滑轮练习有答案2.docx

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滑轮练习有答案2

11．奇动偶定原理：

使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为n．若n为偶数时，则绳子的固定端挂在　定　滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在　动　滑轮上．

考点：

专题：

简单机械．

分析：

使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的拉力就是物重的几分之一，即奇动偶定原理：

使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为n．若n为偶数时，则绳子的固定端挂在定滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上．

解答：

解：

使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为n．若n为偶数时，则绳子的固定端挂在定滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上．

故答案为：

定；动．

点评：

在定滑轮、动滑轮数量确定的前提下，任何一个滑轮组都有两种绕绳方法﹣﹣绳子始端挂在动滑轮或定滑轮上，承担物重的绳子非奇必偶．

12．确定绳子的股数：

数　动滑轮　上绳子的根数．

考点：

专题：

简单机械．

分析：

判定滑轮组的省力情况时，首先要明确承担物重（或摩擦力）的绳子股数．

解答：

解：

确定承担物重的绳子的股数：

数动滑轮上绳子的根数．

故答案为：

动滑轮．

点评：

定滑轮不能省力，所以判定滑轮组省力情况时，只要看有几股绳子作用在动滑轮上即可．

13．使用滑轮组既可以　省力　，又可以　改变力的方向　；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体和动滑轮总重的　几分之一　，表达式是：

F=1/n（G物+G动）．

考点：

专题：

简单机械．

分析：

根据对滑轮组的优点和省力规律的掌握作答．

解答：

解：

①使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向；

②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体和动滑轮总重的几分之一，表达式是：

（G物+G动）．

故答案为：

省力；改变力的方向；几分之一．

点评：

此题考查的是滑轮组的优点和省力规律，但需要清楚的是：

使用滑轮组虽然可以省力，但要费距离．

14．如图，分别利用定滑轮、动滑轮和滑轮组匀速向上提升重物．已知作用在绳子自由端的拉力都为20N．则：

（1）不计滑轮、绳子的重量及摩擦时，被提升的物体重量分别是：

G甲=　20　N；G乙=　40　N；G丙=　40　N；G丁=　60　N．

（2）当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是：

s甲=　2　m；s乙=　4　m；s丙=　4　m；s丁=　6　m．

考点：

专题：

图析法．

分析：

不计滑轮、绳子的重量及摩擦时，使用定滑轮，不省力也不省距离；使用动滑轮省一半的力，但要费一倍的距离；使用滑轮组，若承担物重的股数为n，则F=

，但s=nh．据此分析回答．

解答：

解：

（1）由题知，不计滑轮、绳子的重量及摩擦，

左一图，使用的是定滑轮，G甲=F甲=20N；

左二图，使用的是动滑轮，因为F乙=

G乙，所以G乙=2F乙=2×20N=40N；

左三图，使用的是滑轮组，由图知n=2，因为F丙=

G丙，所以G丙=2F丙=2×20N=40N；

左四图，使用的是滑轮组，由图知n=3，因为F丁=

G丁，所以G丁=3F丁=3×20N=60N；

（2）当物体被提升h=2m时，

s甲=h=2m，

s乙=2h=2×2m=4m，

s丙=2h=2×2m=4m，

s丁=3h=3×2m=6m．

故答案为：

（1）20；40；40；60；

（2）2；4；4；6．

点评：

本题考查了使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时拉力和拉力移动距离的计算，利用好不计滑轮、绳子的重量及摩擦时拉力F=

G和s=nh是本题的关键．

三．解答题（共16小题）

15．（2013•贵港）A、B、C是由密度为ρ=3.0×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球．A球的质量mA=90g；甲和乙是两个完全相同的木块，其质量m甲=m乙=340g；若把B和C挂在轻质杠杆两端，平衡时如图1所示，其中MO：

ON=3：

1．若用细线把球和木块系住，放入底面积为400cm2的圆柱形容器中，在水中静止时如图2所示．在图2中，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计）．

