滑轮相关的受力分析共19页Word格式.docx

滑轮相关的受力分析共19页Word格式.docx

《滑轮相关的受力分析共19页Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滑轮相关的受力分析共19页Word格式.docx（39页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

300N

5．用如图所示滑轮组拉起G=100N的重物，不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力，拉力F为（　　）

25N

12.5N

100N

6．如图所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态．甲、乙的密度之比ρ甲：

ρ乙=2：

1，质量之比m甲：

m乙=4：

5，且乙的质量为500g．若不计绳重、轮重和摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（　　）

滑轮组静止时，甲受力平衡，乙受力不平衡

甲、乙两个物体的体积比为8：

5

甲的重力为8N

乙对地面的压力为3N

7．如图所示，物体A重80N，物体B重72N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动．如果在物体A上加一个水平向左的力，拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，则此时拉力F及3s内拉力F所做的功W分别是（已知动滑轮重18N，绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计）（　　）

F=90N；

W=27J

F=60N；

W=54J

F=30N；

W=18J

二．填空题（共9小题）

8．如图所示，长木板B放在粗糙水平面上，物块A放在长木板B上，细绳拴在A上，跨过定滑轮后又拴在B上．已知A的质量为2kg，B的质量为1kg．A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍，现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力，恰好能使B向右匀速运动．由此可知长木板B的上表面受到的摩擦力大小为　_________　N，方向水平向　_________　，下表面受到的摩擦力大小为　_________　N．

9．如图所示装置中，长木板甲重20N，物体乙重10N．甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，当水平方向的拉力F的大小为6N时，长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s，向左做匀速直线运动．不计滑轮处摩擦，绳子拉物体乙的功率是

　_________　W．

10．如图所示，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板成水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重为50N，不计摩擦和绳重，则人对木板的压力大小为　_________　N．

11．如图所示，质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上，木板可以绕B端上下转动，OA=2OB．要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力为　_________　N，人对木板AB的压力为　_________　N（摩擦阻力不计）．

12．（2009•北京）如图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图．当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，小明对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对小明的支持力为N1．当物体A有

的体积露出水面且静止时，小明对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对小明的支持力为N2．已知动滑轮所受重力为120N，小明所受重力为600N，N1：

N2=13：

12．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，则物体A所受重力为　_________　N．

13．如图所示，物体甲重12牛．乙重10牛，不计滑轮重时，则A点受到的力是　_________　牛，B点受到的力是　_________　牛，物体甲对地面的压力是　_________　牛．

14．如图所示，OB：

OA=1：

2，物体甲重30N，动滑轮重9N，杠杆重、绳重、绳和滑轮之间的摩擦不计，人需要　_________　N的力可以拉动物体甲匀速上升．

15．如图所示，是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图，上端固定在楼顶．若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计．当工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力为　_________　N；

若工作台从距地面10m高处升到20m高处，工人师傅最少需要做　_________　J的功．（取g=10N/kg）

16．如图，体重500N的人站在吊篮中，吊篮重力G=700N．要将吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦．人至少要用　_________　N的力拉绳．

三．解答题（共4小题）

17．如图所示，用力F拉400N的物体在水平地面上做匀速直线运动，重物以10cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦．

（1）弹簧秤的示数为多大？

拉力的功率为多大？

（2）若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32N，则滑轮组的机械效率为多大？

18．用如图所示的滑轮组从15m深的水池中（水池面积很大，达几百平方米）提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5×

103kg/m3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，问：

（1）该物体所受的重力为多少牛？

（2）物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？

（不计摩擦及滑轮重）

（3）物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？

（取g=10N/kg）

19．在如图所示中，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，如果在物体A上加上一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，2s钟内拉力F移动的路程是多少？

若物体A受到的摩擦力是物重的0.1倍，则F最少是多大时才能使物体B静止在空中？

若物体B匀速上升，则F最少应为多大？

（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）

20．如图是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿，竖直通道上下运行．钢链的两端分别固定在电梯井顶部的一点和B点，刚时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D．电梯载重量为10人（1人的质量按60kg计算，取g=10N/kg，忽略摩擦及钢链的质量）．请回答：

（1）配重的功能是什么？

住已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大？

（2）当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大？

参考答案与试题解析

考点：

二力平衡条件的应用；

动滑轮拉力的计算。

719250

专题：

应用题；

图析法。

分析：

匀速直线运动的物体受到平衡力作用，则可根据物体处于平衡状态时的滑动摩擦力．滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度无关．

解答：

解：

当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，木板受到地面和小木块水平向左的摩擦力，由于物体间力的作用是相互的，则小木块受到木板水平向左的摩擦力，又因为滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度无关，则当把拉力增大到10牛时，由于木块与木板间的压力和接触面的粗糙程度不变，则小木块受到的摩擦力等于弹簧对它的拉力是一对平衡力，因此小木块将保持静止状态．

故选D．

点评：

滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体进行加速、减速、匀速都没有关系，跟物体的运动速度大小无关，这点容易忽视．

