第十二章 簡單機械第2節(jié)  滑輪知識能力全練知識點一  定滑輪和動滑輪1.(2021北京延慶期中)用定滑輪勻速提升重物，所用拉力的方向如圖所示，不計摩擦，比較拉力F1、F2、F3的大小????????????? (    )A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2<F3 D.F2>F3>F12.(2021廣西桂林全州期中)如圖所示，利用滑輪起吊重物。該滑輪為________(選填“動”或“定”)滑輪；若彈簧測力計的拉力為圖所示大小時，重物能在空中靜止，則重物及滑輪的總重為________N。3.一輛小汽車陷進了泥潭，司機按圖所示的甲、乙兩種方式安裝滑輪，均可能將小汽車從泥潭中拉出。你認為甲方式中滑輪的作用是________；設(shè)兩種方式將汽車拉出的最小力的大小分別是F1、F2,則F1________F2(填“>”“<”或“=”)。4.研究定滑輪的特點：(1)在研究使用定滑輪是否省力時，用如圖甲所示裝置勻速提升重物，需要測量的物理量是________和________(2)如圖乙所示，分別用拉力F1、F2、F,勻速提升重物，則三個力的大小關(guān)系是____________________。(3)旗桿頂部有一個定滑輪，給我們升國旗帶來了便利。這是利用定滑輪________的特點。知識點二  滑輪組5.(2021湖南株洲淥口一模)某同學(xué)旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100牛的重物(不計摩擦和裝置的自重)。下列說法正確的是????????????? (    )A.可以把A、B簡化看成動滑輪 B.人將繩拉過1米時，物體也上升1米 C.物體勻速上升時，人對繩的拉力為20牛 D.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向6.(2021湖北潛江模擬)如圖所示裝置，同材質(zhì)的甲、乙兩實心木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計滑輪重力及摩擦，則(    )A.甲、乙的體積之比為1∶2 B.甲、乙的質(zhì)量之比為1∶2C.甲、乙的密度之比為2∶1 D.甲、乙的重力之比為2∶17.高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃得直直的，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖為輸電線的牽引裝置。鋼繩通過滑輪組懸掛20個相同的墜砣，每個墜砣質(zhì)量為25kg,不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，輸電線A端受到的拉力大小為________N。若5s內(nèi)墜砣串下降了40cm,則輸電線A端向左移動速度是________m/s。(g取10N/kg,不考慮鋼繩的熱脹冷縮)8.如圖，用大小為500N的拉力F通過滑輪組將重為800N的物體勻速提升10cm,不計繩重與摩擦，拉力F移動的距離為________cm,動滑輪重力是________N。9.(2021獨家原創(chuàng)試題)一名重為600N的建筑工人想把建筑材料提升至樓頂，請你利用三個滑輪幫他組裝一個滑輪組，使站在地面上的他每次能夠提升盡可能多的建筑材料，已知每個滑輪的重均為20N,繩子能夠承受足夠大的拉力。畫出你設(shè)計的滑輪組，并求出他每次最多能夠提起的建筑材料的重力。   三年模擬全練10.(2021內(nèi)蒙古呼倫貝爾阿榮旗模擬，12，★★☆)如圖所示，用20N的拉力向上拉動繩子，使重為50N的物體5s內(nèi)勻速升高5m(不計繩重和摩擦)。則下列說法不正確的是????????????? (    )A.繩子自由端移動的距離為15m B.動滑輪重為10NC.物體上升的速度為1m/s D.繩子自由端拉動的速度為6m/s11.(2021江西南昌期中，9，★★☆)如圖所示，在繩子自由端拉力F作用下重為20N的物體沿水平面以0.01m/s的速度勻速行駛20s,受到的摩擦力為30N。拉力F=________N,繩子自由端拉動的速度是________m/s。(忽略繩子和滑輪的重力及輪與軸、繩子與滑輪間的摩擦)12.