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2024年初中物理同步练习《12.2+滑轮》
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这是一份2024年初中物理同步练习《12.2+滑轮》,共36页。
2.如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 N,其中定滑轮的作用是 。
3.如图所示,物体重为20N,某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,则绳子自由端移动的速度为 m/s,拉力做功为 J,此物体受到的摩擦力为 N.(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)
4.如图所示,体重为500N的小强站在水平地面上,竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m,绳端向下移动的距离为 m;若不计绳重,滑轮重及摩擦,小强对地面的压力是 N。
5.今天,小明是学校的升旗手,他将一面国旗在国歌声中匀速升到旗杆顶端。请问
(1)旗杆顶端装有定滑轮,利用它来升国旗,目的是改变 ;
(2)国旗匀速上升过程中 会逐渐增大。
6.如图所示,A物体质量为2kg,在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体运动了5m,弹簧测力计读数为5N,若不计绳与轮之间的摩擦和绳重,则A受地面的摩擦力为 N,拉力F做的功是 J。
7.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。如图甲中,旗杆的顶端安装着一个 ,用来改变拉力的方向。图乙是一个核桃夹,它是一个 杠杆。
8.利用如图所示的滑轮组提起一个重为2400N的物体,不计滑轮自重和摩擦,绳子的拉力F= ;如果用这个滑轮组达到更加省力的效果,就要改变绳子的绕线方法,则此时拉力F= 。
9.如图,A重50N,B重30N,在拉力F=20N作用下,A、B在向右做匀速直线运动,如果C绳拉力是10N,在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,B受水平面的摩擦力是 N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是 m/s。
10.如图所示, 滑轮可以看作是等臂杠杆(选填“A”或“B“)若两物体所受重力均为10牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为 牛,力F2的大小为 牛;当乙物体匀速上升时,它所受合力的大小为 牛。
11.在如图所示的装置中,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,乙物体匀速下落过程中,不计绳重、滑轮重和转轴处的摩擦,乙的重力为 N,若乙匀速下降了2m,甲的重力做功 J。
12.如图所示,用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N,若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则木块所受地面的摩擦力 N,在2s内拉力F做的功为 。
13.如图,A物重100N,在力F的作用下,以5m/s的速度在水平面上匀速向右运动,此时弹簧秤的示数为10N,则A物体受到的摩擦力是 N;拉力F为 N;拉力在10s内所做的功为 J.(忽略绳重、滑轮重和摩擦)
14.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 滑轮,使用它的好处是 。
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 ,剪断物体更省力。
15.人们常用的工具往往都是利用了简单机械的原理。
(1)如图所示的简单机械,正常使用时费距离的是 。
(2)用如上图D所示的动滑轮匀速提起G=200N的物体,实际测得拉力F为110N,不计绳重及摩擦,则该滑轮重为 N。
16.如图所示,滑轮 可以看作等臂杠杆(选填“A”或“B”)。若物体所受重力均为20牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为 牛;当绳子自由端上升1米时,力F2所作的功为 焦
17.如图所示,甲、乙两滑轮组拉着同一物体在同一表面沿水平方向匀速运动,不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力,则拉力F1 F2,若要使拉力F1、F2相等,则可采用的办法: 。(写出一种方法即可)
18.如图所示为居民小区内的健身器材,它是由 个定滑轮组成的;定滑轮在使用时可以改变 的方向;动滑轮在使用时 省功(选填“能”或“不能”)。
19.如图中,三个物体的重力均为200N.图a中,物体还受到50N竖直向上的拉力,则水平地面对物体的支持力F1= N;图b中,不计绳和动滑轮的重力及摩擦,则匀速提起重物时拉力F2= N;图c中物体漂浮在水面上时有一半浸入水中,则将物体完全按入水中所需的压力F3= N。
20.小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。
(1)两根木棍和绳子组成的机械相当于 ;
(2)若小华的用力50N,则小明承受的拉力为 N。
21.如图所示,在水平拉力F的作用下重200N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为20N,则拉力F的大小为 N,物体A与水平桌面的摩擦力大小为 N。
22.如图所示,已知物体A重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子移动的距离为 m,若人对绳子的拉力为170N,则动滑轮质量为 kg,拉力所做的有用功为 J.(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,g取10N/kg)
23.如图所示,用水平方向的力F拉绳子的一端P,使物体A以0.5m/s的速度向左匀速运动,此时弹簧测力计的示数为4N.不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦,则物体A与水平面的摩擦力 N,2秒内P端移动的距离是 m。
24.升国旗时,人站在地面上向下拉绳子,旗会向上运动,这是因为杆顶部有个 滑轮。国旗匀速上升的过程中,机械能 。(填“变大”、“不变”或“变小”)
25.在图中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,人用力往下拉绳使重物升起。
26.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B时,以滑轮的轴为参照物,物体B是 的(选填“静止”或“运动”),此时力F2大小为 牛。若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是 。
27.小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶,实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为 N;水桶在升高的过程中重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
28.建立物理模型是物理学研究问题时的一种重要方法。例如:研究光在平静水面产生的反射现象时,可以将水面看作是平面镜;使用定滑轮时,可将其看作是 ,所以,使用定滑轮时具有 的特点。