滑轮组绳子拉力的计算；

速度的计算。

A、由图知，承担物重的绳子股数n=2，不计绳重和摩擦，利用F=

（G轮+f地）求拉力大小；

BC、人对地面的压力等于自己体重减去拉力，据此求压力大小；

D、绳子自由端运动速度等于物体移动速度的2倍，据此求出绳子自由端运动速度．

A、由图知，n=2，不计绳重和摩擦，

拉力F=

（G轮+f地）=

（20N+200N）=110N，故A错，符合题意；

BC、人对地面的压力F压=G﹣F=510N﹣110N=400N，故B正确、C错；

D、绳子自由端运动速度v=2×

0.02m/s=0.04m/s，故D错．

故选ACD．

因为是物体水平移动，有用功为克服摩擦力做功，利用好不计绳重和摩擦，拉力F=

（G轮+f地），而不是F=

（G轮+G物是本题的关键．

滑轮组绳子拉力的计算。

计算题。

此题的滑轮组中有三个滑轮，包括：

一个定滑轮和两个动滑轮；

由于绕过滑轮组的绳子不是同一股，所以他们承担的物重是不同的，需要对各滑轮进行单独处理；

分别用绳子自由端的拉力F表示出A、B、C三处绳子的拉力，若货物能被拉上去，那么这三处绳子的拉力之和应该至少等于物重．

首先将三个滑轮进行单独分析，如图所示：

在最下面的动滑轮中：

FA=F，F1=2F；

（不计滑轮重、绳重和摩擦，下同）

在中间的动滑轮中：

FB=F2=F1=2F，F3=2FB=4F；

在最上面的定滑轮中：

FC=F4=F3=4F；

因此，绳子A、B、C提供的总拉力为：

F总=FA+FB+FC=F+2F+4F=7F；

若要提起物体，则需满足：

F总≥G，即：

FA+FB+FC≥G，

∴7F≥490N，即：

F≥70N；

因此站在地面上的人需要的最小拉力为70N，只有B符合题意；

故选B．

在解复杂滑轮组的题目时，一定要对各个滑轮进行单独分析．明确复杂滑轮组中，不同绳子的张力不同是区别于简单滑轮组的关键所在（简单滑轮组中只有一根绳子）．

力的合成与应用。

计算题；

应用题。

由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3，不计动滑轮重、绳重和摩擦，则F=

F拉，据此求出滑轮组对A的拉力F拉，而物体A静止，受到的重力等于支持力加上拉力，据此求出地面对木箱的支持力．

由图知，n=3，则F=

F拉，

∴木箱受到的拉力：

F拉=3F=3×

300N=900N，

∵木箱静止，

∴G=F支+F拉，

∴地面对木箱的支持力：

F支=G﹣F拉=1200N﹣900N=300N．

本题考查了使用滑轮组拉力的计算、同一直线上力的合成，属于基础题目，利用好不计动滑轮重、绳重和摩擦F=

F拉是关键．

对于动滑轮来说，当不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力时，绳子的拉力是物体重力的二分之一，然后结合图逐一分析各个动滑轮的拉力得出最终绳子自由端的拉力F．

