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1、易错点08竖直、水平滑轮组常考易错陷阱分析竖直、水平滑轮组常考易错陷阱分析陷阱一:“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件的作用理解不够清楚。端物动速、由重移如号自与端距邕力的关系(对动滑轮进行受力分析)机械效率Sk=nh不计绳重及摩擦:W常用二Fsh=GhWa=F控Stt=Finhn三3S7IF自由端A林U拉,/Vn=nV物(不计绳重和摩擦时)4=(F物+G动)h=(G物+G动)h自W有用y,G动重物端IC卜拉=一(卜物+G切)n1=-(G物n+G动)W总F物h_G物hF拉S拉F拉S拉(不计绳重和摩擦时)Fh(F物+G动)hG物h1(G物+G动)h二G物一G物+G动自由端拉力与重物端拉力的关系是对
2、动滑轮受力分析得出的,所以只有当题目中有“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件时,自由端绳子拉力与重物端拉力的关系才成立;否则不成立。陷阱二:各种滑轮额外功的来源区分不够清楚。1 .额外功来源:竖直动滑轮/竖直滑轮组:(绳子与滑轮转轴处)摩擦、动滑轮重力、绳子重力水平滑轮/水平滑轮组:(绳子与滑轮转轴处)摩擦定滑轮:(绳子与滑轮转轴处)摩擦、绳子重力所以当不计绳重及绳子与滑轮间摩擦时,定滑轮、水平滑轮、水平滑轮组机械效率为100%,而此时竖直动滑轮、竖直滑轮组的额外功WXG动h2 .竖直动滑轮、竖直滑轮组机械效率的主要影响因素:重物的重力、动滑轮重力【例题1】(2023杭州模拟)如图所示,拉力F为
3、5N,物体A以0.lms的速度在物体B表面向左做匀速直线运动(B表面足够长);物体B静止在地面上,受到地面水平向左4N的摩擦力,弹簧测力计示数为12No下列说法正确的是()A.拉力F的功率为1.OWB.物体A受到的摩擦力为16NC.滑轮组的机械效率为75%D.拉力F增大到ION时,物体B开始向左运动【解答】解:此题中无“不计绳重及绳子与滑轮间摩擦”条件,动滑轮左边的两股绳子拉力不等于右边的绳子拉力;A、由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度:v=2v物=2X0.lms=0.211s,则拉力做功的功率:P=Fv=5N0.2ms=l.0W,故A正确;B、物体B静止在地面上,处于平衡状态;则
4、水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和,即fAB+4N=12N,则fAB=8N;由于力的作用是相互的,物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N,故B错误;c、由图知,水平使用滑轮组,滑轮组的机械效率:n=最=U=悬=2=提X1OO%=8O%,故C错误;D、若拉力F增大到ION时,A在运动过程中,A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则A和B之间的摩擦力不变,所以物体B的运动状态不会改变,即物体B仍然静止,不会向左运动,故D错误。故选:Ao【例题2】(2022舟山一模)如图所示的甲、乙两套装置,每个滑轮的质量均相等,且绳重和摩擦不计。用它们分别将质量
5、相同的重物匀速提升相同高度,若拉力均竖直向上,两装置中,下列四个科学量不相同的是()V甲A.额外功B.有用功C.机械效率D.拉力大小【答案】D【解析】A.绳重和摩擦不计,所以克服动滑轮所做的功就是额外功,由W后G可知,由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度,所以两装置中,额外功相同,故A不符合题意;B.物体的质量,由G=%可知物体的重力相等,上升的高度相等,由W=Gz可知,有用功相等,故B不符合题意;C.有用功和额外功相等,总功等于有用功和额外功之和,所以总功相等,机械效率等于有用功和总功的比值,所以机械效率相等,故C不符合题意;D.绳重和摩擦不计,物体的重力相等,动滑轮的重力相等,由图可知
6、,甲图中动滑轮绕绳子的段数是2段,乙图中动滑轮绕绳子的段数是3段,由尸=:(G+G动)可知拉力大小不同,故D符合题意。故选Do【强化1】如图所示,用ION的力F沿水平方向拉滑轮,可使物体A以0.2ms的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力,滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是().=J,画YI=社A.物体A受到地面水平向右3N的摩擦力B.物体A受到B的摩擦力是2NC.滑轮移动的速度是0.1m/sD.拉力F做功功率为4W【解答】解:AB、不计滑轮的摩擦和重力,以动滑轮为研究对象,则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡,所以2F扭=F,则A物体对滑轮的拉力F拉
