1、 一、初中物理滑輪組的省力問(wèn)題 1.用如圖所示的滑輪組吊裝 100袋大米，每袋大米的質(zhì)量是 50kg，繩子能承受的最大拉 力為1200N，不計(jì)滑輪以及繩重，不計(jì)輪、軸間摩擦， g取10N/kg，則至少需要吊運(yùn)的次 數(shù)是（ ） 【解析】 【詳解】 由題意及圖知吊起重物的繩子股數(shù)為 n=4,最大拉力F 1200N，一次能吊起的大米重力 為： 一次能吊起的大米質(zhì)量為: g 10N/kg 因?yàn)槊看竺椎馁|(zhì)量是 50kg,故一次能吊起的大米袋數(shù)為: 由題意知一次能吊起 9袋大米，即 則至少需要吊運(yùn)的次數(shù)是: 至少需要吊運(yùn)12次。故選D。 2.如圖所示的滑輪組，不計(jì)繩重及摩擦。水平拉力 F作用下將重為30

2、N的物體A勻速拉 動(dòng)，已知繩子自由端速度為 0.3m/s，物體A受到的摩擦力f 0.1G，水平拉力F為 A. 9次 【答案】D B. 10 次 C. 11 次 D. 12 次 G1 4F 4 1200N 4800N , 480kg 50kg / 袋 9.6 袋, _ N，在2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離為 _ m 故2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離為 0.2m。 3小夏利用如圖所示的滑輪組將重為 280 N的物體勻速提起。已知他自身所受的重力為 500 N,雙腳與地面的總接觸面積為 400 cm2，動(dòng)滑輪所受的重力為 120 N，若不計(jì)繩重和 摩擦，小夏對(duì)地面的壓強(qiáng)為 _ Pa。 【解析】 【分析】 【詳解】 小夏

3、對(duì)繩子的拉力為【答案】1 0.2 【解析】 【詳解】 1由圖可知，連接動(dòng)滑輪的繩子股數(shù) n=3， 0.1G 由題意知，物體 A受到的摩擦力 0.1 30N 3N 不計(jì)繩重及摩擦，則水平拉力: 1N 2物體的速度: 0.3m/s 0.1m/s 由v 丫得，在2s內(nèi)物體移動(dòng)的距離 0.1m/s 2s 0.2m 【答案】7500 1 1 F -(G G動(dòng))(280N 120N) 200N 小夏受到繩子的拉力 F拉、重力G、地面的支持力 F支，因?yàn)樾∠撵o止，小夏受到的重力等 于拉力加上支持力，則地面的支持力 F 支 G 人 F拉 500N 200N 300N 由于力的作用是相互的，則小夏對(duì)地面的壓力

4、F壓 F支 300N 受力面積 S 400cm2 0.04m2 小夏對(duì)地面的壓強(qiáng) 4. 用如圖所示的滑輪組，將重為 16 N的物體以0.2 m/s的速度勻速提升，滑輪組的機(jī)械效 率為80%，若不計(jì)繩重及摩擦，拉力 F為_(kāi)N,拉力的功率為_(kāi)W,動(dòng)滑輪的重力為 _N. 【答案】10 4 4 【解析】 【分析】 【詳解】 (1 )由圖知，n=2，則拉力端移動(dòng)的距離 s=2h, 滑輪組的機(jī)械效率 W有用 Gh Gh G W總 FS F2h 2F 則拉力 G 16N F 10N 2 2 80% (2)拉力端移動(dòng)的速度 v=2v 物=2XQ 2m/s=0.4m/s , 拉力做功功率： P=Fv=10NXQ

