九年级物理 简单机械-滑轮 练习题 人教新课标版

用心 爱心 专心 力和机械 简单机械力和机械 简单机械 滑轮滑轮 教学目标 教学目标 知道什么是定滑轮 动滑轮 滑轮组 并能识别 理解定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用 会根据滑轮组的挂线判断滑轮组的省力情况 会根据要求 正确组装滑轮组 认识滑轮的实质 了解其他一些简单机械的应用 重点 重点 定滑轮 动滑轮 滑轮组的作用 滑轮的实质 难点 难点 正确判断滑轮组的省力情况 温习 温习 如下图 O 是杠杆的中点 G 100NG 100N 在力 F F1 1的作用下 使杠杆水平静止 请画出各力的力臂 并计算 求出 F F1 1的大小 如下图所示利用滑轮匀速提升匀速提升重物 一 定滑轮 一 定滑轮 构造 带有凹槽的轮 转轴 外框 定义 工作时 滑轮的轴固定不动的滑轮 2 F1 F2 G F3 F1 F2 O L1L2 F G O L1 L2 定滑轮的特点 使用定滑轮不省力 但能改变动力的方向 使用定滑轮不省力 但能改变动力的方向 定滑轮实质 支点在转轴 力臂为轮子半径的等臂杠杆 二 二 动滑轮 动滑轮 定义 动滑轮工作时 轴和重物一起移动 动滑轮的特点 使用动滑轮可以省一半力 此时钩码由两段绳子吊着 每段绳子只承担钩码重的一半 但是动滑轮使用动滑轮可以省一半力 此时钩码由两段绳子吊着 每段绳子只承担钩码重的一半 但是动滑轮 不能改变动力的方向 且要多费距离 不能改变动力的方向 且要多费距离 动滑轮实质 支点在轮边缘 动力臂是阻力臂 2 倍的省力杠杆 三 三 滑轮组 滑轮组 提问 如果在实际生活中既想改变力的方向 又要省力 该怎么办 定义 由定滑轮和动滑轮组合成滑轮组 滑轮组的特点 优点 既节省了力 又能改变动力的方向 要多费距离 既节省了力 又能改变动力的方向 要多费距离 缺点 结构复杂 需要较多的滑轮 滑轮组中 F 与 G 的关系 看有看有 n n 段绳子支持物重 最后一段向下的不能算 段绳子支持物重 最后一段向下的不能算 那么 那么 F F G nG n 按照要求组成滑轮组 3 G1 F G2 F G3 F G4 F F G 3F G 2 F G 4 F G 5 滑轮组虽然既节省了力 又能改变动力的方向 但是要多费距离 如果 F G n 那么 S nh 其他简单机械练习其他简单机械练习 1 定滑轮实质是 杠杆 不省力也不费力 但是可以改变 的作用方向 动滑轮实质是 的杠杆 省力 多费 的距离 不能改变 的作用方向 思路解析 思路解析 定滑轮的动力臂与阻力臂都为滑轮的半径 所以为等臂杠杆 既不省力也不费力 但可以改 变力的作用方向 动滑轮的动力臂是滑轮的直径 阻力臂是滑轮的半径 所以是省一半力的杠杆 多费 一倍的距离 且不能改变力的方向 答案 答案 等臂 力 动力臂为阻力臂的二倍 一倍 力 2 1 2 滑轮组是由 和 组成的 省力 改变力的作用方向 选填 能 或 不能 若滑轮组由 n 段绳子吊着物体 则提起物体所用的力是物重的 思路解析 思路解析 使用定滑轮可以改变力的方向 但不能省力 使用动滑轮能省力但不能改变力的方向 很多 情况下单独使用很不方便 因此动滑轮与定滑轮组合起来使用 滑轮组由几段绳子吊着物体时 提起物 体所用的力是物重的几分之一 答案 答案 定滑轮 动滑轮 能 能 n 1 3 如图 13 5 1 所示 标出了轮半径和轴半径 物体的质量都相同 则最大拉力是 4 图 13 5 1 思路解析 思路解析 根据 F1 G 4 F2 3G F3 G 3 则最大的拉力是 F2 答案 答案 F2 强化训练强化训练 1 希望中学要安装升旗杆 下列简单机械中 适合安装在旗杆顶端的是 A 杠杆 B 动滑轮 C 定滑轮 D 斜面 思路解析 思路解析 旗杆顶端的滑轮应该是固定不动的 所以应使用定滑轮 答案 答案 C 2 如图 13 5 2 所示 通过定滑轮匀速提起重物 G 时 向三个方向拉动的力分别为 F1 F2 F3 则三个力 大小关系是 图 13 5 2 A F1最大 B F2最大 C F3最大 D 一样大 思路解析 思路解析 由于定滑轮支点在轮中心 而轮中心到轮边的各点距离相等 半径 即三个力的力臂都相 等且都等于物体重力的力臂 答案 答案 D 3 要用 30 N 的力刚好提起重 40 N 的物体 下列简单机械中可以采用的是 不计机械本身重和摩擦 5 A 一个定滑轮 B 一个动滑轮 C 杠杆 D 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 