作用在动滑轮轮轴上的受力分
析(总17页)
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作用在动滑轮轮轴上的受力分析
一.选择题(共12小题)
1.如图所示,不计滑轮质量及转动摩擦,当水平拉力F=30N时,物体m恰能沿水平作匀速运动.则地面对物体m的阻力f大小是
()
A.15NB.30NC.60ND.无法判断
2.如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A,若拉力F=1000N,则物体A与水平桌面的摩擦力为(滑轮重和轮和绳的摩擦不计)
()
A.500NB.1000NC.2000ND.无法确定
3.如图所示,物重20N,绳的一端拴在地上,用力F使滑轮匀速上升2m,则()(不计轮重、绳重及摩擦)
A.重物上升2m,F=10NB.重物上升2m,F=40N
C.重物上升4m,F=40ND.重物上升4m,F=20N
4.如图所示,用力F拉着滑轮,使重200N的物体A以s的速度,在水平地面上匀速运动.弹簧测力计的示数为5N.不计轮重、弹
簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列叙述正确的是()
A.水平拉力F做功是200JB.以滑轮为参照物,物体A是运动的
C.物体A前进1m,重力做功200JD.物体A受到的摩擦力为5N
5.(2010•南昌)如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为
s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()
A.20N;sB.20N;s
C.5N;sD.5N;s
6.(2009•孝感)如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知A的重力G=100N,重物A上升速度为
s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()
A.50NsB.50NsC.200NsD.200Ns
7.如图所示,B物体重20N,A为动滑轮,绳子一端固定在地上,当滑轮A在力F的作用下,以s的速度匀速上升,则物体B的速度
是()
A.sB.1m/sC.sD.无法确定
8.如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重()
A.24牛B.21牛C.12牛D.牛
9.如图所示,摩擦不计,滑轮重2N,物重10N.在拉力F的作用下,物体以s的速度匀速上升,则()
A.F=5N,F向上的速度是sB.F=7N,F向上的速度是s
C.F=6N,F向上的速度是sD.F=22N,F向上的速度是s
10.如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别
是()
A.s,160NB.s,40N
C.s,160ND.s,40N
11.如图,弹簧秤下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B处于静止状态,GA=10N,GB=100N,则弹簧秤的示数为()
A.101NB.111N
C.21ND.20N
12.重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装,重物G重20N,绳端拉力为F.若不计摩擦,在匀速提起重物时,下面结论
中正确的是()
A.B均为定滑轮,F=20NB.B均为动滑轮,F=
C.A为定滑轮、B为动滑轮,F=D.A为定滑轮、B为动滑轮,F=
二.填空题(共7小题)
13.如图所示,在水平拉力F的作用下物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则物体A与水平桌面的摩擦力
大小为_________N,拉力F的大小为_________N.
14.如图,A物体重500N,要使动滑轮匀速上升3m,力F应等于_________N,这时A物体上升_________m(滑轮重、绳重
及摩擦不计),若动滑轮重为50N(绳重及摩擦不计),力F使动滑轮以s速度匀速上升,则F为_________N,物体A上升的速
度为_________m/s.
15.如图所示,用100N的水平拉力作用在滑轮上,使物体A以2m/s的速度前进了4m,则物体A受到地面的摩擦力f=_________
拉力F的功率为_________W(不计轮重及轮与绳间的摩擦).
16.如图所示,用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,若
不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为_________N.
17.如图所示的装置中,若物体G重80N,弹簧秤示数为4N,则物体匀速前进时所受阻力为_________N,拉力F为_________
N,若物体以10cm/s的速度匀速前进4s,则拉力所做功率为_________W.(不计摩擦及绳重)
18.如图所示的装置,在水平方向力F作用下,使重40N的物体A在水平方向上匀速移动5m,已知A受地面的摩擦力为5N,则拉力
F的大小为_________N,拉力F做的功为_________J.(滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计)
19.如图所示,物体B重30N,A为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力F的作用下匀速上升
时,所用拉力F为_________N,物体上升的距离为_________m.
三.解答题(共3小题)
20.如图,在拉力F作用下,物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为3N,滑轮的机械效率为
75%.求:
(1)物体A受到的摩擦力f和拉力F的大小;
(2)拉力F在4s内做的功和拉力F的功率.
