1(2025宿迁宿豫月考)工人用如图所示的滑轮组来提升货物,已知货物重400 N,每个滑轮重50 N,若物体在10 s内被提升了6 m,不计绳重和摩擦,则拉力F是


225
N,绳自由端移动的距离是12
m,物体上升的速度是0.6
m/s.答案
1. 225 12 0.6
解析
【分析】
要解决这道题,需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数n,再利用不计绳重和摩擦时的滑轮组拉力公式、绳端移动距离与物体提升高度的关系,以及速度公式逐步计算。首先通过绳端移动距离和物体提升高度的关系确定n,再代入对应公式求解拉力、绳端移动距离和物体上升速度。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数n:由绳自由端移动距离s与物体提升高度h的关系s=nh,结合后续计算可知n=2(因s=12m,h=6m,故n=12m÷6m=2)。
2. 计算拉力F:不计绳重和摩擦时,滑轮组拉力公式为F=(G物+G动)/n,代入数据得F=(400N+50N)/2=225N。
3. 计算绳自由端移动距离s:根据s=nh,代入得s=2×6m=12m。
4. 计算物体上升速度v:由速度公式v=h/t,代入得v=6m/10s=0.6m/s。
【答案】
225;12;0.6
【知识点】
滑轮组拉力计算、滑轮组距离计算、速度计算
【点评】
本题考查滑轮组基础公式的应用,属于常规基础题,只要掌握不计绳重摩擦时的拉力公式、绳端移动距离与物体提升高度的关系,以及速度的基本计算即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需先确定滑轮组中承担物重的绳子段数n,再利用不计绳重和摩擦时的滑轮组拉力公式、绳端移动距离与物体提升高度的关系,以及速度公式逐步计算。首先通过绳端移动距离和物体提升高度的关系确定n,再代入对应公式求解拉力、绳端移动距离和物体上升速度。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数n:由绳自由端移动距离s与物体提升高度h的关系s=nh,结合后续计算可知n=2(因s=12m,h=6m,故n=12m÷6m=2)。
2. 计算拉力F:不计绳重和摩擦时,滑轮组拉力公式为F=(G物+G动)/n,代入数据得F=(400N+50N)/2=225N。
3. 计算绳自由端移动距离s:根据s=nh,代入得s=2×6m=12m。
4. 计算物体上升速度v:由速度公式v=h/t,代入得v=6m/10s=0.6m/s。
【答案】
225;12;0.6
【知识点】
滑轮组拉力计算、滑轮组距离计算、速度计算
【点评】
本题考查滑轮组基础公式的应用,属于常规基础题,只要掌握不计绳重摩擦时的拉力公式、绳端移动距离与物体提升高度的关系,以及速度的基本计算即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
2(2025宿迁沭阳期中)如图所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
知识点2 轮轴
1. 轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮,小轮叫作轴。轮轴实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力机械。
2. 轮和轴的中心是支点,作用在轮上的力是动力$F_1$,轮半径$R$,作用在轴上的力是阻力$F_2$,轴半径$r$,则有$F_1R=F_2r$,因为$R>r$,所以$F_1<F_2$。轮轴实质是变形的省力杠杆。
知识点2 轮轴
1. 轮轴由有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮,小轮叫作轴。轮轴实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力机械。
2. 轮和轴的中心是支点,作用在轮上的力是动力$F_1$,轮半径$R$,作用在轴上的力是阻力$F_2$,轴半径$r$,则有$F_1R=F_2r$,因为$R>r$,所以$F_1<F_2$。轮轴实质是变形的省力杠杆。
答案
2. 如图所示
解析
【分析】要使滑轮组提起重物最省力,需确定承担物重的绳子段数n最大。本题滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成,最多可使n=3,需遵循“奇动偶定”的绕线原则:绳子一端固定在动滑轮的挂钩上,依次绕过定滑轮、动滑轮,此时拉力方向向上,n=3,达到最省力效果。
【解析】对于1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法是让承担物重的绳子段数最多(n=3)。根据“奇动偶定”原则,将绳子的一端固定在动滑轮的上端挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,最终拉力方向向上,此绕法能实现最省力。
【答案】
【知识点】滑轮组、滑轮
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,关键是掌握“奇动偶定”的绕线规律,确定最大承担物重的绳子段数,属于基础力学应用题目。
【难度系数】0.6
【解析】对于1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法是让承担物重的绳子段数最多(n=3)。根据“奇动偶定”原则,将绳子的一端固定在动滑轮的上端挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,最终拉力方向向上,此绕法能实现最省力。
【答案】
【知识点】滑轮组、滑轮
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,关键是掌握“奇动偶定”的绕线规律,确定最大承担物重的绳子段数,属于基础力学应用题目。
【难度系数】0.6
3 (新情境) 如图甲所示是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轳,图乙是它提水时的示意图,为方便提水,应按照
省力
(填“省力”或“费力”)杠杆来设计,支点是B
(填“A”“B”或“C”)点;图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理,开关选用①
(填“①”或“②”)效果更好。答案
3. 省力 B ①
解析
【分析】
要解决本题,需明确辘轳和水龙头开关都属于轮轴,轮轴实质是可连续转动的杠杆。首先确定杠杆的支点,再通过比较动力臂与阻力臂的大小判断杠杆类型,最后根据轮轴“轮越大越省力”的规律选择合适的开关。
【解析】
1. 对于辘轳:它绕着固定点B转动,故支点为B点;动力作用在大轮的C点,动力臂是BC的长度;阻力是水桶及水的重力,作用在小轮的A点,阻力臂是BA的长度。由于BC>BA,根据杠杆平衡条件,动力臂大于阻力臂,因此属于省力杠杆。
2. 对于水龙头开关:其原理和辘轳相同,都是轮轴,轮轴省力的特点是“轴不变时,轮越大越省力”。图丙中①的轮比②的轮大,所以选用①效果更好。
【答案】
省力 B ①
【知识点】
杠杆、轮轴
【点评】
本题结合古代汲水装置和生活中的水龙头,考查轮轴(杠杆变形)的应用,体现了物理知识与实际生活、古代科技的结合,属于基础应用类题目,需掌握轮轴的省力原理即可解答。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需明确辘轳和水龙头开关都属于轮轴,轮轴实质是可连续转动的杠杆。首先确定杠杆的支点,再通过比较动力臂与阻力臂的大小判断杠杆类型,最后根据轮轴“轮越大越省力”的规律选择合适的开关。
【解析】
1. 对于辘轳:它绕着固定点B转动,故支点为B点;动力作用在大轮的C点,动力臂是BC的长度;阻力是水桶及水的重力,作用在小轮的A点,阻力臂是BA的长度。由于BC>BA,根据杠杆平衡条件,动力臂大于阻力臂,因此属于省力杠杆。
2. 对于水龙头开关:其原理和辘轳相同,都是轮轴,轮轴省力的特点是“轴不变时,轮越大越省力”。图丙中①的轮比②的轮大,所以选用①效果更好。
【答案】
省力 B ①
【知识点】
杠杆、轮轴
【点评】
本题结合古代汲水装置和生活中的水龙头,考查轮轴(杠杆变形)的应用,体现了物理知识与实际生活、古代科技的结合,属于基础应用类题目,需掌握轮轴的省力原理即可解答。
【难度系数】
0.6
登录