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滑轮组及其工作特点
知识点概述
滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
1、定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2、特点:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
3、动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是:使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,即s=nh。如下图所示。(n表示承担物重绳子的段数)
滑轮组的组装:
(1)根据的关系,求出动滑轮上绳子的段数n;
(2)确定动滑轮的个数;
(3)根据施力方向的要求,确定定滑轮个数。
确定定滑轮个数的原则是:一个动滑轮应配置一个定滑轮,当动滑轮上为偶数段绳子时,可减少一个定滑轮,但若要求改变力的作用方向时,则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后,绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则,由内向外缠绕滑轮。
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如下图,物体重10N,且处于静止状态。该滑轮 滑轮,手拉弹簧测力计在1位置时的示数为 N。若手拉弹簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F1、F2、F3,则它们的大小关系是F1 F2 F3。这证明使用定滑轮不能改变力的 ,只能改变力的 。 如下图所示的滑轮组,不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G=100N,每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时,重物G对地面的压力为 N。拉力F为 N时,恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升,则绳自由端向上运动速度为 _____m/s。 如下图所示装置,滑轮A重40N,滑轮B、C各重20N,重物G=200N。求:
(1)不计拉线质量及滑轮转动摩擦影响,绳自由端在力F作用下,恰能以60mm/s向下运动,则力F的大小是多少?
(2)重物G在1min内能上升多少距离?(绳子足够长)如下图所示,滑轮组的下面挂一重1200N的木箱A ,当拉力F增大到300N时,木箱仍静止在水平地面上,此时地面对木箱的支持力是: [ ] A.300N
B.600N
C.900N
D.1500N一辆汽车不小心陷进了泥潭中,司机按下图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出,如果汽车的动力仍小于阻力1000N,则甲图人匀速拉动汽车的拉力至少为 ,其中比较省力的是 图。(绳与滑轮间的摩擦不计) 电气化铁路的输电线常用下图所示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上,B端连接在滑轮组上。滑轮组由a、b、c三个滑轮构成,配重P由多个混凝土圆盘悬挂在一起组成,配重的总重为G。若不计摩擦和滑轮的重量,则以下说法中正确的是 [ ] A.a为动滑轮,B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G
B.a为动滑轮,B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为G/3
C.a、c为动滑轮,B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为3G
D.a、c为动滑轮,B端钢缆受到滑轮组的拉力大小约为G/3如图所示滑轮组,正方体A在水平地面上处于静止状态,已知A的边长为1dm,密度为2×103kg/m3,动滑轮总重为2N,若使A对水平地面产生600Pa的压强,作用在绳端的拉力F为(忽略摩擦和绳重,g=10N/kg): [ ] A.4N
B.5N
C.1N
D.22N用一个滑轮组提升重物,当拉力F将绳子自由端拉下2 m时,物体才上升0.5 m,由此可知该滑轮组是一个________(填“省力”“费力”)机械。如果物重是400 N,则拉力F=________ N。(不计滑轮和绳重,不考虑摩擦) 如图所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物,已知卷扬机的总质量为120 kg,工作时拉动绳子的功率恒为400 W。第一次提升质量为320 kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F1,对工作台的压力为N1;第二次提升质量为240kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F2,对工作台的压力为N2。已知N2与N1之比为25﹕23,取g=10 N/kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求:
(1)卷扬机对绳子的拉力F1的大小;
(2)第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率;
(3)前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。图中物体A的重力为G,在拉力F的作用下,物体沿水平桌面做匀速直线运动,已知物体受到的摩擦力为f,则人对绳的拉力F的大小等于: [ ] A.0.5G
B.2G
C.0.5f
D.2f有一个人站在地面上用如图所示的滑轮组提起重物,已知每一个滑轮重375N(不计绳重和一切摩擦)。
(1)当重物为1500N,绳端拉力是多少?
(2)当重物在20s内匀速上升2m时,绳自由端移动的速度是多少?小明使用如图所示的滑轮组提升重物,不计摩擦。已知物体重210 N,物体在2 s内被提升了1 m。 (1)若不计机械自重,弹簧测力计的示数为________ ,绳子自由端的速度为______ 。
(2)若实际弹簧测力计的示数为80 N,则动滑轮的重力为______ 。用如图所示滑轮组提升重物,人用500N的拉力,15s内使重为900N的物体匀速上升了3m(不计绳重和摩擦)。求: (1)动滑轮的重;
(2)人拉绳子做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。从图中得到的信息,不正确的是 [ ] A.图甲说明物体所受的重力与它的质量成正比
B.图乙表示物体以5 m/s的速度做匀速直线运动
C.图丙中匀速拉绳的力F大小为80 N
D.图丁警示我们:一个多世纪以来人类能源消耗急剧增长保洁工人要清洗高楼的外墙,他的同伴站在地面上,使用了如图所示的装置对他进行升降。已知该保洁工的质量为60 kg,保洁器材的质量为20 kg,他同伴对绳的拉力为500 N,吊篮在拉力的作用下1 min匀速上升了10 m,绳的最大承受拉力为600 N,动滑轮和吊篮一共所受的重力为100 N。求: 不计摩擦,此滑轮组最多能提起________N的物体。 如图所示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力F=300N,
(1)重物与地面间的摩擦力f为多大?
