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5.用如图所示滑轮组拉起G=100N的重物,不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力,拉力F为( )
25N
12.5N
100N
6.如图所示,图中的甲、乙两个物体处于静止状态.甲、乙的密度之比ρ甲:
ρ乙=2:
1,质量之比m甲:
m乙=4:
5,且乙的质量为500g.若不计绳重、轮重和摩擦,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
滑轮组静止时,甲受力平衡,乙受力不平衡
甲、乙两个物体的体积比为8:
5
甲的重力为8N
乙对地面的压力为3N
7.如图所示,物体A重80N,物体B重72N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动.如果在物体A上加一个水平向左的力,拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,则此时拉力F及3s内拉力F所做的功W分别是(已知动滑轮重18N,绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计)( )
F=90N;
W=27J
F=60N;
W=54J
F=30N;
W=18J
二.填空题(共9小题)
8.如图所示,长木板B放在粗糙水平面上,物块A放在长木板B上,细绳拴在A上,跨过定滑轮后又拴在B上.已知A的质量为2kg,B的质量为1kg.A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍,现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力,恰好能使B向右匀速运动.由此可知长木板B的上表面受到的摩擦力大小为 _________ N,方向水平向 _________ ,下表面受到的摩擦力大小为 _________ N.
9.如图所示装置中,长木板甲重20N,物体乙重10N.甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连,当水平方向的拉力F的大小为6N时,长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s,向左做匀速直线运动.不计滑轮处摩擦,绳子拉物体乙的功率是
_________ W.
10.如图所示,重为500N的某人站在重为350N的木板上,木板成水平状态,整个装置在空中保持静止,每个滑轮自重为50N,不计摩擦和绳重,则人对木板的压力大小为 _________ N.
11.如图所示,质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上,木板可以绕B端上下转动,OA=2OB.要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力为 _________ N,人对木板AB的压力为 _________ N(摩擦阻力不计).
12.(2009?
北京)如图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图.当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,物体A所受浮力为80N,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力为N1.当物体A有
的体积露出水面且静止时,小明对绳子竖直向下的拉力为F2,水平地面对小明的支持力为N2.已知动滑轮所受重力为120N,小明所受重力为600N,N1:
N2=13:
12.不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,则物体A所受重力为 _________ N.
13.如图所示,物体甲重12牛.乙重10牛,不计滑轮重时,则A点受到的力是 _________ 牛,B点受到的力是 _________ 牛,物体甲对地面的压力是 _________ 牛.
14.如图所示,OB:
OA=1:
2,物体甲重30N,动滑轮重9N,杠杆重、绳重、绳和滑轮之间的摩擦不计,人需要 _________ N的力可以拉动物体甲匀速上升.
15.如图所示,是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图,上端固定在楼顶.若动滑轮质量为2.5kg,工作台质量为7.5kg,涂料和所有工具质量为20kg,工人师傅的质量为60kg,绳重及摩擦不计.当工作台停在距地面10m高处时,工人师傅对绳子的拉力为 _________ N;
若工作台从距地面10m高处升到20m高处,工人师傅最少需要做 _________ J的功.(取g=10N/kg)
16.如图,体重500N的人站在吊篮中,吊篮重力G=700N.要将吊篮匀速吊起,不计滑轮、绳重及摩擦.人至少要用 _________ N的力拉绳.
三.解答题(共4小题)
17.如图所示,用力F拉400N的物体在水平地面上做匀速直线运动,重物以10cm/s的速度移动,物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍,若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦.
