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動(dòng)滑輪及其工作的特點(diǎn)
一、單選題
1.用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N。則（ ）
A.手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：η甲=η乙
B.手的拉力：F甲＜F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙
C.手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙
D.手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＞η乙
2.如圖所示，用同一個(gè)動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分別是P甲和P乙 ． 若不計(jì)摩擦、動(dòng)滑輪重和繩重，則F甲與F乙、P甲與P乙之間的大小關(guān)系是（ ）
A.F甲>F乙、P甲=P乙B.F甲>F乙、P甲>P乙C.F甲
F1>F3
C.F1>F2>F3
D.F1；對(duì)于效率：兩幅圖中的W有是克服物體重力做的功是相同的,但乙圖中拉力做功要克服動(dòng)滑輪的重力做功,比甲圖中做的總功要多,所以結(jié)合機(jī)械效率公式η 可知,有用功相同時(shí),總功越大的,機(jī)械效率越小,所以 >；B符合題意。
故答案為：B。
【分析】定滑輪可以改變力的方向，動(dòng)滑輪可以省力，當(dāng)物體重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪的額外功較大，機(jī)械效率較小。
15.【答案】D
【解析】【解答】A、動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，A不符合題意；
B、訂書(shū)機(jī)在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，B不符合題意；
C、羊角錘在撬釘子時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，C不符合題意；
D、鑷子在使用時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于是費(fèi)力杠桿，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】動(dòng)滑輪特點(diǎn)：省一半力，但不能改變動(dòng)力方向,要費(fèi)距離(實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿)
三種杠桿：(1)省力杠桿：L1>L2,平衡時(shí)F1F2.特點(diǎn)是費(fèi)力，但省距離.（如釣魚(yú)杠，理發(fā)剪刀等）
(3)等臂杠桿：L1=L2,平衡時(shí)F1=F2.特點(diǎn)是既不省力，也不費(fèi)力.（如：天平）
16.【答案】C
【解析】【解答】讀圖分析可知，最上和最下兩只都是定滑輪，只是改變了力的方向，而中間一只滑輪相對(duì)于瘦子來(lái)講，只是改變了力的方向，為定滑輪；
相對(duì)于胖子來(lái)講，則是一只費(fèi)力的動(dòng)滑輪；
因此，可知當(dāng)裝置勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，各力的關(guān)系為 ， 。
C符合題意，ABD不符合題意。
故答案為：C．
【分析】根據(jù)動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)分析判斷.
二、填空題
17.【答案】0；6.4
【解析】【解答】因?yàn)槲矬w沿水平方向運(yùn)動(dòng)，重力的方向是豎直向下的，力和運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，故重力不做功，所以物體A所受重力做的功為0J；由圖可知，拉力的大小F=4N，物體沿水平方向以0.4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了2s，通過(guò)的路程是
s物=v物t=0.4m/sx2s=0.8m，因?yàn)閯?dòng)滑輪省一半力，而費(fèi)一倍距離，所以拉力移動(dòng)的距離為s=2s物=2x0.8m=1.6m，故拉力F做的功是W=Fs=4Nx1.6m=6.4J。
故答案為：0；6.4。
【分析】（1）根據(jù)做功的兩個(gè)必要因素，分析重力做功情況；
（2）由圖可知，拉力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；利用公式s=vt，求出物體2s沿水平方向運(yùn)動(dòng)的距離s物，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)s=2s物，得出拉力移動(dòng)的距離s，再利用公式W=Fs，即可求出拉力做的功。
18.【答案】省力；90%；325
【解析】【解答】解：使用動(dòng)滑輪的好處是省力；η= =90%；由F= （G+G動(dòng)）得：G動(dòng)=2F-G=2250N-450N=50N, F’= = =325N.
