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初中物理苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功2 滑轮优秀当堂检测题
展开11.2 滑轮
一、单选题
1.关于滑轮、滑轮组,下列说法中正确的是( )
A.定滑轮可以省力
B.定滑轮是等臂杠杆
C.只使用动滑轮就会改变力的方向
D.使用滑轮组既可以省力,又可以省距离
【答案】B
【解析】
AB.定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故A错误,B正确;
C.动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,只使用动滑轮不会改变力的方向,故C错误;
D.滑轮组既可以改变力的方向,也可以省力,机械可以省力或省距离,但不能既省力又省距离,机械不能省功,所以滑轮组不可以省距离,故D错误。
故选B。
2.如图所示,小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物,若摩擦不计,则( )
A.F1大于F2 B.F1大于F3 C.F1等于F2 D.F2小于F3
【答案】C
【解析】
使用定滑轮时,若摩擦不计,绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用,而对力的大小并未造成影响。
故选C。
3.如图是学校旗杆顶上的一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升。下列对于滑轮的说法,正确的是( )
A.这是一个定滑轮,可省力 B.这是一个动滑轮,可省力
C.这是一个定滑轮,可改变力的方向 D.这是一个动滑轮,可改变力的方向
【答案】C
【解析】
旗杆顶上滑轮的轴固定在旗杆上,所以该滑轮是一个定滑轮,定滑轮不能省力,其优点是可以改变力的方向。
故选C。
4.如图所示,三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,那么这三个力的关系是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F2>F1>F3 D.F2<F1<F3
【答案】D
【解析】
【分析】
三幅图物体重力与接触面粗糙程度相同,则与地面摩擦力相同,第一幅图为定滑轮,只改变力的方向,则拉力为
F1=f
第二三幅图为动滑轮,根据绳子段数关系可知,拉力分别为
综合可得
故选D。
5.物体重,滑轮重使物体匀速上升1m,不计摩擦,则( )
A.,滑轮向上移动
B.,滑轮向上移动2m
C.,滑轮向上移动
D.,滑轮向上移动2m
【答案】A
【解析】
【分析】
这是动滑轮的一种特殊使用方法,它的特点是费1倍的力却省一半的距离.所以,施加的力
F=2G+ G′=2×200N+20N=420N
拉力作用点移动的距离
s=h=×1m=0.5m
故选A。
6.如图所示的滑轮组中,不计滑轮质量,分别挂上A。B两物体后恰能静止,则两物重力关系为( )。
A.GA∶GB=1∶1 B.GA∶GB=1∶2
C.GA∶GB=2∶1 D.不好判断
【答案】C
【解析】
定滑轮的绳子两端的力相等,动滑轮中绳子上的力是轴上力的一半。故有GA∶GB=2∶1。故选C。
【点睛】
根据动滑轮和定滑轮的特点定滑轮不省力,动滑轮省一半力。
7.如图所示,通过滑轮组匀速拉动水平地面上的物体(不计滑轮重及摩擦),若物体重为100 N,物体运动时与地面的摩擦力为40 N,则拉力F的大小为( )
A.20 N B.50 N
C.60 N D.70 N
【答案】A
【解析】
不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦,人的水平拉力
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8.某同学探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在表格中,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符,面对这一事实,下列做法中最不可取的是( )
实验次数
物重G
拉力F
1
1.0N
0.65N
2
1.5N
0.90N
3
2.0N
1.15N
A.实验失败,停止实验
B.查阅资料,了解结论的适用条件
C.改进实验条件,重新实验
D.与同学分析可能的原因
【答案】A
【解析】
课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论是在不考虑动滑轮重力、不考虑绳与滑轮摩擦的情况下得出的,在实际的实验中应当考虑动两个因素对结果的影响,故最不可取的是“实验失败,停止实验”,其它三个选项是可取的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.如图所示,小明在“探究动滑轮工作特点”的实验中,滑轮第一次受到F1的作用,第二次受到竖直向上F2的作用,物体都被匀速向上提起。已知物体重力为G物。若不计摩擦和绳重,则下列说法正确的是( )
A.该实验中,需要测量的物理量只有物重G物和测力计示数F
B.F2=G物
C.F1的力臂为OA
D.F1
【解析】
A.应测出滑轮与物体的总重,故A错误;
B.第二次拉力等于滑轮与物体总重的一半,故B错误;
C.力臂是支点到力的作用线的距离,故C正确;
D.F1力臂小于F2力臂,力较大,故D错误。
故选C。
10.如图所示,使用下列三个装置,用相同的力F匀速提起重物G1、G2、G3,不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重,则G1、G2和G3的大小关系是( )
A.G1
【解析】
不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下;左边的滑轮是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故
G1=F
中间的滑轮是动滑轮,能够省一半的力,故
G2=2F
右边的滑轮是动滑轮,F作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则
