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1、五、其他简单机械5 分钟训练(预习类训练，可用于课前 )1.定滑轮实质是_杠杆，不省力也不费力，但是可以改变_的作用方向；动滑轮实质是_的杠杆，省力_，多费_的距离，不能改变_的作用方向。思路解析：定滑轮的动力臂与阻力臂都为滑轮的半径，所以为等臂杠杆，既不省力也不费力。但可以改变力的作用方向。动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，所以是省一半力的杠杆，多费一倍的距离，且不能改变力的方向。答案：等臂力动力臂为阻力臂的二倍 一倍力212.滑轮组是由_和_组成的，_省力，_改变力的作用方向（选填“能”或“不能” ） ；若滑轮组由 n 段绳子吊着物体，则提起物体所用的力是物重的_。思路解析：
2、使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力但不能改变力的方向，很多情况下单独使用很不方便，因此动滑轮与定滑轮组合起来使用。滑轮组由几段绳子吊着物体时，提起物体所用的力是物重的几分之一。答案：定滑轮动滑轮能能 n13.如图 13-5-1 所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，则最大拉力是_。图 13-5-1思路解析：根据 F1=G/4，F 2=3G，F 3=G/3，则最大的拉力是 F2。答案：F 210 分钟训练(强化类训练，可用于课中 )1.希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装在旗杆顶端的是（）A.杠杆B.动滑轮C.定滑轮D.斜面思路解析：旗杆顶端的滑轮应该是固
3、定不动的，所以应使用定滑轮。答案：C2.如图 13-5-2 所示，通过定滑轮匀速提起重物 G 时，向三个方向拉动的力分别为F1、F 2、F 3，则三个力大小关系是（）图 13-5-2A.F1 最大B.F 2 最大C.F 3 最大D.一样大思路解析：由于定滑轮支点在轮中心，而轮中心到轮边的各点距离相等（半径） ，即三个力的力臂都相等且都等于物体重力的力臂。答案：D3.要用 30 N 的力刚好提起重 40 N 的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦） （）A.一个定滑轮 B.一个动滑轮C.杠杆 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组思路解析：定滑轮不省力；一个动滑轮省力一半，不必
4、用 30 N 的力；一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提起重 40 N 的物体时只需用力 20 N 或 N。340答案：C4.如图 13-5-3 所示，G=200 N，滑轮重 G=40 N，要使物体能匀速上升 2 m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦） （）图 13-5-3A.F=440 N，并向上移动 4 m B.F=140 N，并向上移动 4 mC.F=440 N，并向上移动 1 m D.F=480 N，并向上移动 1 m思路解析：动滑轮两侧绳中拉力均为 T=G=200 N，所以向上的拉力为F=G+2T=G+2G=40 N+2200 N=440 N。物体上升 2 m，动滑轮每侧绳子只需
5、缩短 1 m，所以施力端向上移动 1 m。答案：C5.如图 13-5-4，滑轮 A 上挂一重 10 N 的物体 B，C 为固定点（地面） ，当滑轮 A 在力 F 的作用下向上匀速上升时，滑轮 A 的速度为重物 B 上升时速度的_，力 F 应为_N（滑轮 A 和绳重及摩擦均不计） 。图 13-5-4思路解析：在相等的时间 t 内， B 上升的速度 vB= ，A 上升的速度 vA= ，显然thth2vA= vB。又因为滑轮 A 和绳重及摩擦均不计，故 F2G B20 N 。21答案： 206.如图 13-5-5 所示，若拉力 F=900 N，物体 A 重 1 500 N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦
6、。当绳子自由端移动 3 m，则沿水平方向匀速拉动物体 A 前进时，物体 A 与地面间摩擦力是_N，物体 A 移动_m 。图 13-5-5思路解析：这是一类滑轮组常见的问题。不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体 A 与地面间是有摩擦力的。分析可知：有 3 段绳子分担了对 A 向左的拉力，即 F= F 拉 ，因为物体 A31沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知：水平方向上物体 A 受的拉力与摩擦力大小相等，题中物体 A 的重力是干扰条件，所以 f=F 拉 。由此可知：f=3F=3 900 N=2 700 N，绳子自由端移动距离 s 与物体 A 移动距离 s间有如下关系：s=3s，所以s= =
7、 =1 m。3答案：2 7001快乐时光张老师正在抽背单词，小明靠惯性往下背着，背到一小段，后面的忘记了。小明好奇地问：“老师我从头背起行吗？”只听老师说：“行，我先存盘，你再重启吧。 ”30 分钟训练(巩固类训练，可用于课后 )1.如图 13-5-6 所示，简单机械均不计摩擦，图 B 中 R=2r，其中最省力的是（）图 13-5-6思路解析：图 A 中动力 F= G；图 B 中，由 FR=Gr，得动力 F= ；图 C 中 F= ；图21 2G2D 中 F= 。3G答案：D2.如图 13-5-7 所示，人对绳的拉力都是 F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是（）图 13-5-7A.G