思路解析 思路解析 定滑轮不省力 一个动滑轮省力一半 不必用 30 N 的力 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑 轮组 提起重 40 N 的物体时只需用力 20 N 或N 3 40 答案 答案 C 4 如图 13 5 3 所示 G 200 N 滑轮重 G 40 N 要使物体能匀速上升 2 m 则下列说法正确的是 不 计滑轮的摩擦 图 13 5 3 A F 440 N 并向上移动 4 m B F 140 N 并向上移动 4 m C F 440 N 并向上移动 1 m D F 480 N 并向上移动 1 m 思路解析 思路解析 动滑轮两侧绳中拉力均为 T G 200 N 所以向上的拉力为 F G 2T G 2G 40 N 2 200 N 440 N 物体上升 2 m 动滑轮每侧绳子只需缩短 1 m 所以施力端向上移动 1 m 答案 答案 C 5 如图 13 5 4 滑轮 A 上挂一重 10 N 的物体 B C 为固定点 地面 当滑轮 A 在力 F 的作用下向上匀 速上升时 滑轮 A 的速度为重物 B 上升时速度的 力 F 应为 N 滑轮 A 和绳重及摩擦均 不计 图 13 5 4 6 思路解析 思路解析 在相等的时间 t 内 B 上升的速度 vB A 上升的速度 vA 显然 vA vB 又因为滑轮 t h t h 22 1 A 和绳重及摩擦均不计 故 F 2GB 20 N 答案 答案 20 2 1 6 如图 13 5 5 所示 若拉力 F 900 N 物体 A 重 1 500 N 不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦 当绳子自由 端移动 3 m 则沿水平方向匀速拉动物体 A 前进时 物体 A 与地面间摩擦力是 N 物体 A 移动 m 图 13 5 5 思路解析 思路解析 这是一类滑轮组常见的问题 不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦 但是物体 A 与地面间是有摩擦 力的 分析可知 有 3 段绳子分担了对 A 向左的拉力 即 F F拉 因为物体 A 沿水平方向匀速前进 根 3 1 据二力的平衡条件可知 水平方向上物体 A 受的拉力与摩擦力大小相等 题中物体 A 的重力是干扰条件 所以 f F拉 由此可知 f 3F 3 900 N 2 700 N 绳子自由端移动距离 s 与物体 A 移动距离 s 间有如 下关系 s 3s 所以 s 1 m 3 s 3 3m 答案 答案 2 700 1 课后作业课后作业 3030 分钟训练分钟训练 巩固类训练 可用于课后 7 1 如图 13 5 6 所示 简单机械均不计摩擦 图 B 中 R 2r 其中最省力的是 图 13 5 6 思路解析 思路解析 图 A 中动力 F G 图 B 中 由 F R G r 得动力 F 图 C 中 F 图 D 中 F 2 1 2 G 2 G 3 G 答案 答案 D 2 如图 13 5 7 所示 人对绳的拉力都是 F 将各重物匀速提起 不计动滑轮重 物重最大的是 图 13 5 7 A G1 B G2 C G3 D G4 思路解析 思路解析 图 1 是定滑轮 其作用是不省力 拉力大小与物重相同 即 G1 F 图 2 是动滑轮 其作用是省一半力 拉力 F 是物重的 1 2 即 G2 2F 图 3 是滑轮组 承担重物和动滑轮的绳子有三段拉力 F 是物重的 1 3 即 G3 3F 图 4 的滑轮组 承担重物和动滑轮的绳子有两段 拉力 F 是物重的 1 2 即 G4 2F 物重最大的是 G3 正确的选项是 C 答案 答案 C 3 如图 13 5 8 所示 用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动 所用的拉力分别是 F1 F2 F3 则 图 13 5 8 8 A F1 F2 F3 B F1 F2 F3 C F2 F1 F3 D F2 F1 F3 思路解析 思路解析 图 1 是定滑轮 其作用是不省力 但能改变力的方向 即物体前进过程中所受的地面摩擦 力 f F1 图 2 是动滑轮 其作用是省一半力 拉力 F2是摩擦力 f 的 1 2 即 f 2F2或 F2 f 2 图 3 是动滑轮 拉力 F3是摩擦力 f 的 2 倍 即 f F3 2 或 F3 2f 比较 F1 F2 F3可知 F3 F1 F2 答案 答案 D 4 如图 