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简单机械-滑轮(重点题型分类)

  睿思理科用心成就梦想第 1 页讲过杠杆之后, 我们来看一下另一个简单机械的典型——滑轮。 滑轮在我们的生活中很常见, 例如我们所熟知的电梯、 国旗杆, 小山区水井旁人们用来辅助提水的辘辘, 建筑工地上用来向楼顶运送物品等等, 其中都有滑轮的存在, 可见滑轮在我们的生活以及工农业生产中都是相当重要的存在。1. 定滑轮(1) 定义: 滑轮是一个周边有槽、 能绕轴转动的小轮.(由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、 钢索、 链条等) 所组成的可以绕着中心轴转动的简单机械叫做滑轮。) 在工作过程中, 轴固定不动的滑轮叫做定滑轮.(2) 作用: 既不省力, 也不能...

  睿思理科用心成就梦想第 1 页讲过杠杆之后, 我们来看一下另一个简单机械的典型滑轮。 滑轮在我们的生活中很常见, 例如我们所熟知的电梯、 国旗杆, 小山区水井旁人们用来辅助提水的辘辘, 建筑工地上用来向楼顶运送物品等等, 其中都有滑轮的存在, 可见滑轮在我们的生活以及工农业生产中都是相当重要的存在。1. 定滑轮(1) 定义: 滑轮是一个周边有槽、 能绕轴转动的小轮.(由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、 钢索、 链条等) 所组成的可以绕着中心轴转动的简单机械叫做滑轮。) 在工作过程中, 轴固定不动的滑轮叫做定滑轮.(2) 作用: 既不省力, 也不能省距离, 但可以改变力的方向.(3) 实质: 定滑轮实质上是一个等臂杠杆.(4) 用定滑轮提升重物时, 动力作用点移动的距离等于物体被提升的高度.2. 动滑轮(1) 定义: 在工作过程中, 轴随着物体一起运动的滑轮为动滑轮.(2) 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.(3) 实质: 动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂 2 倍的杠杆.(4) 提升重物时, 如果两边绳子平行, 动力臂为阻力臂的两倍。 动滑轮平衡时, 动力为阻力的一半。 因此若不计动滑轮自身所受的重力, 动力是物重的1 / 2 , 但这时却不能改变用力的方向, 向上拉绳才能将重物提起, 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的 2 倍.(5) 用动滑轮提升重物时, 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2FGG1()动物.注: 使用动滑轮一定能省力吗? 通常情况下, 使用动滑轮时, 多是把重物悬挂在动滑轮的轴上, 拉力作用在轮缘的细绳上, 此时对应的杠杆时动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。 然而当重物悬挂在轮缘的细绳上, 而拉力作用在动滑轮的轴上时, 对应的杠杆却是动力臂为阻力臂二分之一的费力杠杆。 因此在分析动滑轮是否省力时, 一定要注意分析比较动力臂和阻力臂的大小。简单机械--滑轮 睿思理科用心成就梦想第 2 页【例 1】 每周一学校都举行升旗仪式, 在升旗仪式上, 当升旗手缓缓向下拉绳子时, 旗子就会徐徐上升。 这是由于旗杆顶部有一个滑轮, 它能改变力的方向, 但(选填“能” 或“不能”) 省力。【拓展】 如图, A 装置是________ (选填 “定”或 “动”) 滑轮。 若要用该装置拉起重 10 牛的物体, 所需拉力为_______牛。【拓展】 物体重 l 000 N, 如果用一个定滑轮匀速提起它, 需要用N 的力; 如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它, 需要用N 的力(不计摩擦滑轮自重) 。【例 2】. 动滑轮和定滑轮可以看成是变形的杠杆, 在下图两个滑轮上画出它所对应的杠杆示意图, 并标出支点 O,画出动力、 阻力及动力臂、 阻力臂.FF【例 3】(2007 上海) 如图所示, 物体 A 和 B 所受重力都为 120 牛, 滑轮重力不计。 当分别用力匀速提升物体 A和 B 时, FA为________牛, FB为________牛。【拓展】 如图所示, 绳子的一端拴着弹簧秤接地, 另一端挂着物体 G。 