29.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,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。请仔细观察图是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 。
30.使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度,提高工作效率。如图甲,工人在铺设电缆时,要在转弯处固定一组导向轮,这组导向轮是为了 (选填“省力”或“改变力的方向”),如图乙;尖嘴钳是常用的电工工具,手柄处常有很多螺纹,这是为了 。
31.如图所示的装置中,物重均为300N,并处于静止状态,不计动滑轮重及轮与轴的摩擦,则拉力F1= N,拉力F2= N,
拉力F3= N。
32.如图所示,GA=10N,GB=20N,现用一水平向右的力F作用物体A上,使A向右匀速滑动,则弹簧秤的示数为 N,拉力F为 N.(已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同,摩擦力f与表面所受的压力FN成正比,且=0.2,不计绳、弹簧秤、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦)。
33.小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验,拉力F与重力G的实验数据如下表所示。请根据表中数据判断:当G=8N时,拉力F= N。
34.婷婷利用滑轮及相关器材进行实验,记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系:F= 。
35.如图所示,夏天为遮阳,窗前挂有竹帘,其顶部安装的是两个 滑轮,这种滑轮的作用是 。
36.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是 ;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2;则F1 F2(填“>”“<”或“=”)。
37.如图所示,图甲不计滑轮重与摩擦,匀速提升重30N的物体,弹簧测力计的示数F= N,实际弹簧测力计的示数为12N,不计绳重及摩擦,则动滑轮重为 N.图乙杠杆水平平衡,则A、B两物体对杠杆的拉力大小关系是FA= FB。
38.如图,滑轮重小于物重(绳重、摩擦不计).使用甲图滑轮最大的好处是 ;若匀速提升相同的重物,则F甲 F乙、机械效率ŋ甲 ŋ乙(“<”、“=”、“>”)。
39.很多名山风景区为了方便游客到达都把上山的公路修成盘山公路,这是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,使用它可以 。
40.定滑轮相当于是 杠杆的变形,虽然不省力,但是可以改变 。
41.小柯用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m,则绳子自由端移动的距离为 m.若物体与地面的摩擦力为9N,则他对物体至少做了 J的功。
42.立交桥在现代交通系统中已经越来越普遍,如图所示,设计者通过盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥的长度,这种设计可以达到 的目的。立交桥属于简单机械当中的 ,生活中利用它的原理还有 (举例)。
43.旗杆顶部有一个定滑轮,使用时它的轴 (选填“固定不动”、“随物体移动”);使用定滑轮可以 (选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”)。
44.学校每周一都要举行升旗仪式。你知道吗,国旗旗杆的顶部安装的是定滑轮,它的作用是 。
45.如图所示,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,物体重100N,滑轮重25N,绳重和摩擦不计。图甲中F甲= N,图乙中F乙= N.若物体上升的高度为h,则图乙中绳的自由端移动的距离是 。
46.如图所示,物体A重100N,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A与地面间摩擦力f=60N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是 N,当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动 m。
47.学校每个星期一的早晨都要举行庄严的升国旗仪式。当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 (选填“动滑轮”或“定滑轮”),它能改变力的 ,但不省力。
48.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 滑轮,用来改变拉力的方向;当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向 。(选填“上”或“下”)
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 臂,剪断物体更省力。
49.星期一早晨学校在升国旗时,升旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部装有一个 (填“动滑轮”或“定滑轮”),使用它的好处是 。
50.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 ;若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的中最小的是 。
八年级下学期《12.2 滑轮》参考答案与试题解析
一.填空题(共50小题)
1.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 1×104 N.若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了 15 cm.(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
【分析】(1)利用G=mg求坠砣总重力。
如图使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G=FA,据此求输电线A端受到的拉力大小;
(2)坠砣串下降高度h=2sA,可求输电线A端向左移动的距离。
【解答】解:
(1)20个坠砣的总重力:
G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N,
由图知,使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,
图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G=FA,
则输电线A端受到的拉力大小:
FA=2G=2×5000N=1×104N;
(2)图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣串下降高度h=2sA,
则输电线A端向左移动的距离:
sA=h=×30cm=15cm。
故答案为:1×104;15。
2.如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 1 m,绳端的拉力F是 6 N,其中定滑轮的作用是 改变力的方向 。
【分析】(1)由图知n=2,绳子自由端移动距离s=2h;