故答案為：省力；90%；325。
【分析】動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：省力但不能改變力的方向；根據(jù)η= 求解；先根據(jù)F= （G+G動(dòng)）求出動(dòng)滑輪的重力，再根據(jù)F= （G+G動(dòng)）求解。
19.【答案】0.1；水平向右；36；3.6
【解析】【解答】解：根據(jù)v= 得A物體運(yùn)動(dòng)的速度：v= =20cm/s,繩子的股數(shù)為2股，滑輪移動(dòng)的速度為v滑= v= 20cm/s=10cm/s=0.1m /s；物體B在水平方向上受水平向右的拉力和A對(duì)B施加的向左的摩擦力是一對(duì)平衡力，所以A對(duì)B施加的摩擦力為8N且水平向左；A對(duì)B施加的向左的摩擦力和B對(duì)A施加的向右的摩擦力是一對(duì)相互作用力，所以B對(duì)A施加的向右的摩擦力為8N：A在水平方向受到向左的拉力F’、B對(duì)A施加的向右的摩擦力、地面對(duì)A向右的摩擦力，所以繩子對(duì)A的拉力F’=8N+10N=18N，F(xiàn)=2F’=218N=36N,P=Fv=36N0.1m/s
3.6W.
故答案為：0.1；水平向右；36；3.6。
【分析】根據(jù)v= 求出A運(yùn)動(dòng)的速度，再根據(jù)繩子是股數(shù)求出滑輪運(yùn)動(dòng)的速度；根據(jù)B的受力情況和二力平衡條件得出B受到摩擦力的方向和大?。桓鶕?jù)A的受力情況求出繩子對(duì)A的拉力；根據(jù)P=Fv求出拉力的功率。
20.【答案】b；10；0
【解析】【解答】解：（1）a是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿；b是動(dòng)滑輪，本質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿；（2）使用定滑輪不省力也不費(fèi)力，若不計(jì)摩擦和滑輪重力，則F1=G=10N； 勻速提升物體，則a圖中物體受到的重力和拉力是一對(duì)平衡力，其合力的大小為0牛．
故答案為：b；10；0．
【分析】（1）定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，也不省距離；動(dòng)滑輪的本質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿，可以省一半的力，但是費(fèi)距離；
21.【答案】（1）kg；s
（2）定滑輪；動(dòng)滑輪
【解析】【解答】解：中學(xué)生比成年人質(zhì)量略小，約50kg，百米成績(jī)約是十幾秒；定滑輪可以改變力的方向，動(dòng)滑輪可以省力．
故答案為：（1）kg；s；（2）定滑輪；動(dòng)滑輪．
【分析】（1）根據(jù)對(duì)質(zhì)量和時(shí)間單位的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)填空；（2）定滑輪的特點(diǎn)是能改變力的方向，不省力也不省距離；動(dòng)滑輪的特點(diǎn)是不能改變力的方向，省一半力，費(fèi)一倍距離．
22.【答案】能；75%
【解析】【解答】解：①動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，則使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但要移動(dòng)2倍的距離、不能改變力的方向．②貨物提升的高度為h，則根據(jù)滑輪組的特點(diǎn)可知，拉力通過(guò)的距離為2h；則滑輪組的機(jī)械效率為
：η= 100%= 100%= 100%= %=75%．
故答案為：能；75%．
【分析】①定滑輪是等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂，也就是說(shuō)動(dòng)力等于阻力，使用定滑輪不省力、但能改變用力方向；使用動(dòng)滑輪能省一半的力，是因?yàn)閯?dòng)力臂是阻力臂的2倍，但要移動(dòng)2倍的距離；使用動(dòng)滑輪，拉力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同．②分析滑輪可知，承擔(dān)貨物的繩子根數(shù)n=2，即拉力通過(guò)的距離是貨物升高高度的2倍，表示出有用功和總功，根據(jù)η= = = 即可求出機(jī)械效率．
23.【答案】動(dòng)滑輪；20；0.4
【解析】【解答】由圖知，使用過(guò)程中滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)，所以屬于動(dòng)滑輪；
不計(jì)滑輪重、繩重及繩與滑輪間的摩擦,F= ,物體的重力為G=2F=210N=20N；
繩子自由端移動(dòng)的速度為v=20.2m/s=0.4m/s。
故答案為：動(dòng)滑輪；20；0.4。
【分析】和物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪可以省力.
24.【答案】乙；甲
【解析】【解答】解：由圖可知：甲是定滑輪，不省力可以改變力的方向．乙是動(dòng)滑輪，省一半的力不可以改變力的方向．
故答案為：乙，甲．
【分析】定滑輪可以改變力的方向，動(dòng)滑輪可以省力.
