滑轮相关的受力分析报告.docx

1、滑轮相关的受力分析报告滑轮相关的受力分析一 选择题（共7小题）1.（ 2012?义乌市）如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计*绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计.当拉力 F为5牛时，木:-numa J板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到 10牛时，下列分析正确的是（ ）A.弹簧测力计的示数为20牛B.弹簧测力计的示数为0牛C.木板仍向右做匀速直线运动小木块将保持静止2.如图所示，体重为 510N的人，用滑轮组拉重 500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动.运动中 物体A受到地面的摩擦阻力为 200N.动滑

2、轮重为20N （不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体 A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在 同一直线上，）.则下列计算结果中，错误的是（ ）A.绳子自由端受到的拉力大小是 100NB.人对地面的压力为400NC.人对地面的压力为 250N绳子自由端运动速度是 0.01m/s3如图所示滑轮组，所吊的货物重为 490N,若将货物拉上去，站在地面上的人的拉力至少为（ ）N （不计滑轮重、绳重及摩擦）.4.如图所示，滑轮组的下面挂一重 1200N的木箱A，当拉力F增大到300N时，木箱仍静止在水平地面上，不计滑轮重,此时地面对

3、木箱的支持力是（ ）A.1500NB. !900NC.600ND.300N5 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（ ）A. 25N B. 12.5N C. 100N D. 200N6.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 p 甲: p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（ ）A.滑轮组静止时，甲受力平衡，乙受力不平衡B.甲、乙两个物体的体积比为 8: 5C.甲的重力为8ND.乙对地面的压力为 3N7 .如图所示，物体 A重80N,物体B

4、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） （ ）A. F=90N; W=27JB. 1f=60N; W=54JC. F=30N W=27JD.F=60N 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=

5、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

6、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 F,水平地面对小明的支持力为 N .当物体A有丄的体积2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, M=13: 12.不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，贝幽体A所受重力为 _N.13.如图所示

7、，物体甲重12牛.乙重10牛，不计滑轮重时，则 A点受到的力是力是 牛，物体甲对地面的压力是 牛.14.如图所示，OB: 0A=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 一_=J 的功.(取 g=10

8、N/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400 N的物体在水平地面上做匀速直线运动，重物以 10 cm/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 32 N，则滑轮组的机械效率为多大?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

9、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

10、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？滑轮相关的受力分析参考答案与试题解析一 选择题（共7小题）1.（ 2012?义乌市）如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计.当拉力 F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到 10牛时，下列分析正确的是（ ）A.弹黄测力计的示数为 20牛B.弹黄测力计的示数为 0牛C.木板仍向右做匀速直线运动|d.小木块将保持静止考点：-二力平衡条

11、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

12、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.2.如图所示，体重为 510N的人，用滑轮组拉重 500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动.运动中物 体A受到地面的摩擦阻力为 200N.动滑轮重为20N （不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体 A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直 线上，）.则下列计算结果中，错误的是（ ）A.绳子自由端受到的拉力大小是 100NB.人对地面的压力为 400NC.人对地面的压力为 250ND.

13、绳子自由端运动速度是 0.01m/s考点：滑轮组绳子拉力的计算；速度的计算。分析：A、由图知，承担物重的绳子股数 n=2，不计绳重和摩擦，利用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；巴（G轮+f地）求拉力大小；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.解答：解：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；2 2BC 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=2X 0.02m/s=0.04m/s，故 D错. 故选

14、ACD点评：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FJ （G轮+f地），而不是F=2 3（G轮+G物是本题的关键.）N （不计滑轮3如图所示滑轮组，所吊的货物重为 490N,若将货物拉上去，站在地面上的人的拉力至少为（重、绳重及摩擦）.A仝B. 70NC. 200ND. 180N3考点：滑轮组绳子拉力的计算。专题：计算题。分析： 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

15、子的拉力之和应该至少等于物重.解答：解：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, Fi=2F；（不计滑轮重、绳重和摩擦，下同）在中间的动滑轮中： Fb=F2=Fi=2F, F3=2Fef4F；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+4Ff7F;若要提起物体，则需满足： F总G 即:Fa+Fb+FcG, 7F490N, 即: F70N;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.点评：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

