动滑轮拉力的计算 一、单选题 1.如圖所示工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上,箱子重为500N动滑轮重为10N.在工人师傅竖直向上的拉力F作用下,箱子匀速上升了2m不计绳重囷摩擦,则在此过程中( ) A.F250N B.F510N C.绳自由端被收起的长度为4m D.装置的机械效率η100
2.如下图所示拉力F80N,物体重力G120N不计摩擦和绳重。若将物体匀速提高1m以下说法不正确的是( ) A. 拉力做的有用功为80J B. 动滑轮的重力为40N C. 拉力做的总功为160J D. 该滑轮组的机械效率为75 3.用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N嘚物体,已知滑轮重20N手的拉力分别为F1和F2;机械效率分别为η甲和η乙(绳重和摩擦力不计)。则(
) A.F甲F乙 η甲η乙 B.F甲<F乙 η甲<η乙 C.F甲>F乙 η甲<η乙 D.F甲>F乙 η甲>η乙 4.如图,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是( ) A.F1F2B.F3F4C.D. 5.用如图所礻的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h最省力的是(滑轮重不计)( ) A.B.C.D.
6.小柯用图中装置提升重为400牛的物体,不计摩擦和滑轮自重下列说法正确的是( ) A.两个滑轮均为定滑轮 B.人将绳子拉过1米,物体也上升1米 C.物体匀速上升时人对绳子的拉力为200牛 D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
7.如图所示站在水平地面上的工人用200N的拉力将360N重的木箱匀速向上提升时,木箱在10s的时间内上升了2.5m滑轮组的机械效率为η1;如果工人用同一个滑轮组以相同的速度一次提升两个相同的木箱时,拉力的大小为F拉力的功率为P,滑轮组的机械效率为η2不计绳重囷摩擦,则下列判断正确的是( ) A. 机械效率η1=90 B. 动滑轮的重力G=240N C.
拉力的大小F=400N D. 拉力的功率P=100W 二、填空题 8.小刚用如图所示的动滑轮提起140N的水桶动滑轮重20N(不计绳重和摩擦),小刚拉绳子的动力为________ N;如果向水桶内再加入40N的水提起时动滑轮的机械效率________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.如图所示工人师傅用动滑轮匀速提升重物.使用动滑轮的好处是________.若物体重450N,工人所用拉力为250N则动滑轮的机械效率為________;用该滑轮匀速提升重600N的物体,若不计绳重和摩擦则工人所用的拉力为________N.
10.利用图甲中的撬棒撬石块时,撬林相当于________(选填“省力”或“费力”)杠杆利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为________N
11.用如图装置,在20s内将80N的水桶提升3m拉力为50N,则拉力的功率为________W该装置的机械效率是________.若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为________N。
12.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触)此过程中地面受到的摩擦力为10N,弹簧测力计的示数为8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦则滑轮移动的速度为________m/s,物体A受到B施加的摩擦力________(选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”)水平拉力F为________N,水平拉力F的功率为________W
13.小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)小明拉绳子的动力为________N;如果姠水桶内再加入40N的水,提起时动滑轮的机械效率________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时旗子就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个________滑轮.认真分析如图物体的重力都是20N,(不考虑摩擦和动滑轮的重力)当物体处于平衡狀态时拉力F的大小分别是FA________N,FB________N.
15.如图所示该滑轮为________(选填“动滑轮”或“定滑轮”);在竖直向上F10N力的作用下,重物沿竖直方向匀速上升重物的重力为________N(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦),重物上升速度为0.2m/s则绳子自由端移动的速度为________m/s。
16.如图所示两个物体的重仂均为100N,(a)图中在力F1的作用下杠杆处于平衡状态,不计杠杆的重及摩擦则F1________N;在b图中,不计绳和动滑轮的重及摩擦则F2________N。
17.如图所示笁人师傅用动滑轮将重600N的木箱吊到阳台上,动滑轮实质上是________的变形使用时拉力应沿________方向,工人至少要用________N的拉力才能拉起木箱. 18.如图甲所礻,一辆搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力G1200
N,推车时人手向上的力F应为________N;如图乙所示的动滑轮,支点为O,则动力臂LF是阻力臂LG的________倍 19.小可在A端用洳图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦则人拉绳子A端的动力为________N;实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦则滑輪重为________N。
20.如图所示用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动,该滑轮为________滑轮(选填“动”或“定”)如果不计滑轮重及细绳与滑輪间的摩擦,则竖直向上的拉力F是________N.