如圖所示，物體A在水平桌面上，繩重及摩擦不計，動滑輪重力為2N。當(dāng)B物體重力為8N時，它恰好能勻速下降。(1)以上裝置中屬于動滑輪的是________(填字母)。(2)物體A所受的摩擦力為________N。(3)若用一個水平向左的力F拉物體A,使其向左勻速運動，則這個力F大小應(yīng)為________N。13.如圖所示的滑輪組，請你用筆畫線代替繩子，畫出最省力的繞法。五年中考全練14.(2021廣東深圳中考，6，★★☆)如圖，兩個滑輪組，提升一個重為17N的物體A,(每個滑輪重相同)使物體A在2s內(nèi)拉升了20cm,拉力如圖所示，下列說法正確的是????????????? (    )A.甲中，繩端移動的距離為60cm B.乙中，拉力的功率為1.7WC.甲中，動滑輪由兩根繩子吊著 D.乙中，動滑輪的重力為2N15.工人用如圖所示的裝置運送砂石。下列說法正確的是(g=10N/kg) (    )A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小 B.圖中動滑輪相當(dāng)于一個省力杠桿C.繩子自由端下拉1m,桶上升2m D.質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石16.如圖，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起；已知每個滑輪重20N,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為________N,圖乙中人對繩子的拉力為________N。17.如圖所示，畫出用該滑輪組提升重物時最省力的繩子繞法。核心素養(yǎng)全練18.某小組同學(xué)探究“使用動滑輪勻速提起物體時，所用豎直向上拉力F的大小與哪些因素有關(guān)”。她按圖所示方式用兩個重力不同的滑輪進行實驗，并將相應(yīng)的滑輪重力G滑、物體重力G物和拉力F的大小記錄在表一、表二中。(不計繩重和摩擦)   (1)分析比較表一(或表二)中F與G物的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是怎樣的？(2)分析比較實驗序號1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是怎樣的？(3)該同學(xué)分析F和G物的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)F始終小于G物，所以得出使用動滑輪勻速提起物體能省力，但她發(fā)現(xiàn)并沒有省一半力，這其中的原因是什么？若要得出的結(jié)論盡可能接近使用動滑輪能省一半力，可以從哪些方面進行調(diào)整(答出一方面即可)？(4)若G滑=3N,G物=9N,請計算出拉力F的大小。     19.在探究動滑輪使用特點的實驗中，各小組按照圖(a)中所示的實驗器材進行實驗，每個小組的實驗器材都相同(摩擦力可忽略不計)。甲小組按照實驗要求在滑輪上掛上鉤碼，豎直向上拉彈簧測力計，每次都勻速提起鉤碼，如圖(a)所示。乙、丙兩個小組的同學(xué)實驗時，沒有注意按照要求規(guī)范操作，他們斜向上拉彈簧測力計，勻速提起鉤碼，實驗情況分別如圖(b)、(c)所示。各小組的實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。(1)若不計繩重和摩擦，根據(jù)以上小組的實驗，請求出他們所用動滑輪的重力為________N。(2)分析比較實驗序號為1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的實驗數(shù)據(jù)和相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：________________________________________________________________________________________。(3)如果家里安裝日光燈，你認為更合理的為________圖。
