第2節(jié)滑輪練習題

1、滑輪一、選擇題1 如圖1所示的是利用定滑輪勻速提升物體的三種方法，所用拉力分別是Fi, F2和F3,下列式子中正確的是（）A Fi> F2> F3B FiV F 2< F3C Fi=F2=F3 D F2> Fi> F3圖i答案：C解析：使用定滑輪不能省力，但可以任意改變力的方向。圖i中Fi, F2和F3盡管力的方向不同，但力的大小都等于物體重力 G。800N，而繩上吊著的靜止的紳士”重500N ,2 如圖2所示，不考慮滑輪與輕繩之間的摩擦，米袋總重為則米袋對地面的壓力為（）D 800NA 500N B 250N C. 300N圖2答案：C解析：從圖2判斷，圖中的滑

2、輪是定滑輪,面的壓力為800N-500N=300N。紳士 ”通過定滑輪對米袋向上的拉力等于他的重力,則米袋對地3用如圖3所示的滑輪將重3N的物體勻速提升iOcm,如果動滑輪的重為iN，則下列說法正確的是 （A .拉力F =2NB .拉力 F =i. 5NC .繩子向上移動的距離為i0cmD .繩子向上移動的距離為5cm答案：A解析：動滑輪的特點是可以省一半的力，用動滑輪提升物體時，不僅要克服物體的重力，而且要克服動滑 輪的重力，所以拉力為動滑輪和重物總重的二分之一，拉力作用點移動的距離是物體升高高度的二倍。4所示的四種方案（機器下方的小圓表示并4 工人們?yōu)榱税徇\一個笨重的機器進入廠房，他們設(shè)計

3、了如圖排放置的圓形鋼管的橫截面），其中最省力的方案是（）機團rrrtffrrl答案：C 解析：在此題中，克服的阻力是物體與地面之間的摩擦力，同時也使用到了簡單機械滑輪。因此省力的情況要從兩個方面考慮：減小物體與地面之間的摩擦力；使用的機械最省力。在以上四種情況中，B、C、D都將物體與地面之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減小了物體與地面之間的摩擦力，而A沒有，所以首先可以排除。在 B中使用的是定滑輪，只能改變力的方向不能省力，其所用力的大小與D是一樣的，都等于物體與地面之間的滾動摩擦力。在C中使用的是動滑輪，動滑輪能夠省一半的力，所以，此時的拉力等于物體與地面之間滾動摩擦力的一半，所以此時所用的力最

4、小，即最省力。5小漢同學在 研究動滑輪特點”的實驗時，進行了正確操作，并記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實驗 結(jié)果與課本中 使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對這一事實，下列做法中最不可取的是（）實驗次數(shù)物重G/N拉力F/N11 . 00. 6521 . 50. 9032. 01 . 15A 與同學分析可能原因B .實驗失敗，停止實驗C .改進實驗條件，重新實驗D 查閱資料，了解結(jié)論的適用條件圖5答案：B解析：對于使用動滑輪能省一半力”，我們是通過實驗探究得出來的?？墒切h同學在進行這個實驗時，實驗結(jié)果卻與課本中的結(jié)論不符。問題在哪里呢？題目排除了操作錯誤，記錄的數(shù)據(jù)也正確。實際上，物理中的

5、許多結(jié)論都是在忽略某些次要因素的基礎(chǔ)上得出的。使用動滑輪能省一半力 ”是在不考慮動滑輪和繩子的重力，并不考慮摩擦的情況下獲得的結(jié)論。而在進行實驗時，這些因素都是存在的。如果把這些因素都 考慮進去，勢必得不出規(guī)律性的東西，得不到正確的結(jié)論。怎么辦呢？此時就要設(shè)法減小以上次要因素的 影響，如選用更輕的動滑輪和繩子，進一步減小摩擦，還有盡可能使物體重力更大一些等。6 .如圖6所示，G=80N，在力F的作用下，滑輪以 0. 4m/s的速度勻速上升，不計摩擦及滑輪重，則物體 的速度和力F的大小分別是（）A. 0. 8m/s, 160NB. 0. 8m/s, 40NC. 0. 4m/s, 160ND. 0