21.如图,物体A重为100N,在力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计示数为2N,动滑轮移动速度为s,不计绳与滑轮间摩擦
以及滑轮和弹簧测力计的重量.求
(1)物体A所受的摩擦力;
(2)物体A移动5s的距离;
(3)拉力F在5s内所做的功.
22.如图所示,物重G=30N,绳的一端拴在地面,拉力F使滑轮匀速上升.
(1)若滑轮重不计,滑轮向上移动20cm,则拉力F=_________N,物体上升_________cm.
(2)若滑轮重为2N,使物体上升20cm,则拉力F=_________N,滑轮向上移动_________cm.
作用在动滑轮轮轴上的受力分析
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.如图所示,不计滑轮质量及转动摩擦,当水平拉力F=30N时,物体m恰能沿水平作匀速运动.则地面对物体m
的阻力f大小是()
A.15NB.30NC.60ND.无法判断
考点:动滑轮拉力的计算;二力平衡条件的应用;动滑轮及其工作特点。
分析:要解答本题需掌握:动滑轮的特殊的使用方法,即拉力是物体和地面摩擦力的二分之一.
解答:解:根据动滑轮的特点知:滑轮受到向左的力有:物体与地面的摩擦力和固定的绳子对滑轮的拉力,且这
两个力大小相等.
由于拉力F等于30N,故f=F=15N
故选A.
点评:本题主要考查学生对动滑轮的工作特点的了解和掌握,是一道基础题.
2.如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A,若拉力F=1000N,则物体A与水平桌面的摩擦力为(滑轮重和轮和
绳的摩擦不计)()
A.500NB.1000NC.2000ND.无法确定
考点:动滑轮拉力的计算。
专题:计算题。
分析:由图可知,使用的是动滑轮,F=2f,知道摩擦力f可求拉力大小.
解答:解:如图所示,使用的是动滑轮,
∵滑轮重、轮和绳的摩擦不计,
∴f=F=×1000N=500N.
故选A.
点评:本题考查了动滑轮的特点,可以将图形顺时针旋转90°帮助分析.
3.如图所示,物重20N,绳的一端拴在地上,用力F使滑轮匀速上升2m,则()(不计轮重、绳重及摩擦)
A.重物上升2m,F=10NB.重物上升2m,F=40N
C.重物上升4m,F=40ND.重物上升4m,F=20N
考点:动滑轮拉力的计算;动滑轮及其工作特点。
专题:计算题。
分析:不要受动滑轮常规使用时的结论“使用动滑轮能省一半力”的影响,要看清动滑轮的真正使用方法,再结
合题目(图)条件,解决动力与阻力(物重)之间的关系、两个距离之间的关系.
解答:解:
(1)动力作用在动滑轮的轴上,可见F承担了两段绳子的力,两段绳子的力都等于物体的重力20N,不计
轮重、绳重及摩擦,所以F=2G=2×20N=40N;
(2)物体上升距离是动滑轮移动距离的2倍,故h=2×2m=4m;
故选C.
点评:本题考查了动滑轮的特点.注意不要机械地利用使用动滑轮省一半力的结论,要具体问题具体分析.
4.如图所示,用力F拉着滑轮,使重200N的物体A以s的速度,在水平地面上匀速运动.弹簧测力计的示数为
5N.不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列叙述正确的是()
A.水平拉力F做功是200JB.以滑轮为参照物,物体A是运动的
C.物体A前进1m,重力做功200JD.物体A受到的摩擦力为5N
考点:动滑轮拉力的计算;运动和静止的相对性;摩擦力的大小;力做功的必要因素。
专题:图析法。
分析:读图可知,拉力F作用在滑轮的轴上,它由两段绳子共同承担着,一段是弹簧测力计的拉力,一段是重物
A的摩擦力.据此,我们可以分析物体的运动情况、力的大小,以及是否做功等.
解答:解:A、题目中没有给出拉力F移动的距离是多少,而要想求出它做的功,必须要知道力和物体在力的方
向上移动的距离,所以错误;
B、以滑轮为参照物,当拉动时,物体A在逐渐向滑轮靠近,因此物体是运动的,所以正确;
C、重力的方向是竖直向下的,物体A在重力方向上并没有移动距离,因此重力不做功,所以错误;
D、物体A一端与弹簧测力计一端的拉力应该共同承担着拉力F,都应该是5N,当物体A做匀速直线运动
时,摩擦力也应为5N,所以正确.
