16. 小强在进行组合滑轮组的实验时,记录到弹簧测力计示数为 1.25 N 以及如下的实验数据:(不计绳重和摩擦)
(1)根据下表数据计算出动滑轮重 $ G = $N。

(2)请帮助小强在图 9 - 2 - 16 中画出该滑轮组的绕线方式。

(3)当动滑轮重为N 时,使用该滑轮组提起 2 N 重的钩码刚好不省力。(提示:此时拉力与钩码重力相等)
(1)根据下表数据计算出动滑轮重 $ G = $N。
(2)请帮助小强在图 9 - 2 - 16 中画出该滑轮组的绕线方式。
(3)当动滑轮重为N 时,使用该滑轮组提起 2 N 重的钩码刚好不省力。(提示:此时拉力与钩码重力相等)
答案
0.5
2
解析
【解析】
(1) 不计绳重和摩擦,滑轮组拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$,结合实验数据(承担物重的绳子段数$n=2$,钩码重力$G_{物}=2N$),代入$1.25N=\frac{2N+G_{动}}{2}$,解得$G_{动}=0.5N$。
(2) 由承担物重的绳子段数$n=2$可知,绕线方式为:绳子一端固定在定滑轮挂钩上,依次绕过动滑轮、定滑轮,弹簧测力计向上拉动绳子自由端(对应图示)。
(3) 当使用该滑轮组不省力时,拉力$F=G_{物}=2N$,不计绳重和摩擦,代入公式$2N=\frac{2N+G_{动}}{2}$,解得$G_{动}=2N$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.5}$
(2)
(3) $\boldsymbol{2}$
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组绕线设计;滑轮组省力条件
【点评】
本题围绕滑轮组的核心知识点展开,考查了动滑轮重力计算、绕线方式设计及不省力条件的应用,需熟练运用滑轮组拉力公式,结合题意分析物理过程,对滑轮组原理的理解有一定要求。
【难度系数】
0.6
(1) 不计绳重和摩擦,滑轮组拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$,结合实验数据(承担物重的绳子段数$n=2$,钩码重力$G_{物}=2N$),代入$1.25N=\frac{2N+G_{动}}{2}$,解得$G_{动}=0.5N$。
(2) 由承担物重的绳子段数$n=2$可知,绕线方式为:绳子一端固定在定滑轮挂钩上,依次绕过动滑轮、定滑轮,弹簧测力计向上拉动绳子自由端(对应图示)。
(3) 当使用该滑轮组不省力时,拉力$F=G_{物}=2N$,不计绳重和摩擦,代入公式$2N=\frac{2N+G_{动}}{2}$,解得$G_{动}=2N$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.5}$
(2)
(3) $\boldsymbol{2}$
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组绕线设计;滑轮组省力条件
【点评】
本题围绕滑轮组的核心知识点展开,考查了动滑轮重力计算、绕线方式设计及不省力条件的应用,需熟练运用滑轮组拉力公式,结合题意分析物理过程,对滑轮组原理的理解有一定要求。
【难度系数】
0.6
17. 一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图 9 - 2 - 17 中的甲、乙两种方式安装滑轮,均可将小汽车从泥潭中拉出。

