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1. 分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是 (
A
)
答案:
A 解析:不计滑轮重、绳重和摩擦的情况下,$F_{1}=\frac {1}{3}G$,$F_{2}=F_{3}=G$,$F_{4}=\frac {1}{2}G$。故最省力的是A。
2.(2024·无锡天一学校期中)如图所示,取两根光滑木棍,将绳子的一端系在其中一根棍上,再按图示的绕法依次绕过两根木棍,缓慢拉动绳子,两根棍靠拢.若想用更小的力也能让木棍靠拢,则下列说法中可行的是 (

A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度,使其质量变小
B
)A.将木棍的表面变得粗糙些
B.将绳子在木棍上多绕几圈
C.沿竖直方向匀速拉动绳子
D.缩短木棍的长度,使其质量变小
答案:
【解析】:本题可根据滑轮组的特点,结合省力情况的影响因素来分析各选项。
滑轮组省力情况与绕过滑轮(本题中木棍可看作滑轮)的绳子段数有关,绕过滑轮的绳子段数越多,越省力。
选项A:将木棍的表面变得粗糙些,会增大绳子与木棍之间的摩擦力,但这并不会改变绕过木棍的绳子段数,也就不会使拉力变小,所以该选项不可行。
选项B:将绳子在木棍上多绕几圈,这样绕过木棍的绳子段数就会增多。根据滑轮组省力公式$F = \frac{1}{n}G$($F$为拉力,$n$为绕过动滑轮的绳子段数,$G$为总重力),在总重力$G$不变的情况下,$n$增大,拉力$F$会减小,所以该选项可行。
选项C:沿竖直方向匀速拉动绳子,这只是改变了拉力的方向和运动状态,并没有改变绕过木棍的绳子段数,因此不会使拉力变小,所以该选项不可行。
选项D:缩短木棍的长度,使其质量变小,这只能减小木棍的重力,但并没有改变绕过木棍的绳子段数,根据滑轮组省力原理,拉力大小主要取决于绕过滑轮的绳子段数,所以拉力不会变小,该选项不可行。
【答案】:B
滑轮组省力情况与绕过滑轮(本题中木棍可看作滑轮)的绳子段数有关,绕过滑轮的绳子段数越多,越省力。
选项A:将木棍的表面变得粗糙些,会增大绳子与木棍之间的摩擦力,但这并不会改变绕过木棍的绳子段数,也就不会使拉力变小,所以该选项不可行。
选项B:将绳子在木棍上多绕几圈,这样绕过木棍的绳子段数就会增多。根据滑轮组省力公式$F = \frac{1}{n}G$($F$为拉力,$n$为绕过动滑轮的绳子段数,$G$为总重力),在总重力$G$不变的情况下,$n$增大,拉力$F$会减小,所以该选项可行。
选项C:沿竖直方向匀速拉动绳子,这只是改变了拉力的方向和运动状态,并没有改变绕过木棍的绳子段数,因此不会使拉力变小,所以该选项不可行。
选项D:缩短木棍的长度,使其质量变小,这只能减小木棍的重力,但并没有改变绕过木棍的绳子段数,根据滑轮组省力原理,拉力大小主要取决于绕过滑轮的绳子段数,所以拉力不会变小,该选项不可行。
【答案】:B
3. 如图是手摇升降晾衣架的结构示意图,使用它可以方便地升降衣架来晾晒衣物.该装置通过一些机械的组合来实现此功能.该装置有
2
个动滑轮,使用该装置能
(填“能”或“不能”)省力,能
(填“能”或“不能”)改变动力的方向.
答案:
2 能 能 解析:由图可知,当晾衣架上升时,下面的两个滑轮与晾衣架一起上升,所以下面的两个滑轮是动滑轮。晾衣架下面有两个动滑轮,使用动滑轮可以省力,所以使用该装置能省力。当拉着晾衣架上升时,通过上面两个定滑轮可以改变绳子自由端的拉力的方向,因此此装置能改变动力的方向。
4.(2025·无锡天一实验学校期中)如图所示,螺丝刀转动时相当于
轮轴
(填简单机械名称),粗
(填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉的螺纹相当于斜面
(填简单机械名称),螺纹密
(填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力.
答案:
轮轴 粗 斜面 密 解析:螺丝刀转动时相当于轮轴,螺丝刀的手柄越粗,相当于轮轴中的轮越大,所以手柄越粗越省力。螺丝钉的螺纹相当于斜面,螺丝钉的螺纹越密,相当于斜面越平缓,斜面越平缓越省力,所以螺纹越密越省力。
5. 用如图所示的动滑轮和定滑轮提升重物,请画出最省力的绳子绕线方式.

答案:
如图所示
解析:图示两个滑轮,绳子固定在定滑轮上,逐一绕线时,承重绳子为2根;绳子固定在动滑轮上,逐一绕线时,承重绳子为3根,所以把绳子固定在动滑轮上,绕过定滑轮,再绕过动滑轮,最省力。
如图所示
6. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重和摩擦,$G_{1}= 60\ \text{N}$,$G_{2}= 38\ \text{N}$,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力$F$的作用下静止.则每个动滑轮的重力为(

A. 3 N
B. 6 N
C. 11 N
D. 22 N
B
)A. 3 N
B. 6 N
C. 11 N
D. 22 N
答案:
B 解析:由图知,承担物重的绳子股数分别为:$n_{1}=3$,$n_{2}=2$,滑轮的重力相等,设动滑轮的重力为$G_{轮}$,不计绳重和摩擦,则拉力分别为:$F_{1}=\frac {1}{3}(G_{1}+G_{轮})$,$F_{2}=\frac {1}{2}(G_{2}+G_{轮})$,由题知$F_{1}=F_{2}$,所以$\frac {1}{3}(60N+G_{轮})=\frac {1}{2}(38N+G_{轮})$,解得动滑轮的重力:$G_{轮}=6N$。故选B。
7.(2024·无锡惠山区期中)如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力$F随时间t$变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的$v-t$图像如图丙所示,空吊篮重30 N,绳子能承受的最大拉力为120 N,忽略绳重、摩擦和空气阻力,在0~1 s内空吊篮处于______
非平衡
(填“平衡”或“非平衡”)状态,动滑轮重为______20
N,吊篮最多能装货物的质量为______19
kg.($g$取10 N/kg)
答案:
非平衡 20 19 解析:由图丙得,在0~1s内空吊篮做匀加速直线运动,处于非平衡状态。由图甲得,滑轮组$n=2$,由图丙得,在1~2s内,吊篮匀速上升,由图乙知,此时拉力为25N,忽略绳重、摩擦和空气阻力时,$F=\frac {G_{吊篮}+G_{动}}{n}$,则动滑轮重为$G_{动}=nF - G_{吊篮}=2×25N - 30N=20N$。当拉力为120N时,吊篮装的货物重力最大,由$F=\frac {G_{物}+G_{动}}{n}$得$G'_{物}=nF'-G_{动}=2×120N - 20N=220N$,吊篮最多能装货物的重力$G_{货物}=G'_{物}-G_{吊篮}=220N - 30N=190N$,$m_{货物}=\frac {G_{货物}}{g}=\frac {190N}{10N/kg}=19kg$。
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