7、=*F=*xlON=5N;力的作用是相互的,所以滑轮对A的拉力也为5N;弹簧测力计的示数恒为2N,因拉滑轮时,物体B始终处于静止状态,则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡,所以fA对B=F示=2N;力的作用是相互的,所以,物体B对A的摩擦力为2N,方向向右,故B正确;物体A向左匀速运动,同时地面对物体A还有向右的摩擦力,由力的平衡条件可得:F技=fB时A+f地,所以物体A受到地面的摩擦力:f地=F拄fB财a=5N2N=3N,方向水平向右,故A正确;C、因拉力F作用在动滑轮的轴上,费力但省一半的距离,所以拉力端的移动速度(滑轮移动的速度)等于物体A移动速度的1则滑轮移动的速度V=枭A=
8、2xO2ms=O.lms,故C正确;222D、拉力F做功功率:P=Fv=10N0.1ms=1W,故D错误。故选:Do【强化2】工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.增大提升速度,可以增大有用功B.增大提升高度,可以提高机械效率C.增大定滑轮的重力,可以增大额外功D.增大物体的重力,可以提高机械效率【答案】D【解析】4、由公式W=G无可知,有用功只与物体的重力和提升高度有关,与提升速度无关,故4错误;B、不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率Gh77GhFnh=条可以看W有用卬有用十%外可知,力,可以增大有用功,可以提高机械效率,故。正确。故选:Do出滑轮组的
9、机械效率与提升的高度无关,故B错误;。、定滑轮的重力不会影响额外功,而动滑轮的重会影响额外功,故C错误;%用D、由公式q=W%=%同一滑轮组的额外功基本不变,所以增大物体的重A组中考真题1. (2023湖州)机械的发明和使用,极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械,一定不能省力的是()A.杠杆B.动滑轮C.定滑轮D.斜面【答案】C【解答】解:A、杠杆在使用过程中如果动力臂大于阻力臂,可以省力,故A错误;B、使用动滑轮可以省一半的力,故B错误;C、使用定滑轮不能省力,只能改变力的方向,故C正确;D、使用斜面多走距离,但可以省力,故D错误。故选:Co2. (2023宁波)如图所示,小宁用竖直向
10、上的拉力/提升物体,使物体在2s内匀速上升了0.1m。己知物体重为IN,动滑轮重为0.25N,不计绳重和摩擦。这一过程中,下列说法第诺的是()A.绳子自由端移动速度为Q05msB.拉力厂的大小为0.625NC.拉力厂做功为0.125JD.该滑轮的机械效率为80%【答案】A【解析】A.由题意可知,绳子的股数为2股,物体上升的速度为yJ=驾=0.05mst2s故绳子自由端移动速度为故A错误,符合题意;B.拉力产的大小为故B正确,不符合题意;C.拉力F做功为故C正确,不符合题意;D.该滑轮的机械效率为故D正确,不符合题意。V=2v=20.05ms=0.1ns小电卡=OgNW=ES=O.625Nx2x
11、O.Im=O.125J_吗刑一力一G物力一_INWt.FsFnhnF20.625N=80%故选Ao3.(2020绍兴)如图,甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是()【答案】D【解答】解:(1)在AC两图中,钩码挂在拉环上(即左边测力计倒置使用),因为弹簧测力计本身有重力,所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和,则不能直接显示出钩码的重力大小,故AC错误;(2)在BD两图中,钩码挂在挂钩上(即左边测力
12、计正常使用),所以能直接显示出钩码的重力大小;B图中,右边的测力计倒置使用,此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和,而左边测力计的示数等于钩码的重力,所以两边测力计的示数不相等,不能得出正确结论,故B错误;设两测力计的重力均为G,由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子,则绳子的拉力为F=G+G;D图中,左边测力计的示数为:F左=Gi;手拉右边测力计的挂钩,由力的平衡条件可得,右边测力计的示数(即测力计受到向下的拉力):F右=F-G=G+G-G=Gi;所以,F左=F右=Gi,能得出正确结论,故D装置中能实现所有的要求;件)F示g8故选:Do4. (2021台州)图甲是某简
