第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒第4節(jié)簡單機(jī)械上冊第3課時滑輪和滑輪組1.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)下列關(guān)于滑輪的有關(guān)說法錯誤的是(S9103001)(

)A.使用定滑輪不能省力但能改變力的方向B.定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿C.使用動滑輪能省力,還能改變力的方向D.動滑輪的實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿基礎(chǔ)過關(guān)全練C解析定滑輪實(shí)質(zhì)是一個等臂杠桿,使用定滑輪時不能省力

但能改變力的方向;動滑輪實(shí)質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍

的省力杠桿,使用動滑輪時能省一半力但不能改變力的方

向。故選C。2.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)(2024浙江杭州慧瀾中學(xué)期中)小明用下列方式勻速提升同一重物,若不計(jì)滑輪和繩子的自重及摩擦,拉力最大的是(S9103001)

(

)

C解析

A圖是動滑輪,由動滑輪及其工作特點(diǎn)可知能省一半

的力,即F1=

G;B圖是滑輪組,繞在動滑輪上的繩子有2股,則F2=

G;C圖是定滑輪,由定滑輪及其工作特點(diǎn)可知,不省力,即F3=G;D圖是滑輪組,繞在動滑輪上的繩子有3股,則F4=

G。故選C。3.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)(2024浙江舟山金衢山五校聯(lián)盟期中)

在同一水平面上用滑輪以如圖所示三種方式拉動同一物塊做勻速直線運(yùn)動,所用水平拉力依次為F1、F2、F3(滑輪和繩的自重及繩間的摩擦不計(jì))。F1、F2、F3三個力的大小關(guān)系為(

)CA.F1>F2>F3

B.F2>F1>F3C.F3>F1>F2

D.F1>F3>F2解析假設(shè)物塊與地面的摩擦力為f,甲滑輪為定滑輪,F1處于繩端,則F1=f;乙滑輪為動滑輪,F2處于繩端,所以F2=

f;丙滑輪為動滑輪,但F3處于滑輪端,所以F3=2f;所以F3>F1>F2。故選C。4.(2021江蘇鹽城中考)旗桿頂端裝有定滑輪,升旗時旗手向下拉繩子,國旗冉冉升起。下列說法正確的是(S9103001)

(

)A.旗手對繩的拉力一定等于國旗重力B.旗手對繩的拉力等于國旗重力的一半C.國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動的距離D.國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離的一半C解析

旗桿頂端裝有的定滑輪,實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,使用時,不

省力也不費(fèi)力。不計(jì)繩重和摩擦且國旗勻速上升時,旗手對

繩的拉力一定等于國旗重力,若計(jì)繩重和摩擦,旗手對繩的拉

力大于國旗重力,A、B錯;定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿,使用時不

省距離也不費(fèi)距離,則國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩

端移動距離,C正確、D錯誤。故選C。5.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)(2023浙江衢州期末)一輛重力為15000牛的汽車不小心陷進(jìn)泥潭,司機(jī)采用如圖裝置A拉動汽車。已知汽車在水平方向勻速運(yùn)動時受到的摩擦力為1000牛(不計(jì)滑輪和繩子之間的摩擦),裝置A是

滑輪,勻速運(yùn)動時力F的大小為

牛。(S9103001)

500動解析由圖可知,該滑輪屬于動滑輪,由于不計(jì)滑輪與繩子之

間的摩擦,拉力應(yīng)該等于物體所受摩擦力的一半,即拉力F=

f=

×1000N=500N。6.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)(2024浙江東陽橫店八校月考)用如圖甲所示的滑輪組提升重200N的物體,已知拉力F為80N,不計(jì)繩重和摩擦,物體和繩子自由端的運(yùn)動情況如圖乙所示,反映繩子自由端運(yùn)動的圖線是

(填“A”或“B”),動滑輪重為

N。(S9103001)

40A解析由圖甲可知,繩子股數(shù)n=3,則繩子自由端移動距離s=3

h,所以繩子自由端移動的速度是物體提升速度的3倍,因此圖

乙中傾斜直線A是繩子自由端運(yùn)動的s-t圖線,而傾斜直線B是

物體運(yùn)動的s-t圖線;不計(jì)繩重和摩擦,則動滑輪重力G輪=3F-

G物=3×80N-200N=40N。7.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)觀念)(2023浙江溫州期末,6,★☆☆)小明用如圖裝置“測量大氣壓”時,發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的量程太小,無法拉開緊貼在地面上的吸盤,于是他加了一個輕質(zhì)滑輪,若不計(jì)滑輪自重和摩擦,下列操作最有可能完成實(shí)驗(yàn)的是(S9103001)

(

)C能力提升全練

解析

A、B圖中兩個滑輪均為定滑輪,定滑輪不省力,只能改變力的方向,故A、B錯;C圖滑輪作為動滑輪使用,不計(jì)滑輪自重和摩擦,能省一半的力,故C正確;D圖滑輪作為動滑輪使用,彈簧測力計(jì)作用在滑輪軸上,不計(jì)滑輪自重和摩擦,彈簧測力計(jì)拉力為繩子拉力的2倍,故D錯。故選C。8.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2024浙江杭州翠苑中學(xué)期中,9,★★☆)如圖所示,在這個裝置中,如果拉力F等于4牛且不計(jì)摩擦,則甲、乙兩個彈簧測力計(jì)的讀數(shù)分別為(S9103001)

