其他简单机械练习题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21一倍力2.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：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，F2=3G，F3=G/3，则最大的拉力是F2。答案：F210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、F2、F3，则三个力大小关系是（）图13-5-2A.F1最大B.F2最大C.F3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30N的力刚好提起重40N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，不必用30N的力；一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提起重40N的物体时只需用力20N或340N。答案：C4.如图13-5-3所示，G=200N，滑轮重G′=40N，要使物体能匀速上升2m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（）图13-5-3A.F=440N，并向上移动4mB.F=140N，并向上移动4mC.F=440N，并向上移动1mD.F=480N，并向上移动1m思路解析：动滑轮两侧绳中拉力均为T=G=200N，所以向上的拉力为F=G′+2T=G′+2G=40N+2×200N=440N。物体上升2m，动滑轮每侧绳子只需缩短1m，所以施力端向上移动1m。答案：C5.如图13-5-4，滑轮A上挂一重10N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=th，A上升的速度vA=th2，显然vA=21vB。又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计，故F＝2GB＝20N。答案：21206.如图13-5-5所示，若拉力F=900N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，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=31F拉，因为物体A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=3×900N=2700N，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′=3s=33m=1m。答案：2700130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=21G；图B中，由F·R=G·r，得动力F=2G；图C中F=2G；图D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.G1B.G2C.G3D.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、F2、F3。则（）图13-5-8A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F3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、F2、F3可知，F3＞F1＞F2答案：D4.如图13-5-9所示，若每个滑轮重均为1N，在绳的自由端用力将重25N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=2动滑轮GG=2125NN=13N。答案：13N5.使用图13-5-10所示的滑轮，将重200N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120N，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=21f=21×120N=60N。答案：606.如果物体和动滑轮的总重是90N，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21，即F=G总/2=290N=45N。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31，即F=G总/3=390N=30N。答案：45N30N7.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600N。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，3F=G,F=31G=31×600N=200N图乙，8F=G,F=81G=81×600N=75N图丙，7F=G,F=71G=71×600N=85.7N图丁，2F=G,F=21G=×21600N=300N。答案：200N75N85.7N300N8.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=50N。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3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。(3)当物体被提升2m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0.2m/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)246(4)0.20.40.69.如图13-5-13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20N时，刚好使放在水平地面上的200N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=2×20N=40N11.一根绳子只能承担5000N的力，用它提起1.8×104N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=1.8×104N/5×103N=3.6，应取4段绳子。由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。再确定滑轮组。要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承担重物。如不改变力的方向，则只要1个定滑轮，如题图（甲）所示。如果改变用力的方向，则要2个定滑轮，如题图（乙）所示。