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9.2滑轮同步练习
北师大版初中物理八年级下册
注意:本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题 ( http: / / www.21cnjy.com ),所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题,所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效,不予记分。
一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
1. 某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知
A. 是动滑轮
B. 是定滑轮
C. 如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
D. 电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
2. 如图所示,用此滑轮组在内将重为的物体匀速提升,绳端拉力为,不计摩擦及绳重,下列说法正确的是
A. 绳子自由端移动的距离为
B. 绳子自由端移动的速度为
C. 动滑轮重为
D. 此滑轮组既可省力又可省距离
3. 如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一 ( http: / / www.21cnjy.com )端拴在钩码上,手执另一端,分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,则、、的大小关系是 21教育名师原创作品
A.
C.
D. 、、的大小不能确定
4. 下列图中的简单机械,不能省力但能省距离的是
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com )
C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
5. 若用滑轮组提升物体,且提升的物体重力大于动滑轮重力。则关于滑轮组的叙述,较全面的是
A. 一定省力,又能改变力的方向
B. 一 ( http: / / www.21cnjy.com )定省力,但不能改变力的方向
C. 不一定省力,但一定能改变力的方向
D. 一定省力,是否改变力的方向要具体分析21·cn·jy·com
6. 如图所示,物体通过动滑轮在水平拉力作用下沿水平面以的速度匀速运动,此时弹簧测力计的示数是,若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计,那么物体与水平面的摩擦力以及内所做的功分别为
A. , B. , C. , D. ,
7. 如图所示三个滑轮拉同一物体在水 ( http: / / www.21cnjy.com )平面上做匀速直线运动,所使用的拉力分别为、和,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则
A. B. C. D.
8. 如图所示,用三种方法拉动同一物 ( http: / / www.21cnjy.com )体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是、、,这三个力的作用点移动距离分别是、、,移动速度分别为、、,不计滑轮摩擦,则
A. ::: ::::
B. :::: ::::
C. :::: ::::
D. :::: ::::
9. 使用如图所示的装置来提升物体时,既能省力又能改变力的方向的装置是
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D.
10. 如图,两个滑轮组,提升一个重为的物体,每个滑轮重相同使物体在内拉升了,拉力如图所示,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是
A. 甲中,绳端移动的距离为 B. 乙中,拉力的功率为
C. 甲中,动滑轮由两根绳子吊着 D. 乙中,动滑轮的重力为
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
11. 如图所示,用滑轮组以拉力匀速提起重为的物体,若滑轮重和摩擦忽略不计,则______,______,______。
12. 如图所示为工人师傅往高处 ( http: / / www.21cnjy.com )运送货物的两种方法。若要改变施力的方向,应选用图 所示的方法,若要省力,应选用图 所示的方法。如果甲、乙两图中物重相等,不计滑轮重、绳重及摩擦,将货物匀速提起时,图甲中工人所用的拉力为,则图乙中工人所用的拉力应为 。
13. 如图所示,如果绳重和摩擦不计,动滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮重不计,物重,则图中的拉力______;如果不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为,物重,拉力______。
14. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利:如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,旗杆的顶端安装着一个定滑轮,用来改变______;小丽用缝衣剪刀剪布,她为了剪起来更省力应将布放在______选填“靠近”或“远离”剪刀的转动轴;环卫工人使用的扫帚可以省______。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
15. 按照要求作图。画出图中提起重物最省力的绕绳。
16. 如图所示中,在建筑工地上,工人师傅利用一根绳子和两个滑轮运送建筑材料。请在图中画出最省力的滑轮组绕绳方法。