当用力 F 匀速提起滑轮(滑轮和绳子的重力以及摩擦不计) 时, 弹簧秤示数为 10N, 则物体重力 G 与力 F 的大小应为()AG=10NF=10NBG=10NF=20NCG=5NF=5NDG=20NF=10N【拓展】 如图所示, 物体 A 在拉力 F=80N 的作用下在水平地面上做匀速直线运动, 物体 B 与水平地面之间的滑动摩擦力为 15N。 求物体 A 所受到的滑动摩擦力。 睿思理科【例 4】 不计滑轮质量及转动摩擦, 当水平拉力 F=30N 时, 物体 m 恰能沿水平作匀速运动。 则地面对物体 m 的阻力f 大小是()A. 15NB. 30NC. 60N用心成就梦想第 3 页D. 不好判断【拓展】 甲、 乙两个装置, 已知 A 在地面上滑动时所受的摩擦力为 40 牛(不考虑绳与滑轮的摩擦)。 要使 A 向右匀速滑动, 拉力 F 甲与 F 乙的大小分别为()A. 40 牛, 20 牛B. 20 牛, 40 牛C. 40 牛, 40 牛D. 20 牛, 20 牛【拓展】 如图所示, 物体 A 重力为 120N, 滑轮重力不计。 当用力匀速拉动物体 A 时, 弹簧秤示数为 15N, 则物体 A与地面的摩擦力为() N。【例 5】 如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点” 的实验装置。 他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动,分别测得一组数据如下表所示:请你分析:(1) 比较测力计示数的大小, 可知: 使用动滑轮的好处是;(2) 比较测力计拉力的方向, 可知: 使用定滑轮的好处是;(3) 把钩码升高相同的高度, 比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知: 使用动滑轮;(4) 在提升重物的过程中, 如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择。钩码重G/N钩码升高高度 h/m测力计示数 F/N测力计移动距离 S/m甲0. 980. 20. 980. 2乙0. 980. 21. 020. 2丙0. 980. 20. 550. 4 睿思理科【拓展】(2008 上海) 某小组同学研究动滑轮的使用特点, 他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码, 如图(a) 所示,用心成就梦想第 4 页再分别用重力不同的动滑轮甲、 乙、 丙(G甲>G乙>G丙) 缓慢提起相同钩码, 如图(b)、(c)、(d) 所示。 请仔细观察图中的操作和弹簧测力计的示数, 然后归纳得出结论。(1) 比较图(a) 与(b) [或(a) 与(c), 或(a) 与(d) ] 两图可得: ______________________________________________________________________________________________________________。(2) 比较图(b) 与(c) 与(d) 三图可得: ____________________________________________________________________________________________________________________________________。【拓展】(2004 上海) 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。比较(a)、(b) 两图可知: ________________________________________________________________;比较(b)、(c)、(d) 三图可知: ____________________________________________________________。 睿思理科用心成就梦想第 5 页定滑轮考点一、 受力问题1、 如图所示, 物体 A 重 20N, 滑轮重 1N, 绳重不计, 弹簧秤示数为 25N, 则地面对 A 的支持力为物体 B 的重为N, A 对地面的压力为N.N,2、 如图所示, 当整个装置处于静止状态时, 弹簧测力计的示数为N1 题图2 题图3 题图4 题图3、 如图所示的实验装置, 甲重 50N, 乙重 20N, 装置静止时不计弹簧测力计自重, 则甲对地的压力和弹簧测力计的示数分别是( )A. 30N; 50NB. 30N; 10NC. 70N; 30ND. 30N; 20N4、 如图中的物体 A 重 5N, 物体 B 重 4N. 