G3=F
所以
G3
11.在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A,如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得AB两点间的距离为2H,如图乙所示。(不计摩擦与绳重),则以下物理量正确的是( )
A.拉力F=G B.拉力F=G
C.绳自由端移动距离为2H D.绳自由端移动距离为3H
【答案】D
【解析】
【分析】
AB.由图知,物体和动滑轮的总重由三段绳子承担,不计摩擦与绳重,拉力
F=(G+G动)
故AB错误;
CD.图中AB两点间的距离为2H,这并不是绳子自由端移动的距离,绳子自由端移动的距离应该为原来的A点到现在A点的竖直距离;钩码升高H,则绳子自由端移动的距离为
s=3H
故C错误,D正确。
故选D。
12.如图所示,体重为510N的人,用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动.运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N.动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,).则下列计算结果中正确的是
A.人对地面的压力为400N
B.绳子自由端受到的拉力大小是100N
C.人对地面的压力为250N
D.绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【解析】
由图知,n=2,所以拉力;
所以人对地面的压力;
绳子自由端运动速度;
【点睛】
本题中有用功应该是克服摩擦力做功,即拉力F满足.
二、填空题
13.一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500 N的重物,站在地面上的人向下的拉力是_______N,拴滑轮的天花板受到的力是_______N。
【答案】 500 1000
【解析】
[1]定滑轮匀速吊起500 N的重物,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,只能改变力的方向,不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。
[2] 拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力,则受到的力为
F=500N+500N=1000N
14.如图所示,物体A和B所受重力都为40牛,其中______图为定滑轮(选填“(a)”或“(b)”),作用是______。若不考虑滑轮重力和绳子的摩擦,当竖直用力分别匀速提起物体A和B时,力FA大小为______牛
【答案】 (b) 改变力的方向 20
【解析】
[1]使用过程中,滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中,滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,故B图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮。
[2]定滑轮在使用过程中,总是绕着固定点转动,也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆,其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径,大小不变。故使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
[3]由图知,用于提升物体A的滑轮为动滑轮,直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦,所以拉力的大小为
15.小明的爸爸驾驶汽车时,不小心陷进了泥潭中,小明设计了如图甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出,两种方法中,更合理的是________的安装方法,因为这种安装方法具有_________的优点。
【答案】 乙 省力
【解析】
[1][2]由图得,甲图是定滑轮,拉力等于车受到的摩擦力大小;乙图是动滑轮,拉力等于车受到的摩擦力大小的一半,因此乙图的拉法更省力、更合理。
16.如图所示,不计滑轮和绳子的重力以及摩擦,重力为100牛的重物G位于水平地面上,在拉力F的作用下水平向左做匀速直线运动,已知拉力F大小为10牛,则水平地面对重物G的滑动摩擦力大小为______牛,绳子A所受拉力大小为______牛。若绳子自由端10秒内移动了1米,则重物G运动的速度为______米/秒。
【答案】 10 20 0.1
【解析】
【分析】
[1]绳端拉力为10N,则拉动物体的绳子拉力也为10N,因为物体匀速直线运动,所以物体受到的拉力与滑动摩擦力互为平衡力,所以地面对物体的滑动摩擦力为
f=F=10N
[2]不计滑轮和绳子的重力以及滑轮和轮轴之间的摩擦力时,绳子A承受的拉力为
FA=2F=2×10N=20N
[3]物体移动距离与绳子自由端移动距离相等,即物体移动的距离为
s=1m
运动时间为
t=10s
所以物体运动速度为
17.如图所示,若物体A重1500N,物体A与地面间摩擦力是90N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,拉力F=______N,物体A移动______m。
【答案】 30 1
【解析】
【分析】
[1][2]由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时,物体A向左移动的距离
18.为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上,某工人利用如图所示的滑轮组施加了300N拉力在30s的时间内完成任务.此过程中绳子自由端移动的距离为18m,有_____股绳子承担物重.请根据题意在图中画出滑轮组绕绳方法____.如不计摩擦和绳重,动滑轮的重为_____N;如果绳子能承受的最大拉力为450N,那么该滑轮组最大可吊起_____N的物体.
