11. 用如图9-2-13所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦,当物重G=1800N、拉力F=500N时,重物可匀速上升。
(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.65m/s的速度匀速上升?
(2)若物重为2400N,则拉力为多大时可以使重物匀速上升?

(1)当拉绳的速度为多大时,可使重物以0.65m/s的速度匀速上升?
(2)若物重为2400N,则拉力为多大时可以使重物匀速上升?
答案
解:
(1)由图可知承担物重的绳子段数n=4,
拉绳的速度:
$ v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}=4×0.65\ \mathrm{m/s}=2.6\ \mathrm{m/s}$
(2)不计绳重和摩擦,根据$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$,可得动滑轮的重力:
$ G_{\mathrm{动}}=4F-G=4×500\ \mathrm{N}-1800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$
当物重$G'=2400\ \mathrm{N}$时,拉力:
$ F'=\frac{1}{4}(G'+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{4}×(2400\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=650\ \mathrm{N}$
(1)由图可知承担物重的绳子段数n=4,
拉绳的速度:
$ v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}=4×0.65\ \mathrm{m/s}=2.6\ \mathrm{m/s}$
(2)不计绳重和摩擦,根据$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$,可得动滑轮的重力:
$ G_{\mathrm{动}}=4F-G=4×500\ \mathrm{N}-1800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$
当物重$G'=2400\ \mathrm{N}$时,拉力:
$ F'=\frac{1}{4}(G'+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{4}×(2400\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=650\ \mathrm{N}$
解析
【解析】
(1) 由图可知承担物重的绳子段数$n=4$,根据滑轮组绳端速度与物体速度的关系$v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}$,代入数据可得拉绳的速度:
$v_{\mathrm{绳}}=4×0.65\ \mathrm{m/s}=2.6\ \mathrm{m/s}$
(2) 不计绳重和摩擦,根据公式$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$,先计算动滑轮的重力:
$G_{\mathrm{动}}=nF-G=4×500\ \mathrm{N}-1800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$
当物重$G'=2400\ \mathrm{N}$时,代入公式计算拉力:
$F'=\frac{1}{4}(G'+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{4}×(2400\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=650\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.6\ \mathrm{m/s}}$
(2) $\boldsymbol{650\ \mathrm{N}}$
【知识点】
滑轮组速度计算;滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合计算,需先确定承担物重的绳子段数,熟练运用不计绳重和摩擦时的滑轮组拉力公式,注意动滑轮重力为定值这一隐含条件。
【难度系数】
0.6
(1) 由图可知承担物重的绳子段数$n=4$,根据滑轮组绳端速度与物体速度的关系$v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}$,代入数据可得拉绳的速度:
$v_{\mathrm{绳}}=4×0.65\ \mathrm{m/s}=2.6\ \mathrm{m/s}$
(2) 不计绳重和摩擦,根据公式$F=\frac{1}{n}(G+G_{\mathrm{动}})$,先计算动滑轮的重力:
$G_{\mathrm{动}}=nF-G=4×500\ \mathrm{N}-1800\ \mathrm{N}=200\ \mathrm{N}$
当物重$G'=2400\ \mathrm{N}$时,代入公式计算拉力:
$F'=\frac{1}{4}(G'+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{4}×(2400\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N})=650\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.6\ \mathrm{m/s}}$
(2) $\boldsymbol{650\ \mathrm{N}}$
【知识点】
滑轮组速度计算;滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合计算,需先确定承担物重的绳子段数,熟练运用不计绳重和摩擦时的滑轮组拉力公式,注意动滑轮重力为定值这一隐含条件。
【难度系数】
0.6
12. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后按图9-2-14所示依次将绳子绕过两根木棍。小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。

(1)两根木棍和绳子组成的简单机械相当于。
(2)若小华所用的拉力为20N,则小明和小杰受到的拉力分别为N、N。(绳重和摩擦忽略不计,木棍间的每段绳子近似垂直于木棍)
(1)两根木棍和绳子组成的简单机械相当于。
(2)若小华所用的拉力为20N,则小明和小杰受到的拉力分别为N、N。(绳重和摩擦忽略不计,木棍间的每段绳子近似垂直于木棍)
答案
滑轮组
100
120
100
120
解析
【解析】
(1) 两根木棍分别相当于定滑轮和动滑轮,与绳子组成的简单机械符合滑轮组的特征,因此相当于滑轮组。
(2) 不计绳重和摩擦,由图可知,作用在小明木棍上的绳子段数为5,小明受到的拉力为$ F_{小明}=5×20N=100N $;作用在小杰木棍上的绳子段数为6,小杰受到的拉力为$ F_{小杰}=6×20N=120N $。
【答案】
(1) 滑轮组
(2) 100;120
【知识点】
滑轮组;滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组的识别及拉力计算,需准确判断作用在两根木棍上的绳子段数,结合滑轮组省力原理进行计算。
【难度系数】
0.6
(1) 两根木棍分别相当于定滑轮和动滑轮,与绳子组成的简单机械符合滑轮组的特征,因此相当于滑轮组。
(2) 不计绳重和摩擦,由图可知,作用在小明木棍上的绳子段数为5,小明受到的拉力为$ F_{小明}=5×20N=100N $;作用在小杰木棍上的绳子段数为6,小杰受到的拉力为$ F_{小杰}=6×20N=120N $。
【答案】
(1) 滑轮组
(2) 100;120
【知识点】
滑轮组;滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组的识别及拉力计算,需准确判断作用在两根木棍上的绳子段数,结合滑轮组省力原理进行计算。
【难度系数】
0.6
登录