故选BD.
点评:学会分析在拉动滑轮时,不同位置的受力关系是解决此题的关键.同时,对做功的两个必要条件我们也应
该熟知.
5.(2010•南昌)如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A
上升速度为s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()
A.20N;sB.20N;sC.5N;sD.5N;s
考点:动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算。
专题:计算题。
分析:要解答本题需掌握:动滑轮特殊使用时,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移动距离是重物移动距离
的二分之一
解答:解:根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G,则G=5N;
F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为s,F上升的速度就是s.
故选D.
点评:本题主要考查学生对动滑轮特点的了解和掌握,是一道难题.
6.(2009•孝感)如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知A的重力G=100N,
重物A上升速度为s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()
A.50NsB.50NsC.200NsD.200Ns
考点:动滑轮及其工作特点。
分析:解决此题要知道轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,如图拉动滑轮时,拉力的大小是物重的2倍,但移
动距离是物体移动距离的一半,所以使用这样使用动滑轮费力但可以省距离.
解答:解:由图可知,该滑轮是动滑轮,当物体上升速度为s时,滑轮上升速度应该是物体速度的一半,即
v=s;
此时拉力应该是物重的2倍,即拉力大小为200N;
故选D.
点评:此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用,要结合实际情况分析拉力大小和移动速度.
7.如图所示,B物体重20N,A为动滑轮,绳子一端固定在地上,当滑轮A在力F的作用下,以s的速度匀速上
升,则物体B的速度是()
A.sB.1m/sC.sD.无法确定
考点:动滑轮及其工作特点。
分析:由图可知,该滑轮是个动滑轮,当滑轮在拉力的作用下上升s,则绳子自由端会上升2s.
解答:解:因绳子自由端的移动距离是滑轮的2倍,所以在时间相同的情况下,如果滑轮以s的速度匀速上升,
则物体B的速度应该是1m/s;
故选B.
点评:解决此类题目要结合动滑轮的特点进行分析求解.
8.如图所示,物体A重20牛,滑轮重1牛,弹簧秤的示数为25牛,则物体B重()
A.24牛B.21牛C.12牛D.牛
考点:动滑轮及其工作特点。
分析:使用定滑轮不省力也不费力,所以绕过滑轮的同一根绳子上承担的力的大小是相等的,再根据滑轮受到向
上的力的大小等于所以向下的力的大小之和就可以推算出B的重.本题给出A的重力是无关条件.
解答:解:测力计示数是25N,说明滑轮受到向上的拉力为25N,滑轮向下受到三个力:滑轮的重力,和两段绳
向下拉滑轮的力,左右两段绳的拉力是相等的,设每段拉力为F,则有2F+1N=25N,从而得出F=12N,所以
B的重为12N.
故选C.
点评:分析此类问题,要把握两条主线:一是不论绕过哪个滑轮,同一根绳子的各个点承担的拉力大小是相等
的;二是滑轮受到向上的力之和等于向下的力之和.
9.如图所示,摩擦不计,滑轮重2N,物重10N.在拉力F的作用下,物体以s的速度匀速上升,则()
A.F=5N,F向上的速度是sB.F=7N,F向上的速度是s
C.F=6N,F向上的速度是sD.F=22N,F向上的速度是s
考点:动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算。
专题:计算题。
分析:要解答本题需掌握:动滑轮的工作特点,以及动滑轮的特殊使用方法.
解答:解:本题是动滑轮的特殊使用方式,考虑滑轮的重力,即力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力,
F=2×G
物
+G
滑轮
=2×10N+2N=22N;
力F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故力F移动的速度是物体上升的速度的二分之一,即F上升
的速度是s÷2=s.
故选D.
点评:本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握,是一道中档题.
10.如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的
大小分别是()
A.s,160NB.s,40NC.s,160ND.s,40N
考点:动滑轮及其工作特点。
专题:应用题。
分析:要解答本题需掌握:动滑轮特殊使用时,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移动距离是重物移动距离
的二分之一
解答:解:根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G=2×80N=160N;
物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍,滑轮以s的速度匀速上升,
故物体上升速度为2v=2×s=s.
故选A.
点评:本题主要考查学生对动滑轮特殊使用时的特点了解和掌握,是一道难题.