(1)弹簧秤的示数为多大拉力的功率为多大
(2)若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦,实际拉绳子的力为32N,则滑轮组的机械效率为多大
18.用如图所示的滑轮组从15m深的水池中(水池面积很大,达几百平方米)提起底面积为200cm2,高2m的圆柱形实心物体,已知该物体的密度为2.5×
103kg/m3,力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N,问:
(1)该物体所受的重力为多少牛
(2)物体浸没水中时匀速拉动绳子,绳子自由端的拉力多少牛(不计摩擦及滑轮重)
(3)物体以0.2m/s的速度匀速提起时,经多长时间绳子被拉断(取g=10N/kg)
19.在如图所示中,物体A重50N,物体B重30N,物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动,如果在物体A上加上一个水平向左的力F拉动物体A,使物体B以0.1m/s的速度匀速上升,2s钟内拉力F移动的路程是多少若物体A受到的摩擦力是物重的0.1倍,则F最少是多大时才能使物体B静止在空中若物体B匀速上升,则F最少应为多大(滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计)
20.如图是一种电梯结构的示意图,电梯厢在电梯井中沿,竖直通道上下运行.钢链的两端分别固定在电梯井顶部的一点和B点,刚时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E,又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C,在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D.电梯载重量为10人(1人的质量按60kg计算,取g=10N/kg,忽略摩擦及钢链的质量).请回答:
(1)配重的功能是什么住已知电梯厢重和载重量的情况下,配重的质量最好是多大
(2)当电梯满载匀速上升时,A、B两点受到的拉力各是多大
参考答案与试题解析
考点:
二力平衡条件的应用;
动滑轮拉力的计算。
专题:
应用题;
图析法。
分析:
匀速直线运动的物体受到平衡力作用,则可根据物体处于平衡状态时的滑动摩擦力.滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关.
解答:
解:
当拉力F为5牛时,木板向右做匀速直线运动,木板受到地面和小木块水平向左的摩擦力,由于物体间力的作用是相互的,则小木块受到木板水平向左的摩擦力,又因为滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关,则当把拉力增大到10牛时,由于木块与木板间的压力和接触面的粗糙程度不变,则小木块受到的摩擦力等于弹簧对它的拉力是一对平衡力,因此小木块将保持静止状态.
故选D.
点评:
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体进行加速、减速、匀速都没有关系,跟物体的运动速度大小无关,这点容易忽视.
滑轮组绳子拉力的计算;
速度的计算。
A、由图知,承担物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,利用F=
(G轮+f地)求拉力大小;
BC、人对地面的压力等于自己体重减去拉力,据此求压力大小;
D、绳子自由端运动速度等于物体移动速度的2倍,据此求出绳子自由端运动速度.
A、由图知,n=2,不计绳重和摩擦,
拉力F=
(G轮+f地)=
(20N+200N)=110N,故A错,符合题意;
BC、人对地面的压力F压=G﹣F=510N﹣110N=400N,故B正确、C错;
D、绳子自由端运动速度v=2×
0.02m/s=0.04m/s,故D错.
故选ACD.
因为是物体水平移动,有用功为克服摩擦力做功,利用好不计绳重和摩擦,拉力F=
(G轮+f地),而不是F=
(G轮+G物是本题的关键.
滑轮组绳子拉力的计算。
计算题。
此题的滑轮组中有三个滑轮,包括:
一个定滑轮和两个动滑轮;
由于绕过滑轮组的绳子不是同一股,所以他们承担的物重是不同的,需要对各滑轮进行单独处理;
分别用绳子自由端的拉力F表示出A、B、C三处绳子的拉力,若货物能被拉上去,那么这三处绳子的拉力之和应该至少等于物重.
首先将三个滑轮进行单独分析,如图所示:
在最下面的动滑轮中:
FA=F,F1=2F;
(不计滑轮重、绳重和摩擦,下同)
在中间的动滑轮中:
FB=F2=F1=2F,F3=2FB=4F;
在最上面的定滑轮中:
FC=F4=F3=4F;
因此,绳子A、B、C提供的总拉力为:
F总=FA+FB+FC=F+2F+4F=7F;
若要提起物体,则需满足:
F总≥G,即:
FA+FB+FC≥G,
∴7F≥490N,即:
F≥70N;
因此站在地面上的人需要的最小拉力为70N,只有B符合题意;
故选B.
在解复杂滑轮组的题目时,一定要对各个滑轮进行单独分析.明确复杂滑轮组中,不同绳子的张力不同是区别于简单滑轮组的关键所在(简单滑轮组中只有一根绳子).
力的合成与应用。
计算题;
应用题。
由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,不计动滑轮重、绳重和摩擦,则F=
F拉,据此求出滑轮组对A的拉力F拉,而物体A静止,受到的重力等于支持力加上拉力,据此求出地面对木箱的支持力.