(2)由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,绳重和摩擦不计,则拉力F=(G物+G动);
(3)使用定滑轮,不能省力,只能改变力的方向。
【解答】解:
(1)由图知n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×0.5m=1m;
(2)滑轮组承担物重的绳子股数n=2,
因为绳重和摩擦不计,所以绳端的拉力:
F=(G物+G动)=×(10N+2N)=6N;
(3)根据定滑轮的特点可知,使用定滑轮,不能省力,但可以改变力的方向。
故答案为:1;6;改变力的方向。
3.如图所示,物体重为20N,某人在5s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1m,则绳子自由端移动的速度为 0.4 m/s,拉力做功为 8 J,此物体受到的摩擦力为 8 N.(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)
【分析】(1)已知移动的距离和所用的时间,根据公式v=可求绳子自由端移动的速度;已知动滑轮绳子的段数和物体移动的距离,可求绳子自由端通过的距离;
(2)由W=Fs计算拉力做的功;不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦,由F=f求出物体受到的摩擦力。
【解答】解:
由图知,动滑轮上绳子的段数为2,则绳子自由端移动的距离:s=2s物=2×1m=2m;
绳子自由端移动的速度:v===0.4m/s;
拉力做的功:W=Fs=4N×2m=8J;
不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦,
由F=f可得,物体受到的摩擦力:f=2F=2×4N=8N;
故答案为:0.4;8;8。
4.如图所示,体重为500N的小强站在水平地面上,竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m,绳端向下移动的距离为 4 m;若不计绳重,滑轮重及摩擦,小强对地面的压力是 200 N。
【分析】根据s=nh可求绳端向下移动的距离;若不计绳重,滑轮重及摩擦,根据F=G来计算人拉绳的力大小;对人进行受力分析,由平衡力即可求出地面对人的支持力即压力。
【解答】解:
由图知,有2段绳子承担物重,则绳端向下移动的距离:
s=nh=2×2m=4m;
若不计绳重,滑轮重及摩擦,则绳子的拉力:
F=G=×600N=300N,
人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用的力,大小相等,
人受到绳子竖直向上的拉力、地面向上的支持力和向下的重力而静止,
所以F支+F=G人,
则F支=G人﹣F=500N﹣300N=200N,
因支持力与压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,小强对地面的压力:F压=F支=200N。
故答案为:4;200。
5.今天,小明是学校的升旗手,他将一面国旗在国歌声中匀速升到旗杆顶端。请问
(1)旗杆顶端装有定滑轮,利用它来升国旗,目的是改变 施加力的方向 ;
(2)国旗匀速上升过程中 重力势能 会逐渐增大。
【分析】解决此题要知道定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能就越大。
【解答】解:国旗杆上的滑轮为定滑轮,所以利用它来升国旗,可以改变改变施加力的方向;
国旗匀速上升过程中,高度增大,国旗的重力势能逐渐增大;
故答案为:施加力的方向,重力势能。
6.如图所示,A物体质量为2kg,在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体运动了5m,弹簧测力计读数为5N,若不计绳与轮之间的摩擦和绳重,则A受地面的摩擦力为 10 N,拉力F做的功是 50 J。
【分析】由测力计的示数,可知F的大小,F克服的是物体与地面间的摩擦力,由于动滑轮能省一半的力,所以摩擦力是拉力F的2倍。
绳子自由端面通过距离s=ns物,由W=Fs计算拉力F做的功。
【解答】解:
图中滑轮为动滑轮,若不计绳与轮之间的摩擦和绳重,物体沿水平地面做匀速直线运动,
所以f=2F=2×5N=10N;
物体通过距离5m,所以绳子自由端面通过距离s=ns物=2×5m=10m,
所以拉力做功W=Fs=5N×10m=50J。
故答案为:10;50。
7.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。如图甲中,旗杆的顶端安装着一个 定滑轮 ,用来改变拉力的方向。图乙是一个核桃夹,它是一个 省力 杠杆。
【分析】(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)根据杠杆分类进行判断。
【解答】解:
(1)旗杆上的滑轮,其轴的位置是固定不动的,为定滑轮;利用它来升旗,可以改变拉力的方向;
(2)核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
故答案为:定滑轮;省力。
8.利用如图所示的滑轮组提起一个重为2400N的物体,不计滑轮自重和摩擦,绳子的拉力F= 600N ;如果用这个滑轮组达到更加省力的效果,就要改变绳子的绕线方法,则此时拉力F= 480N 。
【分析】(1)不计摩擦及绳子、滑轮自重,利用F=G计算绳子的拉力;
(2)要使这个滑轮组达到更加省力的效果,绳子从下面的动滑轮上挂钩开始绕起;利用F=G计算绳子的拉力。
【解答】解:
(1)由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数为4,
不计滑轮自重和摩擦,绳子的拉力:
F=G=×2400N=600N;
(2)要使这个滑轮组达到更加省力的效果,绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起,依次经过上面的定滑轮、下面的动滑轮﹣﹣﹣,如图所示:
;
此时承担物重的绳子段数为5,
此时拉力:
F′=G=×2400N=480N。
故答案为:600N;480N。
9.如图,A重50N,B重30N,在拉力F=20N作用下,A、B在向右做匀速直线运动,如果C绳拉力是10N,在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,B受水平面的摩擦力是 5 N;若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是 4 m/s。
【分析】物体匀速运动受平衡力的作用,根据动滑轮的使用特点判断速度变化。
【解答】解:因为A、B在向右做匀速直线运动所以在水平面上受平衡力作用,因为C绳拉力是10N,根据动滑轮的使用特点B受水平面的摩擦力是C绳拉力是10N的,fB=10N×=5N;
若A向右运动的速度是2m/s,B的速度是A速度的2倍,故vB=2m/s×2=4m/s。
故答案为:5;4。
10.如图所示, A 滑轮可以看作是等臂杠杆(选填“A”或“B“)若两物体所受重力均为10牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为 10 牛,力F2的大小为 5 牛;当乙物体匀速上升时,它所受合力的大小为 0 牛。
【分析】(1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不省力,也不省距离;动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,但是费距离。
