滑轮练习题
一、选择题
1. 如图所示,用滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦,若动滑轮重为2N,绳重不计,物体A重为6N,则拉力F为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N
2. 如图所示,用滑轮组提升一个重为40N的物体A,拉力F为20N,物体A以0.5m/s的速度匀速上升,不计绳重和摩擦,则动滑轮的重力为( )
A. 4N B. 8N C. 16N D. 24N
二、填空题
3. 一滑轮组吊起一物体时,绳自由端的拉力为50N,拉力移动的距离是2m时,物体升高了1m,则有用功是______J,总功是______J,该滑轮组的机械效率为______。
三、计算题
4. 一人用如图所示的滑轮组将重为300N的物体在5s内匀速提高2m,已知人拉绳的力为150N,不计绳重和摩擦。求:(1)拉力做功的功率;(2)该滑轮组的机械效率;(3)若用此滑轮组提升更重的物体时,其机械效率将如何变化?
相关例题
【例题】(20xx•XX)某同学用如图所示的滑轮组将重力为600N的物体在1min内匀速提升1m。已知拉绳子的力F为250N。求:(1)该同学做的有用功;(2)该同学做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率。
【分析】
(1)根据$W_{有用} = Gh$求出该同学做的有用功;
(2)根据$P = frac{W}{t}$求出该同学做功的功率;
(3)根据$eta = frac{W_{有用}}{W_{总}} times 100%$求出该滑轮组的机械效率。本题考查了有用功、总功、机械效率的计算,关键是知道有用功等于克服物体重力所做的功。
【解答】
($1$)该同学做的有用功:$W_{有用} = Gh = 600N times 1m = 600J$;
($2$)由图可知,承担物重的绳子股数$n = 3$,则绳端移动的距离:s = 3h = 3 × 1m = 3m,该同学做功的功率:$P = frac{W}{t} = frac{Fs}{t} = Fs = 250N times 3m = 75W$;
($3$)该滑轮组的机械效率:$eta = frac{W_{有用}}{W_{总}} times 100% = frac{600J}{3 times 75J} times 100% = 80%$。答:($1$)该同学做的有用功为$600J$;($2$)该同学做功的功率为$75W$;($3$)该滑轮组的机械效率为$80%$。
【点睛】
此题考查了有用功、总功、机械效率的计算,关键是知道有用功等于克服物体重力所做的功。
以上是高一物理滑轮练习题和相关例题的全部内容,希望对你有所帮助!
滑轮练习题
一、选择题
1. 某同学用图示的装置匀速提起重为10N的重物时,动滑轮受到的拉力为_____N,不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率为______。
2. 如图所示,用滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦,若动滑轮重为2N,将重为6N的物体匀速提升2m,则拉绳子的力F为_____N,绳子的自由端上升_____m。
二、填空题
3. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重物时,已知所用的拉力为25N,这个滑轮组的机械效率为60%,则被提升物体的重力是______N。
相关例题
【例题】(2023·江苏连云港市·中考真题)用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为10N,摩擦不计,若物体被匀速提升0.5m,则拉力做的功是______J。
【分析】
由图可知,承担物重的绳子股数$n = 3$,根据$W = Gh$求出有用功;再根据$W_{总} = Fs$求出拉力做的总功。
【解答】
由图可知,承担物重的绳子股数$n = 3$,则拉力端移动的距离$s = 3h = 3 times 0.5m = 1.5m$;
不计摩擦和绳重,则有用功$W_{有} = Gh = 10N times 0.5m = 5J$;
因为滑轮组做的额外功为克服动滑轮的重力做的功,所以拉力做的总功$W_{总} = frac{W_{有}}{n} = frac{5J}{3} = 1.67J$。
故答案为:$1.67$。
本题考查了功的计算和滑轮组的机械效率的计算,关键是知道承担物重的绳子股数等于物体重力与动滑轮重力之和除以动滑轮的重力。
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滑轮练习题
一、选择题
1. 某同学用图示的装置提升重物,在下列选项中,关于该同学所用滑轮组机械效率的说法中正确的是( )
A. 一定小于1
B. 一定大于1
C. 一定等于1
D. 无法确定
2. 用动滑轮将重为80N的物体匀速提升5m,拉力F为50N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 动滑轮重为40N
B. 绳的自由端移动的距离是10m
C. 人做的有用功是400J
D. 人做的总功是800J
二、填空题
3. 用一个动滑轮将重为8N的物体匀速提起1m,拉力为5N,这个动滑轮的机械效率为______;不计绳重和摩擦,则提起重物时动滑轮的机械效率为______。
4. 用动滑轮将重为8N的物体匀速提升5m,拉力F为_____N,若不计绳重和摩擦,则拉力所做的功是_____J。
例题
【分析】
本题考查了学生对滑轮组机械效率的理解与计算,属于基础题目。
【解答】
解:由题知,不计绳重和摩擦时,$n = 2$,$s = 2h$,则拉力所做的功:$W_{总} = Fs = 2Fh = 2 times 5N times 5m = 50J$;
有用功:$W_{有} = Gh = 8N times 5m = 40J$;
滑轮组的机械效率:$eta = frac{W_{有}}{W_{总}} times 100% = frac{40J}{50J} times 100% = 80%$;不计绳重和摩擦时,绳子的重力忽略不计,则$F = frac{G + G_{轮}}{n}$,所以动滑轮的重力:$G_{轮} = nF - G = 2 times 5N - 8N = 2N$。
故答案为:$80%$;$50$;$4$;$50$。
根据题意可知绳子的股数和拉力移动的距离以及有用功和总功的大小关系;再根据机械效率的公式求出滑轮组的机械效率;再根据动滑轮的特点求出动滑轮的重力。
三、解答题
【分析】
根据使用滑轮组时有几段绳子承担物重,利用公式$F = frac{G}{n}$求出拉力的大小;再根据功的公式求出拉力所做的功。
【解答】
解:由图可知,承担物重的绳子股数:$n = 3$,则拉力的大小:$F = frac{G}{n} = frac{8N}{3} = 2.67N$;绳子自由端移动的距离:$s = nh = 3 times 5m = 15m$;拉力所做的功:$W_{总} = Fs = 2.67N times 15m = 39.75J$。
答:拉力的大小为$2.67N$;拉力所做的功为$39.75J$。
使用滑轮组时,不计绳重和摩擦,且动滑轮上最多挂$3$个钩码时,则拉力最小值是物体重的一半。本题考查了学生对滑轮组机械效率的理解与计算,属于基础题目。
常见问题:
1. 动滑轮的机械效率与哪些因素有关?如何提高动滑轮的机械效率?
答:动滑轮的机械效率与物体重、动滑轮重及绳重和摩擦有关。要提高动滑轮的机械效率可以增大提升的物重、减小动滑轮的重、减小绳重和摩擦。
2. 动滑轮的作用是什么?在使用动滑轮时应注意什么?
答:动滑轮的作用是改变力的方向。在使用动滑轮时应注意不能让动滑轮与重物、接触面之间发生相对运动或使接触面脱离以免打滑。同时还要注意绳子的末端必须与定滑轮相接触。