作用在动滑轮轮轴上的受力分析.docx

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作用在动滑轮轮轴上的受力分析

Preparedon21November2021

作用在动滑轮轮轴上的受力分析

作用在动滑轮轮轴上的受力分析

一．选择题（共12小题）

1．如图所示，不计滑轮质量及转动摩擦，当水平拉力F=30N时，物体m恰能沿水平作匀速运动．则地面对物体m的阻力f大小是（　　）

A．

15N

B．

30N

C．

60N

D．

无法判断

2．如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A，若拉力F=1000N，则物体A与水平桌面的摩擦力为（滑轮重和轮和绳的摩擦不计）（　　）

A．

500N

B．

1000N

C．

2000N

D．

无法确定

3．如图所示，物重20N，绳的一端拴在地上，用力F使滑轮匀速上升2m，则（　　）（不计轮重、绳重及摩擦）

A．

重物上升2m，F=10N

B．

重物上升2m，F=40N

C．

重物上升4m，F=40N

D．

重物上升4m，F=20N

4．如图所示，用力F拉着滑轮，使重200N的物体A以0.2m/s的速度，在水平地面上匀速运动．弹簧测力计的示数为5N．不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列叙述正确的是（　　）

A．

水平拉力F做功是200J

B．

以滑轮为参照物，物体A是运动的

C．

物体A前进1m，重力做功200J

D．

物体A受到的摩擦力为5N

5．（2010?

南昌）如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（　　）

A．

20N；0.4m/s

B．

20N；0.1m/s

C．

5N；0.4m/s

D．

5N；0.1m/s

6．（2009?

孝感）如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知A的重力G=100N，重物A上升速度为0.2m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（　　）

A．

50N0.4m/s

B．

50N0.1m/s

C．

200N0.4m/s

D．

200N0.1m/s

7．如图所示，B物体重20N，A为动滑轮，绳子一端固定在地上，当滑轮A在力F的作用下，以0.5m/s的速度匀速上升，则物体B的速度是（　　）

A．

0.25m/s

B．

1m/s

C．

0.5m/s

D．

无法确定

8．如图所示，物体A重20牛，滑轮重1牛，弹簧秤的示数为25牛，则物体B重（　　）

A．

24牛

B．

21牛

C．

12牛

D．

11.5牛

9．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

10．如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　）

A．

0.8m/s，160N

B．

0.8m/s，40N

C．

0.4m/s，160N

D．

0.2m/s，40N

11．如图，弹簧秤下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B处于静止状态，GA=10N，GB=100N，则弹簧秤的示数为（　　）

A．

101N

B．

111N

C．

21N

D．

20N

12．重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装，重物G重20N，绳端拉力为F．若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（　　）

A．

B均为定滑轮，F=20N

B．

B均为动滑轮，F=5.5N

C．

A为定滑轮、B为动滑轮，F=10.5N

D．

A为定滑轮、B为动滑轮，F=9.5N

二．填空题（共7小题）

13．如图所示，在水平拉力F的作用下物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则物体A与水平桌面的摩擦力大小为　_________　N，拉力F的大小为　_________　N．

14．如图，A物体重500N，要使动滑轮匀速上升3m，力F应等于　_________　N，这时A物体上升　_________　m（滑轮重、绳重及摩擦不计），若动滑轮重为50N（绳重及摩擦不计），力F使动滑轮以0.4m/s速度匀速上升，则F为　_________　N，物体A上升的速度为　_________　m/s．

15．如图所示，用100N的水平拉力作用在滑轮上，使物体A以2m/s的速度前进了4m，则物体A受到地面的摩擦力f=　_________　拉力F的功率为　_________　W（不计轮重及轮与绳间的摩擦）．

16．如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为　_________　N．

17．如图所示的装置中，若物体G重80N，弹簧秤示数为4N，则物体匀速前进时所受阻力为　_________　N，拉力F为　_________　N，若物体以10cm/s的速度匀速前进4s，则拉力所做功率为　_________　W．（不计摩擦及绳重）

