1、专题分类:滑轮与滑轮组专题1.(2018 临沂)小明用如图所示的动滑轮提起 140N的水桶,动滑轮重 20N(不计绳重和摩擦) ,小明拉绳子的动力为 80 N;如果向水桶内再加入 40N的水,提起时动滑轮的机械效率 变大 (选填“变大” 、 “变小”或“不变” ) 。解:由图可知,该滑轮为动滑轮,有两段绳子拉着动滑轮,不计绳重和摩擦,则拉绳子的动力:F= (G+G 动 )= (140N+20N)=80N;使用同一滑轮组,在提升高度相同时,所做的额外功不变,增加水的重力,增大了有用功,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。故答案为:80;变大。2.(2018 邵阳)如图题图所示,重
2、10N的物体 A在水平拉力 F的作用下,沿水平方向以0.4 m/s的速度匀速运动了 2 s,弹簧测力计的示数为 4 N,物体 A所受重力做的功为_J。【答案】0【解析】分析:由图知,与动滑轮相连的有两段绳子,则 n=2,依据做功的两个条件,首先判断重力是否做功,然后利用功的计算公式进行计算。解答:由图知,与动滑轮相连的有两段绳子,则 n=2,重力为 10N的物体,在水平面上做匀速直线运动,虽然有力,也有距离,但在重力的方向上没有移动的距离,所以重力没做功。故答案为:03.(2018 衡阳)如图所示,用滑轮组提起一个重为 7N的物体,在拉力 F4N 的作用下,10s内物体滑竖直方向匀速升高了 2
3、m不计绳重和摩擦,可知拉力 F的功率为_W,此滑轮组的机械效率为_。【答案】 (1). 1.6 (2). 87.5%【解析】解 V 物 0.2m/s,因为 n2 所以 V 绳 2V 物 0.4m/s,拉力的功率PFV4N , 滑轮组的机械效率为 87.5%.4.(2018 日照)如图所示,工人用 150N的拉力通过滑轮组吊起质量为 20kg的箱子。若箱子被匀速竖直提升了 2m,不计绳重和摩擦,g 取 10N/kg,则( )A箱子的重力势能增大B动滑轮的重力为 100 NC工人施加的拉力做的功为 300 JD滑轮组的机械效率为 66.7%解:A、箱子被匀速提升,高度增加,质量不变,重力势能增加,
4、故 A正确;B、箱子受到的重力:G=mg=20kg10N/kg=200N;由图可知,n=2,则由 F= (G+G 动 )可得动滑轮的重力:G 动 =nFG=2150N200N=100N;故 B正确;C、由图可知,n=2,绳端移动的距离 s=nh=22m=4m,工人做的总功:W 总 =Fs=150N4m=600J;故 C错误;D、有用功:W 有 =Gh=200N2m=400J滑轮组的机械效率:= = 66.7%故 D正确。故选:ABD。5.(2018 威海)如图为吊装工具示意图,物体 M为重 5000N的配重,杠杆 AB的支点为O,OA:OB=1:2,每个滑轮重 100N当重为 700N的工人用
5、 300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为 400 N,物体 M对地面的压力为 4500 N (杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)解:(1)人受竖直向下的重力 G、竖直向上的拉力 F、竖直向上的支持力 F 支 ,由力的平衡条件可得:F+F 支 =G,则 F 支 =GF=700N300N=400N,因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力:F 压 =F 支 =400N;(2)定滑轮受向下的重力、3 段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得:F A=3F+G 定 =3300N+100N=1000N;杠杆对定滑轮的拉力和定
6、滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即FA=F A=1000N;根据杠杆的平衡条件:F AOA=FBOB,且 OA:OB=1:2,所以:F B= = =500N;因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体 M的拉力等于物体 M对杠杆的拉力,即 FB=F B=500N;物体 M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体 M受到的支持力为:F M支持 =GMF B=5000N500N=4500N,因为物体间力的作用是相互的,所以物体 M对地面的压力:F M压 =FM支持 =4500N。故答案为:400;4500。6.(2018泰安)图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的
7、示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为 4.5N的物体从 A位置提升到 A位置,同时弹簧测力计从图中的 B位置上升到 B位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:(1)物体提升的高度是 5.0 cm,拉力是 2 N,该滑轮组的机械效率 = 75% ;(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 变小 (选填“变大” 、 “变小”或“不变” ) 。解:(1)测力计 B位置匀速提升到 B位置,测力计上升的高度为:s=15.0cm;由图可知,有 3段绳子拉着动滑轮,则物体上的高度为:h= s= 1
8、5.0cm=5.0cm;由图可知,测力计的示数为 2N;该动滑轮的机械效率:= = = =75%;(3)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,此时有用功不变,克服动滑轮重力所做的额外功变大,故机械效率变小。故答案为:(1)5.0; 2;75%;(2)变小。7.(2018聊城)考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积约为2m3如图所示,在打捞石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需要竖直向上的拉力 F=1.6104N在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力, ( 水=1.0103kg/m,g=10N/kg)求:(1)石像受到的浮力。(2)石像的重力。(3)石像的密度。
9、(4)若将石像提升了 3m,石像受到水的压强减少了多少?解:(1)石像受到的浮力:F 浮 =G 排 = 液 gV 排 =1103kg/m310N/kg2m3=2104N;(2)不计摩擦和滑轮重力,根据 F= (GF 浮 )可得石像的重力:G=2F+F 浮 =21.6104N+2104N=5.2104N;(3)石像的质量:m= = =5.2103kg;石像的密度:= = =2.6103kg/m3;(4)石像减少的水的压强P=gh=110 3kg/m310N/kg3m=3104Pa;答:(1)石像受到的浮力是 2104N;(2)石像的重力 5.2104N;(3)石像的密度是 2.6103kg/m3
10、;(4)若将石像提升了 3m,石像受到水的压强减少了 3104Pa。8.(2018 滨州)如图所示,重 400N的物体在 30N的水平拉力 F的作用下,以 0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s,滑轮组的机械效率为 80%,则在此过程中,下列说法正确的是( )A绳子自由端移动的距离为 3m B有用功为 400JC拉力 F的功率为 9W D物体与地面间的滑动摩擦力为 72N解析:A、由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s 绳 =3s 物 =3v 物t=30.1m/s10s=3m,故 A正确;B、拉力做功为:W 总 =Fs 绳 =30N3m=90J,有用功:W 有 =W 总 =
11、80%90J=72J,故 B错误;C、拉力做功的功率:P= = =9W,故 C正确;D、有用功 W 有 =fs 物 ,拉力做的总功 W 总 =Fs 绳 ,由 = = = = 得,物体与地面间的滑动摩擦力:f=3F=80%330N=72N,故 D正确。故选 ACD。9.(2018 潍坊)如图所示,用一滑轮组在 5s内将一重为 200N的物体向上匀速提起 2m,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。下列说法正确的是A. 物体上升的速度是 2.5m/sB. 拉力 F大小为 100NC. 拉力 F的功率为 80WD. 拉力 F的功率为 40W【答案】BC【解析】在 5s内将一重为 200N的物体向上匀速提起 2m,则物体上升速度v=s/t=2m/5s=0.4m/s,故 A错误;承担动滑轮及物重的绳子的股数 n=2,所以,故 B正确;绳子的速度 v 绳 =2v 物 =20.4m/s=0.8m/s,拉力 F的功率:P=Fv 绳 =100N0.8m/s=80W,故 C正确,D 错误;故应选 BC。