3.3滑轮组绳子拉力的计算(易错题)

3.3滑轮组绳子拉力的计算（易错题）1、如图所示，物体A重为5N，物体B重为10N，若弹簧测力计自重及滑轮摩擦不计，当它们处于平衡状态，则弹簧测力计的示数为（）A、0NB、2.5NC、5ND、10N考点：滑轮组绳子拉力的计算；二力平衡条件的应用．专题：推理法．分析：要求弹簧测力计的示数，从“平衡状态”开始分析．物体处于平衡状态时受到的就一定是平衡力，通过分析物体A和物体B的受力情况即可得出．解答：物体A和物体B均处于平衡状态，说明物体A和物体B都受到的是平衡力．①物体A受到重力和绳子对它向上的拉力，所以A的重力和绳子对A的拉力是一对平衡力，故绳子对A的拉力等于A的重力等于5N．物体间力的作用是相互的，相互作用力的大小是相等的，所以A对绳子的拉力也是5N．②由于A对绳子施加力5N的拉力，所以绳子对B也施加了5N的拉力．B处于静止状态，说明B受到的也是平衡力，B还受到了10N的重力，和绳子对它5N的拉力，这两个力是不可能平衡的，说明它还受到了地面对它5N的支持力．绳子受到A对它向上的5N的拉力和B对它5N的向下的拉力．故弹簧测力计的示数为5N．故选C．点评：此题要从平衡力的知识来分析，一部分同学可能会误选10N．这主要是对于物体B的受力情况分析不清所致．2、如图所示，用一个动滑轮提升重物（不计摩擦），已知物重为G=200N，滑轮重G/=40N，使重物匀速上升1m，则下列结论中正确的是（）A、F=440N，力向上移动2mB、F=140N，力向上移动2mC、F=440N，力向上移动0.5mD、F=480N，力向上移动0.5m滑轮组绳子拉力的计算．分析：此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端．而特殊使用方法恰好相反，拉轮轴而将物体挂在绳子的末端．动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费2倍的力，但能够省一半的距离．解答：解：这是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费2倍的力却省一半的距离．所以，施加的力F=2G=2×200N+40N=440N拉力作用点移动的距离S= 12h=12×1m=0.5m故选C．点评：此题考察的是动滑轮的特殊使用方法．我们只要用我们学到的有关动滑轮的知识就可以很好的解答此题．3、如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮重力为50N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用力（）A、218NB、220NC、210ND、236N考点：滑轮组绳子拉力的计算；二力平衡条件的应用．专题：整体思想．分析：此题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和．可据此求解．解答：解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡．则人的拉力F= 15（400N+50N+600N）=210N．故选C．点评：解答该题须采用整体思想，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体进行分析，这是解答此题的关键．4、如图所示，滑轮重及滑轮摩擦不计，物体A和B都处于静止状态．下列几种说法中正确的是（）A、两物体重力的大小关系是G1=2G2B、A物体受到的摩擦力的大小fA=2G2C、A物体所受的合力的方向是向右的D、A物体受到三个力的作用，B物体受到两个力的作用考点：滑轮组绳子拉力的计算；二力平衡条件的应用；力的合成与应用．分析：物体A和B都处于静止状态，说明整个系统处于平衡状态，A、B所受合力都为0，物体A所受拉力等于A所受的摩擦力，是B重力的2倍．解答：解：物体A所受拉力等于A所受的摩擦力，是B重力的2倍，故A错误，B正确，物体静止，所受合力为0，不存在合力方向，故C错误．物体A静止受4个力，重力、支持力、拉力、摩擦力．物体B静止受两个力，重力和拉力，故D错误．故选B．点评：本题考查滑轮组上的物体静止时，拉力等于摩擦力，所受合力为0，以及物体所受所有外力的情况分析．5、（2008•黄冈）建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图）．绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊 N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4×103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了1m，起重机的功率是 W，机械效率为．若吊起的建筑材料的重力减小，机械效率将．（“增大”、“减小”或“不变”）考点：滑轮组绳子拉力的计算；功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．专题：计算题．分析：在不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的情况下，绕在滑轮组上的钢丝绳拉力与滑轮组吊起建筑材料的重力和动滑轮上的绳子股数有关；再结合功、功率公式即可求得，滑轮组的机械效率变化，就要判断出有用功和是总功的变化．解答：不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，数出承重绳子的股数n=3，则物重G=nF=3×6×103N=1.8×104N；实际使用该滑轮组，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦的存在，实际吊起的建筑材料G′=5.4×103N，那么起重机吊臂上的钢丝绳移动的距离s=nh=3×1m=3m．