18．如图所示的装置，在水平方向力F作用下，使重40N的物体A在水平方向上匀速移动5m，已知A受地面的摩擦力为5N，则拉力F的大小为　_________　N，拉力F做的功为　_________　J．（滑轮、绳重及绳之间的摩擦不计）

19．如图所示，物体B重30N，A为一动滑轮，绳的一端固定在地面上，不考虑滑轮重及摩擦力，当滑轮在力F的作用下匀速上升0.5m时，所用拉力F为　_________　N，物体上升的距离为　_________　m．

三．解答题（共3小题）

20．如图，在拉力F作用下，物体A以5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为3N，滑轮的机械效率为75%．求：

（1）物体A受到的摩擦力f和拉力F的大小；

（2）拉力F在4s内做的功和拉力F的功率．

21．如图，物体A重为100N，在力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N，动滑轮移动速度为0.1m/s，不计绳与滑轮间摩擦以及滑轮和弹簧测力计的重量．求

（1）物体A所受的摩擦力；

（2）物体A移动5s的距离；

（3）拉力F在5s内所做的功．

22．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，滑轮向上移动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．

作用在动滑轮轮轴上的受力分析

参考答案与试题解析

一．选择题（共12小题）

1．如图所示，不计滑轮质量及转动摩擦，当水平拉力F=30N时，物体m恰能沿水平作匀速运动．则地面对物体m的阻力f大小是（　　）

A．

15N

B．

30N

C．

60N

D．

无法判断

考点：

动滑轮拉力的计算；二力平衡条件的应用；动滑轮及其工作特点。

分析：

要解答本题需掌握：

动滑轮的特殊的使用方法，即拉力是物体和地面摩擦力的二分之一．

解答：

解：

根据动滑轮的特点知：

滑轮受到向左的力有：

物体与地面的摩擦力和固定的绳子对滑轮的拉力，且这两个力大小相等．

由于拉力F等于30N，故f=

F=15N

故选A．

点评：

本题主要考查学生对动滑轮的工作特点的了解和掌握，是一道基础题．

2．如图所示滑轮沿水平方向匀速拉动物体A，若拉力F=1000N，则物体A与水平桌面的摩擦力为（滑轮重和轮和绳的摩擦不计）（　　）

A．

500N

B．

1000N

C．

2000N

D．

无法确定

考点：

动滑轮拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

由图可知，使用的是动滑轮，F=2f，知道摩擦力f可求拉力大小．

解答：

解：

如图所示，使用的是动滑轮，

∵滑轮重、轮和绳的摩擦不计，

∴f=

F=

×1000N=500N．

故选A．

点评：

本题考查了动滑轮的特点，可以将图形顺时针旋转90°帮助分析．

3．如图所示，物重20N，绳的一端拴在地上，用力F使滑轮匀速上升2m，则（　　）（不计轮重、绳重及摩擦）

A．

重物上升2m，F=10N

B．

重物上升2m，F=40N

C．

重物上升4m，F=40N

D．

重物上升4m，F=20N

考点：

动滑轮拉力的计算；动滑轮及其工作特点。

专题：

计算题。

分析：

不要受动滑轮常规使用时的结论“使用动滑轮能省一半力”的影响，要看清动滑轮的真正使用方法，再结合题目（图）条件，解决动力与阻力（物重）之间的关系、两个距离之间的关系．

解答：

解：

（1）动力作用在动滑轮的轴上，可见F承担了两段绳子的力，两段绳子的力都等于物体的重力20N，不计轮重、绳重及摩擦，所以F=2G=2×20N=40N；

（2）物体上升距离是动滑轮移动距离的2倍，故h=2×2m=4m；

故选C．

点评：

本题考查了动滑轮的特点．注意不要机械地利用使用动滑轮省一半力的结论，要具体问题具体分析．

4．如图所示，用力F拉着滑轮，使重200N的物体A以0.2m/s的速度，在水平地面上匀速运动．弹簧测力计的示数为5N．不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列叙述正确的是（　　）