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四、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
17. 如图所示,在滑轮组的下方,悬 ( http: / / www.21cnjy.com )挂一圆柱形的物体,此物体被浸在圆柱形容器内的液体中,在端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住,使其始终保持水平平衡。已知杠杆点两侧的长度关系如图所示,圆柱形物体重,底面积为、高为,圆柱形容器的底面积为;若容器中的液体为水,在水深为时物体的上表面恰与水面相平,此时杠杆端绳上的拉力为;打开圆柱形容器下方的阀门,将水向外释放,直到物体露出水面的体积为其总体积的时,将阀门关闭,此时杠杆端绳上的拉力为,且::;若容器中液体为某种未知液体,其质量与最初容器中的水的质量相等,此时未知液体的深度为,杠杆仍然保持水平平衡,杠杆的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计,取则:
圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为______。
动滑轮重力为______。
未知液体的密度为______。
18. 小梦同学用如图所示的装置“研究定滑轮和动滑轮的特点”。
次数 钩码升高的高度 拉力 拉力方向
向上
向下
向上
向下
实验中需要用到的测量 ( http: / / www.21cnjy.com )工具是弹簧测力计和______。
实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计,使钩码上升。
请将小梦设计的记录表格中未填写的测量项目补充完整。
比较和两次实验可知:使用定滑轮的好处是______。
依据杠杆平衡条件分析,使用动滑轮提升物体所用的力是直接提升物体所用力的一半,但分析第、两次实验数据却不符合这样的关系,造成这种现象的主要原因是______。21cnjy.com
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
19. 用如图所示的滑轮组竖直向上匀速 ( http: / / www.21cnjy.com )提升物体,不计拉绳质量及摩擦。当重物的质量时,绳自由端拉力大小为。求:
重物所受重力;
动滑轮的重;
当物重为时,拉力的大小。取
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20. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲,乙 ( http: / / www.21cnjy.com )两种装置,分别用、匀速提升重力相同的物块、,不计绳重和摩擦。求:
拉力与的比值;
将、提升相同的高度,绳子自由端需要拉动的长度与的比值。
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答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】解:由图可知,图中滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )是定滑轮,定滑轮不能省力,忽略绳子与滑轮的摩擦,则、、都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大;
故选:。
定滑轮的工作特点是:使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力。
本题考查了定滑轮的特点,属于基本内容,比较简单。
21教育网
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是杠杆的分类,主要包 ( http: / / www.21cnjy.com )括以下几种:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是否省力、省距离。
【解答】
A.夹子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但能省距离,故A正确;
B.定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,不省力也不省距离,但可以改变力的方向,故B错误;
C.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂倍的杠杆,能省力但费距离,故C错误;
D.盘山公路的实质是斜面,能省力但费距离,故D错误。 【来源:21·世纪·教育·网】
5.【答案】
【解析】解:
A、如右图所示,滑轮组有三段绳 ( http: / / www.21cnjy.com )子,力的方向向上,因此可以省力但不能改变力的方向。故A不符合题意。
B、如左图所示,滑轮组有两段绳子,力的方向向下,因此可以省力,同时能改变力的方向。故B不符合题意。
C、左图滑轮组能省力、能改变力的方向;右图滑轮组能省力,不能改变力的方向。故C不符合题意。
D、因为提升的物体重力大于动滑轮重力,则使用滑轮组一定省力,是否改变力的方向要具体分析,故D符合题意。
故选:。
利用下列知识分析判断:
定滑轮的特点:不省力,但可以改变力的方向。
动滑轮的特点:能省一半的力,但不能改变力的方向。
滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起,既能省力,又能改变力的方向。
如果提升的物体重力远小于动滑轮重力,则使用滑轮组就不能省力。如果提升的物体重力大于动滑轮重力,则使用滑轮组就一定省力。
本题考查滑轮组的工作特点,属于基础性题目,难度不大。
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6.【答案】