13 5 9 所示 若每个滑轮重均为 1 N 在绳的自由端用力将重 25 N 的物体匀速提起 不计摩擦 则拉力 F N 图 13 5 9 思路解析 思路解析 滑轮 A 是定滑轮 滑轮 B 是动滑轮 承担重物和动滑轮的绳子有两段 拉力 F 是总重的 1 2 即 F 13 N 2 动滑轮 GG 2 125NN 答案 答案 13 N 5 使用图 13 5 10 所示的滑轮 将重 200 N 的物体 M 沿水平地面匀速拉动时 物体受到的摩擦力是 120 N 则拉力 F N 绳子 滑轮重及摩擦不计 图 13 5 10 9 思路解析 思路解析 题图中所示的滑轮是动滑轮 其作用是省一半力 即拉力 F 是摩擦力 f 的 1 2 F f 120 N 60 N 2 1 2 1 答案 答案 60 6 如果物体和动滑轮的总重是 90 N 用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体 所用的力可以是 N 和 N 不计摩擦 思路解析 思路解析 用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体 绳子的绕法有两种 一种是由 2 段绳子承担重物和动滑轮 所用的拉力是总重的 即 F G总 2 45 N 2 1 2 90N 另一种绕法是由 3 段绳子承担重物和动滑轮 所用的拉力就是总重的 3 1 即 F G总 3 30 N 3 90N 答案 答案 45 N 30 N 7 如图 13 5 11 所示四个滑轮组 如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计 重物 G 的重力为 600 N 要将重物匀速提起 四种情况下拉力 F 分别为 F甲 F乙 F丙 F丁 图 13 5 11 思路解析 思路解析 根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知 图甲 3F G F G 600 N 200 N 3 1 3 1 图乙 8F G F G 600 N 75 N 8 1 8 1 图丙 7F G F G 600 N 85 7 N 7 1 7 1 图丁 2F G F G 600 N 300 N 2 1 2 1 答案 答案 200 N 75 N 85 7 N 300 N 10 8 如图 13 5 12 所示 利用定滑轮 动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物 已知作用在绳子自由端的拉力 F甲 F乙 F丙 50 N 则 图 13 5 12 1 不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时 提升的物重分别是 G甲 N G乙 N G丙 N 2 动滑轮重 3 N 不计绳与滑轮之间摩擦 提升的物重分别是 G甲 N G乙 N G丙 N 3 当物体被提升 2 m 时 绳子自由端移动的距离分别是 s甲 m s乙 m s丙 m 4 如果物体被提升的速度都是 0 2 m s 时 绳子自由端移动的速度分别是 v甲 m s v乙 m s v丙 m s 思路解析 思路解析 定滑轮的实质是等臂杠杆 它的作用 不省力 但是可以改变用力方向 动滑轮实质是动力 臂是阻力臂 2 倍的杠杆 它的作用是 省力 但不能改变用力方向 首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮 然后找 F 与 G 的关系 答案 答案 1 50 100 150 2 47 97 147 3 2 4 6 4 0 2 0 4 0 6 9 如图 13 5 13 所示 若加在绳的自由端的拉力 F G 3 试画出绳子的绕法 图 13 5 13 11 思路解析 思路解析 若使拉力 F G 3 则承担重物和动滑轮的绳子段数应是三段 绳子的起始端应先勾在动滑轮上 然后 再依次通过定滑轮和动滑轮 如下图 答案 答案 如下图所示 10 如图 13 5 14 所示 当水平拉力 F 为 20 N 时 刚好使放在水平地面上的 200 N 的物体匀速直线运动 求物体与地面的摩擦力 图 13 5 14 思路解析 思路解析 本题考查学生能否根据物体的运动状态对物体进行受力分析 及对滑轮组的知识能否灵活运 用 因为物体在水平方向上受到滑轮组拉力 F 和地面的摩擦力 f 作用 做匀速直线运动 拉力等于摩擦力 即 F f 又因为动滑轮由两段绳子承担阻力 F 那么 F 2F 所以 f 2F 答