初中物理滑轮组及其工作特点综合题

“辽宁舰”服役以后，国产新航母的设计与建造被提上了议事日程．如图（a）为国产新航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度．

（1）牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能________（选填“减小”、“增大”或“不变”），同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力；
（3）“辽宁舰”搭载有舰载机“歼—15”，某次驻舰飞行如图（b），发动机以1.32×l0⁵N的推力使其以680m/s的速度飞行时，10s飞行的距离________m，发动机推力的功率是_______W．

如图所示，一物体放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将此物体匀速提到楼上，每个滑轮重为225N，人对绳子的拉力是375N（不计绳重和摩擦）求：

（1）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法.
（2）若物体上升的速度是0.2m/s，人拉绳的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升2m，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．

(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大?
(3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?

在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息．

物体所受重力G/N	作用在绳子自由端的拉力F/N	滑轮组做的有用功W有用/J	拉力做的总功W总/J
500	200	1000	1200

（1）通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图．（要求：尽量用较少的滑轮）
（2）不计绳重和轴的摩擦，用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少?

基本实验回顾.
⑴ 在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面(二氧化氮的密度大于空气密度)，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，两瓶口之间用一块玻璃板隔开(图甲)．抽掉玻璃板后，最终发现两瓶内气体颜色基本相同(图乙)．这是一种       现象，它说明了                       ．

⑵在探究“导体的电阻大小与横截面积有什么关系”的实验中，请你根据下表所提供的信息，选出合适的金属丝．答：　 和　 ．（填编号）

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

⑶在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮进行实验．实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起止位置，这是为了              和               ．

⑷如图所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法．

如图是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：OD=3：2。滑轮组固定在杠杆C点，通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物，每个滑轮的质量均为m₀。放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量m_E为100kg。当电动机用拉力F₁匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η₁，物体A匀速上升的速度为v₁；当电动机用拉力F₂匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η₂，物体B匀速上升的速度为v₂。在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。已知F₂-F₁=50N，v₁:v₂=5:4，η₂=90%。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）拉力F₁的大小；
（2）滑轮组的机械效率η₁；
（3）当电动机用拉力F₂匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N₂。

小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。

让我们一起来认识生活中的简单机械：
⑴小林同学在农村老家发现一种“舂米对”的古代简单机械，它的实质是一种杠杆，其示意图如图所示。使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会立即下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎。用力将它踩下去的过程中，动力是__________（自身的重力 / 脚踩的力），脚松开到打在石臼内的谷物时，自身的重力是_______（动力 / 阻力）。
⑵如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某轴转动。根据你的生活经验，你认为     较易损坏，这是因为按动这种开关的       较小，按动需要的力较大。

⑶如图所示，在两墙之间同一水平面上的A、B两处用弹簧测力计和滑轮相连，不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦，若拉力F=5N，则弹簧测力计P示数是________N，弹簧测力计Q的示数是________N。
⑷高山上的公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，实质上它也是一种变形的简单机械——斜面。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图（甲）中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图（乙、丙）所示的两个螺丝钉，你认为，使用       螺丝钉更省力。

用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为＿＿＿＿N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是＿＿＿＿N，滑轮组的械效率为＿＿＿＿。（不考虑绳重和摩擦）

电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上．

（1）配重D是n个混凝土圆盘（图中只画出3个），每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少？
（2）如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么？

如图是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为1200 N；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：0H＝2：5 。小成同学受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为F₁时，杠杆在水平位置平衡，配重A刚好拉起来。杠杆EH和细绳的质量均忽略不计；所有摩擦也忽略不计。求：

（1）判断滑轮B、C、D分别是定滑轮还是动滑轮？
答：滑轮B是     滑轮；滑轮C是      滑轮；滑轮D是      滑轮。
（2）不考虑动滑轮的重时，拉力F₁多大？
（3）若考虑动滑轮的重时，作用在H点竖直向下的拉力为F₂，其大小是260 N，则动滑轮受到的重力G_动为多大？