剖析
二、滑车架的横拉滑轮
三、滑轮多绳受力剖析
课堂达标·练基础
1.在图中借助了动滑轮的是()
【解析】选D。本题考查了动滑轮的工作特性。动滑轮随物体一起运动,定滑轮不随物体运动。A、B、C中滑轮是固定不动的,是定滑轮,D中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。故选D。
2.(多选)(2015·临清一模)如图,瑜伽员向上摆动臀部使细绳拉着物体平缓提高时,图中的滑轮是()
A.定滑轮,不省力
B.动滑轮,可省力
C.定滑轮,可改变力的方向
D.动滑轮,可改变力的方向
【解析】选A、C。本题考查定滑轮的特性和判别。由图知,瑜伽员向上摆动臀部使细绳拉着物体平缓提高时,图中的滑轮位置保持不变,所以用的是定滑轮,可以改变力的方向,但不省力,故选A、C。
3.(2014·桂林高考)小明借助如图所示的简单机械联通物体A时,当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速率匀速带动物体时,忽视绳子与滑轮的磨擦,下述说法中正确的是()
A.F1=F23B.F123
C.F1>F2>F3D.F1=F2=F3
【解析】选D。本题考查定滑轮的特性。定滑轮的特征是只能改变力的方向,不能省力;由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,由于物体A匀速运动,所以F1、F2、F3都与物体A遭到地面的磨擦力相等;又由于滑动磨擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速率无关,所以不同速率匀速带动物体时物体所受的磨擦力相同,故三种拉法所用拉力一样大,故选D。
4.(2015·汕尾高考)如图所示,用下述装置提高同一重物,若不计滑轮自重及磨擦,则最省力的是()
【解析】选C。本题考查滑轮和滑车架的使用特性。A选项是动滑轮,使用时省一半的力,即F=G;B选项是定滑轮,使用时不省力,即F=G;C选项是滑车架,绕在动滑轮上的绳子为3股,则F=G;D选项也是滑车架,绕在动滑轮上的绳子为2股,则F=G。故选C。
5.小明用如图所示的滑车架,将重为1.5N的物体匀速提高到一定高度,在此过程中二力平衡定滑轮的作用,手拉力的大小实际应当是()
A.大于0.75NB.等于0.75N
C.小于0.75ND.等于0.5N
【解析】选C。本题考查的是中学生对滑车架省力情况的理解和把握。在提高重物的过程中,拉力不但提着物体,还提着动滑轮,还要克服绳子和滑轮间的磨擦力,所以F>G=×1.5N=0.75N。
6.(2015·河南高考)如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力须要很大,则应选用方案(选填"甲"或"乙"),由于采用这些方案可以。(不计机械的自重及磨擦)
【解析】本题考查滑轮的使用。图甲所示的装置为动滑轮,可以省一半的力;图乙所示的装置人的拉力等于船遭到拉力的两倍(可以觉得滑轮遭到向左的拉力等于船和行道树对滑轮往右的拉力),是吃力的,故为了省力,应选甲方案。
答案:甲省力
7.(2015·南昌期中)如图所示,同时使劲F1和F2匀速提起相同的重物C和D。若滑轮重及磨擦不计,(选填"A"或"B")滑轮可以看作省力杠杆,F1=(填某数值),两个重物相对地面以相同的速率上升1m。若以物体C为参照物,物体D是(选填"运动"或"静止")的;以B轮为参照物,E点整个过程上升。
【解析】本题考查动滑轮和定滑轮的工作特性。滑轮B为动滑轮,其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,因而,可以省一半的力;而滑轮A为定滑轮,不能省力,拉力等于物重,所以,若不计滑轮重及磨擦,F1=2F2。由于B是动滑轮,重物D上升的过程中,B轮上升的高度与重物D相同,E点上升的高度是D上升高度的2倍,物体D下降1m,B轮上升1m,若以B轮为参照物,E点上升高度为2m。
答案:B2静止2
8.将锁匙插入锁孔转动换锁时,锁匙就相当于一个(选填"杠杆""滑轮"或"车钩"),属于(选填"省力"或"吃力")机械。
【解析】本题考查对车钩机械的理解。锁匙在使用时绕中心轴转动,所以属于车钩,车钩是杠杆的一种变型,其轮直径和轴直径分别为动力臂和阻力臂,由于动力臂小于阻力臂,所以车钩是一种省力杠杆。
答案:车钩省力
9.(2015·毕节高考)请在图中用笔划线,画出用滑车架提高重物时最省力的绕法。