（1）甲木块的体积是多少？

（2）求B和C的质量各为多少kg？

（3）若将A球与甲相连的细线以及C球与B球相连的细线都剪断，甲和乙重新静止后，水对容器底部的压强变化了多少？

考点：

专题：

压轴题；压强、液体的压强．

分析：

（1）把甲和A看做一个整体，根据物体漂浮时，浮力与重力相等进行分析；

（2）根据杠杆平衡条件结合动滑轮的特点列出关系式；

根据图2，将乙、B、C看做一个整体，根据悬浮时浮力与重力相等，列出关系式；

将两个关系式联立并代入已知条件便可求出；

（3）求出甲、乙漂浮在水面上时排开水的体积与原来相比，结合容器底的底面积求出水的液面高度的变化，根据公式p=ρ液gh求出压强的变化．

解答：

解：

（1）G甲=G乙=m甲g=340×10﹣3kg×10N/kg=3.4N

GA=mAg=90×10﹣3kg×10N/kg=0.9N

VA=

=0.3×10﹣4m3

将甲、A看做一个整体，因为漂浮，则：

ρ水g（

+VA）=G甲+GA

即：

1.0×103kg/m3×10N/kg×（

+0.3×10﹣4m3）=3.4N+0.9N

解得：

V甲=8×10﹣4m3；

（2）由图1知，杠杆杠杆平衡条件：

2mBg•ON=mCg•OM

∵MO：

ON=3：

∴2mB×ON=mC×3ON

则mB=1.5mC

由图2知，乙、B、C悬浮在水中，将乙、B、C看做一个整体，则：

ρ水g（V乙+VB+VC）=G乙+GB+GC

即：

1.0×103kg/m3×10N/kg×（8.0×10﹣4m3+

）=3.4N+mB×10N/kg+mC×10N/kg

则：

1.0×103kg/m3×（8.0×10﹣4m3+

）=0.34kg+1.5mC+mC

解得：

mC=0.276kg

mB=1.5mC=1.5×0.276kg=0.414kg

（3）把甲、乙、A、B、C看做一个整体，原来都漂浮，浮力等于所有物体的总重力；

若将线剪断，则甲、乙、B漂浮在水面，A、C沉入水底，此时整体受到的浮力减小，且

VA=

=3×10﹣5m3；

VC=

=9.2×10﹣5m3；

△F浮=（GA+GC）﹣ρ水g（VA+VC）

=（0.09kg+0.276kg）×10N/kg﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×（3×10﹣5m3+9.2×10﹣5m3）

=3.66N﹣1.22N

=2.44N；

则△V排=

=2.44×10﹣4m3；

则△h=

=0.0061m

由于液面下降，所以压强减小，则：

△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0061m=61Pa

答：

（1）甲木块的体积是8×10﹣4m3；

（2）B的质量为0.414kg；C的质量为0.276kg；

（3）甲和乙重新静止后，水对容器底部的压强减小了61Pa．

点评：

此题考查了杠杆平衡条件的应用及浮力公式的应用，解决此题的关键是掌握杠杆平衡条件，将图2中的物体作为一个整体，根据浮力和重力相等的关系列出关系式，同时涉及到了密度的知识．

16．（2007•岳阳）请你阅读下面的文章：

绕几圈之后

增大磨察力的方法通常有两种，即增大压力、使接触面粗糙．那么，还有没有别的方法了呢？

小明同学对自己提出了这样的问题．

对此他进行了如下的研究：

找一段棉线，在棉线的一端拴上一把大锁，然后，把它搭在一根平放的圆棍上．如图A中那样，通过弹簧测力计来拉棉线的另一端．这时，要使大锁不下落，用的力虽然比竖直向上提要少，但省的力却不算多．

再如图B那样，将棉线在圆棍上绕一圈，发现弹簧测力计的示数变小了．

再如图C那样，将棉线在圆棍上绕两圈，发现弹簧测力计的示数更小了．

再如图D那样，将棉线在圆棍上绕四圈，发现弹簧测力计的示数几乎为零．

对于上述现象，小明进行了归纳分析并得出了结论．

根据你的阅读，请回答下列问题：

（1）小明同学可以得出一个什么结论？

（2）这一结论在日常生活、生产中有何应用？

（请举一例）

（3）小明在上述探究过程中是一个什么样的思维过程？

考点：

专题：

简单机械．

分析：

本题只要考查了三个方面的知识：

（1）如何应用控制变量法分析实验结论：

先找相同的条件，在找不同的条件，观察实验结果，说明实验结果与实验条件（不同条件）的关系．

（2）了解摩擦力在生活中的应用．

（3）了解科学探究的基本探究过程．

解答：

解：

（1）对比几次实验可知，其他条件都相同，只是每次缠绕的圈数不同，结果测力计的示数不同，所以可得如下结论：

缠绕的圈数越多，摩擦力就越大．

（2）这一结论在日常生活、生产中有很多应用，如；①船靠岸时，将缆绳在缆柱上绕几圈；②连接两段导线时，两段电线拧在一起相互缠绕．

（3）小明提出还有没有别的增大摩擦力方法吗？

这一过程属于科学探究中的提出问题这一要素．

他进行了如下研究：

找一段棉线，在棉线的一端拴上一个沉重的东西（例如一把大锁），然后，把它搭在一根平放的圆棍上（如铁床的横梁、自行车的大梁等），通过弹簧测力计来拉棉线的另一端．这一过程属于科学探究的制定计划、设计实验这一要素．