A．

水平拉力F做功是200J

B．

以滑轮为参照物，物体A是运动的

C．

物体A前进1m，重力做功200J

D．

物体A受到的摩擦力为5N

考点：

动滑轮拉力的计算；运动和静止的相对性；摩擦力的大小；力做功的必要因素。

专题：

图析法。

分析：

读图可知，拉力F作用在滑轮的轴上，它由两段绳子共同承担着，一段是弹簧测力计的拉力，一段是重物A的摩擦力．据此，我们可以分析物体的运动情况、力的大小，以及是否做功等．

解答：

解：

A、题目中没有给出拉力F移动的距离是多少，而要想求出它做的功，必须要知道力和物体在力的方向上移动的距离，所以错误；

B、以滑轮为参照物，当拉动时，物体A在逐渐向滑轮靠近，因此物体是运动的，所以正确；

C、重力的方向是竖直向下的，物体A在重力方向上并没有移动距离，因此重力不做功，所以错误；

D、物体A一端与弹簧测力计一端的拉力应该共同承担着拉力F，都应该是5N，当物体A做匀速直线运动时，摩擦力也应为5N，所以正确．

故选BD．

点评：

学会分析在拉动滑轮时，不同位置的受力关系是解决此题的关键．同时，对做功的两个必要条件我们也应该熟知．

5．（2010?

南昌）如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（　　）

A．

20N；0.4m/s

B．

20N；0.1m/s

C．

5N；0.4m/s

D．

5N；0.1m/s

考点：

动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

要解答本题需掌握：

动滑轮特殊使用时，不省力，所用的力是重物重力的2倍，移动距离是重物移动距离的二分之一

解答：

解：

根据题干中图可知：

该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：

F=2G，则G=5N；

F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s．

故选D．

点评：

本题主要考查学生对动滑轮特点的了解和掌握，是一道难题．

6．（2009?

孝感）如图所示，在竖直向上的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知A的重力G=100N，重物A上升速度为0.2m/s，不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重，则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为（　　）

A．

50N0.4m/s

B．

50N0.1m/s

C．

200N0.4m/s

D．

200N0.1m/s

考点：

动滑轮及其工作特点。

分析：

解决此题要知道轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，如图拉动滑轮时，拉力的大小是物重的2倍，但移动距离是物体移动距离的一半，所以使用这样使用动滑轮费力但可以省距离．

解答：

解：

由图可知，该滑轮是动滑轮，当物体上升速度为0.2m/s时，滑轮上升速度应该是物体速度的一半，即v=0.1m/s；

此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小为200N；

故选D．

点评：

此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用，要结合实际情况分析拉力大小和移动速度．

7．如图所示，B物体重20N，A为动滑轮，绳子一端固定在地上，当滑轮A在力F的作用下，以0.5m/s的速度匀速上升，则物体B的速度是（　　）

A．

0.25m/s

B．

1m/s

C．

0.5m/s

D．

无法确定

考点：

动滑轮及其工作特点。

分析：

由图可知，该滑轮是个动滑轮，当滑轮在拉力的作用下上升s，则绳子自由端会上升2s．

解答：

解：

因绳子自由端的移动距离是滑轮的2倍，所以在时间相同的情况下，如果滑轮以0.5m/s的速度匀速上升，则物体B的速度应该是1m/s；

故选B．

点评：

解决此类题目要结合动滑轮的特点进行分析求解．

8．如图所示，物体A重20牛，滑轮重1牛，弹簧秤的示数为25牛，则物体B重（　　）

A．

24牛

B．

21牛

C．

12牛

D．

11.5牛

考点：

动滑轮及其工作特点。

分析：

使用定滑轮不省力也不费力，所以绕过滑轮的同一根绳子上承担的力的大小是相等的，再根据滑轮受到向上的力的大小等于所以向下的力的大小之和就可以推算出B的重．本题给出A的重力是无关条件．