用细绳将两物体通过定滑轮连接, 放手后, 物体 A 恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动. 不计绳重和滑轮轴摩擦, 下列分析正确的是( )A. 物体 A 受到的拉力大小为 4NB. 物体 A 受到桌面给它的摩擦力大小为 5NC. 物体 A 受到桌面给它的支持力大小为 5ND. 细绳断开时, B 自由下落, A 会立刻静止5、 如图所示的各示意图中, 均不计机械的质量和摩擦, 提起重物 G 所需拉力最小的是( )ABCD6、 采用如图所示的四种方案, 在同一水平地面拉动同一重物, 所用拉力最小的是( )ABCD 睿思理科考点二、 动态问题用心成就梦想第 6 页1、 如图所示, 分别在 F1、 F2 和 F3 的作用下匀速提升同一重物, 则这三个力的大小关系是( )A. F1>F2>F3B. F1<F2<F3C. F1=F2=F3D. 无法判断2、 用动滑轮提起重物时, 沿三个不同方向用力, 如图所示, 三个力的大小关系是( )A. F1>F2>F3B. F1=F2=F3C. F1<F2<F3D. F1>F3>F2 睿思理科用心成就梦想第 7 页动滑轮考点一、 受力分析1、 如图所示, 物体 A 重 840N, 动滑轮重 160N, 用力 F 将物体以 1m/s 的速度匀速竖直提升, 若不计绳重和摩擦, 拉力 F 的大小是N2、 如图所示, 一物体重 500N, 滑轮重、 绳重和摩擦均忽略不计, 要拉起这个物体甲图中需力, 乙图中需N 拉力. 使用乙图滑轮N 拉(选填能或不能) 改变拉力的方向.3、 如图所示, 当弹簧测力计 A 的示数是 5N 时, 弹簧测力计 B 的示数是重量是N.N, 滑轮和重物总4、 如图所示, 在水平拉力 F 的作用下, 物体 A 匀速向右滑动, 弹簧测力计的示数为 10N, 不计滑轮重及滑轮与轴间的摩擦, 那么水平拉力 F 的大小为N, 物体 A 与水平面之间的摩擦是.5、 如图中, 物体做匀速运动. 4 秒钟内通过距离是 2 米, 受到的摩擦力是 1 牛, 那么拉力 F 和绳子拉动的长度 s 分别是()A. F=0.5 牛, s=4 米B. F=1 牛, s=4 米C. F=1 牛, s=2 米D. F=2 牛, s=2 米6、 如图所示, 物重 20N, 绳的一端拴在地上, 用力 F 使滑轮匀速上升 2m, 则(重及摩擦)A. 重物上升 2m, F=10NB. 重物上升 2m, F=40NC. 重物上升 4m, F=40ND. 重物上升 4m, F=20N)(不计轮重、 绳 睿思理科考点二、 动态分析用心成就梦想第 8 页1、 某同学在研究动滑轮特点时(如图), 测得滑轮下挂 2 个钩码时总重是 3 牛, 下挂 1 个钩码时总重为 2 牛, 在下列四种情况下分别测得 F1 为 1.5 牛, F2 为 1 牛, F3 为 1.4 牛, F4 为 1.6 牛,通过比较 A、 B 可以得到:比较 B、 C、 D 可以得到..2、 某同学在研究动滑轮特点时(如图), 测得滑轮下挂 2 个钩码时总重是 3 牛, 下挂 1 个钩码时总重为 2 牛, 在下列四种情况下分别测得 F1 为 1. 5 牛, F2 为 1 牛, F3 为 1. 4 牛, F4 为 1. 6 牛, 通过比较 A、 B 可以得到:. 比较 B、 C、 D 可以得到.3、 如图所示, 用轻质滑轮将同一物体沿相同水平面匀速移动时, 拉力分别为 F 甲、 F 乙、 F 丙、 F 丁. 比较它们的大小(不计滑轮与绳间的摩擦) 下列判断正确的是( )A. F 甲<F 乙B. F 乙<F 丙C. F 丙<F 丁D. 一样大 睿思理科考点三、 滑轮倒置测置问题用心成就梦想第 9 页1、如图所示, 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.2、 如图所示, 三个滑轮下悬挂的重物的质量相等, 若滑轮、 绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计, 则 F1、 F2、 F3的关系为( )A. F1=F2=F3B. F1>F2>F3C. F2>F3>F1D. F3>F1>F24、 如图所示, 用力 F 拉着滑轮, 使重 200N 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 5N. 