【解析】解:
弹簧测力计的示 ( http: / / www.21cnjy.com )数为,则绳端的拉力为,
图中为动滑轮,因滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计,
则物体与水平面的摩擦力:;
绳端移动的速度:;
根据可得,拉力端移动的距离:,
所以,拉力做的功:;
故选:。
绳子的绕线决定滑轮组的使用效果,有几段绳子承担物体受到的摩擦力,拉力就是摩擦力的几分之一。
利用求出绳端移动的速度,然后利用速度公式求出拉力端移动的距离,再利用计算拉力做的功。
此题考查了摩擦力和功的计算,关键是知道绳子的绕线决定滑轮组的使用效果,有几段绳子承担动滑轮和物体的重,拉力就是重力的几分之一,拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。
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7.【答案】
【解析】
【分析】
解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮 ( http: / / www.21cnjy.com )的特点进行分析解答。
定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;
动滑轮的特点:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离。
【解答】
假设物块与地面的摩擦力为,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则
甲滑轮为动滑轮,处于绳端,所以;
乙滑轮为定滑轮,处于绳端,则;
丙滑轮为动滑轮,作用在动滑轮上,滑轮受到向左的力等于向右的拉力,即;
故F
故选D。 【来源:21cnj*y.co*m】
8.【答案】
【解析】解:由图可见,本题 ( http: / / www.21cnjy.com )中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力,物体移动的速度为,运动的时间为,则对这三个图分析可得:
甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力;拉力的作用点移动的速度,作用点移动的距离。
乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力平衡,此时拉力;但是费倍的距离,拉力的作用点移动的速度,作用点移动的距离。
丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费倍的力,省倍的距离,因此,
拉力的作用点移动的速度,作用点移动的距离。
综上分析可知:
::::::;::::::;::::::。
故选:。
物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出、、,即可比较其大小。
根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
此题考查的知识点是滑轮组绳子拉力的计算以及拉力作用点移动的速度和距离,解答此题的关键是首先分清定滑轮和动滑轮,然后再根据其工作特点作出判断。
【出处:21教育名师】
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查滑轮组的 ( http: / / www.21cnjy.com )工作时可以达到既能省力又能改变力的方向的特点。
定滑轮的工作特点是:不省力也不费距离,但可以改变力的方向;
动滑轮的工作特点是:省一半的力但费距离,并且不能改变力的方向;
由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,工作特点是:可以达到既省力又改变力的作用方向。
【解答】
A.图中是定滑轮,不省力,能改变力的方向,不符合题意;
B.图中是动滑轮,省力,但不能改变力的方向,不符合题意;
C.图中是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,因拉力方向向下,达到既省力又改变力的方向,符合题意;
D.图中是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,因拉力方向向上,达到最省力,但没有改变力的方向,不符合题意。
故选C。 【版权所有:21教育】
10.【答案】
【解析】解:由题意可知,不计绳重和摩 ( http: / / www.21cnjy.com )擦。
由图甲可知,,则绳端移动的距离,故A正确,C错误;
B.由图乙可知,,绳自由端移动的速度:,
由公式可知,拉力的功率为:,故B错误;
D.在图乙中,由可知,动滑轮的重力:,故D错误。
故选:。
由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据可求出绳端移动的距离;
由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据可求出功率;
由可求出动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动的距离和速度、拉力功率的计算,根据题图确定的大小是本题的突破口。
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11.【答案】
【解析】解:
由图知,承 ( http: / / www.21cnjy.com )担物重的绳子股数:,,,
若滑轮重和摩擦忽略不计,拉力大小:
;
;
。
故答案为:;;。
使用滑轮组时,承担物重的绳子股数为,若滑轮重和摩擦忽略不计,拉力等于物重的分之一。
本题考查了使用滑轮组时拉力的计算,注意条件:滑轮重和摩擦忽略不计。
12.【答案】甲
乙
【解析】略