如图：

根据动滑轮可以省一半的力可知，

对于动滑轮1来说，A段绳子的拉力FA=

G=

×

100N=50N；

对于动滑轮2来说，B段绳子的拉力FB=

FA=

50N=25N；

对于动滑轮3来说，C段绳子的拉力F=

FB=

25N=12.5N．

本题考查了滑轮组拉力的计算，关键是根据动滑轮的定义判断图中的三个滑轮都是定滑轮，然后再根据动滑轮省一半的力逐一分析得出拉力的大小．

滑轮组及其工作特点；

密度公式的应用；

力的合成与应用；

重力的计算。

A、根据处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用分析；

B、根据密度的变形公式v=

即可求出；

C、根据甲、乙的质量比求出甲、乙的重力之比，然后即可求出物体甲的重力；

D、乙对绳子的拉力通过定滑轮后，作用在动滑轮上，拉着甲不动．动滑轮能省一半的力．由此入手解决问题．然后后对乙进行受力分析，求出乙对地面的压力．

A、因为滑轮组静止时，甲乙物体都处于静止状态，因此甲乙物体都受到平衡力的作用；

故A错误．

B、∵ρ甲：

1，m甲：

5，所以v甲：

v乙=

：

=

=2：

5；

故B错误．

C、∵m甲：

5，∴m甲=

m乙=

500g=400g；

∴G甲=m甲g=0.4kg×

10N/kg=4N；

故C错误．

D、若不计绳重、轮重和摩擦，∵乙对绳子的拉力F通过定滑轮后，作用在动滑轮上，拉着甲不动．动滑轮能省一半的力．

∴F=

G甲=

4N=2N，

∵G乙=m乙g=0.5kg×

10N/kg=5N；

又乙物体在水平地面上处于静止状态；

∴乙物体受竖直向下的重力G乙、竖直向上的拉力F和支持力N的作用，且受力平衡，

∴N=G乙﹣F=5N﹣2N=3N，

∵乙物体受到哦的支持力和对地面的压力是一对相互作用力；

∴乙对地面的压力为3N，故D正确．

本题考查力的合成与应用，注意比例的求解方法，会正确对乙物体进行受力分析．知道物体处于静止状态时一定受平衡力的作用，知道一对相互作用力的大小关系．

滑轮与功的综合题。

（1）使用滑轮组提物体时，绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计，F=

（G+G动）．

（2）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力．

（3）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、绳子的拉力三力平衡，可求出拉力．

（4）功的公式W=Fs，绳子移动的距离是物体提升高度的n倍，即S=nh．

物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f=F拉=

（G+G动）=

（72N+18N）=30N．

拉动A向左运动时，A受力如图，F=f+F拉=30N+30N=60N．

h=vt=0.1m/s×

3s=0.3m，S=3h=3×

0.3m=0.9m，W=Fs=60N×

0.9m=54J．故B说法正确．

会根据力的平衡解决问题，要结合滑轮组的特点、功的公式和速度公式联立求解．

8．如图所示，长木板B放在粗糙水平面上，物块A放在长木板B上，细绳拴在A上，跨过定滑轮后又拴在B上．已知A的质量为2kg，B的质量为1kg．A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍，现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力，恰好能使B向右匀速运动．由此可知长木板B的上表面受到的摩擦力大小为　4　N，方向水平向　左　，下表面受到的摩擦力大小为　9　N．

摩擦力大小的影响因素。

摩擦力是阻碍相对运动的力，在物体做匀速直线运动时，它与拉力的大小是相同的．图中物体A与B都在运动，因此，它们互相都向对方有摩擦力的作用．

长木板B的上表面受到的摩擦力是A重的0.2倍，即F=0.2G=0.2×

2kg×

木板B向右运动，摩擦力与其方向相反，因此向左；

物块A对木板B的摩擦力是4N，木板B对物块A的摩擦力也是4N，因此，A、B间需要克服的摩擦力一共为8N，再加上木板B与地面之间的摩擦力，这些最终都需要由拉力F来克服．由此可知，B的下表面受到的摩擦力=17N﹣8N=9N．

故答案为：

4，左，9．

此题中，A和B都在同时运动，互相之间都有摩擦力的作用，不管方向怎样，最终都需要由动力来克服它，搞清这一点是此题的关键所在．

　6　W．

功率的计算；

定滑轮及其工作特点。

计算功率的公式是：

P=

，要算功率，需要知道做的功W和时间t．而根据本题中所给的数据，我们无法计算出W和t，所以该题不能用此公式来求解．

由题意知，物体做的是匀速直线运动，所以我们由W=Fs，s=vt，推出W=Fvt，则得出P=Fv，只要知道绳子对物体乙的拉力和绳子的运动速度，就可以计算出功率P了．

先分析甲的受力情况：

由图可知，甲一共受到三个力：

向左的拉力、乙和甲之间的摩擦力、绳子对甲向右的拉力．其中绳子对甲向右的拉力来自于乙和甲之间的摩擦力，所以这两个力大小是相等的．由于甲做匀速直线运动，所以这两个力之和等于6N，则绳子对乙的拉力是3N．物体乙的速度和甲的移动速度相同，也是2m/s，所以绳子对物体乙的功率是：

P=Fv=3N×

2m/s=6W．

6．

本题难度较大，关键是要分析绳子对物体乙的拉力大小是多少．力学题中，一定要先对物体进行受力分析，然后根据物体运动状态判断这几个力的关系．

10．如图所示，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板成水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重为50N，不计摩擦和绳重，则人对木板的压力大小为　300　N．

滑轮组及其工作特点。

顺推法；

读图可知，整个装置的全部物重都由上面的一只滑轮承担，右侧的拉力则又由第二只滑轮分担．因为整个装置保持静止，所以每只滑轮两侧的力都是相等的．

人的重力500N+木板的重力350N+下面的滑轮的重力50N=900N，读图可知，这900N都由最上面的滑轮承担，而且左右拉力相等．因此，上面滑轮右侧的拉力为450N，减去下面滑轮的自重50N，等于400N．这400N又由两段绳子平均分担，因此，人手处的拉力为200N．于是得出，人对木板的压力=人的重力500N﹣绳子拉人手的力200N=300N．

300．

认真读图，找出各力的分担关系，依次推理，最后就可以判断每一段绳子处的力的大小了．

11．如图所示，质量为m=60kg的人站在轻质木板的O点上，木板可以绕B端上下转动，OA=2OB．要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力为　150　N，人对木板AB的压力为　450　N（摩擦阻力不计）．

杠杆的平衡分析法及其应用；

杠杆的平衡条件。

（1）已知人的质量，根据公式G=mg可求人的重力，人对木板的压力等于人的重力与绳子对人的拉力之差；

绳子对人的拉力等于绳子拉木板的力；

（2）根据杠杆的平衡条件可求绳子拉力的大小，进一步求出人对木板的压力．

（1）人的重力：

G=mg=60kg×

10N/kg=600N；

人拉绳子的力等于绳子对木板的拉力F；

人对杠杆的力：

F