【答案】 3 300 1050
【解析】
试题分析:(1)由“将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上,此过程中绳子自由端移动的距离为18m”可知,动滑轮上绳子的段数n===3段;
则滑轮组绕绳方法如下:
(2)绳重及摩擦不计,根据F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=3×300N﹣600N=300N,
如果绳子能承受的最大拉力为450N,根据F′=(G′+G动)可得,最大吊起的物重:
G′=nF′﹣G动=3×450N﹣300N=1050N.
19.如图所示,动滑轮重 20N,所吊重物 B 重 80N,物体 A 重 240N,此时物体 B 恰好以 1m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求:
(1)水平面对物体 A 的摩擦力是_______N;
(2)若将重为 40N 的物体 C 悬挂于物体 B 的下方,现要使物体 B 和物体 C 一起恰好以 2m/s的速度匀速上升,则要对物体 A 施加水平向右拉力 F 的功率为_______W。
【答案】 50 480
【解析】
【分析】
(1)[1]由图知,滑轮组绳子的有效段数
n=2
不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体B匀速下降时,作用在绳子自由端的拉力
F拉=×(GB+G动)=×(80N+20N)=50N
物体A做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小
f=F拉=50N
(2)[2]当物体B、C匀速上升时,绳子上的拉力
F拉′=×(GB+GC+G动)=×(80N+40N+20N)=70N
对物体A进行受力分析可知,物体A受到水平向左绳子的拉力、摩擦力以及水平向右的拉力,因压力和接触面粗糙程度不变,当物体匀速上升时,物体A受到的摩擦力50N始终不变,根据力的平衡,则对物体A施加水平向右的拉力
F=F拉′+f=70N+50N=120N
物体A向右运动的速度
v=2vB=2×2m/s=4m/s
拉力F的功率
三、作图题
20.在图中画出该滑轮的支点O,并画出、的力臂、。
【答案】
【解析】
动滑轮的支点在绳子与边框的接触点上,动力为绳子的拉力F1,方向竖直向上,阻力为动滑轮和物体重力之和F2,方向竖直向下;过支点分别向动力作用线和阻力作用线画垂线,就得到动力臂、阻力臂,如图
21.请在图中画出最省力的滑轮组的绕线方式。
【答案】
【解析】
图中滑轮组有两种绕线方法,一种是由两根绳子承担重物,另一种是由三根绳子承担重物。要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如图所示:
四、实验题
22.如图所示是“探究动滑轮工作特点”的实验装置,小明记录的数据如下表。
实验次数
1
2
3
钩码重/N
2
4
6
测力计示数/N
1.1
2.1
3.1
(1)实验时,应竖直拉动,使钩码___________上升。
(2)分析数据可得:钩码越重,拉力F与钩码重的比值越接近___________(填数值),由此他推断得出:在不计动滑轮重和摩擦时,使用动滑轮可以省___________的力。
【答案】 匀速直线 0.5 一半
【解析】
(1)[1] 实验时,应竖直拉动,使钩码匀速直线上升,此时弹簧测力计示数稳定,使于读数,减小误差。
(2)[2] [3] 分析数据可得:第一次实验时拉力F与钩码重的比值
第二次实验时拉力F与钩码重的比值
第三次实验时拉力F与钩码重的比值
所以,钩码越重,拉力F与钩码重的比值越接近0.5,由此推断得出:在不计动滑轮重和摩擦时,使用动滑轮可以省一半的力。
23.同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点:
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮可以 ______,但不可以 ______;
(2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示。据此可知,使用动滑轮可以 ______,但不可以 ______;
(3)他们组装滑轮组时,他们想:利用滑轮组提升重物能否省力呢?为此,他们进行的实验如丙图所示,物体的重力为2N,测力计的示数为0.8N,由图可知,利用滑轮组提升重物能 ______,如果物体被提升的速度是0.2m/s,绳子自由端移动的速度是______m/s。
【答案】 改变力的方向 省力 省力 改变力的方向 省力 0.6
【解析】
【分析】
(1)[1][2]由甲图知道,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向,观察测力计的示数都为1N,等于物重,故得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不省力。
(2)[3][4]在图乙中,拉力
F=0.6N<G=1N
说明使用动滑轮时省力,但不能改变力的方向。
(3)[5]由图丙知道,物体的重力为2N,测力计的示数为0.8N,故利用滑轮组提升重物能省力。
[6]物体上升10cm,绳子自由端上升30cm,故绳子自由端移动的速度为重物移动速度的3倍,故绳子自由端移动的速度