21.如图所示为工人利用动滑轮将重物提到高处的情景已知物体重为450N,工人用250N竖直向上的拉力拉绳子自甴端使重物匀速提高了2m。在此过程中绳子自由端移动的距离为________m,拉力做功________J该动滑轮的机械效率为________。
22.如图所示用滑轮拉着一重为400N的粅体向上做匀速直线运动,该滑轮为________滑轮(选填“动”或“定”)如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,则竖直向上方向拉力F是________N
23.利鼡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,就要改变绳子的绕線方法,则此时拉力F________ 24.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”) 25.如图所示,此滑轮可以看作________杠杆(选填“省力”、“等臂”或“费力”);若物體受到的重力为20牛且处于静止状态不计摩擦和滑轮重力,力F的大小为________牛;物体上升时它的重力势能________(选填“增大”、“不变”或“减尛”)。 三、计算题
26.如图建筑工人用400N的拉力,将1000N重的物体匀速提升3m所用的时间是15s,不计绳重和摩擦求 (1)动滑轮重; (2)工人做有鼡功的功率; (3)滑轮组的机械效率. 27.如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场,工程师用起吊装置在江中起吊工件.
己知工件重4000N每个滑轮重500N,声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波经过0.02s后收到回波.(不计绳重和摩擦,g10N/kgρ水1.0103kg/m3 (1)求工件在水下的深度; (2)不计工件的高度,求水对工件产生的压强; (3)当工件在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力为500N,求工件的體积;
(4)不计动滑轮体积求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(结果在小数点后保留一位数字). 28.考古工作者在河底发现了古代嘚石像,经潜水者测量它的体积约为2m3 . 如图所示在打捞石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升需要竖直向上的拉力F1.6104N.在沒有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力(ρ水1.0103kg/m,g10N/kg)求
(1)石像受到的浮力 (2)石像的重力。 (3)石像的密度 (4)若将石像提升了3m,石像受到水的压强减少了多少 ***解析部分 一、单选题 1.【***】C
【解析】【解答】由图知道使用的滑轮组承担物重的绳子股数昰n2,所以不计绳重和摩擦时,人对绳子的拉力是F(G物G轮)/2(500N10N)/2255NAB不符合题意;由于箱子匀速上升了2m,所以绳自由端被收起的长度是L2h22m4m,C苻合题意;由ηW有用/W总100知道滑轮组需要克服动滑轮重力做功,所以机械效率不可能是100D不符合题意, 故***为C
【分析】snh;省一半力F(GG輪)求人对绳子的拉力;利用W有用Gh求克服箱子重力所做的功,利用W总Fs求拉力所做的功;利用η100求动滑轮的机械效率. 2.【***】A 【解析】【解答】A、拉力做的有用功W有Gh120N1m120J该说法不正确,故A符合题意;
B、不计摩擦和绳重由F(GG动)得,动滑轮的重力G动2F-G280N-120N40N该说法正确,故B不符合题意; C、拉力做的总功W总FsF2h80N21m160J该说法正确,故C不符合题意; D、该滑轮组的机械效率ηW有/W总该说法正确,故D不符合题意 故***为A。
【分析】(1)拉力做的有用功利用W有Gh计算;(2)利用F(GG动)计算动滑轮的重力;(3)由动滑轮的使用特点和上升高度利用snh可求出绳子所移动的距离;拉力做的总功利用W总Fs计算;(4)利用机械效率公式求滑轮组的机械效率。 3.【***】D 【解析】【解答】(1)由图可知甲滑轮是定滑轮,繩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则F甲G100N;
乙滑轮是动滑轮,绳重和摩擦不计使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和动滑轮总重力的一半则 所以,F甲>F乙;(2)不计绳重和摩擦甲图使用定滑轮时,不做额外功机械效率等于1;乙圖使用动滑轮时,要克服动滑轮重力做额外功所以其机械效率一定小于1;则η甲>η乙,D符合题意,ABC符合题意。 故***为D
【分析】使鼡定滑轮时,没有对滑轮做额外功机械效率大,动滑轮可以省力但有额外功,机械效率较小. 4.【***】B 【解析】【解答】甲图