5、 4m/s=4W; 300N 0.04m2 7500Pa (3 )不計(jì)繩重及摩擦，拉力 1 F - G G 動(dòng) 2 刀 動(dòng)滑輪重力: G 動(dòng)=2F- G=2X 10NP 16N=4N . 5. 如圖所示，物體 A重100N，沿水平方向勻速拉動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，若物體 A與地面間摩擦 力f=60N，不計(jì)滑輪重和繩與滑輪間摩擦，則繩端的拉力 F是 _ N,當(dāng)繩子自由端向左 【解析】 【分析】 由圖中滑輪組可知，n=3，由于不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，根據(jù)滑輪組的省力公式 1 F f得到拉力大?。桓鶕?jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體運(yùn)動(dòng)的距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到物 3 體運(yùn)動(dòng)的距離。 【詳解】 1 由圖可知，與動(dòng)滑輪相連

6、的繩子段數(shù)是 n=3,因不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，則繩端的拉 力 1 1 F f 60N 20N 3 3 2 物體運(yùn)動(dòng)的距離為 S立 3m “ s物 1m 3 3 【點(diǎn)睛】 本題考查滑輪組省力公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)動(dòng)滑輪上繩 子段數(shù)的判斷。 6. 在水平桌面上放一個(gè)重 300N的物體，物體與桌面間的摩擦力為 60N,如圖所示，若不 考慮繩子重力和輪與軸之間的摩擦，使物體以 0.1m/s的速度勻速移動(dòng)時(shí)，水平拉力的大小 為 _ N,拉力做功的功率為 _ W 【解析】 【詳解】 因?yàn)槲矬w在水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng)，所以物體受的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等， 即 F 拉 f

7、 60N 從圖可知，此滑輪組有三股繩子承擔(dān)對(duì)物體的拉力，不考慮繩的重力和繩的摩擦，繩子自 由端的水平拉力為 1 1 F F 拉 60N=20N 3 3 水平拉力的功率 P W Fs Fv F 3 v物 20N 3 0.1m/s=6W t t 物 7小紅利用彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼來(lái)研究動(dòng)滑輪的作用，每次都勻速提物體，做實(shí)驗(yàn)情況如圖 所示，請(qǐng)觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結(jié)論。 (1 )由(a)( b)兩圖 _ 。 (2)由(c)( b)兩圖 _ 。 【答案】使用動(dòng)滑輪勻速(豎直)提物體，省力但是不能改變用力的方向。 使用同一動(dòng)滑 輪勻速(豎直)提不同物體，物體越輕，拉力越小。 【解析】

8、 【詳解】 (1) 1由圖可知，比較(a)、(b)兩圖提起物體一樣重，(b)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)小于(a)中彈簧測(cè)力計(jì) 示數(shù)，所以：使用動(dòng)滑輪可以省力， 動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向； (2) 2比較圖(b)與(c)可得：使用動(dòng)滑輪勻速提升不重物時(shí)，物體重力越輕，所用的拉力越 小，越省力。 &如圖所示，物體 A在水平桌面上，繩重及摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪重力為 2N。當(dāng)B物體重力 為8N時(shí)，它恰好能勻速下降。 A N X - TB 1 (1) _ 以上裝置中屬于動(dòng)滑輪的是 (填字母)。 (2) _ 物體A所受的摩擦力為 N。 (3) 若用一個(gè)水平向左的力 F拉物體

9、A,使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力 F大小應(yīng)為 _N。 【答案】M 5 10 【解析】 【詳解】 1 由于M隨物體移動(dòng)而發(fā)生位置變化，所以 M是動(dòng)滑輪。 2 A對(duì)B的拉力為F，動(dòng)滑輪M和B受力分析可知中： 2F=GM+GB 2N 8N 2_ A受力平衡，所以摩擦力 f=F=5N。 3 A向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡： F 左=f+F=5N+5N=10N。 9. 用一個(gè)動(dòng)滑輪提起重 100N的物體(繩重與摩擦不計(jì))，所用拉力 60N。若用此動(dòng)滑輪 將重200N的物體以0.2m/s速度勻速上升時(shí)，拉力功率為 _ W。較前一次提升物體，該 滑輪的機(jī)械效率 _ (選填“變大”、“不變”或“變小”) 【答案】4

