2. 如图所示,用同样大小的两个滑轮按(a)、(b)两种方式使用,分别将同一个重物匀速提升相同的高度(不计绳重、摩擦、滑轮重),用力分别为$F_1$、$F_2$,下列说法中正确的是(
C
)。
A.图(a)中的力$F_1$小于图(b)中的力$F_2$
B.图(a)中绳子自由端移动的速度小于图(a)中物体移动的速度
C.图(b)中绳子自由端移动的速度大于图(b)中物体移动的速度
D.图(a)中的力$F_1$等于图(b)中的力$F_2$
解析:
【分析】
首先判断图(a)为定滑轮,图(b)为动滑轮。定滑轮的轴固定不动,不省力仅改变力的方向;动滑轮的轴随物体运动,不计额外阻力时可省一半力且费距离。接下来结合滑轮的省力、速度特点逐一分析选项,确定正确答案。
【解析】
不计绳重、摩擦、滑轮重时:
1. 图(a)是定滑轮,定滑轮不省力,因此拉力 $ F_1 = G $(G为物重);
2. 图(b)是动滑轮,动滑轮可省一半力,因此拉力 $ F_2 = \frac{G}{2} $,可得 $ F_1 > F_2 $,排除A、D选项;
3. 定滑轮不省距离,绳子自由端移动距离等于物体移动距离,相同时间内,绳子自由端移动速度等于物体移动速度,故B选项错误;
4. 动滑轮费距离,物体提升高度为h时,绳子自由端移动距离为 $ 2h $,相同时间内,绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍,即自由端速度大于物体速度,故C选项正确。
【答案】
C
【知识点】
定滑轮特点;动滑轮特点
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的基本性质,核心是掌握两种滑轮的省力、距离及速度关系,属于基础题型,只要牢记滑轮的基本规律即可正确解答。
【难度系数】
0.6