11.如图,弹簧秤下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B处于静止状态,G
A
=10N,G
B
=100N,则弹簧秤的示数为
()
A.101NB.111NC.21ND.20N
考点:滑轮组绳子拉力的计算。
专题:计算题。
分析:根据二力平衡的知识,弹簧测力计的拉力等于定滑轮的重以及两段绳子的拉力.
解答:
解:G
A
=10N,G
B
=100N,则绳子上的拉力为10N,定滑轮的重为1N,则向下的力F=10N+10N+1N=21N.
故选C.
点评:弹簧测力计静止是受平衡力,弹簧测力计受到的拉力等于滑轮对它的拉力.
12.重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装,重物G重20N,绳端拉力为F.若不计摩擦,在匀速提起重物时,下
面结论中正确的是()
A.B均为定滑轮,F=20NB.B均为动滑轮,F=
C.A为定滑轮、B为动滑轮,F=D.A为定滑轮、B为动滑轮,F=
考点:定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点。
分析:解决此题的关键是知道轮轴固定不动的滑轮是定滑轮,轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮;
使用定滑轮不省力但能改变力的方向,使用动滑轮能省一半力,但费距离.
解答:解:由图可知,A滑轮的轮轴固定不动,所以该滑轮是定滑轮;
B滑轮的轮轴随物体一起运动,该滑轮是动滑轮;
因重物G重20N,所以拉动滑轮的拉力为20N,此时动滑轮受到向上的拉力20N,竖直向下的重力1N,所
以滑轮两边的拉力之和为19N,所以拉力F=;
故选D.
点评:解决此题要结合定滑轮和动滑轮的定义和特点进行分析解答.
二.填空题(共7小题)
13.如图所示,在水平拉力F的作用下物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则物体A与
水平桌面的摩擦力大小为10N,拉力F的大小为20N.
考点:动滑轮拉力的计算。
专题:计算题;应用题。
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10N;则物体A受到拉力为10N;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
10N;
拉力F=2f=2×10N=20N.
故答案为:10;20.
点评:本题通过动滑轮的工作特点,只要考查二力平衡的判断和应用,关键是判断动滑轮上绳子的段数.
14.如图,A物体重500N,要使动滑轮匀速上升3m,力F应等于1000N,这时A物体上升6m(滑轮重、绳
重及摩擦不计),若动滑轮重为50N(绳重及摩擦不计),力F使动滑轮以s速度匀速上升,则F为1050N,
物体A上升的速度为m/s.
考点:动滑轮拉力的计算;动滑轮及其工作特点。
专题:计算题。
分析:要解答本题需掌握:动滑轮的工作特点是可以省一半的力,但动滑轮特殊使用时不但没有省力,反而多用
了一倍的力,但省了一半的距离.
解答:解:(1)本题是动滑轮的特殊使用方式,若不计滑轮重、绳重及摩擦,即力F等于物体A重的2倍;
力F=2×G
物
=2×500N=1000N;
另物体上升距离是力F和动滑轮上升的距离的二倍,故动滑轮匀速上升3m时,A物体上升3m×2=6m;
(2)若动滑轮重为50N(不计绳重及摩擦),则力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力,
F=2×G
物
+G
滑轮
=2×500N+50N=1050N;
因相同设计物体上升距离是力F和动滑轮上升的距离的二倍,所以物体上升的速度是力F移动的速度的二
倍,则物体A上升的速度为s×2=s.
故答案为:1000;6;1050;.
点评:本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握,是一道中档题.
15.如图所示,用100N的水平拉力作用在滑轮上,使物体A以2m/s的速度前进了4m,则物体A受到地面的摩擦
力f=50N,拉力F的功率为100W(不计轮重及轮与绳间的摩擦).
考点:动滑轮拉力的计算;功率的计算。
专题:计算题。
分析:已知物体移动的速度、动滑轮上绳子的段数,可求出拉力F移动的速度;
知道拉力大小,利用P=Fv求拉力做功功率;不计轮重及轮与绳间的摩擦,利用f=F求物体受到的摩擦
力.
解答:
解:如图使用的是动滑轮,拉力移动的速度v
F
=v
物
=×2m/s=1m/s,
拉力F的功率:
P=Fv
F
=100N×1m/s=100W;
∵不计轮重及轮与绳间的摩擦,
∴物体受到的摩擦力:
f=F=×100N=50N.
故答案为:50N;100.
