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初中物理滑轮竞赛
注﹕乾坤未定,你我皆是黑马 。
典型例题
例 1 用如图所示滑轮组拉起 G=100 N 的重物,不计轮与轴的摩擦和滑轮的重力, 拉力 F 为( )
(A)25 N
(B)12. 5 N
(C)100 N
(D)200 N
例 2 如右图所示,弹簧测力计 A 、B 和滑轮组组成的装置中,若拉绳的力为 F,则两弹簧测力计的示
数为()
(A) FA
FB
F
(B) FA
3F
FB 2F
(C) FA
2F
FB 3F
(D) FA
FB
3 F
2
例 3 如图所示,站在小车上的男孩在绳子末端施加 50N 的水平拉力 F,物体 M 和小车在水平地面上做相向的匀直线运动,物体 M 速度为 0. 2m/s,小车速度为 0. 3m/s,则地面对物体 M 的摩擦力为
__________N,2s 后绳子自由端移动的距离为 __________m。(不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩
擦)
例 4 如图所示,重为 500N 的某人站在重为 350N 的木板上,木板成水平状态,整个装置在空中保持静止,每个滑轮自重为 50N,不计摩擦和绳重,则人对木
板的压力大小为 __________N。
例 5 如图所示,体重为 510N 的人,用滑轮组拉重 500N 的物体 A 沿水平方向以 0. 02m/s 的速度匀速运动。运动中物体 A 受到地面的摩擦阻力为 200N。动滑轮重为 20N(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体 A 相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳
子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上) 。则下列计算结果中正确的是( )
绳子自由端受到的拉力大小是 100N
人对地面的压力为 400N
人对地面的压力为 250N
绳子自由端运动速度是 0. 04m/s
例 6 如图所示,在滑轮下挂甲、乙两个实心物体,恰能处于静止状态,用手拎住甲和乙,吧甲、乙
两物体同时浸没在同种液体中,静止后放手,则甲、乙 两物体的运动状态是(滑
轮重、绳重、摩擦和水的阻力不计) ( )
(A) 仍都处于静止状态
(B)甲物体下降的速度逐渐变大
(C)乙物体下降的速度逐渐变大
(D)无法判断
知识补充﹕ 差动滑轮及求其用力情况的公式
在如图所示的滑轮中,它的上面是两个固定在一起的定滑轮,这两个定滑轮直径不同,但同轴转动,绳在滑轮上不滑动;下面是一个动滑轮;用一根绳子或链条把定滑轮和动滑轮连结起来,这样组成的滑轮组叫做差动滑轮。
设大小定滑轮的半径分别为 R 和 r,物重为 G,当拉力 F 拉绳子使大定滑轮转动一周时; F 向下移动了 2 R 的路程,大滑轮卷起的绳子长为 2 R ,同时小定滑轮也转动一
周,并下绳子(长为 2 r ),因而动滑轮和重物上升的高度为
1
2
R
2 r ,在计无用阻
2
力时,若大、小定滑轮均转动 n 周,跟据功的原理得 : F
2 Rn
G
1
2 R 2 r n ,
2
经化简,整理得 : F G R r ,即为差动滑轮用力情况的计算公式。
2R
复杂多绳求力公式
复杂滑轮组是由几根绳子分别绕过动滑轮、定滑轮(有的没有定滑轮)而构成的。其特点是同一
根绳子各段的张力相等, 不同绳子的张力不相等, 这是复杂滑轮组与简单滑轮组的重要区别之一。 求复杂滑轮组用力情况的两种解法如下。 (动滑轮重均忽略不计) 原则﹕奇动偶定。
若用 m 个动滑轮,则 Fm
1m G物 ,式中的 Fm 代表对
2
绳的末端的拉力, m 代表动滑轮的个数。当绳的末端
系重物时,同理可得 : Fm1
G物 。
2m
1
如图,图 1,
F1
1 物
,图 2, F2
1
物
2
2
1
当总共用 n 个滑轮(一个定滑轮和 m 个动滑轮) 时,
1
G物 ,式中 Fn 代表对绳的末端的拉力
则有 : Fn
2n
1
n 代表滑轮的总数。当绳的末端吊物体时,同理可得到Fn
1 G物
2n
1
竞赛练习
一根轻棒,一端固定在 O 点,可以在竖直平面内转动。 如图所示,在棒的另一端 A 点系一根轻绳,
绳跨过一定滑轮,在绳的另一端挂一重物 P,在棒的 B 点挂一个重物 Q,棒在水平位置时,整个装置处于平衡。 若将 A 端稍许向上转动一小角度而离开平衡位置后放开,那么( )
棒将继续向上转动
(B)棒将静止不动
(C)棒将向平衡水平位置运动
(D)棒将回到水平位置后继续向下转动,最后静止在水平位置之下
2 如图所示的装置中,滑轮重,绳重及摩擦不计,若用力
F 拉右边滑轮,则两弹簧测力计
A、B 的读
数分别是(
)
(A) FA 3F , FB
2F
(B) FA
F ,FB
2 F
3
3
(C)FA F , FB F
(D) F
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