10、4變大 【解析】 【詳解】 1 根據(jù)題意可知，物體以 0.2m/s速度勻速上升，對(duì)于動(dòng)滑輪，繩子移動(dòng)的速度 V=2 0.2m/s=0.4m/s 繩重與摩擦不計(jì)，則拉力 1 F = (G 物+G 動(dòng)) 2 即 1 60N= (100N+ G 動(dòng)) 2 解得G動(dòng)=20N，用此動(dòng)滑輪將重 200N的物體時(shí)，拉力 ,1 F = (200N+20N)=110N 拉力功率為 P=F V=110N 0.4m/s=44W 拉力功率為44W。 2 較前一次提升物體，物體的質(zhì)量增加，重力增大，有用功增大，而摩擦不計(jì)、動(dòng)滑輪重 不變，額外功不變，這樣有用功在總功中所占的比例增大，滑輪組的機(jī)械效率將增大。 10. 為

11、了開(kāi)發(fā)和利用深海的資源， 我國(guó)某科研考察隊(duì)在遠(yuǎn)海進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用母船上 的起降設(shè)備，將我國(guó)最新自主研制的“潛龍三號(hào)”無(wú)人潛水器，從母船甲板上吊起并降到 海面上，如圖甲所示，該起降設(shè)備利用了液壓裝置、杠桿、滑輪組等，“潛龍三號(hào)”潛水 器是我國(guó)最新研制的具有高智能的自動(dòng)巡航潛水器，長(zhǎng) 3.5米、高1.5米、重1.5噸，可抵 達(dá)3850米深海連續(xù)航行 42小時(shí)48分鐘、航程15682公里。 起降設(shè)備中滑輪組的結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代表鋼絲繩，畫(huà)出最省力的 繞線方法 。 (2)該起降設(shè)備若在1min內(nèi)將“潛龍三號(hào)”勻速提升了 20m，該過(guò)程中鋼絲繩的拉力由電 (3)該滑輪組的機(jī)械效率是

12、多少 (1)在使用滑輪組提升重物時(shí)，既要考慮到它的省力情況，還應(yīng)注意動(dòng)力的施力方向。 (2)已知作用在動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)和“潛龍三號(hào)”上升的高度，可以得到鋼絲繩拉下的長(zhǎng) 度；已知電動(dòng)機(jī)的輸出功率，可以得到拉力做的功；已知拉力做的功和做功時(shí)間，禾U用公 W 式P -得到拉力。 率。 【詳解】 (1)1對(duì)由兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組，可繞線方法有 4股和5股兩種，兩種方 法都達(dá)到了省力的目的，但拉力的方向不同，有 5股繞線的方法拉力方向向上；有 4股繞 線的方法拉力方向向下，根據(jù)題意可知拉力方向向下，因此從定滑輪上固定，如圖所示：動(dòng)機(jī)提供，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是 10kW，則鋼絲繩的拉力是多少

13、 7500N 50% 根據(jù)G mg和W有 Gh求出有用功，再根據(jù) W總100%求出該滑輪組的機(jī)械效 總、 固定架 【分析】 5 3 10 J “ 100% 6 10 J 11. 如圖所示，重300N的物體在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地 面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了 10s,滑輪組的機(jī)械效率為 80%，則在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是 ( ) 固走架 2鋼絲繩端移動(dòng)的距離 s nh 把“潛龍三號(hào)”提升 20m拉力做的功 4 20m 80m 鋼絲繩的拉力 (3) 3 “潛龍三號(hào)”的重力 G mg 有用功 滑輪組的機(jī)械效率 Pt 10 103W 60s 6 105J 6 10 J 7