25.【答案】100；20
【解析】【解答】因?yàn)閯?dòng)滑輪有兩段繩子吊著物體，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦，拉力F=1/2G=1/2200N=100N；若不計(jì)繩重及摩擦，實(shí)際測(cè)量A端的拉力為110N時(shí)，根據(jù)F=1/2（G+G動(dòng)）得G動(dòng)=2F﹣G=2110N﹣200N=20N。
故答案為：100；20.
【分析】使用動(dòng)滑輪可以省一半力.
26.【答案】9
【解析】【解答】物體移動(dòng)的速度：v物＝ ＝0.3m/s，拉力移動(dòng)的速度：v＝2v物＝20.3m/s＝0.6m/s，∵物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，∴動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力：F拉＝f＝30N，∵滑輪和繩的重力及滑輪的摩擦忽略不計(jì)，∴水平拉力：F＝ F拉＝ 30N＝15N，拉力的功率：P＝Fv＝15N0.6m/s＝9W.
故答案為：9.
【分析】由圖可知，拉力移動(dòng)的速度為物體移動(dòng)速度的2倍，據(jù)此求出拉力移動(dòng)的速度；根據(jù)動(dòng)滑輪的省力特點(diǎn)計(jì)算出拉力F的大小，再根據(jù)P=Fv求拉力的功率.
27.【答案】省一半；多費(fèi)一倍
【解析】【解答】動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿；
所以在不考慮滑輪和繩子的重力，也不考慮摩擦?xí)r，使用動(dòng)滑輪可以省一半力，多費(fèi)一倍的距離。
故答案為：省一半；多費(fèi)一倍。
【分析】動(dòng)滑輪可以省力，但費(fèi)距離.
28.【答案】運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力臂為阻力臂二倍
【解析】【解答】使用時(shí)，滑輪的軸隨物體（阻力）一起運(yùn)動(dòng)，這樣的滑輪叫動(dòng)滑輪；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍杠桿。所以使用動(dòng)滑輪可以省力。
故答案為：運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力臂為阻力臂二倍.
【分析】能和物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍杠桿。
29.【答案】＞；＜；＞
【解析】【解答】使用定滑輪時(shí)，拉力為：
使用動(dòng)滑輪時(shí)，拉力為：
因?yàn)閯?dòng)滑輪重G動(dòng)小于物體的物重G，所以 ；
當(dāng)不計(jì)繩重與摩擦?xí)r，做功分別為：
；
故 ；
當(dāng)不計(jì)繩重與摩擦?xí)r，使用定滑輪做功時(shí)，沒(méi)有額外功，即效率為100%；
使用動(dòng)滑輪時(shí)，提升動(dòng)滑輪做的功為額外功，所以機(jī)械效率小于100%；
故 。
故答案為：>；<；>.
【分析】使用定滑輪不省力，動(dòng)滑輪可以省力，在提升相同物體時(shí)，定滑輪沒(méi)對(duì)滑輪做功，動(dòng)滑輪做了額外功，總功較大，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率較小.
30.【答案】可以改變力的方向；＞；＞
【解析】【解答】由圖可知，甲圖中的滑輪輪軸固定不動(dòng)，所以是定滑輪，使用定滑輪可以改變作用力的方向；
甲圖中的滑輪是定滑輪， ；而乙圖中的滑輪是動(dòng)滑輪，使用該滑輪可以省一半的力，所以 ，因?yàn)榛喼匦∮谖镏兀?
故F甲＞F乙；
甲乙兩圖中的重物相同時(shí)，如果升高相同的距離，則有用功相同；
在繩重、摩擦不計(jì)情況下，甲圖中的拉力做的功等于有用功，而乙圖中的拉力做的功包括有用功和克服動(dòng)滑輪重力所做的功，所以乙圖中的總功更大些，因此乙圖中滑輪的機(jī)械效率會(huì)比甲圖中的??；
故答案為：可以改變力的方向；>；>.
【分析】定滑輪可以改變力的方向，動(dòng)滑輪可以省力，但動(dòng)滑輪的額外功較大，機(jī)械效率較小。
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