滑轮的练习题及答案-10

11．如图所示，用滑轮组与辘轳（一种轮轴）组成的机械提升井底的物体．不计轮重和各种摩擦，物体重为100N，辘轳的轮半径为1m，轴半径为0.2m，则匀速提升物体时，加在轮柄末端的力是10N．

考点：滑轮组绳子拉力的计算．

专题：简单机械．

分析：

以滑轮组为研究对象，由2段绳子承担物重，所以F=G；

以轮轴为研究对象，设轮半径为R，轴半径为r，则Fr=F′R，将已知条件代入便可求出．

解答：

解：由图知，滑轮组由2段绳子承担物重，所以F=G=×100N=50N；

根据轮轴的省力特点得，F′•R=F•r，则F′===10N．

故答案为：10．

点评：此题将滑轮组与轮轴结合，考查了滑轮组和轮轴的省力特点，关键是分析出滑轮组承担物重的绳子段数，求出绳端拉力，并根据轮轴的省力特点进行求解．

12．站在平台上的人想使平台保持平衡，设平台重120N．滑轮和绳重不计，摩擦不计，人重480N，则人拉绳的力应为150N．

考点：滑轮组绳子拉力的计算．

专题：简单机械．

分析：滑轮和绳重不计，摩擦不计，利用整体法，把平台、人看成一个整体．对滑轮组进行受力分析，求出拉力大小．

解答：解：对滑轮组进行受力分析如下图：

把平台、人看成一个整体，则向上拉动这一整体的力为F+F+2F=4F，即4F=G台+G板，所以人的拉力为F=（G台+G板）=×（120N+480N）=150N．

故答案为：150．

点评：此题主要考查的是学生对滑轮组的省力情况计算的理解和掌握，正确利用整体法是解决此题的关键．

二．解答题（共18小题）

13．（2012•梅州）如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图．该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成．物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与滑轮杠杆相连．杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：ON=1：2．已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N．滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；

（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；

（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度．

考点：杠杆的动态平衡分析；滑轮组绳子拉力的计算；液体的压强的计算；浮力大小的计算．专题：计算题；压轴题．

分析：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，求出底部所处的深度，利用液体压强公式p=ρgh 求底部受到水的压强；

（2）求出物块A的体积（物块A的顶部刚没入水面时排开水的体积），利用阿基米

德原理求物块A所受的拉力；

（3）①当电子秤的示数为55N时，求出杠杆N端受到的拉力，知道力臂关系，可求杠杆M端受到的拉力；

②由于滑轮组不是由一股绳子缠绕而成，对每一个动滑轮受力分析，利用力的平衡

求滑轮组对A的拉力；

③A受到的拉力加上浮力等于物体A的重力，据此求A受到的浮力，再根据阿基米

德原理F浮=ρ水V排g求排开水的体积，利用V排=Sh浸求物块A浸入水中的深度．

解答：解：

（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部所处的深度：

h=1m，

底部受到水的压强：

p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa．

（2）物块A的体积：

V A=0.04m2×1m=0.04m3，

物体A重：

G A=ρA V A g=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=600N，

∵物块A没入水中，

∴排开水的体积：

V排=V A=0.04m3，

物块A所受的浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=400N；

物块A所受的拉力：

F拉=G A﹣F浮=600N﹣400N=200N；

（3）①电子秤的示数F示=G B﹣F N，则杠杆N端受到的拉力：

F N=

G B﹣F示=100N﹣55N=45N，

∵杠杆平衡，MO：ON=1：2

∴F M L OM=F N L ON，

∴杠杆M端受到的拉力：

F M=90N；

②滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，

滑轮D受到向下的拉力：

F D=2F M=2×90N=180N，

滑轮C受到向下的拉力：

F C=2F D=2×180N=360N，

∴滑轮组对A的拉力：

F拉A=F C=360N；

③∵F拉A+F浮=G A，

∴F浮=G A﹣F拉A=ρA V A g﹣F拉A=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg﹣360N=600N﹣

360N=240N，

∵F浮=ρ水V排g，

∴V排===0.024m3，

∵V排=Sh浸，

∴物块A浸入水中的深度：

h浸===0.6m．

答：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强为1×104Pa；

（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力为200N；

（3）物块A浸入水中的深度为0.6m．

点评：本题为力学综合题，考查了浮力的计算、液体压强的计算、杠杆平衡条件的应用，难点在第三问，注意滑轮组不是由一股绳子缠绕而成，要对每一个动滑轮受力分析，进行计算，易错点！

14．（2010•黔西南州）阅读方框中的新闻报道，其中出现了一处科学性错误，请指出错误的字句：失去惯性．

如图所示，用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了．这幅漫画说明使用滑轮组能省力．

考点：惯性；滑轮组绳子拉力的计算．

专题：简答题；压轴题；信息给予题．

分析：（1）惯性是物体本身固有的属性，一切物体、任何时刻都具有惯性；

（2）两个光滑的木棒相当于两个滑轮，经过绕线之后相当于滑轮组．

解答：解：惯性是与物体共存的，是物体就具有惯性，任何时刻都不会失去，所以报道中“失去惯性”是错误的；光滑木棒上绕线后相当于滑轮组，使用滑轮组可以省力．

故答案为：失去惯性；使用滑轮组能省力．

点评：关于惯性的正确说法是“具有惯性”，常见的几种错误说法：“受到惯性”、“惯力”、“惯性作用”．

15．（2009•南昌）如图所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？

（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如图所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适，理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80%，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）