一、滑車架一根繩子的受力剖析
二、滑車架的橫拉滑輪
三、滑輪多繩受力剖析
課堂達標·練基礎(chǔ)
1.在圖中借助了動滑輪的是()
【解析】選D。本題考查了動滑輪的工作特性。動滑輪隨物體一起運動,定滑輪不隨物體運動。A、B、C中滑輪是固定不動的,是定滑輪,D中的滑輪與物體一起運動,是動滑輪。故選D。
2.(多選)(2015·臨清一模)如圖,瑜伽員向上擺動臀部使細繩拉著物體平緩提高時,圖中的滑輪是()
A.定滑輪,不省力
B.動滑輪,可省力
C.定滑輪,可改變力的方向
D.動滑輪,可改變力的方向
【解析】選A、C。本題考查定滑輪的特性和判別。由圖知,瑜伽員向上擺動臀部使細繩拉著物體平緩提高時,圖中的滑輪位置保持不變,所以用的是定滑輪,可以改變力的方向,但不省力,故選A、C。
3.(2014·桂林高考)小明借助如圖所示的簡單機械聯(lián)通物體A時,當沿不同方向分別用F1、F2、F3的力,以不同速率勻速帶動物體時,忽視繩子與滑輪的磨擦,下述說法中正確的是()
A.F1=F23B.F123
C.F1>F2>F3D.F1=F2=F3
【解析】選D。本題考查定滑輪的特性。定滑輪的特征是只能改變力的方向,不能省力;由圖可知,圖中滑輪是定滑輪,定滑輪不能省力,由于物體A勻速運動,所以F1、F2、F3都與物體A遭到地面的磨擦力相等;又由于滑動磨擦力只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),與物體運動速率無關(guān),所以不同速率勻速帶動物體時物體所受的磨擦力相同,故三種拉法所用拉力一樣大,故選D。
4.(2015·汕尾高考)如圖所示,用下述裝置提高同一重物,若不計滑輪自重及磨擦,則最省力的是()
【解析】選C。本題考查滑輪和滑車架的使用特性。A選項是動滑輪,使用時省一半的力,即F=G;B選項是定滑輪,使用時不省力,即F=G;C選項是滑車架,繞在動滑輪上的繩子為3股,則F=G;D選項也是滑車架,繞在動滑輪上的繩子為2股,則F=G。故選C。
5.小明用如圖所示的滑車架,將重為1.5N的物體勻速提高到一定高度,在此過程中二力平衡定滑輪的作用,手拉力的大小實際應(yīng)當是()
A.大于0.75NB.等于0.75N
C.小于0.75ND.等于0.5N
【解析】選C。本題考查的是中學生對滑車架省力情況的理解和把握。在提高重物的過程中,拉力不但提著物體,還提著動滑輪,還要克服繩子和滑輪間的磨擦力,所以F>G=×1.5N=0.75N。
6.(2015·河南高考)如圖是小聰為拉船靠岸而設(shè)計的甲、乙兩種方案,若拉船的力須要很大,則應(yīng)選用方案(選填"甲"或"乙"),由于采用這些方案可以。(不計機械的自重及磨擦)
【解析】本題考查滑輪的使用。圖甲所示的裝置為動滑輪,可以省一半的力;圖乙所示的裝置人的拉力等于船遭到拉力的兩倍(可以覺得滑輪遭到向左的拉力等于船和行道樹對滑輪往右的拉力),是吃力的,故為了省力,應(yīng)選甲方案。
答案:甲省力
7.(2015·南昌期中)如圖所示,同時使勁F1和F2勻速提起相同的重物C和D。若滑輪重及磨擦不計,(選填"A"或"B")滑輪可以看作省力杠桿,F1=(填某數(shù)值),兩個重物相對地面以相同的速率上升1m。若以物體C為參照物,物體D是(選填"運動"或"靜止")的;以B輪為參照物,E點整個過程上升。
【解析】本題考查動滑輪和定滑輪的工作特性。滑輪B為動滑輪,其實質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,因而,可以省一半的力;而滑輪A為定滑輪,不能省力,拉力等于物重,所以,若不計滑輪重及磨擦,F1=2F2。由于B是動滑輪,重物D上升的過程中,B輪上升的高度與重物D相同,E點上升的高度是D上升高度的2倍,物體D下降1m,B輪上升1m,若以B輪為參照物,E點上升高度為2m。
答案:B2靜止2
8.將鎖匙插入鎖孔轉(zhuǎn)動換鎖時,鎖匙就相當于一個(選填"杠桿""滑輪"或"車鉤"),屬于(選填"省力"或"吃力")機械。
【解析】本題考查對車鉤機械的理解。鎖匙在使用時繞中心軸轉(zhuǎn)動,所以屬于車鉤,車鉤是杠桿的一種變型,其輪直徑和軸直徑分別為動力臂和阻力臂,由于動力臂小于阻力臂,所以車鉤是一種省力杠桿。