你认为甲方式中滑轮的作用是;乙方式中滑轮的作用是;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是 $ F_1 $、$ F_2 $;则 $ F_1 $$ F_2 $(选填“$ > $”“$ < $”或“$ = $”);如按乙方式,人拉绳头移动了 0.5 m,那么小汽车被拉动了m。
你认为甲方式中滑轮的作用是;乙方式中滑轮的作用是;设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是 $ F_1 $、$ F_2 $;则 $ F_1 $$ F_2 $(选填“$ > $”“$ < $”或“$ = $”);如按乙方式,人拉绳头移动了 0.5 m,那么小汽车被拉动了m。
答案
改变力
的方向
省力
>
0.25
解析
【解析】
甲图中的滑轮为定滑轮,其作用是改变力的方向;乙图中的滑轮为动滑轮,其作用是省力。
定滑轮不省力,$F_1$等于汽车受到的阻力;动滑轮可省一半力,$F_2$为汽车阻力的一半,故$F_1>F_2$。
乙方式中动滑轮的绳子段数为2,由$s=2s_{车}$,可得小汽车被拉动的距离$s_{车}=\frac{0.5m}{2}=0.25m$。
【答案】
改变力的方向;省力;>;0.25
【知识点】
定滑轮的特点;动滑轮的特点
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的工作特点,需熟练掌握两种滑轮的作用及相关简单计算。
【难度系数】
0.7
甲图中的滑轮为定滑轮,其作用是改变力的方向;乙图中的滑轮为动滑轮,其作用是省力。
定滑轮不省力,$F_1$等于汽车受到的阻力;动滑轮可省一半力,$F_2$为汽车阻力的一半,故$F_1>F_2$。
乙方式中动滑轮的绳子段数为2,由$s=2s_{车}$,可得小汽车被拉动的距离$s_{车}=\frac{0.5m}{2}=0.25m$。
【答案】
改变力的方向;省力;>;0.25
【知识点】
定滑轮的特点;动滑轮的特点
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的工作特点,需熟练掌握两种滑轮的作用及相关简单计算。
【难度系数】
0.7
18. 按要求给图 9 - 2 - 18 中的滑轮组绕线。($ G $ 为物体重,不考虑轴处摩擦及动滑轮、绳子的重力)

答案
1. 对于$F=\frac{1}{2}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,末端施加拉力F;
2. 对于$F=\frac{1}{3}G$的滑轮组:绳子一端固定在动滑轮挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力F;
3. 对于$F=\frac{1}{4}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力F
解析
【解析】
不计轴处摩擦及动滑轮、绳重时,拉力$F=\frac{1}{n}G$($n$为承担物重的绳子段数),根据给定拉力与物重的关系确定$n$,再进行绕线:
1. $F=\frac{1}{2}G$,则$n=2$,绳端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,末端施加拉力$F$;
2. $F=\frac{1}{3}G$,则$n=3$,绳端固定在动滑轮挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$;
3. $F=\frac{1}{4}G$,则$n=4$,绳端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$。
【答案】
绕线如图(对应参考答案中的绕线图),具体绕线方式:
1. $F=\frac{1}{2}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,末端施加拉力$F$;
2. $F=\frac{1}{3}G$的滑轮组:绳子一端固定在动滑轮挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$;
3. $F=\frac{1}{4}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$。
【知识点】
滑轮组绕线方法,滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组绕线,需根据拉力与物重的关系确定承担物重的绳子段数,掌握“奇动偶定”的绕线规律是解题关键。
【难度系数】
0.6
不计轴处摩擦及动滑轮、绳重时,拉力$F=\frac{1}{n}G$($n$为承担物重的绳子段数),根据给定拉力与物重的关系确定$n$,再进行绕线:
1. $F=\frac{1}{2}G$,则$n=2$,绳端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,末端施加拉力$F$;
2. $F=\frac{1}{3}G$,则$n=3$,绳端固定在动滑轮挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$;
3. $F=\frac{1}{4}G$,则$n=4$,绳端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$。
【答案】
绕线如图(对应参考答案中的绕线图),具体绕线方式:
1. $F=\frac{1}{2}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,末端施加拉力$F$;
2. $F=\frac{1}{3}G$的滑轮组:绳子一端固定在动滑轮挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$;
3. $F=\frac{1}{4}G$的滑轮组:绳子一端固定在定滑轮挂钩,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,末端施加拉力$F$。
【知识点】
滑轮组绕线方法,滑轮组拉力计算
【点评】
本题考查滑轮组绕线,需根据拉力与物重的关系确定承担物重的绳子段数,掌握“奇动偶定”的绕线规律是解题关键。
【难度系数】
0.6
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