6、. 2m/s, 40N答案：A解答：動滑輪正常使用時，作用在輪處的力是作用在軸處力的一半，作用在輪處的力的作用點移動的距離是作用在軸處力的作用點移動距離的2倍。本題中，物體作用在輪處，拉力作用在軸處，所以F=2G=2 X80N=160N ;物體上升距離是拉力 F和滑輪移動的距離的二倍，滑輪以 0. 4m/s的速度勻速上升， 故物體上升速度為 2v=2X0. 4m/s=0 . 8m/s。7 .如圖7所示，在水平拉力 F的作用下，物體 A勻速向右滑動時，彈簧秤示數(shù)為10N，不計滑輪重及滑輪與繩之間摩擦，則水平拉力F和物體A與水平面之間的摩擦力 f的大小分別是（）A . F=20N , f=20N

7、B . F=10N , f=20NC. F=20N , f=10N D . F=10N , f=10N圖7答案：C解析：圖中實質(zhì)是一個動滑輪，繩子兩端的力相等，都為10N，軸上的力F等于繩子兩端的力的和為 20N ;物體勻速運動，則繩子對物體的拉力和地面對物體的摩擦力是一對平衡力，大小相等。二、填空和作圖題8如圖8所示，小森用同樣的力把甲、乙兩物體勻速提升，如不計摩擦和滑輪重，貝U重力G甲G乙(“<”“ >”)圖8答案：<解析：從圖8看出，甲為定滑輪，所以F = G甲，乙是動滑輪，F(xiàn) = G乙/2，即G乙=2F。因此G甲<G乙 9.如圖9所示，重為80N的物體M,在30

8、N的拉力F作用下，以0. 2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧秤的示數(shù)為 N，拉力F在5s內(nèi)做的功 W= J,拉力的功率 P=W。(不計滑輪重，不計繩重，不計繩與滑輪之間的摩擦)答案：15153解析：圖中拉力作用在動滑輪的軸上，彈簧秤的示數(shù)應該是拉力的一半，即為15N。容易計算物體在 5s內(nèi)移動的距離為1m,拉力作用點移動的距離應該是物體的一半即0. 5m,所以拉力F在5s內(nèi)做的功W=FS=30NX0. 5m=15J，拉力的功率P=W/t=15J/5s=3W。10 小漢要提起重 800N的物體，但是他的最大拉力只有300N。于是，他找來了一些滑輪，想利用滑輪組提起這個重物。已知每個

9、滑輪重20N，小漢想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖10中滑輪組來提起重物（選填a”、 b”或C”。請在所選的圖中畫出正確的繞繩方法。答案：c,正確的繞繩方法見圖11c解析：題目的關(guān)鍵是確定幾股繩子吊起動滑輪。由F=（G物+ G動）In知，n=（G物+ G動）/ F,因F < 300N所以n（800N+20N ） /300N2. 7,因為n應為整數(shù)，故n可取3、4、5等。求解時還要注意要求站在地上 向下拉繩，即繩子最后的拉力方向向下。從圖5看出，a拉力方向不合要求，b雖然更省力，但拉力方向仍不符合要求，只有 c在省力情況和拉力方向上都符合要求。所以答案為c,正確的繞繩方法見圖 5c。11

10、定滑輪在使用時相當于一個杠桿。如圖12所示，某人用繩子沿著傾斜的方向通過定滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為 F,鉤碼重力為G。（1）請在圖中標出這只 杠桿”的支點O,畫出拉力F、鉤碼重力G及它們的力臂（保留作圖痕跡）；（2） 若不計摩擦、滑輪重和繩重，請用杠桿平衡條件推證：F=G。答案：（1）如圖13（2）由幾何知識知：11 =12 =R（R為滑輪半徑）根據(jù)杠桿平衡條件：F|1=F2l2，即Fl1=Gl2，所以F =GG作用在鉤碼的重解析：（1）支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，所以定滑輪的支點在定滑輪的轉(zhuǎn)軸上。鉤碼重力心上，拉力F作用在繩端，方向沿著繩子斜向下。從支點分別向兩個力的作用線作垂線，垂線長就

11、是力臂。12 .人的體重為500N，吊籃重為700N，人要將吊籃勻速吊起，求下面兩種情況下人的拉力（不計滑輪、 繩重及摩擦）。（2 ）根據(jù)幾何中圓的半徑相等和杠桿平衡條件即可推證F=G。（1） 如圖14，人站在地面上，至少要用 N的力拉繩。（2） 如圖15,人站在吊籃中至少要用 N的力拉繩。解析：（1）取動滑輪為研究對象，它受到兩股繩給它向上的拉力（兩股繩的拉力相等），還受到吊籃給它 向下的拉力（拉力等于吊籃的重力），如圖16。由于動滑輪勻速上升，所以動滑輪受力平衡，也就是方向向下的力等于所有方向向上的力之和。，即。人拉繩的力與繩給人的拉力F是相互作用力，它們大小相等，方向相反。團16（2）把