由图知,n=3,则F=
F拉,
∴木箱受到的拉力:
F拉=3F=3×
300N=900N,
∵木箱静止,
∴G=F支+F拉,
∴地面对木箱的支持力:
F支=G﹣F拉=1200N﹣900N=300N.
本题考查了使用滑轮组拉力的计算、同一直线上力的合成,属于基础题目,利用好不计动滑轮重、绳重和摩擦F=
F拉是关键.
对于动滑轮来说,当不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力时,绳子的拉力是物体重力的二分之一,然后结合图逐一分析各个动滑轮的拉力得出最终绳子自由端的拉力F.
如图:
根据动滑轮可以省一半的力可知,
对于动滑轮1来说,A段绳子的拉力FA=
G=
×
100N=50N;
对于动滑轮2来说,B段绳子的拉力FB=
FA=
50N=25N;
对于动滑轮3来说,C段绳子的拉力F=
FB=
25N=12.5N.
本题考查了滑轮组拉力的计算,关键是根据动滑轮的定义判断图中的三个滑轮都是定滑轮,然后再根据动滑轮省一半的力逐一分析得出拉力的大小.
滑轮组及其工作特点;
密度公式的应用;
力的合成与应用;
重力的计算。
A、根据处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用分析;
B、根据密度的变形公式v=
即可求出;
C、根据甲、乙的质量比求出甲、乙的重力之比,然后即可求出物体甲的重力;
D、乙对绳子的拉力通过定滑轮后,作用在动滑轮上,拉着甲不动.动滑轮能省一半的力.由此入手解决问题.然后后对乙进行受力分析,求出乙对地面的压力.
A、因为滑轮组静止时,甲乙物体都处于静止状态,因此甲乙物体都受到平衡力的作用;
故A错误.
B、∵ρ甲:
1,m甲:
5,所以v甲:
v乙=
:
=
=2:
5;
故B错误.
C、∵m甲:
5,∴m甲=
m乙=
500g=400g;
∴G甲=m甲g=0.4kg×
10N/kg=4N;
故C错误.
D、若不计绳重、轮重和摩擦,∵乙对绳子的拉力F通过定滑轮后,作用在动滑轮上,拉着甲不动.动滑轮能省一半的力.
∴F=
G甲=
4N=2N,
∵G乙=m乙g=0.5kg×
10N/kg=5N;
又乙物体在水平地面上处于静止状态;
∴乙物体受竖直向下的重力G乙、竖直向上的拉力F和支持力N的作用,且受力平衡,
∴N=G乙﹣F=5N﹣2N=3N,
∵乙物体受到哦的支持力和对地面的压力是一对相互作用力;
∴乙对地面的压力为3N,故D正确.
本题考查力的合成与应用,注意比例的求解方法,会正确对乙物体进行受力分析.知道物体处于静止状态时一定受平衡力的作用,知道一对相互作用力的大小关系.
滑轮与功的综合题。
(1)使用滑轮组提物体时,绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计,F=
(G+G动).
(2)物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动,A受到的摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力,可求出摩擦力.
(3)拉动A向左运动,A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、绳子的拉力三力平衡,可求出拉力.
(4)功的公式W=Fs,绳子移动的距离是物体提升高度的n倍,即S=nh.
物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时,f=F拉=
(G+G动)=
(72N+18N)=30N.
拉动A向左运动时,A受力如图,F=f+F拉=30N+30N=60N.
h=vt=0.1m/s×
3s=0.3m,S=3h=3×
0.3m=0.9m,W=Fs=60N×
0.9m=54J.故B说法正确.
会根据力的平衡解决问题,要结合滑轮组的特点、功的公式和速度公式联立求解.
8.如图所示,长木板B放在粗糙水平面上,物块A放在长木板B上,细绳拴在A上,跨过定滑轮后又拴在B上.已知A的质量为2kg,B的质量为1kg.A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍,现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力,恰好能使B向右匀速运动.由此可知长木板B的上表面受到的摩擦力大小为 4 N,方向水平向 左 ,下表面受到的摩擦力大小为 9 N.