【參考答案及解析】第2節(jié)  滑輪知識能力全練……1.B  定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同一重物，沿三個不同方向，用的拉力大小相等，即F、F,、F,都等于物體的重力。2.【答案】動   4.8【解析】該滑輪的軸隨物體一起運動，為動滑輪。由于動滑輪能夠省一半的力，當(dāng)拉力大小為2.4N時，重物及滑輪的總重為G+G動=2F=2×2.4N=4.8N。3.【答案】改變力的方向  >【解析】甲中使用的是定滑輪，不省力，但能改變用力的方向；乙中使用的是動滑輪，可以省力，但費一倍的距離，所以F1>F24.【答案】(1)彈簧測力計對繩子末端的拉力  物體的重力  (2)F1=F2=F3  (3)可以改變力的方向【解析】(1)用如圖甲所示裝置勻速提升重物，需要測量的物理量是彈簧測力計對繩子末端的拉力和物體的重力；(2)圖乙的裝置是一個定滑輪，定滑輪的特點是既不省力也不省距離，所以分別用拉力F1、F2、F3勻速提升重物，三個力的大小相等，即F1=F2=F3；(3)定滑輪可以改變力的方向，所以旗桿頂部裝一個定滑輪能夠方便我們升降國旗。5.C  提升物體時，A的軸固定不動，屬于定滑輪，B和物體一起移動，屬于動滑輪，故A錯誤。由圖知，A、B組成滑輪組，n=5,則拉力端移動距離s=5h；人將繩拉過1m時，物體上升的高度h=0.2m,故B錯誤。不計摩擦和裝置的自重，人對繩的拉力：F=G＝×100N=20N,故C正確。由C項解答和圖示可知，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D錯誤。6.D  由題圖可知，動滑輪上繩子的段數(shù)=2，滑輪組上繩端的拉力F=G乙,不計滑輪重力及摩擦，繩端的拉力F＝G甲,所以G乙=G甲,則G甲：G乙=2:1,甲、乙的質(zhì)量之比為m甲：m乙=G甲：G乙=2:1,由題意可知ρ甲：ρ乙=1∶1，體積之比為V甲：V乙=m甲：m乙=2∶1。7.【答案】1×104   0.04【解析】墜砣的總重力G=20mg=20×25kg×10N/kg=5×103N,墜砣處為定滑輪，只改變力的方向，不改變力的大小，因此鋼繩受到的拉力F繩=G=5×103N；輸電線處為一個動滑輪，輸電線處受到的拉力F電=2F繩=2×5×103N=1×10N；5s內(nèi)墜砣串下降了40cm,則輸電線移動了20cm,則輸電線的速度v=＝=0.04m/s。8.【答案】20  200【解析】由題圖可知，n=2,拉力F移動的距離s=2h=2×10cm=20cm,不計繩重及摩擦，由F=(G+G動)可得，動滑輪的重力：G動=nF－G=2×500N－800N=200N.9.【答案】如圖所示   1780N【解析】根據(jù)題意設(shè)計的滑輪組如【答案】圖所示，因為建筑工人每次最多能夠施加的拉力等于其重力，而拉力F＝,即G物=nF－G動=3×600N－20N=1780N。三年模擬全練…10.D  由題圖知，n=3,繩子自由端移動的距離：s=3h=3×5m=15m,故A正確；不計繩重和摩擦，拉力F=(G+G動),則動滑輪的重力：G動=3F－G=3×20N－50N=10N,故B正確；物體上升的速度：v物===1m/s,繩子自由端拉動的速度：=3v物=3×1m/s=3m/s,故C正確、D錯誤。11.【答案】15   0.02【解析】由題圖知，n=2,摩擦力為f=30N,則拉力F=＝＝15N；物體運動的速度v物=0.01m/s,繩子自由端拉動的速度是vF=2v=2×0.01m/s=0.02m/s。12.【答案】(1)M  (2)5  (3)10【解析】(1)N滑輪的軸的位置固定不動，為定滑輪；M滑輪隨物體一起運動，為動滑輪；(2)當(dāng)A向右做勻速直線運動，A受力平衡，水平方向上受到的向右的拉力和向左的摩擦力為一對平衡力，f=F拉=(GB+G動)=×(8N+2N)=5N；(3)當(dāng)A向左做勻速直線運動時處于平衡狀態(tài)，水平方向上受到向左的拉力等于向右的摩擦力加上繩對A的拉力，即：F=f+F拉=5N+5N=10N。13.【答案】如圖所示【解析】圖中滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，要求最省力，則由3段繩子承擔(dān)物重是最省力的繞繩方法；繩子先系在動滑輪上面的掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪。