初中物理滑轮组的设计与组装试题

(8分)瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N．求：

(1)请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图．
(2)用滑轮组提升材料时做的有用功是多少?
(3)该滑轮组的机械效率是多少?
(4)随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到下表中的一组数据，请你找出这些机械设备效率的共同特点．  

按照图的要求画出滑轮组的绕绳方法（不计滑轮重、绳重及摩擦）

山东临淄管仲纪念馆内有一口铜钟，质量为2t. 2013年4月，一男子钻到钟下玩耍，其他游客转动铜钟导致悬挂钟的绳索被扭断，该男子被困于钟内．闻讯赶到的消防员们迅速组装好滑轮组、站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，该男子趁机从钟下爬出脱困．(g取10N/kg)
问：

(l)消防员们站在地面一起向下拉绳将铜钟吊起，请画出最省力的绳子绕法．
(2)消防员们在绳子自由端共施加4000N的力，使铜钟在1min内匀速缓慢上升60cm，请计算绳子自由端拉力做功的功率．
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少？

如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）．

（1）按题意画出滑轮组的绕绳．
（2）人所做功的功率多大？
（3）被吊起的重物质量多大？

2012年6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”，实验下潜7000m达到一个新的深度．试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和上升；吊装设备将潜水器吊上母船．如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组（未画出），电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器．吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t₁=6h，到达7000m出停留t₂=0.5h，上升用时t₃=3.5h．潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F₁=5.5×10⁴N，滑轮组的机械效率η=80%．
已知潜水器总质量（含潜水员）m=2.2×10⁴kg，体积V=20m³，水的密度ρ₁=1.0×10³kg/m³，海水的密度ρ₂=1.03×10³kg/m³，g取10N/kg．不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响．求：

（1）吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时，挂钩的拉力是多大？
（2）潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中，平均速度是多少米/秒？
（3）滑轮组中，与动滑轮相连的绳子是多少段？

按照题目要求作图：

(1)在图甲中画出斜面上的物体所受重力的示意图．
(2)在图乙中画出使杠杆OA平衡时最小动力F1的方向和阻力F2的力臂l2．
(3)在图丙中用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A，要求作用在绳自由端的拉力方向向下，有三段绳子承担物重，请在图中画出绳的绕法．
(4)如图丁所示，MN为空气与水的分界面，AO为入射光线，入射点为O，在图中画出折射光线并标出折射角y．

(1)用笔画线将图中的三孔插座、开关、螺口灯泡等未接好的元件的导线连接好

(2)小黄坐的位置与电视机红外线接收窗口间有张椅子，如图所示。若不移动位置仍要遥控电视，在图中画出遥控器发出红外线传播到电视机红外线接收窗口的光路

(3)工人站在地面上，用图所示的滑轮组向下用力将木箱A提起，画出滑轮组绕绳情况.

按下列要求作图。
⑴请在图甲中画出动力F_l的力臂以及作用于B点的阻力F₂的示意图

甲
⑵用滑轮组提升重物，请在图乙中画出最省力的绕线方法。

乙
⑶请在图丙的圆圈中填上合适的电表，使之成为正确的电路图。

丙

根据初二学习的滑轮有关知识，请你回答如下几个问题：
(1)滑轮除了可以省力外，还有哪些优点？请说出1个。
(2)什么样的滑轮不能省力？
(3)现在，有一个由1个动滑轮和2个定滑轮组成的滑轮组，我们将它颠倒与由1个
定滑轮和2个定动滑轮组成的滑轮组，则后者比前者可多省几分之几的力？

如图所示，每个滑轮（不分大小）重为5N，要提升的重物重为120N，用来串绕滑轮组的绳子能承受的最大拉力是30N。画出能安全提升重物的滑轮组的绕法。

小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组成的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70%（g取10N/kg）。

（1）画出小华兴趣小组所用的滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起的重物的质量是多少？

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据．

次数	动滑轮重 G动／N	物重G／N	钩码上升高度h／m	动力F／N	动力作用点移距离s／m	滑轮组的机械效率
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3

（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法．

（2）将表格中的数据补充完整．
（3）实验时要竖直向上且_______拉动弹簧测力计．
（4）第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为________W．
（5）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将_______（选填“增大”、“减 小”或“不变”）．（不计摩擦）

小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。

（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的重力是多少？

（1）请画出图中小球A所受重力G的示意图。
（2）请根据光的反射定律，在图中画出反射光线OB的入射光线AO。
（3）请标出图中通电螺线管附近小磁针的N、S极。
（4）用如图所示的滑轮组提升重物，请画出最省力的滑轮组绕线。

按题目要求作图：
（1）如图甲所示，浸没水中的乒乓球正在上浮，画出它在虚线位置时受到的力的示意图。
（2）如图乙所示，画出物体AB在平面镜中所成的像A’B’。
（3）如图丙所示，画出滑轮组最省力的绕法。