摩擦力大小的影响因素。
摩擦力是阻碍相对运动的力,在物体做匀速直线运动时,它与拉力的大小是相同的.图中物体A与B都在运动,因此,它们互相都向对方有摩擦力的作用.
长木板B的上表面受到的摩擦力是A重的0.2倍,即F=0.2G=0.2×
2kg×
木板B向右运动,摩擦力与其方向相反,因此向左;
物块A对木板B的摩擦力是4N,木板B对物块A的摩擦力也是4N,因此,A、B间需要克服的摩擦力一共为8N,再加上木板B与地面之间的摩擦力,这些最终都需要由拉力F来克服.由此可知,B的下表面受到的摩擦力=17N﹣8N=9N.
故答案为:
4,左,9.
此题中,A和B都在同时运动,互相之间都有摩擦力的作用,不管方向怎样,最终都需要由动力来克服它,搞清这一点是此题的关键所在.
6 W.
功率的计算;
定滑轮及其工作特点。
计算功率的公式是:
P=
,要算功率,需要知道做的功W和时间t.而根据本题中所给的数据,我们无法计算出W和t,所以该题不能用此公式来求解.
由题意知,物体做的是匀速直线运动,所以我们由W=Fs,s=vt,推出W=Fvt,则得出P=Fv,只要知道绳子对物体乙的拉力和绳子的运动速度,就可以计算出功率P了.
先分析甲的受力情况:
由图可知,甲一共受到三个力:
向左的拉力、乙和甲之间的摩擦力、绳子对甲向右的拉力.其中绳子对甲向右的拉力来自于乙和甲之间的摩擦力,所以这两个力大小是相等的.由于甲做匀速直线运动,所以这两个力之和等于6N,则绳子对乙的拉力是3N.物体乙的速度和甲的移动速度相同,也是2m/s,所以绳子对物体乙的功率是:
P=Fv=3N×
2m/s=6W.
6.
本题难度较大,关键是要分析绳子对物体乙的拉力大小是多少.力学题中,一定要先对物体进行受力分析,然后根据物体运动状态判断这几个力的关系.
10.如图所示,重为500N的某人站在重为350N的木板上,木板成水平状态,整个装置在空中保持静止,每个滑轮自重为50N,不计摩擦和绳重,则人对木板的压力大小为 300 N.
滑轮组及其工作特点。
顺推法;
读图可知,整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担,右侧的拉力则又由第二只滑轮分担.因为整个装置保持静止,所以每只滑轮两侧的力都是相等的.
人的重力500N+木板的重力350N+下面的滑轮的重力50N=900N,读图可知,这900N都由最上面的滑轮承担,而且左右拉力相等.因此,上面滑轮右侧的拉力为450N,减去下面滑轮的自重50N,等于400N.这400N又由两段绳子平均分担,因此,人手处的拉力为200N.于是得出,人对木板的压力=人的重力500N﹣绳子拉人手的力200N=300N.
300.
认真读图,找出各力的分担关系,依次推理,最后就可以判断每一段绳子处的力的大小了.
11.如图所示,质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上,木板可以绕B端上下转动,OA=2OB.要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力为 150 N,人对木板AB的压力为 450 N(摩擦阻力不计).
杠杆的平衡分析法及其应用;
杠杆的平衡条件。
(1)已知人的质量,根据公式G=mg可求人的重力,人对木板的压力等于人的重力与绳子对人的拉力之差;
绳子对人的拉力等于绳子拉木板的力;
(2)根据杠杆的平衡条件可求绳子拉力的大小,进一步求出人对木板的压力.
(1)人的重力:
G=mg=60kg×
10N/kg=600N;
人拉绳子的力等于绳子对木板的拉力F;
人对杠杆的力:
Fo=G﹣F,
(2)∵Fo×
OB=F×
BA,
即:
(G﹣F)×
BA;
=150N;
人对木板的压力F压=G﹣F=600N﹣150N=450N;
150;
450.
本题考查了杠杆平衡条件的应用,用好力的作用是相互的、力的平衡条件、定滑轮不省力是本题的关键.
北京)如图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图.当物体A完全在水面下被匀速提
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