五年中考全練…14.A  從甲圖可以看到，動滑輪由三段繩子吊著，則甲圖中的繩端移動的距離是物體A上升高度的三倍，即s甲=3h甲=3×20cm=60cm,故A正確、錯誤；從乙圖可以看到，乙圖中的繩端移動的距離是物體A上升高度的兩倍，即s乙=2h乙=2×20cm=40cm=0.4m,乙圖中繩端移動的速度v乙==＝0.2m/s,乙中拉力的功率P乙=F乙v乙=9N×0.2m/s=1.8W,故B錯誤；從乙圖可以看到，繩端的拉力是9N,兩條繩子拉著動滑輪，設(shè)動滑輪的重力G動,物體A的重力是17N,則2F乙=G動+GA,代入數(shù)據(jù)可得2×9N=G動+17N,解得G動=1N,乙中，動滑輪的重力為1N,故D錯誤。15.B  定滑輪只能改變拉力的方向，不能改變拉力大小，A項說法錯。動滑輪相當(dāng)于一個省力杠桿，項正確。圖中滑輪組承擔(dān)物重的繩子是2段，當(dāng)自由端移動距離s=1m時，被拉動的桶移動h=＝0.5m,C項錯。工人用力向下拉動繩子時，最大的拉力等于自身重力，若不計摩擦和繩及動滑輪重力，則利用該滑輪組能提起的砂石最大重力G=2F=2G人=2m人g=2×65kg×10N/kg=1300N,砂石最大質(zhì)量m=＝=130kg,所以D項錯。16.【答案】400  210【解析】圖甲中使用的是兩個定滑輪，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，車對繩子的拉力F甲=G=400N；圖乙中使用的是一動一定的滑輪組，n=2,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，人對繩子的拉力F乙=(G+G動)=×(400N+20N)=210N。17.【答案】如圖所示(合理即可)【解析】將繩子的一端固定在定滑輪的掛鉤上，然后將繩子繞在滑輪組上，此時有4段繩子拉著動滑輪，是最省力的。核心素養(yǎng)全練18.【答案】(1)F=(G物+G滑)(2)物體重力一定時，動滑輪重力越大，拉力越大(3)動滑輪有重力  使用輕質(zhì)動滑輪或提起更重的物體(4)6N【解析】通過實驗，本題考查了“獲取和處理信息”、“基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋”，以及“對探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力”，以及運用結(jié)論解決實際問題的物理核心素養(yǎng)。(1)由表一和表二數(shù)據(jù)知，F=(G物+G滑)；(2)比較1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10)的數(shù)據(jù)得到：在物體重力一定時，動滑輪重力越大，拉力越大；(3)因為F=(G物+G滑)，使用動滑輪勻速提起物體能省力，但是動滑輪有重力，所以并沒有省一半力。若要得出的結(jié)論盡可能接近使用動滑輪能省一半力，應(yīng)使用輕質(zhì)動滑輪或增大提起物體的重力；(4)F=(G物+G滑)=×(9N+3N)=6N。19.【答案】(1)0.2  (2)拉力方向與豎直方向夾角越大，拉力也越大  (3)甲【解析】本題以實驗探究為載體，考查了從實驗過程、實驗數(shù)據(jù)中“獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論”的能力，同時也考查了利用物理規(guī)律解決實際問題的能力。(1)由甲小組第1次實驗數(shù)據(jù)可知G=1.0N,F=0.6N,不計繩重和摩擦，由動滑輪的特點可得F=(G+G動)，則動滑輪的重力G動=2F－G=2×0.6N－1.0N=0.2N；(2)分析比較實驗序號為1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的實驗數(shù)據(jù)和相關(guān)條件可知，使用動滑輪勻速提起同一重物時，測力計與豎直方向夾角不同，拉力的大小不同，并且拉力方向與豎直方向夾角越大，拉力也越大；(3)根據(jù)(2)得出的結(jié)論“拉力方向與豎直方向夾角越大，拉力也越大”可知，圖乙繩子承受的拉力大，選用甲圖比較合理。

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