13、易吊装机,其简化结构如图乙所示。(1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是。(2)吊装机总重为1500牛,其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算,当吊装机匀速吊起重物时,为防止翻倒,最多能吊起多少牛的重物?(3)吊装机在使用时,通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时,能达到最佳防翻效果的是。(4)电动机的额定功率是1200瓦,正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时,可在10秒内使重物匀速上升3米,求所吊重物受到的重力大小。【答案】(1)改变力的方向;(2)所吊起物体重为300N;(3)F;(4)所吊重物受到的重力为3000No【解答】解:(
14、1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是改变力的方向。(2)设物体重为G,动力臂1.l=I.25m,阻力为吊装机总重,F2=1500N,阻力臂1.z=1.5-1.25=0.25mo根据杠杆的平衡条件F1=F21.2得到:G1.i=F21.2,G1.25m=15000.25m,解得:所吊起物体重为G=300N0(3)根据杠杆的平衡条件可知,所加配置为阻力,当阻力臂越大的时候,吊装机越不容易倾倒,故选F;(4)电机工作产生的机械能全部用来抬升物体,所以W物=G物h=W电;G物h=Pt;G伪X3m=75%X1200W10s;代入数据即可解得:所吊重物受到的重力G伪=3000N.故答案为:(1)改变力的方
15、向;(2)所吊起物体重为300N;(3)F;(4)所吊重物受到的重力为3000No5. (2021宁波)反思是一种良好的学习品质。(1)一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力Fi和F2,O点到Fi和F2的作用线的距离分别为di和d2。小宁认为,只要满足FiXdi=F2Xd2,则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗?请说出你的理由。(2)在“动滑轮”实验中,小宁通过如图所示装置进行实验,得到结论:使用动滑轮匀速提升物体,竖直向上的拉力F小于物重Go小宁思考后认为,即使不计摩擦和绳重,上述结论要成立,物重G和动滑轮重G劲之间也必须满足一定条件
16、。请你说出这一条件,并予以证明。/,G【答案】(1)小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力B和F2使杠杆绕支点转动的方向相同,那么即使满足BXdl=F2Xd2,则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动;(2)条件:物重G大于动滑轮重G动。使用动滑轮匀速提升物体时,不计摩擦和绳重,拉力:F=I(G+G动),2若拉力FVG,BJ:1(G+G动)G动。2【解答】解:(I)Fl与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力,另个为阻碍杠杆转动的阻力,然后满足B1.l=F21.2的条件杠杆才平衡,则杠杆一定保持静止状态或匀速转动;硬棒AB上施加两个力Fi和F2使杠杆绕支点转动的方向相同,那么即使满足FiXdi
17、=F2Xd2,则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动;(2)使用动滑轮匀速提升物体时,不计摩擦和绳重,拉力:F=I(G+GG,2若拉力FVG,即:1(G+G动)G动,即:使用动滑轮匀速提升物体,满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是:物重G大于动滑轮重G动。答:(1)小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力R和F2使杠杆绕支点转动的方向相同,那么即使满足FlXdl=F2Xd2,则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动;(2)条件:物重G大于动滑轮重G动。使用动滑轮匀速提升物体时,不计摩擦和绳重,拉力:F=I(G+G,/,2若拉力FVG,即:1(G+G,)G动。26. (2022舟山)如图是广泛应