(2)当物体受平衡力作用时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:(1)A是定滑轮,本质是等臂杠杆,B是动滑轮,本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆;定滑轮不省力,也不费力,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为10N;
(2)不计摩擦和滑轮重力,B是动滑轮可以省一半的力,因此F2=×10N=5N,货物在竖直匀速上升时,受平衡力作用,即合力为零。
故答案为:A;10;5;0。
11.在如图所示的装置中,甲的重力为18N,它在水平面上滑动时,所受的摩擦力是重力的0.3倍,乙物体匀速下落过程中,不计绳重、滑轮重和转轴处的摩擦,乙的重力为 16.2 N,若乙匀速下降了2m,甲的重力做功 0 J。
【分析】先根据f=0.3G甲求出摩擦力,从而得出绳子的拉力,根据G乙=nF求出乙的重力;
根据W=Gh求出甲的重力做功。
【解答】解:
(1)由题意可得,甲所受的摩擦力f=0.3G甲=0.3×18N=5.4N,
乙物体匀速下落过程中,甲水平向左匀速运动,由二力平衡条件可知,绳子的拉力F=f=5.4N,
由图可知,动滑轮上绳子的股数n=3,
不计绳重、滑轮重和转轴处的摩擦,由力的平衡条件可得,乙的重力:G乙=3F=3×5.4N=16.2N。
(2)若乙匀速下降了2m,则甲水平向左运动,由于甲在重力方向上没有移动距离,所以甲的重力不做功,即甲的重力做功为0J。
故答案为:16.2;0。
12.如图所示,用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动,此时弹簧测力计的读数为4N,若每只滑轮重1N,绳与滑轮间的摩擦不计,则木块所受地面的摩擦力 4 N,在2s内拉力F做的功为 5J 。
【分析】因为物体匀速向右运动,所以木块所受地面的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
由图示可知,作用在动滑轮上绳子的段数为2;已知物体的运动速度和运动时间,由s=vt可以求出物体通过的路程,然后由滑轮组公式可以求出绳子自由端移动的距离,利用F=(f+G动)求出绳子自由端的拉力,利用W=Fs求出总功。
【解答】解:因为物体匀速向右运动,
所以木块所受地面的摩擦力f=F示=4N;
由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=2,
由v=得物体移动的距离:s=vt=0.5m/s×2s=1m,
绳子自由端移动的距离:s′=ns=2×1m=2m,
绳子自由端的拉力:F=(f+G动)=(4N+1N)=2.5N,
拉力F做的功:W总=Fs′=2.5N×2m=5J;
故答案为:4;5J。
13.如图,A物重100N,在力F的作用下,以5m/s的速度在水平面上匀速向右运动,此时弹簧秤的示数为10N,则A物体受到的摩擦力是 10 N;拉力F为 20 N;拉力在10s内所做的功为 500 J.(忽略绳重、滑轮重和摩擦)
【分析】从图中可以看出,拉力F为物体A所受摩擦力与弹簧测力计示数之和,弹簧测力计的示数等于A所受的摩擦力,根据公式W=Fs可求拉力F做的功。
【解答】解:读图可知,这是一只特殊用法的动滑轮,A受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数,为10N;拉力等于摩擦力的2倍,为20N;
由图可知,物体移动的速度为5m/s,则拉力F移动的速度为其二分之一,即2.5m/s,
故拉力F移动的距离:s=vt=2.5m/s×10s=25m
拉力F做的功为W=Fs=20N×25m=500J。
故答案为:10;20;500。
14.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 定 滑轮,使用它的好处是 可以改变力的方向 。
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 阻力臂 ,剪断物体更省力。
【分析】解决此题要知道:
(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力。
【解答】解:
(1)旗杆顶端的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向;
(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,把被剪物体往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,动力F1越小,即越省力。
故答案为:(1)定;可以改变力的方向;(2)阻力臂。
15.人们常用的工具往往都是利用了简单机械的原理。
(1)如图所示的简单机械,正常使用时费距离的是 D 。
(2)用如上图D所示的动滑轮匀速提起G=200N的物体,实际测得拉力F为110N,不计绳重及摩擦,则该滑轮重为 20 N。
【分析】(1)结合图片和生活经验,先判断机械在使用过程中的特点,或动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它们的省力情况,据省力一定费距离的特点分析即可判断。
(2)图D中使用的是动滑轮,n=2,不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G轮),据此求动滑轮重力。
【解答】解:
(1)A、食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离;
B、筷子在使用时,支点在筷子与手的上面接触点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离;
C、定滑轮是一个等臂杠杆,即动力臂等于阻力臂,则不省距离,也不费距离;
D、动滑轮的实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,属于省力杠杆,省力但费距离;
可见,正常使用时费距离的是D(动滑轮)。
(2)上图D中使用的是动滑轮,n=2,不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G轮),
则动滑轮重力:G轮=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。
故答案为:(1)D;(2)20。
16.如图所示,滑轮 A 可以看作等臂杠杆(选填“A”或“B”)。若物体所受重力均为20牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为 10 牛;当绳子自由端上升1米时,力F2所作的功为 10 焦
【分析】(1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不省力,也不省距离;动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,但是费距离。
(2)由W=Fs求出拉力做的功;。
【解答】解:
(1)A是定滑轮,其本质是等臂杠杆;B是动滑轮,本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆;
(2)不计摩擦和滑轮重力,B是动滑轮,可以省一半的力,因此F2=G=×20N=10N;
拉力F2做的功:W=F2s=10N×1m=10J;
故答案为:A;10;10。
17.如图所示,甲、乙两滑轮组拉着同一物体在同一表面沿水平方向匀速运动,不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力,则拉力F1 < F2,若要使拉力F1、F2相等,则可采用的办法: 增大甲物体的质量 。(写出一种方法即可)
【分析】由题知,不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力
