11.2 滑轮（组）计算专项 苏科版物理 九年级上册.docx

11.2 滑轮（组）计算专项一、计算题1如图所示，用一动滑轮拉物体A以0.6m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到摩擦力是物重的0.2倍，若忽略绳子与滑轮间的摩擦。求：（1）拉力F的大小；（2）在2s内绳的自由端移动的距离。2如图所示，建筑工人用动滑轮提升重为200N的泥桶，动滑轮重20 N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，若工人在4s内将绳子匀速向上拉4 m，求：（1）泥桶上升的速度；（2）手拉绳子的力（要求画出受力分析示意图）。3如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求：(1)按甲方式拉动时，物体的速度；(2)若物体运动3秒，F甲所做的功；(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。4工人用如图所示的滑轮装置，将物体匀速竖直向上提起，不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，工人作用在绳子上的力为100牛，求：（1）物体的质量；（2）若工人拉动绳子做功100焦，则求绳子自由端上升的距离。5用如图所示的动滑轮竖直向上提升物体，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦：(1)若不考虑滑轮重，当所提重物为300 N时，利用杠杆平衡条件，求拉力F的大小；(2)若滑轮的重不能忽略，求当所提物体重G100 N、滑轮重G050 N时的机械效率。6用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示，不计滑轮和绳的摩擦，货物重100牛，被以0.1米/秒匀速提升0.3米，求：(1)拉力F的大小；(2)绳子自由端移动的距离。7用如图所示的滑轮组提升重为G=30N的重物，当重物以0.3m/s的速度匀速上升10s时，拉力F是24N。求： (1)人站在地面上将重物拉起，请画出滑轮组最省力的绕线方法；(2)有用功；(3)总功；(4)滑轮组的机械效率。8如图所示，小汽车用F=1000N的拉力通过滑轮组从竖直矿井中提升重为2700N的矿石，矿石以2 m/s的速度匀速上升8 m。（不计绳的重力及滑轮摩擦）求该过程中：(1)图中滑轮C是_（选填“定”或“动”）滑轮，其作用是_；(2)汽车拉力F的功率_；(3)动滑轮的重_；(4)滑轮组的机械效率_；(5)若增加提升矿石的重，该滑轮组的机械效率_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。9如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，能以0.8m/s的速度在水平地面上向左匀速运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为60，求：(1)拉力F的功率；(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小。10如图所示，用滑轮组将重40N的物体匀速提高2m，用时10s，每个滑轮重是2N，绳重、摩擦不计，试求：(1)提起物体所用的力是多少？(2)绳端移动的距离是多少？(3)物体上升的速度？参考答案1（1）2N；（2）2.4m【详解】（1）由图知道，动滑轮绳子的有效股数n=2，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则拉力F的大小（2）由知道，物体移动的距离s物=vt=0.6m/s×2s=1.2m绳的自由端被拉过的距离s绳=ns物=2×1.2m=2.4m答：（1）拉力F的大小是2N；（2）在2s内绳的自由端被拉过了2.4m。2（1）0.5m/s；（2）110N【详解】解：（1）泥桶上升的距离泥桶上升的速度（2）将动滑轮和桶作为一个整体，受力分析如图所示手拉绳子的力答：（1）泥桶上升的速度为0.5m/s；（2）手拉绳子的力为110N。3(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W【详解】(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。(2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功F甲所做的功是4.8J。(3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即那么乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度根据可知，这情况下F乙的功率这情况下F乙的功率是2.4W。答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s；(2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J；(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。4（1）20kg；（2）1m【详解】解：（1）由滑轮装置可知，绳子的股数为n=2，则有物体的质量为（2）工人作用在绳子上的力为100N，工人拉动绳子做功100J，绳子自由端上升的距离为答：（1）物体的质量为20kg；（2）若工人拉动绳子做功100J，则求绳子自由端上升的距离为1m。5(1)600 N；(2)80%【详解】解：(1)设滑轮的半径为r，则由图可知动力臂L1r，阻力臂L22r，不考虑滑轮重，所提重物G300 N时，由杠杆平衡条件可得，FL1GL2，即F×rG×2r解得拉力F2G2×300 N600 N(2)不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，由力的平衡条件可得，此时的拉力F2GG02×100 N50 N250 N该滑轮费力但省一半的距离，则拉力端移动的距离，滑轮的机械效率答：(1)拉力F的大小为600 N； (2)滑轮的机械效率是80%。6(1)51N；(2)0.6m【详解】解：(1)动滑轮绳子的有效股数为2，不计摩擦，拉力F的大小(2)绳子自由端移动的距离答：(1)拉力F的大小51N；(2)绳子自由端移动的距离0.6m。7(1) ；(2)90J；(3)144J；(4)62.5%【详解】(1)由图知，拉力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示：(2)重物上升距离滑轮组对货物的有用功(3)由图知，通过动滑轮绳子段数n=2，滑轮组对货物的总功(4)滑轮组的机械效率答：(2)有用功为90J。(3)总功为144J。(4)滑轮组的机械效率为62.5%。8定 改变施力的方向 300N 90% 增大 【详解】(1)由图知道，图中滑轮C只改变施力的方向，没有改变力的大小，所以，是定滑轮。(2)由图知道，n=3，所以，汽车移动的速度v车= 3v矿石=3×2 m/s=6 m/s汽车拉力F的功率(3)由于n=3，所以，故动滑轮的重G动=3F- G矿石=3×1000 N- 2700 N=300 N(4)由知道，滑轮组的机械效率(5)由于所以，若增加提升矿石的重，则该滑轮组的机械效率增大。答：(1)图中滑轮C是定滑轮，其作用是改变施力的方向；(2)汽车拉力F的功率；(3)动滑轮的重300N；(4)滑轮组的机械效率90%；(5)若增加提升矿石的重，该滑轮组的机械效率增大。9（1）8W；（2）6N【详解】解：(1)绳子自由端的速度拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率为60，由公式可知物体受到的拉力因为物体做匀速直线运动，所以物体受到摩擦力等于物体受到的拉力，即摩擦力也为6N。答：(1)拉力F的功率是8W；(2)物体A受到水平地面的摩擦力为6N。10(1)14N；(2)6m；(3)0.2m/s【详解】(1)由图知，n3，绳重、摩擦不计，提起物体所用的力为(2)绳端移动的距离为snh3×2m6m(3)物体上升的速度为答：(1)物体所用的力是14N；(2)绳端移动的距离6m；(3)物体上升的速度0.2m/s。