答案:車鉤省力
9.(2015·畢節(jié)高考)請在圖中用筆劃線,畫出用滑車架提高重物時最省力的繞法。
【解析】本題考查滑車架的繞法。滑車架的省力情況取決于承當物重的繩子的段數(shù),也就是看有幾段繩子連著動滑輪,段數(shù)越多越省力。本題中從動滑輪的掛鉤開始依次繞繩子,最后有三段繩子承當物重,這就是最省力的繞法。
答案:
10.如圖是小海朋友"研究定滑輪和動滑輪特征"的實驗裝置。
他按圖示提起鉤碼時注意保持測力計勻速聯(lián)通,分別測得一組數(shù)據(jù)見下表。
鉤碼
重G/N
鉤碼下降
高度h/m
彈簧測力計
示數(shù)F/N
彈簧測力計聯(lián)通距
離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
請你剖析:
(1)比較彈簧測力計示數(shù)的大小,可知:使用動滑輪的用處是;
(2)比較彈簧測力計拉力的方向,可知:使用定滑輪的用處是;
(3)把鉤碼下降相同的高度,比較乙和丙實驗彈簧測力計聯(lián)通的距離,可知:使用動滑輪;
(4)在提高重物的過程中,假如要同時兼具定滑輪和動滑輪的特性,則應(yīng)選擇。
【解析】本題考查探究使用定滑輪和動滑輪的特性,以及從表格中的數(shù)據(jù)得出推論的能力。
(1)在丙中,拉力F=0.55N
(2)在乙中,拉力F=1.02N≈G=0.98N,并且向上使勁,故使用定滑輪可以改變使勁的方向;
(3)乙中彈簧測力計聯(lián)通的距離為0.2m,丙中彈簧測力計聯(lián)通的距離為0.4m,故使用動滑輪費距離;
(4)可以把定滑輪和動滑輪組合上去,使用滑車架。
答案:(1)能省力(2)可以改變使勁的方向(3)費距離
(4)滑車架
11.如圖所示,某人用該滑車架勻速提起重力是90N的物體,所用的拉力是50N,(不計繩子之間的磨擦力)
求:
(1)該滑車架動滑輪的重力是多大?
(2)若用該滑車架勻速提起重力是50N的物體,所用拉力是多大?
(3)若將物體提升10cm,繩子的末端聯(lián)通的距離是多少?
【解析】(1)此滑車架由2段繩子承當物重,所以F=(G物+G動)二力平衡定滑輪的作用,則G動=2F-G物=
2×50N-90N=10N;
(2)所用拉力F=(G物+G動)=×(50N+10N)=30N;
(3)繩子的末端聯(lián)通的距離s=2h=2×10cm=20cm。
答案:(1)10N(2)30N(3)20cm
【試題備選】1.如圖所示,小明用一動滑輪將一袋重物勻速提高2m,剖析正確的是()
A.手拉繩子的力和繩子拉手的力是一對平衡力
B.手拉繩子的力和重物遭到的重力相等
C.重物遭到的重力和動滑輪對重物的拉力是一對平衡力
D.重物對動滑輪的拉力大于動滑輪對重物的拉力
【解析】選C。由于借助動滑輪將物體勻速提起,所以物體處于平衡狀態(tài),手拉繩子的力等于物重的一半。重物遭到的重力和動滑輪對重物的拉力是一對平衡力,而重物對動滑輪的拉力與動滑輪對重物的拉力、手拉繩子的力與繩子拉手的力都是互相斥力,大小相等。故選C。
2.如圖所示,物體A的質(zhì)量m=12kg,在拉力F的作用下,物體A以0.1m/s的速率在水平面上做勻速直線運動,彈簧測力計的示數(shù)為12N,忽視滑輪與繩子的磨擦力以及滑輪、彈簧測力計和繩子所受的重力,但是繩子足夠長。求:
(1)物體A與水平面間磨擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物體A運動10s的過程中,拉力F所做的功。
【解析】本題主要考查中學生對動滑輪的工作特性的了解和把握,以及對功的估算公式的理解。
(1)因物體A做勻速直線運動,則:f=F示=12N。
(2)如題圖所示,作用在動滑車鉤上的拉力:
F=2f=2×12N=24N。
(3)如題圖所示,物體聯(lián)通的距離是力F聯(lián)通距離的二倍,
則W=Fs=24N×0.1m/s×10s×=12J。
答案:(1)12N(2)24N
(3)12J
圖中,小華利用滑車架勻速提高重物,請畫出可改變力的方向的繞線方式。
【學生自答】
【教師點評】
①沒有找到起始點,錯誤地在滑輪上直接引線。
②忽略了題目要求的"可改變力的方向"這個條件。
【正確答案】