将棉线在圆棍上绕一圈，发现弹簧测力计的示数变小了，这一过程属于科学探究的进行实验、收集证据这一要素．

小明通过三次实验对比摩擦力的大小，属于科学探究的归纳分析、得出结论这一环节．

故答案为：

（1）缠绕的圈数越多，摩擦力就越大；

（2）应用举例：

①船靠岸时，将缆绳在缆柱上绕几圈．

（3）思维程序：

提出问题﹣﹣制定计划与设计实验﹣﹣﹣﹣进行实验与收集证据﹣﹣﹣﹣归纳分析﹣﹣得出结论．

点评：

把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路和了解科学探究的七个要素是解答此题的关键所在．

17．（2005•泰州）是什么？

为什么？

怎么做？

（1）有人根据古埃及文明发展史推测，描绘了三千多年前古埃及人修建金字塔时的一个场景（如图）．在这个场景中，运用到的物理知识有：

①　杠杆原理　；

②　用滚动代替滑动，减小摩擦　．

（2）如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：

上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作．

①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？

并说明理由：

　不能因为，高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水　．

②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”．请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：

　不能由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中（或“对外做功消耗能量”、“用来打磨物体消耗能量”、“克服装置的摩擦要消耗能量”），上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．　．

（3）如图是舞台幕帘．幕帘有两片，其左右两边侧（c、d）两端固定，“帘门”滑环上的两根线（图中a和b）与上方水平牵线连接．当控制电动机作顺时针旋转时，“帘门”向两侧分开，反之就向中间合拢．请按上述要求，分别将a和b两个线头连接到上方水平牵线上．

　a接下面的牵线，b接上面的牵线　．

考点：

专题：

答案开放型．

分析：

（1）杠杆是一根硬棒在力的作用下能绕固定点转动．

（2）减小摩擦力的方法可以变滑动为滚动．

（3）此题要从能量的角度入手去分析解决：

水从高处落下冲击叶轮，有一部分重力势能转化为叶轮的动能，还有一部分重力势能转化为掉入水池中的水的动能．转化为叶轮的动能的那部分能量也没有全部提供给水泵用来提升水，还有一部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功．

解答：

解：

（1）将巨大的石块由低处提升到高处时为了省力，使用了杠杆，运用的物理知识：

杠杆原理．

在水平方向上移动大石块时，为了省力，在大石块的下方垫上了圆木，将石块与地面的滑动摩擦变为了滚动摩擦，运用的物理知识：

用滚动代替滑动，减小摩擦．

故答案为：

①杠杆原理（或“杠杆”、“省力杠杆”）

②用滚动代替滑动，减小摩擦（或“滚动摩擦力比滑动摩擦力小”、“滚动摩擦小”）．

（2）①不能．因为，高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水．

②不能．由于从上面流到下面水池过程中，由于用来打磨物体消耗能量，故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中．即流下来的水要比抽上去的水多，随着时间的推移，上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”．

（3）从定滑轮上引出的水平牵线，运动方向相反，将a接在下方水平牵线上，

将b接在上方水平牵线上，当控制电动机作顺时针旋转时，

“帘门”向两侧分开，反之就向中间合扰，如图所示．

点评：

（1）结合物理知识解决图中给出的物理情景是解题的关键所在；明确装置中的能量转化过程，能量是损失的．

（2）定滑轮可以改变力的方向，从定滑轮上引出的水平牵线，运动方向相反．

18．（2008•大兴区一模）用滑轮组以不同速度匀速提升重物A，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F，如图所示，不计绳重和摩擦．当拉力F的功率为P1时，重物A以速度v1匀速上升h所用的时间为t1；当拉力F的功率为P2时，重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2；当拉力F的功率为P1+

P2时，求重物A以速度v3匀速上升h所用的时间．（计算结果用t1、t2表示）

考点：

专题：

计算题；推理法．

分析：

已知动滑轮上绳子的段数和物体的移动高度，可求拉力F移动的距离，根据公式W=FS求出拉力做的功；再根据公式P=

求出拉力的功率，把功率的表达式代入P1+

P2，即可求出重物A以速度v1匀速上升h所用的时间．

解答：

解：

从图可知，有两段绳子吊着物体，

则拉力F移动的距离S为2h，

而滑轮组绳子自由端的拉力均为F，

则拉力F做的功为W=FS=2Fh；

当拉力F的功率为P1时；P1=

，

当拉力F的功率为P2时，P2=

，

当拉力F的功率为P1+

P2时，

P=P1+

P2=

；

所以重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为：

．

答：

重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为

．

点评：

本题考查了功、功率和时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，关键是知道前后保持不变的是拉力F做的功．