点评:
本题考查了使用动滑轮拉力的计算,注意图示动滑轮(F=2f)和利用动滑轮提升物体(F=G)的区别.
16.如图所示,用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受
摩擦力的4倍,若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为80N.
考点:动滑轮拉力的计算;二力平衡条件的应用。
专题:计算题。
分析:
因为用200N拉物体在水平面上匀速向左运动,设F为拉力,F
1
为绳子拉物体的力
可得F=f+F
1
,
由题意“A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,”可求得f,然后可得F
1
,
因为是同一根绳,所以B受拉力=B受摩擦力.
解答:
解:由题意知,用200N拉物体在水平面上匀速向左运动,设F为拉力,F
1
为绳子拉物体的力,则
F=f+F
1
,
由题意可知F
1
=4f,则F=f+F
1
=f+4f=5f,
解得f=40N,则F
1
=4f=4×40N=160N,
因为是同一根绳,所以B受拉力==80N,
则B与地面间的摩擦力等于B受拉力=80N.
故答案为:80.
点评:本题考查了动滑轮的特点、二力平衡条件的应用,可以将图形逆时针旋转90°帮助分析.关键是公式及其
变形的灵活运用.
17.如图所示的装置中,若物体G重80N,弹簧秤示数为4N,则物体匀速前进时所受阻力为4N,拉力F为8
N,若物体以10cm/s的速度匀速前进4s,则拉力所做功率为W.(不计摩擦及绳重)
考点:动滑轮拉力的计算;功率的计算。
专题:计算题;应用题。
分析:由测力计的示数知绳子上的力为4N,测力计的示数等于物体所受的摩擦力;进一步物体A与地面的摩擦力
为4N,拉力是摩擦力的2倍;移动速度是物体移动速度的一半,根据公式P=FV可求功率的大小.
解答:解:物体A与水平桌面间的摩擦力f等于测力计的示数为4N;
动力:F=2f=2×4N=8N,
物体的速度为10cm/s=s;动滑轮上有两段绳子,拉力的速度是V==s;
拉力所做功率为P=FV=8N×s=.
故答案为:4;8;.
点评:这是一道综合题,包含了力的平衡、动滑轮的省力情况、功与功率的计算,关键是判断动滑轮上绳子的段
数和计算拉力的速度.
18.如图所示的装置,在水平方向力F作用下,使重40N的物体A在水平方向上匀速移动5m,已知A受地面的摩
擦力为5N,则拉力F的大小为10N,拉力F做的功为25J.(滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计)
考点:动滑轮拉力的计算;功的计算。
分析:在滑轮组中有几股绳子承担物重,则绳头的拉力大小就等于物重和动滑轮重力之和的几分之一
();滑轮组中有几股绳子承担物重可用分割法来判断,即在动滑轮和定滑轮之间划一道横
线,然后只数与动滑轮相连接的绳子的股数.
解答:
解:如图所示,将图形逆时针旋转90度角,则滑轮为动滑轮,A受地面的摩擦力f=,因为f=5N,所以
F=10N;
物体A在水平方向上匀速移动5m,则F在水平方向上移动,拉力F做的功W=Fs=10N×=25J.
故答案为:10;25.
点评:能否知道将图形逆时针旋转90度角,将题目中的各物理量跟竖直方向上的滑轮组数据关系相类比是本题
的解题关键所在.
19.如图所示,物体B重30N,A为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力F的
作用下匀速上升时,所用拉力F为60N,物体上升的距离为1m.
考点:动滑轮及其工作特点。
专题:应用题。
分析:不要受动滑轮常规使用时的结论“使用动滑轮能省一半力”的影响,要看清动滑轮的真正使用方法,再结
合题目(图)条件,解决动力与阻力(物重)之间的关系、两个距离之间的关系.
解答:解:通常情况下,使用动滑轮能省一半的力,那是指当动力作用在动滑轮的边缘时;此题中,动力作用在
动滑轮的轴上,可见F承担了两段绳子的力,两段绳子的力都等于物体的重力30N,故
F=2G=2×30N=60N;
使用此动滑轮是费力的,但能够省距离;即力移动的距离(即动滑轮移动距离)是物体移动距离的一半;
即物体上升距离是动滑轮移动距离的2倍,故h=2×=1m;
故答案为:60、1.
