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滑轮
定滑轮:轴的位置固定不动的滑轮,称为定滑轮。
定滑轮不省力,不费距离,但可以改变力的方向,实质是等臂杠杆。
动滑轮:轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮,称为动滑轮。
动滑轮省力,费距离,但不能改变力的方向,实质是省力杠杆。
滑轮组:是定滑轮和动滑轮的组合,既可以省力,又可以改变力的方向。
一、单选题
1.如图所示为国旗旗杆顶部的定滑轮,一名优秀的升旗手总能在国歌演一遍约50s的时间内将重3N的国旗升到旗杆顶端。已知学校操场旗杆高度约为11.8m,升旗手身高约1.8m。下列说法正确的是()
A.旗手下拉的绳端移动距离为国旗上升距离的2倍
B.升旗手对国旗的拉力为2.5N
C.国旗上升的平均速度约为0.2m/s
D.国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.旗杆顶端装有定滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆,使用时,不省距离也不费距离,则旗手下拉的绳端移动距离等于国旗上升的距离,故A错误;
B.定滑轮实质是等臂杠杆,使用时,不省力也不费力。但不知升旗过程中国旗上升是否是匀速,所以旗手对绳的拉力大小不确定,故B错误;
C.国旗上升的平均速度
故C正确;
D.国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力分别作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故D错误。
故选AC。
2.关于定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用,下列说法正确的是()
A.使用定滑轮能省力,还能改变力的方向
B.使用动滑轮能省力,还能改变力的方向
C.使用滑轮组一定能改变力的方向
D.使用滑轮组既能省力,又能改变力的方向
【答案】D
【详解】A.定滑轮相当于等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向,故A错误;
B.动滑轮相当于省力杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,故B错误;
C.使用滑轮组可以省力,但不一定改变力的方向,故C错误;
D.使用滑轮组既可以省力,又能改变力的方向,故D正确。
故选D。
3.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】不计机械自重和摩擦,即在理想状况下。
A.图示是一个定滑轮,则拉力
F1=G
B.图中为斜面,由功的原理可知
F1×4m=G×2m
可得
C.这是动滑轮的特殊使用方法,物体挂在动滑轮一侧绳子上,拉动滑轮的轮轴,此时拉力
F3=2G
D.由图可知动力臂与阻力臂之比
由杠杆平衡条件可得
F4×l4=G×lG
则拉力
比较可知,所需动力最小的是F4。
故选D。
4.杠杆在生活中无处不在,如图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是()
A.铁皮剪 B.定滑轮
C.起瓶器 D.镊子
【答案】D
【详解】A.铁皮剪在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.定滑轮在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
5.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是()
①使用定滑轮一定既不省力也不费力;
②使用动滑轮有时可能不省力;
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力;
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向;
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向;
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等。
A.①④ B.②⑤⑥ C.②④ D.②④⑥
【答案】C
【详解】①使用定滑轮时,考虑到绳重和摩擦等因素的影响,会更费力。故①错误;
②使用动滑轮时,当所拉物体质量较小,动滑轮质量过大时,可能不省力。故②正确;
③使用只有两根绳子承担物重的滑轮组时,就不比使用动滑轮省力。故③错误;
④⑤滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,当物重远大于动滑轮重和摩擦力时,它要省力,也可以改变力的方向;当物重远小于动滑轮重和摩擦力时,滑轮组就不能省力,但也可以改变力的方向。故④正确,⑤错误;
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目根据需要来定,不一定要相等。故⑥错误。
综上可知,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.下列各种机械中,不省力的机械是()
A.旗杆顶定滑轮 B.动滑轮 C.钢丝钳 D.斜面
【答案】A
【详解】A.定滑轮只能改变力的方向,但不省力,故A符合题意;
B.动滑轮不改变力的方向,但能够省力,故B不符合题意;
C.钢丝钳工作时,动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.物体在斜面上被弹簧测力计向上拉时,受到的滑动摩擦力小于物体的重力,能够省力
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