v′=3v=3×0.2m/s=0.6m/s
24.小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。
次数
钩码升高的高度h/m
拉力/F/N
拉力方向
1
1
0.2
1
0.2
向上
2
2
0.2
2.1
0.2
向下
3
1
0.2
0.6
0.4
向上
4
2
0.2
1.1
0.4
向下
(1)实验中需要用到的测量工具是弹簧测力计和_______。
(2)实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计,使钩码上升。
(3)请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整。_______
(4)比较1和2两次实验可知:使用定滑轮的好处是_______。
(5)依据杠杆平衡条件分析,使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半,但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系,造成这种现象的主要原因是_______。
【答案】 刻度尺 匀速 钩码的重力G/N;弹簧测力计移动的距离s/m 可以改变力的方向 动滑轮有重力
【解析】
【分析】
(1)[1]实验中要具体测量物体提升的高度与绳端移动的距离,因此还需增加刻度尺。
(2)[2]当匀速拉动弹簧测力计时,由二力平衡可知,其示数才与绳子拉测力计的力大小相等,因此,需匀速拉动。
(3)[3]由实验操作可知,记录表格中应补充测量项目分别为:钩码的重力G/N和弹簧测力计移动的距离s/m。
(4)[4]1和2两次实验是使用的是定滑轮,由表格数据可以看出使用的是定滑轮不省力,但可以改变力的方向,因此比较1和2两次实验可知:使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。
(5)[5]依据杠杆平衡条件分析,使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半,但分析第3、4两次实验数据却不符合这样的关系,造成这种现象的主要原因是动滑轮有重力,在提升重物的同时提升了动滑轮。
25.同学们共同研究滑轮的特点。
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如图甲所示,据此可证明:使用定滑轮不省力,但可以改变______。他们通过进一步分析还发现:使用定滑轮时,相当于一个_______杠杆。
(2)他们研究动滑轮特点时,用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物,如图乙所示。记录的数据如表。
实验序号
滑轮重力/N
弹簧测力计示数/N
1
1
≈2.5
2
2
≈3.0
3
3
≈3.5
①通过观察和比较测量结果,可得初步结论:使用动滑轮可以省力,但不能改变_______;用动滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升重力的______。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时,拉力方向对拉力的影响,则需要选择_______滑轮与_______重力的物体来进行实验对比(均选填“相同”或“不同”)。
(3)他们组装了滑轮组,进行的实验如图丙所示。他们通过分析数据发现,利用滑轮组提升重物时,若动滑轮重、绳重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的______。
【答案】 力的方向 等臂 力的方向 一半 相同 相同 几分之一
【解析】
【分析】
(1)[1]由甲图知道,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向,观察测力计的示数都为4N,等于物重,故得出结论是:定滑轮能改变动力方向,但不能省力。
[2]定滑轮相当于一等臂杠杆,沿不同方向拉重物时,拉力的力臂都等于滑轮的半径
(2)①[3]分析图乙实验中的数据知道,使用动滑轮时省力,但不能改变力的方向。
[4]分析实验数据知道,用动滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升重力的一半。
②[5][6]由控制变量法知道,若研究拉力方向对拉力的影响,只需要改变拉力的方向,其它因素不变,则需要选择相同滑轮与相同的重力的物体来进行实验对比。
(3)[7]图丙中动滑轮被3段绳子吊起,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数是0.8N,若动滑轮重、绳重和摩擦不计,则所用的力就是物重的 ,即动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一。
26.小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有关”,他们用图所示装置,将不同物体缓慢提起,分别测出物体所受重力G物和所需拉力F的大小,数据记录在表一中. 然后,他们更换滑轮,重复实验,将相关数据记录在表二、表三中.