14、500N 80m 1.5 103kg 10N/kg 1.5 104N Gh 1.5 4 10 N 20m 5 10 J 有 100% W 50% A. 繩子自由端移動(dòng)的距離為 2m B. 物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為 48N C. 拉力F的功率為4W D. 有用功為120J 【答案】B 【解析】 【分析】 故B正確; C.拉力做的功為 W 總=Fs 繩=20NX 6m= 120J 拉力做功的功率 A.由圖知 n= 3,則繩子自由端移動(dòng)的距離 s 繩=3s 物=3v 物 t = 3 X 0.2m/s X 10s 6m 故A錯(cuò); B.因?yàn)?W 100% =fs物 100%=旦 Fs繩 F 3s物 1

15、00%=- 3F 100%=80% 所以物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力 3F 80% 3 20N 80% 48N W 總 120J p 12W t 10s 故C錯(cuò)誤; D.有用功 W 有=fs 物=fv 物 t = 48NX 0.2m/s X 10= 96J 故D錯(cuò)。 故選B。 12. 如圖所示，水平拉力 Fi （6N）將物體（G=9N）沿直線勻速拉動(dòng) si的距離，做功 Wi, 借助滑輪組，F(xiàn)2使物體在同一水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離 S1 , F2所拉繩端的上升距 離為S2，做功為如2,則（ A. W2一定小于W1 B. S2 定小于 S1 C. F2 定大于 G/3 D. F2 - 定大于 F

16、1/3 【答案】D 【解析】 【分析】Fi r i i 牛廠 - qp 7T 77*Si ii 由圖乙知道，承擔(dān)物重是繩子的段數(shù)是 n=3,不計(jì)繩重和摩擦，則 【詳解】 水平拉力Fi將物體沿直線勻速拉動(dòng)做功: Wi Fisi ; 借助滑輪組，使物體在同一水平地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離，拉繩端的上升距離為 S2,做功: 2 F2S2 ； A. 做功W2 Wi W動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B. 有3股繩子承擔(dān)S2 33，故B錯(cuò)誤； 1 CD. F2 G輪 FF2F3 C. F3F2Fl D. F2F3FI 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】 固定繩子的一端與動(dòng)滑輪接觸的地方為支點(diǎn)，各力臂如下：A.

17、c. D. A.此圖是動(dòng)滑輪, 由動(dòng)滑輪及其工作特點(diǎn)可知，省一半的力，即 B.此圖是定滑輪, 由定滑輪及其工作特點(diǎn)可知，不省力, C.此圖是滑輪組, 繞在動(dòng)滑輪上的繩子有 3股，則 -G 3 -G o 2 由以上可知：在不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是 故選Co D.此圖是滑輪組, 繞在動(dòng)滑輪上的繩子有 2股，則 Co G; Fi、F2 和 F3，則 a c 可知Fl的力臂為直徑，力臂最大，F(xiàn)2的力臂較大，F(xiàn)3的力臂最小，由杠桿平衡條件知，當(dāng)阻力與阻 力的力臂的積固定時(shí)，力臂越大，力越小.故三個(gè)力的關(guān)系為： F1F2F3.故選C. 20. 如圖所示， 不計(jì)繩子、 滑輪的重力及它們之間的摩擦，當(dāng)用大小為 10N的拉力F拉重 50N的物體時(shí)，物體恰好以 v=2m/s的速度沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體受到水平面 的摩擦力為 N,拉力F的功率為 _ W；將拉力F增大為20N時(shí)，物體受到 水平面的摩擦力將 _ （選填“增大”、“減小”或“保持不變”）。 【答案】20 40不變 【解析】 【分析】 使用動(dòng)滑輪可以省一半力； 物體勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力，平衡力大小相等，判斷出摩擦力根 據(jù)繩子段數(shù)判斷出繩子的速度； 根據(jù)P 的因素：壓力和接觸面的粗糙程度。 【詳解】 1因?yàn)槭褂脛?dòng)滑輪可以省一半力，所以拉物體的力為 F 2F 2