用下列简单机械,使物重同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,其中用力最小的是( )
分析:
在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下:
①根据杠杆的平衡条件F$_1$L$_1$=F$_2$L$_2$可知动力的大小;
②滑轮组绳子末端的拉力F=$\frac {1}{n}$×G.
解答:
在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下:
A、根据杠杆的平衡条件F$_1$L$_1$=F$_2$L$_2$可知,F$_1$=$\frac {G×L}{3L}$=$\frac {1}{3}$G;
B、定滑轮不省力,F$_2$=G;
C、动滑轮省一半的力,F$_3$=$\frac {1}{2}$G;
D、滑轮组由两段绳子承担,F$_4$=$\frac {1}{2}$G.
由此分析比较可知F$_1$最小.
故选A.
点评:
本题考查了杠杆的平衡条件、定滑轮和动滑轮的特点,再利用杠杆的平衡条件时,确定力臂大小关系是关键.
如图所示,某同学设计了匀速提起同一重物G的四种方式,不计机械自身重量和摩擦,最省力的是( )
分析:
(1)定滑轮的优点是改变力作用的方向,使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力,而它们匹配成滑轮组,可以达到既省力又改变力作用方向的目的;
(2)杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一.在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆.
解答:
解:A、由杠杆平衡条件可知,G×3m=F×2m,F=1.5G;
B、由杠杆平衡条件可知,G×1m=F×(1m+3m),F=0.25G;
C、由图示可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,则F=$\frac {G}{n}$=$\frac {G}{2}$=0.5G;
D、由图示可知,滑轮组承重绳子的股数n=3,则F=$\frac {G}{n}$=$\frac {G}{3}$;
B中所示杠杆最省力;
故选B.
点评:
本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点,比较拉力大小时,需逐个计算后再比较.
如图所示,利用四种机械分别提起同一个重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
分析:
(1)定滑轮的优点是改变力作用的方向,使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力,而它们匹配成滑轮组,可以达到既省力又改变力作用方向的目的;
(2)杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一.在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆.
解答:
解:使用的简单机械,在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下:
A、使用的是一个定滑轮,改变力作用的方向,但不省力,F$_1$=G.
B、使用的是一个动滑轮,可以省一半的力,则F$_2$=$\frac {G}{2}$.
C、使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,动滑轮被3根绳子承担,绳子的拉力就是物重的$\frac {1}{3}$,即F$_3$=$\frac {G}{3}$;
D、由杠杆的平衡条件得:F$_4$×3=G×2,所以F$_4$=$\frac {G ×2}{3}$=$\frac {2}{3}$G.
比较各机械使用时绳子的拉力可知:C图中的机械最省力.
故选C.
点评:
本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点,比较拉力大小时,需逐个计算后再比较.
用如图所示的滑轮组匀速提升一个重为G的物体,不计摩擦和滑轮的重力,则拉力F的大小是( )
分析:
做有关滑轮组的计算题首先要判断承担重物的绳子股数,图中最后一段是由定滑轮引出来的,所以绳子股数是2.题中告诉了我们不计摩擦和滑轮的重力,2段绳子承担物重,每段绳子承受的力即拉力F=$\frac {1}{2}$×G.
解答:
解:图中绳子股数n=2,不计摩擦和滑轮的重力,所以拉力为:F=$\frac {1}{2}$G.
故选B.
点评:
此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的理解和掌握,弄清楚绳子的股数是解决此题的关键.
如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是( )
分析:
(1)杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一.在使用杠杆时,为了省力,就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆.
(2)定滑轮的优点是改变力作用的方向,使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力,而它们匹配成滑轮组,可以达到既省力又改变力作用方向的目的.
解答:
解:使用的简单机械,在忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力的条件下;
A、由杠杆的平衡条件F$_1$•L$_1$=F$_2$•L$_2$,得:F$_1$=$\frac {F$_2$•L$_2$}{L$_1$}$$\frac {G•l}{3l}$$\frac {G}{3}$.
B、使用的是一个定滑轮,改变力作用的方向,但不省力,F$_2$=G.
C、使用的是一个动滑轮,可以省一半的力,则F$_3$=$\frac {G}{2}$.
D、使用的是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,动滑轮被两根绳子承担,绳子的拉力就是物重的二分之一.即F$_4$=$\frac {G}{2}$.
比较各机械使用时绳子的拉力可知:A图中的机械最省力.
故选A.
点评:
本题考查杠杆、动滑轮、定滑轮和滑轮组的工作特点,比较拉力大小时,需逐个计算后再比较.
如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为( )
分析:
要解答本题需掌握:动滑轮特殊使用时,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移动距离是重物移动距离的二分之一
解答:
根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G,则G=5N;[br]F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度就是0.1m/s.[br]故选D.
点评:
本题主要考查学生对动滑轮特点的了解和掌握,是一道难题.
利用如图机械,提升同一重物G,(不计机械本身的重力和摩擦),所需拉力F最大的是( )
分析:
(1)对于AB选项应用杠杆平衡条件,求出物体重力与拉力的关系
(2)由题知,不计摩擦和动滑轮重,先分析所用的是定滑轮、动滑轮还是滑轮组,
若是定滑轮,不省力,F=G;
若是动滑轮,省一半力,F=$\frac {1}{2}$G;
解答:
解:A、据杠杆的平衡条件可知,此时F×L=G×$\frac {1}{2}$L,所以F=$\frac {1}{2}$G;
B、据杠杆的平衡条件可知,此时F×$\frac {1}{2}$L=G×L,所以F=2G;
C、该图是定滑轮,所以不省力,F=G;
D、该图是动滑轮,省一半力,F=$\frac {1}{2}$G;
所以这四个杠杆中B杠杆所需拉力最大.