起重机的功率P= Fs/t= 6×103N×3m/1s=1.8×104W．机械效率η= W有/W总= Gh/Fs= 5.4×103N×1m/6×103N×3m=30%．实际使用由于滑轮组装置不变，滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦产生的额外功基本不变，则吊起的建筑材料的重力减小，有用功减小，使滑轮组的机械效率将减小．故答案为：1.8×104；1.8×104；30%；减小．点评：此题涉及的知识点较多，特别注意：在判断滑轮组有几根绳子承重时，只需数出有几根绳子和动滑轮相接触；滑轮组装置不变，表示滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦产生的额外功基本不变．6、如图（不计绳重摩擦，且动滑轮重小于物重），用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙．则F甲 F乙，η甲η乙（选填“＞”、“＜”或“=”）．滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的大小比较．专题：应用题；比较思想．分析：①机械效率等于有用功与总功的比值．②有用功W有用=Gh．③不计绳重摩擦也就是说只考虑动滑轮的重（空气阻力一般都是忽略不计的）．定滑轮的机械效率为100%．解答：解：将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，根据有用功W 有用=Gh可知两个滑轮所做的有用功时相同的．又根据η= W有用/W总，有用功一定时，机械效率和总功是成反比的．不计绳重摩擦，只考虑动滑轮的重，定滑轮的机械效率就是100%，而动滑轮由于克服动滑轮的重做额外功，动滑轮的机械效率达不到100%．所以η甲＞η乙甲图中是定滑轮机械效率是100%，W有用=W总，Gh=FS又因为S=h，所以F甲=G；乙图中 F 乙=12(G+G动)且动滑轮重小于物重．故F甲＞F乙．故答案为：＞；＞．点评：此题主要还是考察动滑轮、定滑轮的特点和机械效、有用功、总功的关系．7、有一个矿井，深20 m，有两个工人将一个重为400 N的矿石从井底匀速拉向井面，如图所示，动滑轮重20 N，不计其他摩 擦．如果两个工人始终保持相同的速度拉矿石，则两个工人用的拉力F= N；当矿石拉出井面时，则其中一个工人将绳子移动了 m．考点：滑轮组绳子拉力的计算．专题：计算题；比较思想．分析：该题中矿井上的两个定滑轮主要是起到改变力方向的作用，对省力情况是没有影响的．由此就可以将此题简化为一个动滑轮，而在动滑轮的正常使用时，是将一端绳子固定，用手拉另一端绳子，省力情况是省一半力．此题是两端都用力向后拉，它与动滑轮的正常使用时有什么区别呢？省力情况是不影响的，因为正常使用时一端虽然是固定的，没有用手施力，但固定点也对它施加了一个和绳子末端相同的力．所以两人施加的力相等且都等于正常使用时绳子末端的拉力．不影响省力情况，那影响的是什么呢？是绳子末端的移动距离，正常使用时，固定的一端绳子是不动的，而现在这段也在向后拉，所以两端绳子移动的距离之和等于正常使用时绳子末端移动的距离．解答：解：不计其他摩擦，只考虑动滑轮的重．两个工人所用的拉力： F=12×(G物+G动)=12×(400N+20N)=210N当矿石拉出井面时，其中一个工人将绳子移动的距离： S=(1/2)×2h=(1/2)×2×20m=20m 故答案为：210；20．点评：很多同学遇到此类题就会慌了手脚，其实对与这种类型的题，我们只要认真分析，找准实质，就一定可以解答下来．8、用如图所示滑轮组，匀速提起重300N的箱子，绳自由端5s内移动2m，滑轮组的机械效率为75%，则箱子上升高度为 m，拉力F大小为 N，拉力F做功的功率为 W．考点：滑轮组绳子拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算．专题：计算题．分析：（1）滑轮组提升物体时，物体上升的高度与绳子的段数有关，如果有n段绳子承担物重，则物体上升的高度就是绳子自由端移动距离的 1/n；（2）由物重和物体上升的高度可以得出滑轮组所做的有用功，再利用机械效率公式计算出总功，然后利用功的计算公式求拉力F的大小；（3）知道拉力F的大小和所用的时间，直接利用功率的定义式就可以求出功率的大小．解答：解：（1）绳子自由端移动的距离是：2米，物体上升的高度是： 2米/2=1米；（2）滑轮组的做的有用功是：W有用=Gh=300N×1米=300J，所以滑轮组的总功是：W总= W有用/η= 300J/75%=400J，拉力F的大小是：F= W总/s= 400J/2m=200N；（3）拉力F做功的功率为：P= W总/t= 400J/5s=80W．故答案为：1；200；80．点评：此题考查的知识点较多，包括滑轮组的拉力、机械效率、功率的计算等，对于功的定义式w=F/s，功率定义式P= W/t要熟练掌握．9、如图所示，甲、乙两个物体均重10N在F=4N的水平拉力作用下均做匀速直线运动．不计动滑轮、绳子的重量，则甲、乙两物体运动过程中受到地面的摩擦力分别为：f甲= N、f乙= N滑轮组绳子拉力的计算．分析：不计动滑轮、绳子的重量时，动滑轮能省一半的力，定滑轮不能省力．解答：将上图顺时针旋转90度角，乙物体所受摩擦力f乙跟拉力F的关系为：f乙= (1/2)F，∵F=4N，∴f乙=2N．下图为定滑轮，图中拉力F克服摩擦力f甲匀速直线运动，则f甲=F=4N．故答案为：4；2．点评：能否排除重力的干扰，准确判断拉力F跟甲、乙两个物体所受地面的摩擦力之间的关系是本题的解题关键所在．。