18、用于建筑的强夯机,使用时夯锤从高处下落撞击地面,从而起到夯实地基的作用。(g取IoNkg)(1)如图所示,a是滑轮。(2)为确保安全,应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4X104千克的夯锤,则钢绳能承受的拉力至少多大?(不计滑轮、钢绳自重及摩擦)(3)夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4X104千克的夯锤,从io米高处下落至地面,重力做了多少功?【答案】(1)动;(2)钢绳能承受的拉力至少为2X1(TN;(3)重力做功4Xl()6j0【解答】解:(1)如图所示强夯机工作时a滑轮的轴心会上下移动,因此a是动滑轮;(2)不计滑轮、钢绳自重及摩擦,动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的
19、杠杆,可以省一半的力,夯锤受到的重力:G=mg=4104kg10Nkg=4IO5N;因此,钢绳至少能承受的拉力:F=1g=14105N=2IO5N;22(3)夯锤重力做的功:W=Gh=4IO5NX10m=4106J答:(1)动;(2)钢绳能承受的拉力至少为2X1()5N;(3)重力做功4X106j0B组最新模拟题1. (2023富阳区校级模拟)小柯用图中装置提升重为400牛的物体,不计摩擦和滑轮自重,下列说法正确的是()A.两个滑轮均为定滑轮B.人将绳子拉过1米,物体也上升1米C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200牛D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向【答案】C【解答】解:A、由图可知
20、,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,故A错误;B、使用动滑轮时,物体上升1m,则绳子的自由端会通过2m,故B错误;C、不计摩擦和滑轮自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400N,则拉力为200N,故C正确;D、使用动滑轮能省力,使用定滑轮能改变力的方向,故D错误。故选:Co2. (2023椒江区校级二模)小明用如图所示滑轮组拉着A、B物体一起匀速前进,绳子自由端运动了0.2m,若物体B与地面的摩擦力为9N。(绳重,滑轮重,绳与滑轮摩擦不计)。则下列说法正确的是()多,二.一=1._A.拉力F做功为1.8JB.拉力F增加,地面对B的摩擦力增加C.该滑轮组的机械效率为80%D.A、B间的摩
21、擦力为ON【答案】D【解答】解:A、由图可知,n=3,绳重,滑轮重,绳与滑轮摩擦不计,拉力F为:F=lf=l9N=3N,n3则拉力做的功为:W总=FS蝇=3NX0.2m=0.6J,故A错误;B、当拉力F增加时,B对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以地面对B的摩擦力不变,故B错误;C、物体B移动的距离为:s物=工S绳=-lx.2m=m,n33有用功为:Wh=fs府=9NxA2m=0.6J,3则该滑轮组的机械效率为:=-=l100%=100%,故C错误;W总0.6.TD、A水平方向不受外力而做匀速直线运动,所以A、B间的摩擦力为0N,故D正确。故选:Do3. (2023江干区校级四模)小金
22、利用如图装置移动质量为5kg的物体A,小金在绳子自由端以5N的拉力使物体A做匀速直线运动,拉了IOs共移动了30m,滑轮组机械效率为80%。下列选项中正确的是()A.该装置中用的滑轮一定是轻质滑轮B.克服摩擦力做功的功率为36WC.物体移动速度是2msD.这个装置所做有用功为150J【答案】B【解答】解:A、水平拉动物体,影响机械效率的是滑轮组的摩擦力,故A错误;BD、由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,由旦=工义oo%得物体a受到的摩擦力:W总FnsnFf=nF=80%35N=12N,物体移动的距离:szz-s纯=工X30m=10m,33则机械所做的有用功:W=fs物=12NX30m=36
23、0J,克服摩擦力做功的功率:P=360J=36W,故B正确、D错误。tIOsC、绳子移动的速度V绳=%=%=3ms,tIOs物体移动速度V物=lv绳=lx3mS=Im/s,故C错误;33故选:Bo4.(2023钱塘区三模)如图所示,小金同学用动滑轮拉重物提升到一定高度,重物的重力为G甲动滑的重力为。在提升过程中,物体上升的速度大小保持V不变,下列相关说法中正确的是(G物+)A.在提升的过程中,绳子自由端的拉力一直是C犷B.在提升的过程中,绳子自由端拉力的功率至少为(G物+G动)VC.在提升的过程中,物体的机械能是守恒的D.小金拉绳子的机械效率为G物+g动【答案】B【解答】解:A、由图可知,不计