16、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）4如图所示，滑轮组的下面挂一重1200N的木箱A,当拉力F增大到300N时，木箱仍静止在水平地面上，不计滑轮重，此时地面对木箱的支持力是（ ）考点：滑轮组绳子拉力的计算；力的合成与应用。专题：计算题；应用题。分析：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.解答：解：由图知，n=3,则FF拉，3 木箱受到的拉力：F 拉=3F=3X 300N=900N木箱静止，- G=F 支+F 拉，地

17、面对木箱的支持力：F 支=G- F 拉=1200N 900N=300N.故选D.点评：本题考查了使用滑轮组拉力的计算、冋一直线上力的合成，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.35.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（ ）考点：滑轮组绳子拉力的计算；动滑轮拉力的计算。专题：应用题；图析法。分析：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.解答：解：如图：G=100N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

18、子的拉力Fa= G= x 100N=50N2 2对于动滑轮2来说，B段绳子的拉力Fb= Fa= X 50N=25N；:对于动滑轮3来说，C段绳子的拉力F= Fb= X 25N=12.5N2 2故选B.点评：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.P甲：P乙=2: 1 质量之比 m甲：m乙=4： 5,6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A.滑轮组静止时，甲受力平衡，乙受力不平衡B.甲、乙两个物体的体积比为 & 5C.甲的重力为8ND.乙对地面的压力为 3N考点：滑轮组及其工作特点；

19、密度公式的应用；力的合成与应用；重力的计算。专题：计算题；应用题。分析：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；PC、 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.解答：解：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.小甲 小乙 4 5B、Tp 甲：P 乙=2： 1, m甲：m乙=4： 5，所以 v 甲：v 乙= : =:一

20、 =2： 5;故 B错误.P 甲 P s 2 1C、 ：m 甲：m乙=4: 5,.m 甲=m乙=厶x 500g=400g；.G 甲=口甲 g=0.4kg x 10N/kg=4N;故 C错误.5 5D、 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=X 4N=2N2 2/G乙=m乙g=0.5kg X 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

21、对地面的压力为 3N,故D正确. 故选D.点评：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.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) ( )A. F=90N; W=27J B. F=60N; W=54J C. F=30N; W=27J D. F=60N;

22、W=18J考点：滑轮组及其工作特点；滑轮与功的综合题。分析：(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显(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.解答：解：物体A 拉动A向左h=vt=0.1m/s故选B.F4 在物体运动时，X 3s=0B的作用下向右做匀速直线运动时， f=F拉（G+G动）丄X（ 72N+18N =30N

23、.3 3A 受力如图，F=f+F 拉=30N+30N=60N.3m, S=3h=3X 0.3 m=0.9m, W=Fs=60X 0.9m=54J.故 B说法正确.一拉点评：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.二.填空题(共9小题)&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

24、 ,下表面受到的摩擦力大小为 9 N.考点：摩擦力大小的影响因素。分析： 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.解答： 解：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=0.2X 2kgX 10N/kg=4N; 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

25、答案为：4，左，9.点评：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.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6 W考点：功率的计算；二力平衡条件的应用；定滑轮及其工作特点。专题：计算题。分析：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t算出W和t，所以该题不能用此公式

26、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.解答：解：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冋， 也是2m/s，所以绳子对物体乙的功率是：P=Fv=3N 2m/s=6W故答案为：6.点评：本题难度较大，关键是要分析绳子对物体乙

27、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.考点：滑轮组及其工作特点。 专题：顺推法；图析法。分析：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.解答： 解：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

28、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故答案为：300.点评：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 0点上，木板可以绕 B端上下转动，0A=20B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).考点：杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的平

29、衡条件。 专题：应用题。分析：/ F= = = =150N;BA+OB OA+OB+OB 4(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.解答:解：(1)人的重力：G=mg=60k0 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：F=G- F,(2)TFX OB=F BA 即：(G- F)X OB= BAGXQB GXQB GOON人对木板的压力 F b=G- F=600N- 150N=450N故答案为：1

30、50; 450.点评：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.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 Z.当物体A有的体积露2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 2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 640 N.考点：滑轮组绳子拉力的计算；二力平衡条件的应用。专题：计算题。分析：这是一道综合题，它包含了浮力、滑轮