(1)由于是同一物体在同一表面沿水平方向匀速运动,压力相同、接触面的粗糙程度相同,摩擦力相同;图甲中使用的滑轮组,n=2,F1=f;图乙中使用的两个滑轮都是定滑轮,不省力,F2=f;据此得出F1、F2的大小关系;
(2)要使F1=F2,可以增大F1,过减小F2。
【解答】解:由题知,不计绳子、滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力;
(1)因为是同一物体在同一表面沿水平方向匀速运动,压力相同、接触面的粗糙程度相同,则物体受到的摩擦力f相同,
图甲中使用的滑轮组,n=2,则拉力F1=f;
图乙中,两个滑轮都是定滑轮,不省力,则拉力F2=f;
所以F1<F2;
(2)原来的拉力F1<F2,要使F1=F2,可以增大F1,或减小F2,具体方法:
①增大甲物体的质量,可以增大甲的重力,通过增大压力来增大摩擦力,则拉力也会增大;(或减小乙的质量)
②增大甲与接触面的粗糙程度,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,则拉力也会增大;(或减小乙与接触面的粗糙程度,或乙图用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力)。
故答案为:<;增大甲物体的质量(合理即可)。
18.如图所示为居民小区内的健身器材,它是由 三 个定滑轮组成的;定滑轮在使用时可以改变 力 的方向;动滑轮在使用时 不能 省功(选填“能”或“不能”)。
【分析】使用过程中不随货物一起升降的滑轮为定滑轮,定滑轮可得出拉力与物重相等,可以改变力的方向,不能省力;由功的原理可知使用任何机械都不省功。
【解答】解:图中在使用过程中不随货物一起升降的滑轮为定滑轮,图中有三个定滑轮,定滑轮在使用时可以改变力的方向;用任何机械都不省功,故动滑轮在使用时不能省功。
故答案为:三;力;不能。
19.如图中,三个物体的重力均为200N.图a中,物体还受到50N竖直向上的拉力,则水平地面对物体的支持力F1= 150 N;图b中,不计绳和动滑轮的重力及摩擦,则匀速提起重物时拉力F2= 100 N;图c中物体漂浮在水面上时有一半浸入水中,则将物体完全按入水中所需的压力F3= 200 N。
【分析】(1)对物体受力分析,根据三力平衡求出支持力;
(2)由图知使用滑轮组承担物重的绳子股数n,则F2=G;
(3)c中物体漂浮在水面上时有一半浸入水中,受到的浮力等于物体重力;若将物体完全按入水中,排开水的体积变为原来的2倍,可求增加的浮力,所需的压力等于增加的浮力。
【解答】解:
(1)静止在水平地面上的物体受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F拉和竖直向上的支持力F1的作用,这三个力的合力为0,则支持力为F1=G﹣F拉=200N﹣50N=150N;
(2)由图知,n=2,不计绳和动滑轮的重力及摩擦,
拉力F2=G=×200N=100N;
(3)c中物体漂浮在水面上时有一半浸入水中,受到的浮力F浮=G=200N;若将物体完全按入水中,排开水的体积变为原来的2倍,受到的浮力F浮′=2F浮=2×200N=400N,
增加的浮力△F浮=F浮′﹣F浮=400N﹣200N=200N,
所需的压力F3=△F浮=200N。
故答案为:150;100;200。
20.小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。
(1)两根木棍和绳子组成的机械相当于 滑轮组 ;
(2)若小华的用力50N,则小明承受的拉力为 300 N。
【分析】(1)根据木棍和绳子的使用情况,确定机械的类型;使用滑轮组可以省力。
(2)滑轮组上有几段绳子,拉力就是物体重力的几分之一。
【解答】解:
(1)从使用的情况看,两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组;小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们,说明使用滑轮组可以省力。
(2)若小华的拉力为50N,由图可知小明那端木棍有6段绳子相连,因此小明受到的拉力为50N×6=300N;
故答案为:(1)滑轮组;(2)300N
21.如图所示,在水平拉力F的作用下重200N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为20N,则拉力F的大小为 40 N,物体A与水平桌面的摩擦力大小为 20 N。
【分析】要解答本题需掌握物体A匀速运动,受到的合力为零,故A物体所受拉力和摩擦力相等;动滑轮上有两段绳子,拉力F是A所受摩擦力的2倍。
【解答】解:如图所示,弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为20N;则物体A受到拉力为20N;又因物体A做匀速直线运动,则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是20N;
拉力F=2f=2×20N=40N。
故答案为:40;20。
22.如图所示,已知物体A重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子移动的距离为 2 m,若人对绳子的拉力为170N,则动滑轮质量为 14 kg,拉力所做的有用功为 200 J.(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,g取10N/kg)
【分析】由图知,承担物重的绳子有n=2;
①已知物体上升高度,利用公式s=2h得到绳子移动的距离;
②已知拉力、物重,不计绳重与摩擦,利用F=(G+G动)变形公式得到动滑轮重,利用m=得到动滑轮质量;
③已知物重和上升高度,利用公式W有用=Gh得到有用功。
【解答】解:由图知,n=2。
①绳子移动的距离:s=2h=2×1m=2m;
②绳子与滑轮的摩擦力忽略不计,绳端的拉力F=(G+G动),
所以动滑轮重:G动=2F﹣G=2×170N﹣200N=140N,
由G=mg可得,动滑轮的质量:m动===14kg;
③有用功:W有用=Gh=200N×1m=200J。
故答案为:2;14;200。
23.如图所示,用水平方向的力F拉绳子的一端P,使物体A以0.5m/s的速度向左匀速运动,此时弹簧测力计的示数为4N.不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦,则物体A与水平面的摩擦力 8 N,2秒内P端移动的距离是 2 m。
【分析】要解决此题需要搞清此滑轮的种类,是动滑轮。
动滑轮由两段绳子承担摩擦力,所以绳端移动距离是物体移动距离的2倍,绳端拉力是物体与地面摩擦力的一半。
在此题中还要用到公式s=vt。
【解答】解:物体A移动的距离为:s物=v物t=0.5m/s×2s=1m;
由图知,这是动滑轮,所以P移动的距离为sP=2s物=2×1m=2m;
物体与地面之间的摩擦力为:f=2F=2×4N=8N。
故答案为:8;2。
24.升国旗时,人站在地面上向下拉绳子,旗会向上运动,这是因为杆顶部有个 定 滑轮。国旗匀速上升的过程中,机械能 变大 。(填“变大”、“不变”或“变小”)
【分析】①轴固定不动的滑轮叫定滑轮,使用定滑轮可以改变用力方向,但不能省力。
②响动能和重力势能的因素:动能与物体的速度和质量有关;重力势能与物体的高度和质量有关。
【解答】解:①旗杆顶部滑轮的轴不动,是一个定滑轮,它能改变动力的方向,但不能省力;
②国旗匀速上升,所以动能不变,重力势能变大,机械能变大。
故答案为:定;变大。
25.在图中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,人用力往下拉绳使重物升起。