解答：

解：

测力计示数是25N，说明滑轮受到向上的拉力为25N，滑轮向下受到三个力：

滑轮的重力，和两段绳向下拉滑轮的力，左右两段绳的拉力是相等的，设每段拉力为F，则有2F+1N=25N，从而得出F=12N，所以B的重为12N．

故选C．

点评：

分析此类问题，要把握两条主线：

一是不论绕过哪个滑轮，同一根绳子的各个点承担的拉力大小是相等的；二是滑轮受到向上的力之和等于向下的力之和．

9．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

考点：

动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

要解答本题需掌握：

动滑轮的工作特点，以及动滑轮的特殊使用方法．

解答：

解：

本题是动滑轮的特殊使用方式，考虑滑轮的重力，即力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力，

F=2×G物+G滑轮=2×10N+2N=22N；

力F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故力F移动的速度是物体上升的速度的二分之一，即F上升的速度是0.4m/s÷2=0.2m/s．

故选D．

点评：

本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握，是一道中档题．

10．如图所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是（　　）

A．

0.8m/s，160N

B．

0.8m/s，40N

C．

0.4m/s，160N

D．

0.2m/s，40N

考点：

动滑轮及其工作特点。

专题：

应用题。

分析：

要解答本题需掌握：

动滑轮特殊使用时，不省力，所用的力是重物重力的2倍，移动距离是重物移动距离的二分之一

解答：

解：

根据题干中图可知：

该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：

F=2G=2×80N=160N；

物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，

故物体上升速度为2v=2×0.4m/s=0.8m/s．

故选A．

点评：

本题主要考查学生对动滑轮特殊使用时的特点了解和掌握，是一道难题．

11．如图，弹簧秤下挂有一定滑轮，定滑轮重为1N，A、B处于静止状态，GA=10N，GB=100N，则弹簧秤的示数为（　　）

A．

101N

B．

111N

C．

21N

D．

20N

考点：

滑轮组绳子拉力的计算。

专题：

计算题。

分析：

根据二力平衡的知识，弹簧测力计的拉力等于定滑轮的重以及两段绳子的拉力．

解答：

解：

GA=10N，GB=100N，则绳子上的拉力为10N，定滑轮的重为1N，则向下的力F=10N+10N+1N=21N．

故选C．

点评：

弹簧测力计静止是受平衡力，弹簧测力计受到的拉力等于滑轮对它的拉力．

12．重力均为1N的A、B滑轮如图所示组装，重物G重20N，绳端拉力为F．若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（　　）

A．

B均为定滑轮，F=20N

B．

B均为动滑轮，F=5.5N

C．

A为定滑轮、B为动滑轮，F=10.5N

D．

A为定滑轮、B为动滑轮，F=9.5N

考点：

定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点。

分析：

解决此题的关键是知道轮轴固定不动的滑轮是定滑轮，轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮；

使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半力，但费距离．

解答：

解：

由图可知，A滑轮的轮轴固定不动，所以该滑轮是定滑轮；

B滑轮的轮轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮；

因重物G重20N，所以拉动滑轮的拉力为20N，此时动滑轮受到向上的拉力20N，竖直向下的重力1N，所以滑轮两边的拉力之和为19N，所以拉力F=9.5N；

故选D．

点评：

解决此题要结合定滑轮和动滑轮的定义和特点进行分析解答．

二．填空题（共7小题）

13．如图所示，在水平拉力F的作用下物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则物体A与水平桌面的摩擦力大小为　10　N，拉力F的大小为　20　N．

考点：

动滑轮拉力的计算。

专题：

计算题；应用题。

分析：

要解答本题需掌握物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等；动滑轮上有两段绳子，拉力F是A所受摩擦力的2倍．