(

)

A.8牛,12牛B.12牛,8牛C.8牛,8牛D.12牛,12牛B解析已知繩子上的拉力為F=4N,不計(jì)摩擦,由圖可知,彈簧測力計(jì)甲連接的滑輪上有3段繩子,所以左邊滑輪對彈簧測力計(jì)甲的拉力(即彈簧測力計(jì)甲的讀數(shù))等于拉力F的3倍,故彈簧測力計(jì)甲的讀數(shù)為3F=3×4N=12N;彈簧測力計(jì)乙連接的滑輪上有2段繩子,所以右邊滑輪對彈簧測力計(jì)乙的拉力(即彈簧測力計(jì)乙的讀數(shù))是拉力F的2倍,故彈簧測力計(jì)乙的讀數(shù)為2F=2×4N=8N。故選B。9.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2024浙江溫州八校聯(lián)考,9,★★☆)如圖,甲、乙實(shí)驗(yàn)可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論。小敏想通過一次實(shí)驗(yàn)既得出結(jié)論,又能直接顯示出鉤碼的重力大小,于是在左側(cè)加上一個相同的彈簧測力計(jì)(彈簧測力計(jì)重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計(jì))。下列四套裝置中能實(shí)現(xiàn)的是

(

)D解析在A、C裝置中,鉤碼掛在拉環(huán)上(即左邊測力計(jì)倒置使用),因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)本身有重力,所以此時測力計(jì)顯示的示數(shù)等于測力計(jì)自身的重力與鉤碼重力之和,則不能直接顯示出鉤碼的重力大小,故A、C錯誤;在B、D裝置中,鉤碼掛在掛鉤上(即左邊測力計(jì)正常使用),所以能直接顯示出鉤碼的重力大小;B裝置中,右邊的測力計(jì)倒置使用,此時右邊測力計(jì)的示數(shù)等于左邊測力計(jì)的重力與鉤碼重力之和,而左邊測力計(jì)的示數(shù)等于鉤碼的重力,所以兩邊測力計(jì)的示數(shù)不相等,不能得出正確結(jié)論,故B錯誤;設(shè)兩測力計(jì)的重力均為G,由于定滑輪的左邊都是鉤碼和一個測力計(jì)在拉繩子,則繩子的拉力:F=G1+G;D裝置中,左邊測力計(jì)的示數(shù):F左=G1;手拉右邊測力計(jì)的掛鉤,由力的平衡條件可得,右邊測力計(jì)的示數(shù),即測力計(jì)受到向下的拉力:F右=F-G=G1+G-G=G1;所以,F左=F右=G,能得出正確結(jié)論,故D裝置能實(shí)現(xiàn)所有的要求。10.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2024浙江金華五中等三校聯(lián)盟期中,11,★★★)如圖所示,F1=4N,F2=3N,此時物體A相對于地面靜止,物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運(yùn)動(不計(jì)彈簧測力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法正確的是

(

)BA.F2的功率為0.3WB.如果增大F2,物體A相對于地面仍靜止C.彈簧測力計(jì)讀數(shù)為6ND.地面對物體A的摩擦力方向水平向左,大小為2N解析由圖知,拉力F2端移動速度v=2vB=2×0.1m/s=0.2m/s,P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A錯;如果增大F2,B將做變速運(yùn)動,但B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變,B與A之間的摩擦力不變,A受力不變,同理可知,A受到地面的摩擦力也不變,即A的受力情況不變,還是處于靜止?fàn)顟B(tài),故B正確;不計(jì)彈簧測力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦,由力的平衡條件可得,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=3F2=3×3N=9N,故C錯;由圖知,fB=2F2=2×3N=6N,根據(jù)B向左做勻速直線運(yùn)動可知物體A對B的摩擦力的方向向右,根據(jù)力的作用是相互的可知,物體B對物體A的摩擦力向左,大小為6N,而F1=4N向右拉A,A靜止,受力平衡,因而A還受到地面的摩擦力為6N-4N=2N,方向向右,故D錯。故選B。11.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2023浙江寧波鎮(zhèn)海期中改編,30,★★☆)如圖,某工人用100N的水平拉力F抓緊繩子的一端,沿水平方向勻速向右運(yùn)動,10s內(nèi)將礦井里重為160N的物體提升4m。若不計(jì)摩擦和繩重,則:(S9103001)(1)動滑輪的重力為

N;(2)拉力F移動的速度為

m/s;(3)拉力F所做的功為

J。8000.840解析

(1)由圖知,n=2,不計(jì)摩擦和繩重,拉力F=

(G+G動),則動滑輪重力:G動=2F-G=2×100N-160N=40N;(2)拉力F移動的距離s=2h=2×4m=8m,拉力F移動的速度:v=

=

=0.8m/s;(3)W=Fs=100N×8m=800J。12.(學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2024浙江金華五中等三校聯(lián)盟期中)第13屆殘奧會的點(diǎn)火儀式上,侯斌沒有借助其他外力,利用一套最省力的滑輪組(如圖為簡化圖,其中保護(hù)裝置沒有畫出),在3分鐘內(nèi)把自己提升39米,點(diǎn)燃了熊熊圣火。(S9103001)(g取10N/kg)(1)請畫直線代替繩子將圖完成,使之成為最省力的滑輪