【分析】人用力往下拉绳使重物升起,因此人的动力方向向下,重物运动方向向上,故由两根绳子承担物重,绳子固定在定滑轮上。
【解答】解:人用力往下拉绳使重物升起,说明最后绕过的是定滑轮,按此反向绕线,绳子的起始端系在定滑轮上,如下图所示:
26.如图所示,不计滑轮重及摩擦,物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B时,以滑轮的轴为参照物,物体B是 静止 的(选填“静止”或“运动”),此时力F2大小为 10 牛。若F1和F2所做的功相等,物体A、B移动的距离之比是 1:1 。
【分析】(1)参考物是假定不动的物体;
(2)物体A、B移动的距离之比是使用动滑轮可以省一半力,不考虑动滑轮重和摩擦,F=G物,
(3)使用任何机械都不能省功。
【解答】解:(1)以滑轮的轴为参照物,物体B相对与参照物为静止的;
(2)B物体使用的是动滑轮,能省一半力,不计滑轮的重和摩擦,拉力F2=G=×20N=10N
(3)因为使用任何机械都不能省功,当F1和F2所做的功相等,物体A、B重力相同,移动的距离相同,故距离之比是1:1。
故答案:静止;10;1:1。
27.小明在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶,实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重为 20 N;水桶在升高的过程中重力势能 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】使用动滑轮,n=2,不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G动),据此求动滑轮重力;
物体的重力势能与物体的质量、高度有关,质量越大、高度越大,物体的重力势能越大。
【解答】解:
使用动滑轮时,n=2,不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮重力:
G动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N;
水桶在升高的过程中,质量不变、高度增大,则重力势能增大。
故答案为:20;增大。
28.建立物理模型是物理学研究问题时的一种重要方法。例如:研究光在平静水面产生的反射现象时,可以将水面看作是平面镜;使用定滑轮时,可将其看作是 杠杆 ,所以,使用定滑轮时具有 改变力的方向 的特点。
【分析】定滑轮实质上是个等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变动力的方向。
【解答】解:定滑轮中动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮实质上是个等臂杠杆,使用定滑轮时不能省力,但能改变
动力的方向。
故答案为:杠杆;改变力的方向。
29.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,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。请仔细观察图是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: 使用动滑轮能省力,但不能改变用力方向 ;
(2)比较图(b)与(c)与(d)三图可得 使用动滑轮提起相同重物时,动滑轮的重力越小,所用的拉力越小 。
【分析】(1)动滑轮是一个省力杠杆,其动力臂是阻力臂的2倍,省力但费距离,并且不能改变力的方向;
(2)使用动滑轮匀速提起相同重物时,动滑轮的重力越小,所用的拉力越小。
【解答】解:(1)比较图(a)与(b)[或(a)与(c),或(a)与(d)]两图可得使用动滑轮能省力,但不能改变用力方向;
(2)比较图(b)与(c)与(d)三图可得使用动滑轮匀速提起相同重物时,动滑轮的重力越小,所用的拉力越小;
故答案为:(1)使用动滑轮能省力,但不能改变用力方向;
(2)使用动滑轮匀速提起相同重物时,动滑轮的重力越小,所用的拉力越小。
30.使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度,提高工作效率。如图甲,工人在铺设电缆时,要在转弯处固定一组导向轮,这组导向轮是为了 改变力的方向 (选填“省力”或“改变力的方向”),如图乙;尖嘴钳是常用的电工工具,手柄处常有很多螺纹,这是为了 增大摩擦力 。
【分析】(1)使用时滑轮的轴固定不动的是定滑轮,滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮。定滑轮实质上是一等臂杠杆,只改变力的方向,而不省力;
(2)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【解答】解:
(1)工人在铺设电缆时,在转弯处安装一组导向轮,这组滑轮的轴是固定不动,不随货物升降的,所以是定滑轮,因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力;
(2)尖嘴钳手柄处常有很多螺纹,这是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故答案为:改变力的方向;增大摩擦力。
31.如图所示的装置中,物重均为300N,并处于静止状态,不计动滑轮重及轮与轴的摩擦,则拉力F1= 150 N,拉力F2= 100 N,拉力F3= 75 N。
【分析】先确定承担物重的绳子股数n,因不计动滑轮重及轮与轴的摩擦,使用滑轮组时,有几段绳子承担物体的重,拉力就是物重的几分之一,所以直接利用F=G求拉力大小。
【解答】解:左图,由两股绳子承担物重,则F1=G=×300N=150N;
中图,由三股绳子承担物重,则F2=G=×300N=100N;
右图,由四股绳子承担物重,则F3═G=×300N=75N;
故答案为:150;100;75。
32.如图所示,GA=10N,GB=20N,现用一水平向右的力F作用物体A上,使A向右匀速滑动,则弹簧秤的示数为 8 N,拉力F为 18 N.(已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同,摩擦力f与表面所受的压力FN成正比,且=0.2,不计绳、弹簧秤、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦)。
【分析】当A向右匀速滑动,物体A和B均处于平衡状态,分别对AB物体受力分析,利用力的平衡得出力的关系式,再根据滑轮组的使用特点和摩擦力与压力的关系求出力的大小,最后联立即可求出。
【解答】解:根据题意知,当A向右匀速滑动,A、B两物体均处于平衡状态;
对A受力分析有:
根据物体受力平衡可知:
FA+f1=F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
FN=GA=10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对B受力分析有:
根据物体受力平衡可知:
FB=f+f1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
FNB=FN′+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力,则FN=FN′、f1=f1′;
由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同,摩擦力f与表面所受的压力FN成正比,且=0.2,
所以,f1′=f1=0.2FN=0.2×GA=0.2×10N=2N,
f=0.2FNB=0.2×(FN′+GB)=0.2×(10N+20N)=6N,
由③得:FB=f+f1′=6N+2N=8N,
