【滑轮组练习题】在初中物理学习中,滑轮组是一个重要的知识点,它不仅涉及到力的改变方向和大小,还与机械效率、绳子的拉力计算等密切相关。掌握滑轮组的基本原理和相关计算方法,是解决实际问题的关键。以下是一些典型的滑轮组练习题,帮助学生加深理解,提升解题能力。
一、选择题
1. 使用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,若不计摩擦和滑轮重,当物体被匀速提起时,绳子的拉力为物重的( )
A. 1/2
B. 1/3
C. 1/4
D. 1/5
答案:A
2. 在滑轮组中,若绳子的一端固定在定滑轮上,另一端由人拉动,且有n段绳子承担物重,则拉力F与物重G的关系为( )
A. F = G/n
B. F = nG
C. F = G
D. F = 2G
答案:A
3. 某滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,若不考虑摩擦和滑轮重,当物体被匀速提起时,所需拉力是物重的( )
A. 1/2
B. 1/3
C. 1/4
D. 1/5
答案:C
二、填空题
1. 滑轮组中,动滑轮上的绳子段数越多,所需的拉力越__________。
答案:小
2. 在使用滑轮组提升重物时,若绳子自由端移动的距离为s,物体上升的高度为h,则s与h的关系为__________。
答案:s = nh(n为承担物重的绳子段数)
3. 若滑轮组的机械效率为80%,则有用功与总功的比值为__________。
答案:0.8
三、简答题
1. 简述滑轮组的作用,并说明其在实际生活中的应用。
答:滑轮组可以改变力的方向,同时能省力。在建筑工地、起重机、吊车等设备中广泛应用,提高了工作效率,减轻了人力负担。
2. 在滑轮组中,为什么说“省力不省功”?
答:滑轮组虽然可以减小所需的拉力,但拉力作用的距离会增加,因此所做的功不变。这符合能量守恒定律。
四、计算题
1. 一个滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,若不计摩擦和滑轮重,将质量为20kg的物体匀速提升2m,求:
(1)绳子的拉力是多少?
(2)绳子自由端移动的距离是多少?
(3)拉力做的功是多少?
解:
(1)物重G = mg = 20kg × 10N/kg = 200N
绳子段数n = 4(两个动滑轮各两段)
拉力F = G / n = 200N / 4 = 50N
(2)绳子自由端移动距离s = n × h = 4 × 2m = 8m
(3)拉力做的功W = F × s = 50N × 8m = 400J
通过这些练习题,学生可以更好地理解滑轮组的工作原理和相关计算方法。建议在做题过程中结合实验操作,增强对物理概念的直观认识,从而提高综合应用能力。