(2)将重物移动的距离为s=1m,绳端A移动的距离为多少?不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦。家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为
100N,则静止时绳子自由端的拉力为(不计动滑轮重及摩擦)[ ] A、100N
B、50N
C、25N
D、20N如图所示,物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动,拉力所做的功是600J,物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是80%,求:
(1)额外功是多少?
(2)拉力F是多少?
(3)物体所受的摩擦力是多大?小聪用下图所示的滑轮组将重4 N的物体匀速提高2m,他做的有用功为______ J。若滑轮组的绳重及摩擦不计,他用这个滑轮组匀速提升9 N的物体时,机械效率比提升4 N物体时提高了l0%,此时的拉力为_________N (已知动滑轮的重力小于4 N)。 成人正常体温约 ℃,一位初中学生的质量约 kg。用如图所示的两种方法把相同的重物提高相同的高度,甲、乙两图的动滑轮重力相同,不计绳重及机械摩擦,图甲中人的拉力F1 图乙中人的拉力F2(填“大于”、“等于”或“小于”)。 用一个动滑轮来提升重物,若动滑轮重为10N,物重为40N。摩擦不计,则当物体匀速上升时,作用在绳端的动力F是 N;若动力移动20cm,则物体上升 cm。 用一个动滑轮竖直向上匀速提升重物。已知物重G=180N,摩擦不计,绳端的拉力是F=100N。动滑轮重为 N。 如图甲和乙,如果摩擦不计,动滑轮重不计,G=300N,则图甲中的拉力F甲= N,图乙中的拉力F乙= N;如果摩擦不计,动滑轮重是30N,G=300N,则F甲= N,F乙=
N。用如图所示的滑轮匀速提升重物:
(1)如果G=200N,滑轮重不计,则挂钩承受的拉力是 N,拉绳的力F为 N;
(2)如果G=200N,滑轮重为10N,则挂钩承受的拉力是 N,拉绳的力F为 N。如图所示,某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该人的体重为800N、手臂所能发挥的最大拉力为1000N,滑轮重和摩擦均忽略不计,则:以图甲方式最多可提升重为 N的物体;而以图乙方式最多可提升重为 N的物体。 如图所示,绳及滑轮重不计,绳与滑轮的摩擦不计。已知物重为100N,使物体匀速运动时物体与水平地面的摩擦力是40N。则物体在匀速运动过程中受的合力是 N,作用在绳端的拉力是 N。 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。用某滑轮组提升重物,已知重物和动滑轮的总重由5段绳子承担,绳重和摩擦不计,动滑轮共重20N。若在匀速提升重物时,绳端的拉力是100N,则被提升的重力为 [ ] A.400N
B.480N
C.500N
D.520N一个体重为500N的人,经测定他的手臂最大可发挥700N的拉力。若这个人用一个定滑轮来提升重物,他所能提起的最大物重为 [ ] A.1200N
B.700N
C.500N
D.200N如图甲、乙两个滑轮组,它们吊着的物体重都是G,滑轮重及摩擦均不计。当绳端拉力分别为F甲和F乙时,物体匀速上升。则F甲与F乙之比是 [ ] A.l∶l
B.2∶3
C.3∶2
D.4∶5如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2 m/s,拉绳的力F是9N。由此可知 [ ] A.物重是27N,物体的速度是0.4m/s
B.物重是18N,物体的速度是0.6m/s
C.物体受到的摩擦力是27N,物体的速度是0.4m/s
D.物体受到的摩擦力是18N,物体的速度是0.6m/s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0.4m/s的速度匀速上升,则 [ ] A.F=5N,F向上的速度是0.2m/s
B.F=7N,F向上的速度是0.2m/s
C.F=6N,F向上的速度是0.8m/s
D.F=22N,F向上的速度是0.2m/s如图所示,滑轮重及滑轮摩擦不计,物体A和B都处于静止状态。下列几种说法中正确的是 [ ] A.两物体重力的大小关系是G1=2G2
B.A物体受到的摩擦力的大小fA=2G2
C.A物体所受的合力的方向是向右的
D.A物体受到三个力的作用,B物体受到两个力的作用如图所示的四个滑轮组中,图____________可省一半力,图____________最费力,图____________和图____________用力大小一样。 a b c d (1)在下图中,画出滑轮组的串绕方法,要求是:绳端往上提,重物往上升。
并回答下列问题:
(2)这个滑轮组有 段绳子承担物重,若绳端的拉力向上移动l.5m,则物体上升 m。
(3)若物重G=30N,摩擦及动滑轮重均不计,使重物匀速上升时,绳端的拉力F= N。
(4)若物重G=30N,摩擦不计,动滑轮重为G动=6N,使重物匀速上升时,绳端的拉力F= N。如图甲和乙,设物重G为200N,摩擦不计,动滑轮的重不能忽略,串绕滑轮组的绳子最多只能承受50N的拉力。 (1)你将选用它们中的哪一个来提升重物?答:选用 ;
(2)若在实际提升物体匀速上升时,绳端的拉力是44N,求该滑轮组动滑轮的总重。
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