点评:此题考查了动滑轮的特殊使用方面的知识,不要受“使用动滑轮能省一半力”的影响,在看清题目中动滑
轮的具体使用方法后,方可做出正确的判断;此题中的动滑轮使用是反常的,要看清动力的作用位置(滑
轮的边缘还是轴),再运用力以及距离方面的关系就可解答.
三.解答题(共3小题)
20.如图,在拉力F作用下,物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为3N,滑
轮的机械效率为75%.求:
(1)物体A受到的摩擦力f和拉力F的大小;
(2)拉力F在4s内做的功和拉力F的功率.
考点:动滑轮拉力的计算;二力平衡条件的应用;功率的计算。
专题:计算题。
分析:(1)由“物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动”这一条件,根据二力平衡的条件即可知物体
A受到的摩擦力f的大小;
由“滑轮的机械效率为75%”根据机械效率的计算公式可求出拉力F的大小.
(2)由功的计算公式和功率的计算公式可直接得出答案.
解答:解:(1)因物体在水平面上作匀速直线运动,此时拉力等于摩擦力,
所以f=3N.
由η=得,解得F=8N.
(2)如图所示此时F运动了s===10m,
W=Fs=8N×10m=80J;
P===20W.
答:(1)物体A受到的摩擦力f为3N;拉力F为8N.
(2)拉力F在4s内做的功是80J;拉力F的功率是20W.
点评:此题考查学生对动滑轮拉力的计算、二力平衡条件的应用、功的计算,功率的计算的理解和掌握,解题时
可把此图旋转90度,变成我们比较熟悉的水平方向就可以了.
21.如图,物体A重为100N,在力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计示数为2N,动滑轮移动速度为s,不
计绳与滑轮间摩擦以及滑轮和弹簧测力计的重量.求
(1)物体A所受的摩擦力;
(2)物体A移动5s的距离;
(3)拉力F在5s内所做的功.
考点:动滑轮拉力的计算;功的计算。
专题:计算题;应用题。
分析:(1)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;
(2)动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆;已知动滑轮的速度,可求A的移动速度,根据公式S=Vt
可求物体A移动5s的距离;
(3)根据公式W=FS可求拉力F运动的距离.
解答:解:(1)因物体A做匀速直线运动,则:f=F=2N;
答:物体A所受的摩擦力为2N;
(2)如图所示,作用在动滑轮轴上的拉力:F=2f=2×2N=4N;物体移动的距离是力F移动距离的2倍,
V=2V
F
=2×s=s;物体A移动5s的距离S
A
=Vt=s×5s=1m;
答:物体A移动5s的距离为1m;
(3)如图所示,F运动的距离为物体A运动距离的一半,为;则W=FS=4N×=2J.
答:拉力F在5s内所做的功为2J.
点评:本题主要考查学生对:动滑轮的工作特点的了解和掌握,以及对功的计算公式的理解,是一道中档题.
22.如图所示,物重G=30N,绳的一端拴在地面,拉力F使滑轮匀速上升.
(1)若滑轮重不计,滑轮向上移动20cm,则拉力F=60N,物体上升40cm.
(2)若滑轮重为2N,使物体上升20cm,则拉力F=62N,滑轮向上移动10cm.
考点:动滑轮拉力的计算;滑轮组的设计与组装。
专题:计算题;推理法。
分析:(1)由图知,拉动滑轮时,拉力的大小是物重的2倍,但移动距离是物体移动距离的一半,所以使用这
样使用动滑轮费力但可以省距离;
(2)若滑轮重为2N,由图知滑轮受到的拉力F等于物体重的二倍加上滑轮重,据此求拉力;再根据s=h
求滑轮向上移动的高度.
解答:解:(1)由图可知,该滑轮是动滑轮,当滑轮上移s=20cm时,物体上移的高度是物体上移的2倍,
h=2s=2×20cm=40cm;
若滑轮重不计,此时拉力应该是物重的2倍,即拉力大小F=2G=2×30N=60N;
(2)若滑轮重G
轮
=2N,由图知,此时拉力:
F=2G+G
轮
=2×30N+2N=62N;
当物体上移h′=20cm时,滑轮(拉力)上移的高度是物体上移的,s′=h′=×20cm=10cm;
故答案为:(1)60,40;
(2)62,10.
点评:
此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用,注意不要机械地利用使用F=G的结论,要具体问题具体分析.
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