不计轮重、 弹簧测力计重、 绳重和轴摩擦, 则下列叙述正确的是( )A. 水平拉力 F 做功是 200JB. 以滑轮为参照物, 物体 A 是运动的C. 物体 A 前进 1m, 重力做功 200JD. 物体 A 受到的摩擦力为 5N5、 如图所示, 物体 A 的质量为 20 千克, 在力 F 的作用下, 2 秒内沿水平方向运动了 1 米, 弹簧测力计的示数为80 牛, 则物体受到地面的滑动摩擦力为牛。6、 如图所示, 物体的重均为 20N, 物体与地面间的摩擦力为 4N, 若这物体分别在水平拉力 Fl、 F2、 F3 的作用下沿水平面做匀速直线运动, 则拉力 Fl=N, F2=N, F3=N.7、 如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动, 所用拉力分别在一个平面上, 所使用的拉力分别为F1, F2 和 F3, 那么有( )A. F1>F2>F3B. F1<F2<F3C. F2<F1<F3D. F2>F1>F3 睿思理科8、 如图所示甲、 乙两个装置, 已知 A 在地面上滑动时所受的摩擦力为 40 牛(不考虑绳与滑轮的摩擦). 要使 A 向用心成就梦想第 10 页右匀速滑动, 拉力 F 甲与 F 乙的大小分别为( )A. 40 牛, 20 牛B. 20 牛, 40 牛C. 40 牛, 40 牛D. 20 牛, 20 牛8 题图9 题图9、 如图所示, 两个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动, 所用拉力分别为 F1、 F2, 那么()A.F1>F2B. F1<F2C. F1=F2D. 无法判定10、 如图所示, 当 F=100N 时, 物体匀速运动, 则物体所受的摩擦力是N. 若物体移动的速度是 2m/s, 则拉力 F 移动的速度是m/s.10 题图11 题图11、 如图所示的装置, 在水平方向力 F 作用下, 使重 40N 的物体 A 在水平方向上匀速移动 5m, 已知 A 受地面的摩擦力为 5N, 则拉力 F 的大小为N。(滑轮、 绳重及绳之间的摩擦不计)12、 如图所示的装置中, 不计滑轮摩擦, 当水平向右的拉力 F=5N 时, 物体恰能匀速向右运动, 则物体所受地面摩擦力的大小为N. 如果物体在 2s 的时间内运动了 4m, 则力 F 端的速度是m/s12 题图13 题图14 题图13、 如图所示, 在水平拉力 F 的作用下重 100N 的物体 A, 沿水平桌面做匀速直线运动, 弹簧秤 B 的示数为 10N,则物体 A 与水平桌面的摩擦力大小为N, 拉力 F 的大小为N.14、 如图在 20 牛水平拉力 F 的作用下, 物体 A 沿水平面以 2 米/秒的速度做匀速直线运动, 滑轮及绳重、 滑轮与轴的摩擦均不计, 物体 A 所受的摩擦力是N.15、 如图所示, 用 200N 的拉力拉着物体 A 以 3m/s 的速度在水平面上匀速前进, 若 A 与滑轮相连的绳子 C 中的拉力大小是 120N, 不计滑轮重力、 绳的重力及滑轮上各处的摩擦, 则(1) A、 B 与地面的摩擦力为多大? (2) 物体 B 运动速度为多大? 睿思理科用心成就梦想第 11 页组合机械1、 在生产中, 人们往往用简单机械组合成复杂机械. 在一次综合实践活动中, 王刚同学用他做的组合机械来提升重物. 如图, 这个组合机械是由______和______组合而成的, 使用这个组合机械可以达到______和______的目 的2、 如图所示为杠杆与滑轮的组合应用, 滑轮下所挂重物的重力 G=500 牛顿, 绳是光滑的轻质细绳, 滑轮重 20 牛顿,要使杠杆平衡, 在杠杆的中点处所加之力 F=牛顿.3、 如图所示的装置处于平衡状态(O 为支点). 已知物重 G=180N. 若不计杠杆和滑轮重, 则 F 应为.4、 如图所示, 下列说法正确的是( )A. 甲、 乙都是定滑轮B. 甲、 乙都是动滑轮C. 甲是定滑轮, 乙是动滑轮D. 甲是动滑轮, 乙是定滑轮5、 某人用如图机械把绳子的自由端往下拉了 3 m, 则物体向上升高了()A. 3 mB. 6 mC. 1 mD. 1. 5 m

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