解答：

解：

如图所示，弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N；则物体A受到拉力为10N；又因物体A做匀速直线运动，则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是10N；

拉力F=2f=2×10N=20N．

故答案为：

10；20．

点评：

本题通过动滑轮的工作特点，只要考查二力平衡的判断和应用，关键是判断动滑轮上绳子的段数．

14．如图，A物体重500N，要使动滑轮匀速上升3m，力F应等于　1000　N，这时A物体上升　6　m（滑轮重、绳重及摩擦不计），若动滑轮重为50N（绳重及摩擦不计），力F使动滑轮以0.4m/s速度匀速上升，则F为　1050　N，物体A上升的速度为　0.8　m/s．

考点：

动滑轮拉力的计算；动滑轮及其工作特点。

专题：

计算题。

分析：

要解答本题需掌握：

动滑轮的工作特点是可以省一半的力，但动滑轮特殊使用时不但没有省力，反而多用了一倍的力，但省了一半的距离．

解答：

解：

（1）本题是动滑轮的特殊使用方式，若不计滑轮重、绳重及摩擦，即力F等于物体A重的2倍；

力F=2×G物=2×500N=1000N；

另物体上升距离是力F和动滑轮上升的距离的二倍，故动滑轮匀速上升3m时，A物体上升3m×2=6m；

（2）若动滑轮重为50N（不计绳重及摩擦），则力F等于物重的2倍再加上滑轮的重力，

F=2×G物+G滑轮=2×500N+50N=1050N；

因相同设计物体上升距离是力F和动滑轮上升的距离的二倍，所以物体上升的速度是力F移动的速度的二倍，则物体A上升的速度为0.4m/s×2=0.8m/s．

故答案为：

1000；6；1050；0.8．

点评：

本题主要考查学生对动滑轮的特殊使用方法的了解和掌握，是一道中档题．

15．如图所示，用100N的水平拉力作用在滑轮上，使物体A以2m/s的速度前进了4m，则物体A受到地面的摩擦力f=　50N，　拉力F的功率为　100　W（不计轮重及轮与绳间的摩擦）．

考点：

动滑轮拉力的计算；功率的计算。

专题：

计算题。

分析：

已知物体移动的速度、动滑轮上绳子的段数，可求出拉力F移动的速度；

知道拉力大小，利用P=Fv求拉力做功功率；不计轮重及轮与绳间的摩擦，利用f=

F求物体受到的摩擦力．

解答：

解：

如图使用的是动滑轮，拉力移动的速度vF=

v物=

×2m/s=1m/s，

拉力F的功率：

P=FvF=100N×1m/s=100W；

∵不计轮重及轮与绳间的摩擦，

∴物体受到的摩擦力：

f=

F=

×100N=50N．

故答案为：

50N；100．

点评：

本题考查了使用动滑轮拉力的计算，注意图示动滑轮（F=2f）和利用动滑轮提升物体（F=

G）的区别．

16．如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为　80　N．

考点：

动滑轮拉力的计算；二力平衡条件的应用。

专题：

计算题。

分析：

因为用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，设F为拉力，F1为绳子拉物体的力

可得F=f+F1，

由题意“A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，”可求得f，然后可得F1，

因为是同一根绳，所以B受拉力=B受摩擦力．

解答：

解：

由题意知，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，设F为拉力，F1为绳子拉物体的力，则F=f+F1，

由题意可知F1=4f，则F=f+F1=f+4f=5f，

解得f=40N，则F1=4f=4×40N=160N，

因为是同一根绳，所以B受拉力=

=80N，

则B与地面间的摩擦力等于B受拉力=80N．

故答案为：

80．

点评：

本题考查了动滑轮的特点、二力平衡条件的应用，可以将图形逆时针旋转90°帮助分析．关键是公式及其变形的灵活运用．

17．如图所示的装置中，若物体G重80N，弹簧秤示数为4N，则物体匀速前进时所受阻力为　4　N，拉力F为　8　N，若物体以10cm