对于滑轮组,则弹簧秤的示数为FB,由于滑轮组的绳子股数n=2,则FA=2FB=2×8N=16N,
由①得:F=FA+f1=16N+2N=18N。
故答案为:8;18。
33.小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验,拉力F与重力G的实验数据如下表所示。请根据表中数据判断:当G=8N时,拉力F= 3.3 N。
【分析】由表格数据可知,随着物重的增加,拉力均匀增大,即物重每增加3N,拉力增大1.2N,可见拉力F与重力G的关系为一次函数关系,设F=kG+b,任选表格两列数据列方程求出k、b的大小,得出拉力F与重力G的关系式
【解答】解:
由表格数据可知,随着物重的增加,拉力均匀增大,即物重每增加3N,拉力增大1.2N,
所以,拉力F与重力G的关系为一次函数关系,设F=kG+b,
由表格第二、第三列的数据可得:
0.5N=k×1N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
1.3N=k×3N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得:k=0.4,
将k=0.4代入①得:b=0.1N;
所以拉力F与重力G的关系式是:F=0.4G+0.1N,
当G=8N时,拉力F=0.4G+0.1N=0.4×8N+0.1N=3.3N。
故答案为:3.3。
34.婷婷利用滑轮及相关器材进行实验,记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系:F= 0.4G+0.1N 。
【分析】由表格数据可知,随着物重的增加,拉力均匀增大,即物重每增加1N,拉力增大0.4N,可见拉力F与重力G的关系为一次函数关系,设F=kG+b,任选表格两列数据列方程求出k、b的大小,得出拉力F与重力G的关系式。
【解答】解:
由表格数据可知,随着物重的增加,拉力均匀增大,即物重每增加1N,拉力增大0.4N,
所以,拉力F与重力G的关系为一次函数关系,设F=kG+b,
分析表格第一、第二列的数据可得:
0.9N=k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
1.3N=k×3N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得:k=0.4,
将k=0.4代入①得:b=0.1N;
所以,拉力F与重力G的关系式是:F=0.4G+0.1N。
故答案为:0.4G+0.1N。
35.如图所示,夏天为遮阳,窗前挂有竹帘,其顶部安装的是两个 定 滑轮,这种滑轮的作用是 改变力的方向 。
【分析】解答此题要知道轮轴固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
【解答】解:由图可知,两个滑轮的轮轴都是固定在墙壁上的,所以两个滑轮应该都是定滑轮;
使用定滑轮的特点是不省力,但优点是可以改变力的方向。
故答案为:定;改变力的方向。
36.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是 改变力的方向 ;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2;则F1 > F2(填“>”“<”或“=”)。
【分析】(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半的力多费1倍距离。
【解答】解:甲中使用的是定滑轮,不省力,但能改变用力的方向;
乙中使用的是动滑轮,可以省力,但费一倍的距离;
所以,F1>F2。
故答案为:改变力的方向;>。
37.如图所示,图甲不计滑轮重与摩擦,匀速提升重30N的物体,弹簧测力计的示数F= 10 N,实际弹簧测力计的示数为12N,不计绳重及摩擦,则动滑轮重为 6 N.图乙杠杆水平平衡,则A、B两物体对杠杆的拉力大小关系是FA= 2 FB。
【分析】(1)由图甲可知滑轮组绳子的有效股数,不计滑轮重与摩擦,根据F=G求出拉力的大小;
不计绳重及摩擦,根据F′=(G+G动)求出动滑轮的重力;
(2)由图乙可知,A、B两物体对杠杆拉力的力臂,根据杠杆的平衡条件比较A、B两物体对杠杆的拉力大小关系。
【解答】解:(1)由图甲可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,
不计滑轮重与摩擦,则拉力的大小:
F=G=×30N=10N;
不计绳重及摩擦,由F′=(G+G动)得,动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=3×12N﹣30N=6N。
(2)图乙杠杆水平平衡,设杠杆上每个格的相等为L,
则有:A物体对杠杆拉力的力臂LA=2L,B物体对杠杆拉力的力臂LB=4L,
由F1L1=F2L2可得,FALA=FBLB,
解得:FA=2FB。
故答案为:10;6;2。
38.如图,滑轮重小于物重(绳重、摩擦不计).使用甲图滑轮最大的好处是 可以改变力的方向 ;若匀速提升相同的重物,则F甲 > F乙、机械效率ŋ甲 > ŋ乙(“<”、“=”、“>”)。
【分析】定滑轮是指固定不动的滑轮,动滑轮是指和物体一块移动的滑轮;定滑轮的特点是能够改变力的方向,但是不能省力;动滑轮的特点是能够省一半力,但是费距离。
【解答】解:甲图是一个定滑轮,定滑轮的特点是能够改变力的方向,但是不能省力,因此F甲=G;
乙图是一个动滑轮,且动滑轮重小于物重,动滑轮的特点是能够省一半力,故F乙=(G动+G)<G;所以F甲>F乙。
若分别将质量相同的两物体匀速提升相同的高度,乙图中应提升动滑轮而产生额外功,所以其机械效率η甲>η乙。
故答案为:可以改变力的方向;>;>。
39.很多名山风景区为了方便游客到达都把上山的公路修成盘山公路,这是因为盘山公路相当于简单机械中的 斜面 ,使用它可以 省力 。
【分析】车经过盘山路时要向高处运动,所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力,斜面越平缓,越省力,但同时越费距离。
【解答】解:斜面加长了运动距离,但可以省力,故盘山公路修成了斜面形。
故答案为:斜面;省力。
40.定滑轮相当于是 等臂 杠杆的变形,虽然不省力,但是可以改变 力的方向 。
【分析】定滑轮实质上是个等臂杠杆,所以定滑轮不能省力,但能改变动力的方向;
【解答】解:定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮实际上是等臂杠杆,因此使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
故答案为:等臂;力的方向。
41.小柯用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m,则绳子自由端移动的距离为 0.6 m.若物体与地面的摩擦力为9N,则他对物体至少做了 1.8 J的功。
【分析】由图可知,动滑轮上的绳子股数n=3,则s绳=3s物,克服摩擦力做的功为有用功,利用W有用=fs物求解。
【解答】解:由图可知,动滑轮上的绳子股数n=3,
因为物体移动距离s物=0.2m,
所以绳子自由端移动的距离:
s绳=3s物=3×0.2m=0.6m;
他对物体至少做功(克服物体与地面的摩擦力做功):
W有用=fs物=9N×0.2m=1.8J。
故答案为:0.6;1.8。
42.立交桥在现代交通系统中已经越来越普遍,如图所示,设计者通过盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥的长度,这种设计可以达到 省力 的目的。立交桥属于简单机械当中的 斜面 ,生活中利用它的原理还有 盘山公路 (举例)。
【分析】斜面越长越省力,立交桥属于简单机械当中的斜面,生活中利用它的原理还有盘山公路。