表一: =1.0牛
实验序号
(牛)
F(牛)
1
2.0
1.5
2
2.5
1.8
3
3.0
2.0
4
4.0
2.5
表二: =2.0牛
实验序号
(牛)
F(牛)
5
2.5
2.3
6
3.0
2.5
7
3.5
2.8
8
4.0
3.0
表三: =3.0牛
实验序号
(牛)
F(牛)
9
4.0
3.5
10
5.0
4.0
11
6.0
4.5
12
7.0
5.0
(1)分析比较表一、 表二或表三中F与的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是: _____.
(2)分析比较实验序号___________中的F与______________的变化关系及相关条件, 可以得出的初步结论是:用动滑轮缓慢提起重物,物体的重力相同,滑轮的重力越大,所需竖直向上的拉力F越大.
(3)小李同学分析比较各组数据中_______ 的大小关系及相关条件, 得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力.
(4)小红同学认为小李同学的实验结论,不具有普遍规律,原因在于: ____________.
【答案】 使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大 2、5或3、6或4、8、9 动滑轮重力 拉力与提升的物体重力 只研究了大于的情况,没研究小于等于的情况
【解析】
(1)[1]由表一、表二或表三中数据可知,动滑轮的重力相同,被提升的物重不同,且提升的物体重力越大,拉力F越大,可得出的初步结论是:使用同一动滑轮提起物体,物体的重力越大,拉力越大;
(2)[2][3]由序号2、5的数据可知,提升的物体重力相同时,动滑轮重力不同,拉力不同,物体的重力相同,滑轮的重力越大,所需竖直向上的拉力F越大.选择实验序号3、6或4、8、9的实验数据也可以得出这样的结论;
(3)[4]分析表中每一次实验的拉力与提升的物体重力的关系:
得出结论:使用动滑轮沿竖直方向缓慢提起重物,可以省力;
(4)[5]小李只研究了大于的情况,没研究小于等于的情况,不具有普遍性.
五、计算题
27.小明用如图所示的滑轮组将重为180N的物体在2s内匀速吊起1m,小明所用拉力F为100N,若不计绳重和摩擦。求:
(1)滑轮组对物体做的功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)若用该装置匀速提起240N的重物,需要的拉力为多大?
【答案】(1)180J;(2)100W;(3)130N
【解析】
【分析】
解:(1)由题意可知,物体的重力为G=180N,滑轮组将物体提升的高度为h=1m,故滑轮组对物体做的功为
(2)因动滑轮上有两股绳子承重,故绳子自由端移动的距离为
故拉力F做的功为
做功时间为t=2s,故拉力F做功的功率为
(3)由题意可知,绳子自由端的拉力为
故动滑轮的重力为
故当重物的重力为G0=240N时,此时绳子自由端的拉力为
答:(1)滑轮组对物体做的功为180J;
(2)拉力F做功的功率为100W;
(3)需要的拉力为130N。
28.如图所示,通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体匀速提高2m(不计绳重和摩擦),求:
(1)绳自由端的移动距离是多少?
(2)动滑轮的重力是多少?
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力为多大?
(4)若作用在绳自由端的拉力为180N,提起的重物的重力是多少?
【答案】(1)6m;(2)120N;(3)250N;(4)420N
【解析】
【分析】
解:(1)由图可知,绳子股数为3,则绳子自由端移动距离
s=3h=3×2m=6m
(2)不计绳重和摩擦,动滑轮的重力
G动=3F-G=3×200N-480N=120N
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力为
(4)若作用在绳自由端的拉力为180N,提起的重物的重力
G物=3F′′-G动=3×180N-120N=420N
答:(1)绳自由端的移动距离是6m;
(2)动滑轮的重力是120N;
(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力为250N;
(4)若作用在绳自由端的拉力为180N,提起的重物的重力是420N。
六、综合题
29.阅读文章,回答问题:
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图2所示。根据杠杆的平衡条件,可得,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
请回答下列问题:
(1)轮轴的实质是变形的______,可根据______条件可知它省力或费力;
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是______(选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的______;
(3)请你再举出一个生活中轮轴的实例______。(选填“天平”、“筷子”或“门把手”)
【答案】 杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【解析】
【分析】
(1)[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆;可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
(2)[3][4]由于作用在轮上的是动力,轮的半径为动力臂,轴的半径为阻力臂,故动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡原理可知,动力小于阻力,故是省力杠杆;动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
(3)[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,门把手就是轮轴。
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