24、绳重和摩擦的情况下拉力的大小F=工(G物+GG,由于原题2没有说绳重和摩擦,故拉力最小为F=工(G秒+G,1),故A错误;2B、由P=更=E=FV可知,拉力最小为F=J1.(G+G),绳子自由端拉力的最小功率是P=tt2Fv=I(G物+G动)V,故B正确;2C、因为是匀速提升所以滑轮组的动能不变,而在升高所以重力势能增加,而机械能是动能和势能的总和,所以机械能不守恒,故C错误;D、由于不知道是否存在摩擦,故总功可能不为(G物+GQh,故D错误。故选:Bo5.(2023桐庐县二模)如图所示的滑轮组将重ION的物体匀速提升1m,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F为6N(不计绳重和绳与滑轮间的摩
25、擦),下列说法中正确的是()A.所做的有用功为6JB.动滑轮自重4NC.拉力F做功的功率为5WD.该滑轮组的机械效率为83.3%【答案】D【解答】解:A、有用功:W制=Gh=IoNXlm=IOJ,故A错误;B、由图可知,n=2,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,拉力F=工(G+G),2则动滑轮的重力:Ga=2F-G=26N-10N=2N,故B错误;C、绳端移动的距禺:s=2h=2X1m=2m,总功:W总=Fs=6NX2m=12J,拉力F做功的功率:P=Jl=3=6W,故C错误;t2sD、滑轮组的机械效率:=5-100%=lI100%83.3%,故D正确。V总121故选:Do6. (2023浙江绍兴二
26、模)我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图,小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸,小明能挺住不动,则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到(不计滑轮重、绳重及其摩擦)()妈妈爸爸A.540牛B.270牛C.360牛D.200牛【答案】C【解析】因滑轮组处于静止状态,在水平方向受到的爸爸的拉力大小等于受到妈妈拉力与小明的拉力大小之和。因爸爸、妈妈处都于静止状态,故爸爸、妈妈受到的地面施加的摩擦力与滑轮组对爸爸、妈妈的拉力为一对平衡力,大小相等。爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛,故滑轮组右端拉爸爸的拉力大小等于540N,由力
27、的作用是相互的,爸爸拉滑轮组的拉力为540N,不计滑轮重、绳重及其摩擦,右侧滑轮组绳子的有效段数为3,小明的拉力大小为F=540N=180N妈妈拉滑轮组的拉力F蝴后F爸IF=/F=540N-180N=360N滑轮组拉力妈妈的力为360N,根据二力平衡,则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到360N,故ABD不符合题意,C符合题意。7. (2023浙江宁波模拟)小滨同学用如图滑轮组提起一个重物,已知重物重力为G,小滨重力为500N,不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦。以下说法正确的是()A.若不计滑轮重力,小滨可以提起的重物最大重力不超过500NB.若小滨将绳子竖直向下拉动2m,则重物可以提升4mC.若G=
28、600N时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力为2(X)ND.若小滨向右拉动绳子,所需的拉力将会逐渐增大【答案】C【解析】A.小滨同学重500N,他对绳子的最大拉力为500N。有两根绳子与动滑轮接触,不考虑绳重与摩擦。则他能够提起的重物总重(物重与动滑轮总重)为Ga=2F=2500N=100ON而动滑轮的重力为几牛或者几十牛,故小滨同学能够提起的物重远超500N。故A错误;力=1.=1.2m=lm22B.有两段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的距离为动滑轮上升距离的2倍,所以此时物体上升的距离为故B错误;C.不考虑绳重与摩擦,滑轮组的机械效率计算式为WFS1(g+gJx2G+G动当物重G