【解析】本题考查滑车架的绕法。滑车架的省力情况取决于承当物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。本题中从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承当物重,这就是最省力的绕法。
答案:
10.如图是小海朋友"研究定滑轮和动滑轮特征"的实验装置。
他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速联通,分别测得一组数据见下表。
钩码
重G/N
钩码下降
高度h/m
弹簧测力计
示数F/N
弹簧测力计联通距
离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你剖析:
(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的用处是;
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的用处是;
(3)把钩码下降相同的高度,比较乙和丙实验弹簧测力计联通的距离,可知:使用动滑轮;
(4)在提高重物的过程中,假如要同时兼具定滑轮和动滑轮的特性,则应选择。
【解析】本题考查探究使用定滑轮和动滑轮的特性,以及从表格中的数据得出推论的能力。
(1)在丙中,拉力F=0.55N
(2)在乙中,拉力F=1.02N≈G=0.98N,并且向上使劲,故使用定滑轮可以改变使劲的方向;
(3)乙中弹簧测力计联通的距离为0.2m,丙中弹簧测力计联通的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离;
(4)可以把定滑轮和动滑轮组合上去,使用滑车架。
答案:(1)能省力(2)可以改变使劲的方向(3)费距离
(4)滑车架
11.如图所示,某人用该滑车架匀速提起重力是90N的物体,所用的拉力是50N,(不计绳子之间的磨擦力)
求:
(1)该滑车架动滑轮的重力是多大?
(2)若用该滑车架匀速提起重力是50N的物体,所用拉力是多大?
(3)若将物体提升10cm,绳子的末端联通的距离是多少?
【解析】(1)此滑车架由2段绳子承当物重,所以F=(G物+G动)二力平衡定滑轮的作用,则G动=2F-G物=
2×50N-90N=10N;
(2)所用拉力F=(G物+G动)=×(50N+10N)=30N;
(3)绳子的末端联通的距离s=2h=2×10cm=20cm。
答案:(1)10N(2)30N(3)20cm
【试题备选】1.如图所示,小明用一动滑轮将一袋重物匀速提高2m,剖析正确的是()
A.手拉绳子的力和绳子拉手的力是一对平衡力
B.手拉绳子的力和重物遭到的重力相等
C.重物遭到的重力和动滑轮对重物的拉力是一对平衡力
D.重物对动滑轮的拉力大于动滑轮对重物的拉力
【解析】选C。由于借助动滑轮将物体匀速提起,所以物体处于平衡状态,手拉绳子的力等于物重的一半。重物遭到的重力和动滑轮对重物的拉力是一对平衡力,而重物对动滑轮的拉力与动滑轮对重物的拉力、手拉绳子的力与绳子拉手的力都是互相斥力,大小相等。故选C。
2.如图所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速率在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽视滑轮与绳子的磨擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,但是绳子足够长。求:
(1)物体A与水平面间磨擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。
【解析】本题主要考查中学生对动滑轮的工作特性的了解和把握,以及对功的估算公式的理解。
(1)因物体A做匀速直线运动,则:f=F示=12N。
(2)如题图所示,作用在动滑车钩上的拉力:
F=2f=2×12N=24N。
(3)如题图所示,物体联通的距离是力F联通距离的二倍,
则W=Fs=24N×0.1m/s×10s×=12J。
答案:(1)12N(2)24N
(3)12J
图中,小华利用滑车架匀速提高重物,请画出可改变力的方向的绕线方式。
【学生自答】
【教师点评】
①没有找到起始点,错误地在滑轮上直接引线。
②忽略了题目要求的"可改变力的方向"这个条件。
【正确答案】