19．小葳在探究动滑轮是否省力时，她想用一些相同的钩码做实验，有三种重力不同的钩码供她选择，分别为每个重：

A、0.2N；B、0.5N；C、1N

（1）在不超过弹簧测力计的限度情况下，她最好选择哪种钩码？

请选择（　C　）

（2）实验中小葳发现：

钩码越多，拉力F越接近G/2．再进行推理能得出的结论是：

在不计滑轮的重力时，使用动滑轮可以省　一半　的力．

（3）小葳从发现到推理得出结论的过程中，蕴涵着一种重要的物理研究方法，请你结合自己近两年物理学习，列举一个物理课本中运用过该研究方法的实例．

你列举的实例是：

　研究“真空不能传声”的实验（或研究“牛顿第一定律”的斜面小车实验等　．

考点：

专题：

简答题；实验探究题；类比法．

分析：

利用动滑轮提升重物时，不仅要克服物体的重力，而且要克服动滑轮的重力．动滑轮的重力越小，拉力F越接近

．

解答：

解：

（1）在使用动滑轮提升物体时，同时要克服动滑轮的重力．

故选C．

（2）钩码越多，物体的重力越大，动滑轮对拉力的影响越小．动滑轮可以省一半的力．

故答案为：

一半．

（3）动滑轮的重力可以尽量减小，但不可能为零．在研究真空不能传声的实验中，通过钟罩内的空气越小，声音越小而得出了真空不能传声的结论．牛顿第一定律通过摩擦力越小，物体运动越远，得出牛顿第一定律的内容．

故答案为：

研究“真空不能传声”的实验（或研究“牛顿第一定律”的斜面小车实验等）

点评：

此题主要考查了动滑轮的省力特点，同时也考查了研究动滑轮省力情况的实验推理方法．

20．如图所示，物体A重120N，物体B的体积是1dm3，此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动；若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升，需要对A施加100N水平向左的拉力，（不计摩擦、绳重及滑轮重）求：

（1）物体B匀速下降的速度；

（2）物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力；

（3）物体B在水中匀速上升时，绳的拉力功率；

（4）物体B密度．

考点：

专题：

其他综合题．

分析：

（1）由图知，克服A物体与水平桌面摩擦力的绳子有2段，已知物体移动的速度，可以得到B物体下滑的速度；

（2）①物体A在物体B的作用下向右匀速直线运动，物体A在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用，根据二力平衡条件得出等式；

②物体A向左匀速直线运动时，物体对水平桌面的压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A和水平桌面的摩擦力不变．物体水平向左匀速直线运动，物体A水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右绳的拉力、水平向右的摩擦力作用，根据力的平衡得出等式；

③对始终浸没在水中B物体受力分析可知，受到竖直向上绳子的拉力和浮力，竖直向下的重力；根据力的平衡和阿基米德原理、密度公式得出等式；

④联立方程即可得出物体B的密度、物体A与地面之间的摩擦力和拉力的功率．

解答：

解：

（1）B物体下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s．

（2）当物体A水平向右匀速运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：

则根据力的平衡条件可得：

f=F1，F1=GB，

∵G=mg，m=ρV，∴f=2GB=2mBg=2ρVg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当A向左匀速直线运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：

∵A物体对水平桌面的压力不变，接触面粗糙程度不变，∴f的大小不变，

则根据力的平衡条件可得：

F=f+F2，F2=2（GB﹣F浮），∴F=f+2（GB﹣F浮）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

∵B物体始终浸没在水中，∴V排=V，∴F浮=ρ水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③式可得：

∴F=4ρVg﹣2ρ水gV，

即：

ρ=

代入相关数据得：

ρ=3×103kg/m3．

物体A受到的摩擦力为f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=60N．

物体B在水中匀速上升时，绳的拉力为F2=F﹣f=100N﹣60N=40N，

拉力的功率为P2=F2vB=40N×0.4m/s=16W．

答：

（1）物体B匀速下降的速度是0.4m/s；

（2）物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力是60N；

（3）物体B在水中匀速上升时，绳的拉力功率是16W；

（4）物体B密度为3×103kg/m3．

点评：

本题是一道力学综合题，考查的知识点和规律较多，包括二力平衡、速度、滑轮组的特点、阿基米德原理和功率等，正确进行受力分析，是解答的关键．

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