29、=600N且机械效率为75%时,可求出动滑轮重为G诩=G=600N=200N故C正确;D.绳子自由端最后接触的是定滑轮,定滑轮能改变力的方向,不会改变力的大小。故向右拉绳子,拉力不会增大。故D错误。8. (2023余杭区模拟)用如图所示的滑轮组,在IOs内将一个重为1200N的物体匀速提升3m,绳子自由端的拉力为500N,下列相关说法正确的是()A.绳子自由端移动速度为0.3ms8. IOs内拉力做功的功率是450WC.滑轮组提升重物时的机械效率是72%D.若只减小物体的重力,则滑轮组的机械效率会增大【解答】解:A、图中连接动滑轮的绳子股数n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3X3m=9m,
30、移动的速度V=三=翟=0.9ms,故A错误;tIOsB、拉力做的功W,*=Fs=500NX9m=4500J,功率P=艺三=竺咀=450W,故B正确;tIOsC、滑轮组做的有用功W仃用=Gh=I200NX3m=3600J,滑轮组提升重物时的机械效率=含XlOo%=鬻X100%=80%,故C错误;总D、滑轮组的机械效率Tl=V四=W,若只减小物体的重力,有用功减小,有用功在总功W总W有刖+W额中的比值减小,滑轮组的机械效率减小,故D错误。故选:Bo9. (2023柯桥区模拟)如图甲所示的装置,A是重15N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50No质量为50kg的小张同学将A提升到
31、高处,施加的拉力F随时间t变化关系如图乙所示,A上升的速度V随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦。fF/Nv(ms,)甲乙丙求:(1)动滑轮的重力;(2) 12s内拉力F的功率;(3)此装置最多能匀速运载多重的货物?【解答】解:(1)由图丙可知,在l2s内(第2s内)A被匀速提升,由图乙可知拉力F=ION,由图知,n=2,忽略绳重及摩擦,拉力F=1.(Ga+G动),则动滑轮重力:nG.=nF-Ga=2ION-15N=5N;(2)由图丙可知,第2s内A上升的速度va=211s,拉力端移动速度v=2vA=2X2ms=4ms,第2s内拉力F的功率:WFsP=Fv=ION4ms=40W;(3)忽略
32、绳重及摩擦,C处绳子拉力:Fc=-(Fb+GQ=(Fb+5N),则当C处最大拉力为50N时,B处拉力为95N,小于绳子B能承受的最大拉力100N;当B处最大拉力为100N时,C处拉力为52.5N,大于绳子C能承受的最大拉力50N;所以要以C处最大拉力为准,此时B处的拉力:Fb=Ga+G货物=95N,此装置最多能匀速运载货物的重力:G货物=FB-Ga=95N-15N=80No答:(1)动滑轮的重力为5N。(2)12s内拉力F的功率为40W。(3)此装置最多能匀速运载80N的货物。10.(2023拱塞区校级一模)如图,杠杆在水平位置平衡,物体Ml重为500N,OA:OB=2:3,每个滑轮重为20N
33、,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M2以0.5ms速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求:(1)物体M2的重力;(2)拉力F的功率;(3)物体Ml对水平面的压力。(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计,故克服动滑轮重力做的功为额外功,则滑轮组的机械效率:_Gh_Gl=W=Gh+G4jh=E即:80%=-5-,G+20N解得物体M2的重力:G=80N;(2)由图知,绳子的有效段数为2,绳的自重、摩擦均不计,则作用在绳子自由端的拉力:F=G+G动280N+20N=50N;物体M2以05ms速度匀速上升了h,绳子自由端移动的距离为:s=2h,由V=:可得绳子自由端的速度为:
34、Vj=2v=20.5ms=Im/s;拉力F的功率:P=Fv之=50NXlms=50W;(3)由力的平衡条件可得,B端对定滑轮向上的拉力:Fb=3F+G定=3X50N+20N=170N,根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力为:Fb=F,b=170N,根据杠杆的平衡条件可得:FaOA=FbOB,故绳子对杠杆A端的拉力为:Fa=婆XFB=N170N=255N,OA2力的作用是相互的,则绳子对Ml向上的拉力为Fa=Fa=255N,根据力的平衡,地面对Ml的支持力:F支=Gl-Fa,=500N-255N=245N;由力的相互性可知,物体Ml对水平面的压力:F抵=F支=245N。答:(1)物体M2的重力为80N;(2)拉力F的功率为50W;(3)物体Ml对水平面的压力为245N。