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站在地面上的人用滑轮组把重为960N的货物由地面匀速提升到4m的高处,所用的时间是8s,人作用在绳子自由端的拉力是600N.(不计绳重和摩擦).(1)依据题意在图中画出绳子的绕法;-九年级物理

[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  零零社区

题文

站在地面上的人用滑轮组把重为960 N的货物由地面匀速提升到4m的高处,所用的时间是8s,人作用在绳子自由端的拉力是600 N.(不计绳重和摩擦). 
(1)依据题意在图中画出绳子的绕法;
(2)请根据已知条件设疑并解答(至少求出4个物理量).
题型:计算题  难度:中档

答案

解:(1)如图所示

(2)
①拉力移动的距离s是多少?  
由于有两股绳子吊着动滑轮,故S=2h=2x4 m=8m;
②拉力做了多少功?
W= Fs =600 Nx8 m= 4800 J;
③拉力对物体做了多少功?W= Fs=Gh =960 N×4m=3840J;
④拉力对动滑轮做了多少功?
由于F=(G+G),
故G=2F-G=2 ×600N-960 N =240N,
W= Fs=Gh=240 N×4 m=960 J.

据专家权威分析,试题“站在地面上的人用滑轮组把重为960N的货物由地面匀速提升到4m的高..”主要考查你对  功的计算,滑轮(组)中拉力的计算,滑轮组的设计与组装  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

功的计算滑轮(组)中拉力的计算滑轮组的设计与组装

考点名称:功的计算

  • 功的计算公式:
    功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。

    单位:
    国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点:
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称:滑轮(组)中拉力的计算

  • 滑轮组的省力情况:
    使用滑轮组时,滑轮组由几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是物重的几分之一。

  • 滑轮组由几股绳子承担物重:
        有几股绳与动滑轮相连,承担物重的绳子的股数n 就是几,而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是:s=nh。如图:在动、定滑轮之间画一条线,将它们分开,只算在动滑轮上的绳子的股数。

    例1如图甲、乙滑轮组装置,所有摩擦不计,分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G,已知每个滑轮重力为 G/2,则力F1和F2之比为(  )


    A.1:1B.3:2C.2:3D.3:4
    解析:当考虑动滑轮的重力,不计摩擦时,F=,由图中滑轮组的绕线方法可知:F1=
    答案:C

    滑轮组省力情况的判断
    1.滑轮组竖放:若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的动力就是物重的几分之一,即;若考虑动滑轮自重,但忽略摩擦,此式变为F= 。用“连动法”,弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n,在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象,n=4,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力。同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的

     2.滑轮组横放:在不考虑绳、轮摩擦时,滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一,即:
    例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动,如下图所示,托力分别为F、F、F,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(   )

     A.F甲<F乙<F丙
    B.F甲>F乙>F丙
    C.F甲>F乙=F丙
    D.F甲=F乙>F丙
    解析:三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f,甲是定滑轮,F=f,乙是动滑轮,,丙是滑轮组,,即,选B。
    例2如图甲所示,物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数是5N,那么拉力,为_____N,物体A与地面间的摩擦力为_____N。

    解析:本题动滑轮的动力施加在转轴上,是一种费力的用法,其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆,要费力,其杠杆示意图如图所示。
    答案:10   5
    点拨:此题的图可以旋转90与常见的动滑轮对比。

考点名称:滑轮组的设计与组装

  • 组装滑轮组的要领:
    1、确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。

    2、确定动滑轮个数。
    (1)、当n为偶数时,动滑轮的个数是:
    (2)、当n为奇数时,动滑轮的个数是:

    3、确定定滑轮的个数。口诀:“一动配一定,偶数减一定,变向加一定。”
    (1)在不改变施力的方向时,以动滑轮个数为基数,按“一动配一定,偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即:一个动滑轮配一个定滑轮;但当n为偶数时,定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。
    (2)在需要改变施力的方向时,仍以动滑轮的个数为基数,按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即:在“一动配一定,偶数减一定”的基数上,再加上一个定滑轮。

    4、组装滑轮组。口诀:“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后,再确定绳子的起始点。
    (1)当n为奇数时,绳子的起始点从动滑轮开始,经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
    (2)当n为偶数时,绳子的起始点从定滑轮开始,经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。

  • 滑轮组的绕线问题:
        一般来说,在给滑轮组绕线时,首先要确定承担物重的绳子股数n,然后根据“奇动偶定,由内向外”的原则绕绳。“奇、偶”是指承担物重的绳子股数,“动、定” 是指动滑轮和定滑轮。即如果n是奇数,则绳子起始端在动滑轮的小钩上开始绕起;如果n是偶数,则绳子起始端从定滑轮的小钩上开始绕起。需要注意的是:在绕线时,所画的线要直,并且要与两个滑轮外侧相切;在一般情况下,要在最后一股 (最外层)绳子的末端用箭头标出拉力的方向。在中考中此类问题包括以下几种类型:
    (1)已知滑轮组的省力情况
    (2)未知滑轮组的省力情况
    (3)根据特定要求绕线确定滑轮组绕线时要注意一些特殊的要求,比如 “最省力”、“人要站在地面上”、“向上拉”等,还要符合一定的物理情景。
    例1完成图示滑轮组的绕线。

    解析:根据绕线规律“奇动偶定”n=3或n=5为奇数,(1)(2)(4)绳子的起点在动滑轮上,n=4为偶数,所以(3)绳子的起点在定滑轮上。
    答案:如图

    组装滑轮组的方法:
        要正确组装滑轮组,首先要根据题意算出承担物重的绳子的股数n,然后再根据“奇动偶定”的原则组装滑轮组,即当n为奇数时,绳子的起始端系在动滑轮上,当n为偶数时,绳子的起始端系在定滑轮上。
    例一条绳子最多能承受1000N的拉力。请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物,画出滑轮组安装示意图。
    解析:先确定绳子股数:, n的取值应为4;根据“奇动偶定”原则绳子固定端应在定滑轮上,若改变力的方向,绕法如图乙所示;若不改变力的方向,绕法如图甲所示。
    答案:



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