8、1 B.G2 C.G3 D.G4思路解析：图（1）是定滑轮：其作用是不省力。拉力大小与物重相同，即 G1=F。图（2）是动滑轮：其作用是省一半力，拉力 F 是物重的 1/2，即 G2=2F。图（3）是滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有三段拉力 F 是物重的 1/3，即 G3=3F。图（4）的滑轮组：承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力 F 是物重的 1/2，即 G4=2F。物重最大的是 G3，正确的选项是 C。答案：C3.如图 13-5-8 所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是 F1、F 2、F 3。则（ ）图 13-5-8A.F1F 2F 3 B.F1F
9、 2F 3C.F2F 1F 3 D.F2F 1F 3思路解析：图（1）是定滑轮，其作用是不省力，但能改变力的方向，即物体前进过程中所受的地面摩擦力 f=F1。图（2）是动滑轮，其作用是省一半力，拉力 F2 是摩擦力 f 的 1/2，即 f=2F2 或 F2=f/2。图（3）是动滑轮，拉力 F3 是摩擦力 f 的 2 倍，即 f=F3/2 或 F3=2f。比较 F1、F 2、F 3 可知，F 3F 1F 2答案：D4.如图 13-5-9 所示，若每个滑轮重均为 1 N，在绳的自由端用力将重 25 N 的物体匀速提起，不计摩擦，则拉力 F=_N。图 13-5-9思路解析：滑轮 A 是定滑轮，滑轮
10、B 是动滑轮，承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力 F 是总重的 1/2。即 F= = =13 N。2动 滑 轮G15答案：13 N5.使用图 13-5-10 所示的滑轮，将重 200 N 的物体 M 沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是 120 N，则拉力 F=_N。 （绳子、滑轮重及摩擦不计）图 13-5-10思路解析：题图中所示的滑轮是动滑轮，其作用是省一半力，即拉力 F 是摩擦力 f 的1/2。F= f= 120 N=60 N。21答案：606.如果物体和动滑轮的总重是 90 N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_N 和_N。 （不计摩擦）思路解析：用一个定
11、滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，绳子的绕法有两种。一种是由 2 段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力是总重的 ，即 F=G 总 /2= =45 N。21290另一种绕法是由 3 段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力就是总重的 ，3即 F=G 总 /3= =30 N。90答案：45 N30 N7.如图 13-5-11 所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物 G 的重力为 600 N。要将重物匀速提起，四种情况下拉力 F 分别为 F 甲 =_，F 乙=_，F 丙 =_，F 丁 =_。图 13-5-11思路解析：根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知：图甲，3
12、F=G,F= G= 600 N=200 N31图乙，8F=G,F= G= 600 N=75 N8图丙，7F=G,F= G= 600 N=85.7 N7图丁，2F=G,F= G= 600 N=300 N。21答案：200 N75 N85.7 N300 N8.如图 13-5-12 所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力 F 甲 =F 乙 =F 丙 =50 N。则：图 13-5-12(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是 G 甲 =_N，G 乙=_N，G 丙 =_N。(2)动滑轮重 3 N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是 G 甲 =_N
13、，G 乙=_N，G 丙 =_N。(3)当物体被提升 2 m 时，绳子自由端移动的距离分别是 s 甲 =_m，s 乙 =_m，s 丙=_m。(4)如果物体被提升的速度都是 0.2 m/s 时，绳子自由端移动的速度分别是：v 甲=_m/s， v 乙 =_m/s，v 丙 =_m/s。思路解析：定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：不省力，但是可以改变用力方向。动滑轮实质是动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆，它的作用是：省力，但不能改变用力方向。首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后找 F 与 G 的关系。答案：(1)50100150(2)4797147(3)2 46(4)0.2 0.40.69.如图 13-5-
14、13 所示，若加在绳的自由端的拉力 F=G/3，试画出绳子的绕法。图 13-5-13思路解析：若使拉力 F=G/3，则承担重物和动滑轮的绳子段数应是三段。绳子的起始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如下图。答案：如下图所示。10.如图 13-5-14 所示，当水平拉力 F 为 20 N 时，刚好使放在水平地面上的 200 N 的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。图 13-5-14思路解析：本题考查学生能否根据物体的运动状态对物体进行受力分析，及对滑轮组的知识能否灵活运用。因为物体在水平方向上受到滑轮组拉力 F和地面的摩擦力 f 作用，做匀速直线运动。拉力等于摩擦力，即 F=f 。又因为动滑轮由两段绳子承担阻力 F，那么 F=2F ，所以 f=2F。答案：摩擦力 f=2F=220 N=40 N11.一根绳子只能承担 5 000 N 的力，用它提起 1.8104 N 的重物，应选什么样的滑轮组？怎样绕线？画出绕线图。思路解析：先利用滑轮组计算拉力的公式 F=G 总 /n 算出绳子的段数 n。n=G 总 /F=1.8104 N/5