12、動滑輪、吊籃和人作為一個整體，它們受力情況如圖17 （有兩股繩子向上拉著動滑輪、一股繩向上拉人，三股繩屬于同一根，拉力相等。向下的力是吊籃和人的總重力）。由于整體勻速上升，所以這幾個 力是平衡力，也就是所有方向向下的力之和等于所有方向向上的力之和。故_7，即F = -（p +GJ 二 400M旻”。人拉繩的力與繩給人的拉力F是相互作用力，它們大小相等，方向相反。三、綜合題13. 小車陷在泥地里?，F(xiàn)在通過如圖18所示的滑輪組將小車勻速拉出，繩端拉力F = 1000N。求小車和樹受到的拉力（不計滑輪、繩重和摩擦）。答案：小車受到的拉力為 3000N，樹受到的拉力為 2000N。解析：小車受到滑輪組

13、中左邊的滑輪（沒必要區(qū)分這個滑輪是動滑輪還是定滑輪）對它的拉力，要求小車受到的拉力，須以這個滑輪為研究對象?；喪芰θ鐖D19,有三股繩子向右拉著滑輪，每股拉力都為F ,小車給滑輪向左的拉力 F1。因為滑輪勻速運動，所以它受到的這四個力是平衡力，即F1= 3F = 3000N。小車受到的拉力與小車給滑輪向左的拉力F1屬于相互作用力，它們大小相等，方向相反?；喗M中右邊的滑輪給樹一個拉力，要求樹受到的拉力，就要取這個滑輪為研究對象?；喪芰θ鐖D20,有兩股繩子向左拉著滑輪，拉力均為F，樹給它向右的拉力 F2。因為滑輪勻速運動，所以它受到的這三個力是平衡力，即F2= 2F = 2000N。樹受到的拉

14、力與樹給滑輪向右的拉力F2屬于相互作用力，它們大小相等,方向相反。14小漢在家里挖一個蓄水池，當挖到一定深度時發(fā)現(xiàn)一塊質(zhì)量約120kg的石頭（如圖21所示）。問：憑小漢一個人的力量（小明重約500N），采用一種什么樣的簡單機械才能把石頭移出水池（即把石頭提升到池口）？通過計算說明簡單機械至少需要滿足什么條件？請你畫出示意圖。（機械的重和摩擦可忽略不計，g 取 10N/kg）21圖陰圖加答案：方法一（1）用省力杠桿（2） 根據(jù)杠桿平衡條件：FjL1=F2L2 L1/L2=F2/F1=G 石/G1=120 XI0/500=2 4杠桿必須滿足條件是：L1 >2 4 L2（3）示意圖如圖22,動

15、力臂要大于阻力臂。方法二：（1）用一個滑輪組（2） 求承重繩子的段數(shù)：n= G 石/F1=120 X10/500=2 . 4滑輪組必須有三段以上承重的繩子（3）示意圖如圖23,要求有三段以上的繩子吊著動滑輪.解析：由題意，使用簡單機械時，小漢一個人能施出的最大的力約為500N （設(shè)想若超過500N，小漢將被機械吊起而脫離地面），因此要想把重120kgX10 N/kg =1200N的石頭提升，所用簡單機械至少要省力 1200/500=2 . 4倍。這樣的簡單機械可以是省力杠桿，也可以是滑輪組，甚至可以是輪軸，所以題目有多個 答案.15.如圖24所示，彈簧測力計的量程是 0 5N，木塊重力大約7N，輕質(zhì)滑輪重為1N、鐵架臺、刻度尺、 足夠大的量杯、足量的水和細棉線（自重不計），圖中每種器材各有一件。請你利用圖中的一些器材，設(shè)計一個測量木塊重力的實驗方案：（1 ）寫出選用器材的名稱： （2）用文字簡要地寫出需要測量的物理量及符號： （3）木塊重力的表達式： B 24答案：方案一：（1）量杯、水、細棉線、木塊（2） 量杯中水的體積 Vi,木塊放入水中靜止后液面的位置V2（3）G = p 水 g （V2-V1）方案二：（1）彈簧測力計、輕質(zhì)滑輪、鐵架臺、細棉線、木塊（2）滑輪重G動，拉力F（3）根據(jù) F= （G+ G