【解答】解:在高度一定的情况下,盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥长度,实际上是简单机械中的斜面,使用斜面可以省力;
盘山公路增加了路面的长度,实际上是简单机械中的斜面,使用斜面可以省力;故盘山公路就是利用了斜面的原理,达到省力的目的。
故答案为:省力;斜面;盘山公路。
43.旗杆顶部有一个定滑轮,使用时它的轴 固定不动 (选填“固定不动”、“随物体移动”);使用定滑轮可以 改变力的方向 (选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”)。
【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
【解答】解:旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:固定不动;改变力的方向。
44.学校每周一都要举行升旗仪式。你知道吗,国旗旗杆的顶部安装的是定滑轮,它的作用是 改变力的方向 。
【分析】解决此题要知道定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
【解答】解:
使用定滑轮不能省力,但能改变用力的方向。
故答案为:改变力的方向。
45.如图所示,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,物体重100N,滑轮重25N,绳重和摩擦不计。图甲中F甲= 100 N,图乙中F乙= 62.5 N.若物体上升的高度为h,则图乙中绳的自由端移动的距离是 2h 。
【分析】(1)甲滑轮是定滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮不省力,可以改变力的方向,拉力F=G;s=h;
(2)乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用动滑轮省一半力,但费2倍的距离,即s=2h,不能改变力的方向。
【解答】解:
(1)由图可知,甲滑轮是定滑轮,绳重和摩擦不计,使用该滑轮不省力,
所以拉力等于物体的重力,F甲=G=100N;
(2)乙为动滑轮,省一半力,F乙===62.5N;
乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计,使用动滑轮省一半力,但费2倍的距离,
即h=,s=2h。
故答案为:10;62.5;2h。
46.如图所示,物体A重100N,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A与地面间摩擦力f=60N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是 20 N,当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动 1 m。
【分析】由图中滑轮组可知,n=3,由于不计绳重、摩擦及滑轮重,根据滑轮组的省力公式F=f得到拉力大小;根据绳子自由端移动的距离与物体运动的距离的对应关系得到物体运动的距离。
【解答】解:由图可知,与动滑轮相连的绳子段数是n=3,
∵不计绳重、摩擦及滑轮重,
∴绳端的拉力F=f=×60N=20N;
∵s拉=3s物,
∴物体运动的距离为s物===1m。
故答案为:20;1。
47.学校每个星期一的早晨都要举行庄严的升国旗仪式。当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 定滑轮 (选填“动滑轮”或“定滑轮”),它能改变力的 方向 ,但不省力。
【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向;据此分析即可。
【解答】解:因为升国旗时,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升。则需要能改变拉力的方向的滑轮,所以旗杆顶部的安装的是定滑轮;使用时它可以改变力的方向,但不能省力;
故答案为:定滑轮、方向。
48.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 定 滑轮,用来改变拉力的方向;当旗帜缓慢下降时,手对绳的拉力方向向 下 。(选填“上”或“下”)
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 阻力 臂,剪断物体更省力。
【分析】(1)定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力。
【解答】解:(1)旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向;当旗帜缓慢下降时,绳子相对于手向上运动,手对绳的拉力方向向下;
(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,把被剪物体往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力臂L2越小,越省力。因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力。
故答案为:(1)定;下;(2)阻力。
49.星期一早晨学校在升国旗时,升旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部装有一个 定滑轮 (填“动滑轮”或“定滑轮”),使用它的好处是 改变用力的方向 。
【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向;据此分析即可。
【解答】解:
旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变用力的方向,但不能省力。
故答案为:定滑轮;改变用力的方向。
50.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是 乙 ;若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的中最小的是 F2 。
【分析】定滑轮的轮轴是固定的,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向;
动滑轮的轮轴与物体一起运动,使用动滑轮可以省力。
【解答】解:三个滑轮中,乙滑轮随物体一起运动,为动滑轮;
不计摩擦和滑轮重,
用F1的力提升同一重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力可得F1=G;
用F2的力提升同一重物时,用的是动滑轮;根据动滑轮能够省一半的力可知,F2=;
用F3的力提升同一重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力可得F3=G;
所以,F1、F2、F3中最小的是F2。
故答案为:乙;F2。
G/N
1
3
6
9
12
15
F/N
0.5
1.3
2.5
3.7
4.9
6.1
G/N
2
3
4
5
6
7
8
F/N
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
2.9
3.3
G/N
1
3
6
9
12
15
F/N
0.5
1.3
2.5
3.7
4.9
6.1
G/N
2
3
4
5
6
7
8
F/N
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
2.9
3.3
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