【培优练习】《滑轮及其应用》（物理沪科八年级全一册）.docx

滑轮及其应用培优练习 1用如图所示的滑轮组从15m深的水池中（水池面积很大，达几百平方米）提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5103kg/m3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，问：（1）该物体所受的重力为多少牛？（2）物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？（不计摩擦及滑轮重）（3）物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？（取g=10N/kg）2如图所示，当F=100N时，物体以2m/s的速度做匀速直线运动，不计动滑轮重和摩擦，求：（1）物体所受的摩擦力多少？（2）滑轮在2秒内移动的距离s为多少？3如图所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重A的质量为40kg，其底面积为100cm2重为500N的小勇通过细绳施加竖直向上的拉力F1时，配重A对地面的压强为2104Pa，人对地面的压强为P1；他通过细绳施加竖直向上的拉力F2时，配重A对地面的压强为3104Pa，人对地面的压强为P2滑轮组装置的摩擦力忽略不计，已知P1：P2=5：4，g取10N/kg求：（1）拉力F1的大小。（2）若人与地面的接触面积为400cm2，则人对地面的压强P2的大小。4如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5kg，木板质量M=10kg，人的质量m=30kg，不计摩擦与空气作用力。各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。（g=10N/kg）5如图所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为1200N，配重A的上方连有一根弹簧测力计D，可以显示所受的拉力大小，但当它所受拉力在02500N范围内时，其形变可以忽略不计。B是动滑轮，C是定滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=1：6小阳受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小阳对地面的压力为F1，配重A受到绳子的拉力为FA1，配重A上方的弹簧测力计D显示受到的拉力FD1为2103N；小阳通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小阳对地面的压力为F2，配重A受到绳子的拉力为FA2，配重A上方的弹簧测力计D显示受到的拉力FD2为2.3103N已知F1：F2=7：5（杠杆EH、弹簧D和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦均忽略不计）求：（1）拉力FA1；（2）拉力T2。（3）压力F2。答案和解析1【解答】解：（1）由题意知：圆柱体的底面积S=200cm2=2102m2，高度h=2m，密度=2.5103kg/m3，g=10N/kg。所以圆柱体的体积：V=Sh=2102m22m=4102m3。圆柱体的质量：m=V=2.5103kg/m34102m3=100kg G=mg=100kg10N/kg=1000N。（2）物体浸没在水中时，V排=V=4102m3。此时受到的浮力：F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg4102m3=400N，由于是n=2的滑轮组吊着圆柱体，所以绳子自由端的力F=T，其中T为圆柱体对动滑轮的拉力。由图可知，T=GF浮=1000N400N=600N，所以绳子自由端的拉力F=T=600N=300N。（3）当绳子被拉断时，绳子受到的拉力F=350N，动滑轮对圆柱体的拉力T=2F=700N，此时的浮力为：F浮=GT=1000N700N=300NV排=0.03m3，物体浸入水中的长度h为：h=1.5m。物体上升的高度为：L=Hh=15m1.5m=13.5m，圆柱体运动的时间：t=67.5s。答：（1）该物体所受的重力为1000N。（2）物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力300N。（3）物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经67.5s绳子被拉断。2【解答】解：（1）图中使用的是动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，不计动滑轮重和摩擦，拉力F=2f，则物体所受的摩擦力：f=F=100N=50N；（2）滑轮移动的距离s等于拉力端移动的距离，s=s物=v物t=2m/s2s=2m。答：（1）物体所受的摩擦力为50N；（2）滑轮在2秒内移动的距离s为2m3【解答】解：由p=知，F支1=p1S=2104Pa102m2=200N；F支2=p2S=3104Pa102m2=300N，（GAF支1）2+G动=F1，（GAF支2）2+G动=F2，G人+F1=P1S人，G人+F2=P2S人，代入P1：P2=5：4，G人=500N，GA=400N得：G动=100N，F1=500N，P2=2104Pa。答：（1）拉力F1的大小为500N。（2）人对地面的压强P2的大小为2104Pa。4【解答】解：滑轮B的重力：GB=mBg=5kg10N/kg=50N，木板重力：G木板=Mg=10kg10N/kg=100N，人的重力：G人=m人g=30kg10N/kg=300N，把人、动滑轮、木板作为一个研究对象，由图可以看出，从定滑轮A出来的绳子股数为2股，所以B处的拉力为：FB=（G木板+G人+GB）=（50N+100N+300N）=225N。对人来说，拉力FB减去动滑轮B的重力后，由两股绳子承担，所以人的拉力F=（FBGB）=（225N50N）=87.5N。答：人的拉力为87.5N。5【解答】解：（1）如图，FD1=GA+FA1，FA1=FD1GA=2000N1200N=800N（2）杠杆EH、弹簧D和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦均忽略不计，FA1=（FE1+G动），FE1=2FA1G动=1600NG动，杠杆平衡，FE1OE=T1OH，T1=，F1=G人T1=600N；FA2=FD2GA=2300N1200N=1100N，FA2=（FE2+G动），FE2=2FA2G动=2200NG动，杠杆平衡，FE2OE=T2OH，T2