故选B.
点评:
本题考查了杠杆平衡条件的应用、动滑轮和定滑轮的特点,是一道综合题.
如图所示,货物G重280N,动滑轮重20N,为使杠杆平衡,则竖直向上的力F的大小为(杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计)( )
分析:
(1)知道物体的重力和动滑轮的重力,根据F=$\frac {1}{n}$(G+G_动)求出杠杆A端的拉力.
(2)设杠杆的一个小格是L,知道动力臂、阻力臂、阻力,根据杠杆平衡条件求出动力大小.
解答:
解:物体和动滑轮由2段绳子承担,
∴杠杆A的力:F_A=$\frac {1}{2}$(G+G_动)=$\frac {1}{2}$(280N+20N)=150N.
设杠杆的一个小格是L,
根据杠杆平衡条件得,F_A×OA=F×OB,
150N×4L=F×3L,
∴F=200N.
故选B.
点评:
对于复合机械,要从机械的一端进行逐个分析每一个简单机械,把复杂问题简单化.
家用的手摇晾衣架如图所示,它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组.假设衣服和晾衣架的总重为100N,则静止时绳子自由端的拉力为(不计动滑轮重及摩擦)( )
分析:
由图可知,承担衣服和晾衣架总重的绳子股数n=4,因为不计动滑轮重及摩擦,所以拉力F=$\frac {1}{4}$G_物,据此求出拉力大小.
解答:
解:由图可知,承担物重的绳子股数n=4,
∵不计动滑轮重及摩擦,
∴拉力F=$\frac {1}{4}$G_物=$\frac {1}{4}$×100N=25N.
故选C.
点评:
本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是不计摩擦和动滑轮重时,F=$\frac {1}{n}$G_物.
用如图所示的装置提升同一物体,在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是( )
分析:
根据滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可.
解答:
解:A、此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
B、此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=$\frac {1}{2}$G;
C、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由3股,则F=$\frac {1}{3}$G;
D、此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则F=$\frac {1}{2}$G.
由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C.
故选C.
点评:
此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算,定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点,综合性强,难易程度适中,是一道很典型的题目.
用下面的滑轮或滑轮组将同一重物G匀速提高h高度,不计摩擦和动滑轮重,最省力的是( )
分析:
由题知,不计摩擦和动滑轮重,先分析所用的是定滑轮、动滑轮还是滑轮组,
若是定滑轮,不省力,F=G;
若是动滑轮,省一半力,F=$\frac {1}{2}$G;
若是滑轮组,找出承担物重的绳子股数n,则F=$\frac {1}{n}$G.
解答:
解:由题知,不计摩擦和动滑轮重,
A、使用的是定滑轮,F=G;
B、使用的是动滑轮,F=$\frac {1}{2}$G;
C、使用的是滑轮组,n=2,F=$\frac {1}{2}$G;
D、使用的是滑轮组,n=3,F=$\frac {1}{3}$G.
由此可知D图中最省力,F=$\frac {1}{3}$G.
故选D.
点评:
本题考查了不计摩擦和动滑轮重时,使用滑轮组省力情况的计算,能确定承担物重的绳子股数(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口.
用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
分析:
根据杠杆平衡条件来分析A、B,A是费力杠杆,B是等臂杠杆,不省力不费力.根据滑轮组来分析C,D.C吊动滑轮的为2股绳子,D吊动滑轮的为3股绳子,比C省力.
解答:
A、动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆.
B、是等臂杠杆,不省力不费力.
C、吊动滑轮的为2股绳子,拉力为物重的二分之一;
D、吊动滑轮的为3股绳子,拉力为物重的三分之一,所以最省力.
故选D.
点评:
本题考查学生对杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的综合理解和运用.
如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知A的重力G=100N,重物A上升速度为0.2m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为( )
分析:
解决此题要知道轮轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,如图拉动滑轮时,拉力的大小是物重的2倍,但移动距离是物体移动距离的一半,所以使用这样使用动滑轮费力但可以省距离.
解答:
由图可知,该滑轮是动滑轮,当物体上升速度为0.2m/s时,滑轮上升速度应该是物体速度的一半,即v=0.1m/s;[br]此时拉力应该是物重的2倍,即拉力大小为200N;[br]故选D.
点评:
此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用,要结合实际情况分析拉力大小和移动速度.
如图所示的装置,滑轮自重20N,其下端挂重280N的物体G,杠杆可绕水平轴无摩擦地转动,绳和杠杆都是轻质的,杠杆上标度的间距相等.要在图示水平位置平衡,在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是( )
分析:
根据动滑轮的特点,求出对杠杆左端的力,又知道杠杆所受力的力臂关系,利用杠杆的平衡条件求拉力的大小.
解答:
点评:
本题综合考查了动滑轮的工作特点、杠杆的平衡条件、力的作用是相互的,考虑动滑轮重求对杠杆的拉力是本题的关键.