13.【答案】
【解析】解:
由图示可知,承担物重的 ( http: / / www.21cnjy.com )绳子股数;
如果绳重和摩擦不计、动滑轮重不计,拉力;
如果不计绳重及摩擦、动滑轮的重力为,拉力。
故答案为:;。
根据图示可知,承担物重的绳子股数;
当绳重和摩擦不计、动滑轮重不计时,拉力;
当不计绳重及摩擦时,拉力。
本题考查了滑轮组绳子拉力的计算,关键要注意:当绳重和摩擦不计、动滑轮重不计时,拉力;当不计绳重和摩擦时,拉力。
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14.【答案】力的方向 靠近 距离
【解析】解:旗杆顶端的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮的轴固定不动,不随红旗一起升降,则旗杆顶端的滑轮是定滑轮;定滑轮不能省力,但能改变拉力的方向;
图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,布往剪刀转动轴靠近时,减小了阻力臂,此时动力臂大于阻力臂,由可知,能省力,所以为了更省力,应将布放在靠近剪刀的转动轴处;
扫帚使用时是一个费力杠杆,它虽然费力,但可以省距离。
故答案为:力的方向;靠近,距离。
不随物体一起运动的滑轮为定滑轮,定滑轮的特点是不能省力,但能改变力的方向;
根据杠杆平衡条件,当阻力和动力臂一定时,阻力臂越短,越省力;
扫帚是费力杠杆,费力但省距离。
本题考查定滑轮的特点、杠杆的平衡条件和各类杠杆的特性等知识的应用,基础题。
15.【答案】解:从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法。如图所示:
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】滑轮组的省力情况取决于承担物重 ( http: / / www.21cnjy.com )的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
本题考查了滑轮组的绕法,注意:在滑轮组中,直接从动滑轮上引出的绳子股数越多、越省力。
16.【答案】解:从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】滑轮组的省力情况取决于承担 ( http: / / www.21cnjy.com )物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
在滑轮组中,绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力,即。
17.【答案】
【解析】解:由已知条件, ( http: / / www.21cnjy.com )物体的体积为:
,
由阿基米德原理可知,圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为:
;
设放水前后作用在端绳子的拉力分别为、,根据杠杆平衡条件可知:
;
;
滑轮组中绳子的有效段数:,因滑轮的摩擦忽略不计,则,
此时;
;
由::,联立可得,
可得动滑轮重力为:。
容器中水的体积:
,
若容器中液体为某种未知液体,其质量与最初容器中的水的质量相等,此时未知液体的深度为,
杠杆始终保持水平平衡,则滑轮下的物体始终保持静止,又另一种液体的深度比水少,
故物体浸入另一种液体的深度是,
未知液体的体积:
,
由于水和未知液体的质量相等,根据可得,
则液体的密度:
。
故答案为:;;。
由已知条件求出物体的体积,由阿基米德原理可得出圆柱形物体浸没水中时受到的浮力;
设放水前后作用在端绳子的拉力分别为、,根据杠杆平衡条件列出平衡方程,
确定滑轮组中绳子的有效段数,滑轮的摩擦忽略不计,根据,结合::解方程可得动滑轮重力;
根据已知条件得出容器中水的体积;
根据已知条件可得出物体浸入另一种液体的深度,从而得出未知液体的体积,根据水和未知液体的质量相等,由求出液体的密度。
本题考查杠杆的平衡条件、密度公式、阿基米德原理的运用,综合性强,有一定难度。
18.【答案】刻度尺;匀速;可以改变用力方向;动滑轮有重力
【解析】
【分析】
除了测量力以外 ( http: / / www.21cnjy.com ),还需要测量钩码提升的高度,和自由端移动的距离;
只有在匀速拉动时,弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等;
还需要测量钩码的重力;绳子自由端移动的距离;
比较弹簧测力计拉力的方向,可得出拉力与物重相等,但改变了用力的方向,给做功带来了方便;
根据进行分析。
本题考查了学生从表格中的数据得出结论的能力,认识到使用定滑轮和动滑轮的特点,每种机械都有优点和缺点。
【解答】
还需要测量长度的刻度尺;
实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升;
还需要测量钩码的重力;弹簧测力计移动的距离;
不省力但是向下用力,故使定滑轮可以改变用力的方向;
由于动滑轮有重力,由,可知拉力大于物体重力的一半。
故答案为:刻度尺;匀速;钩码的重力;弹簧测力计移动的距离;可以改变力的方向;动滑轮有重力。
19.【答案】解:的重力:;
由图可知,,
不计拉绳质量及摩擦,由可得,动滑轮的重力:;
不计拉绳质量及摩擦,当物重为时,拉力的大小:。
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【解析】本题主要考查了重力、动滑轮的重力、滑轮组绳子拉力的计算,关键明确不计摩擦和绳重时,。
20.【答案】解:由图知,承担物重 ( http: / / www.21cnjy.com )的绳子股数、,提升物块重力相同,
不计绳重和摩擦,拉力,,
拉力的比值:
:::;
绳子自由端移动的距离,将、提升相同的高度,
绳子自由端需要拉动的长度的比值:
::::。
答:拉力与的比值为:;
将、提升相同的高度,绳子自由端需要拉动的长度与的比值为:。
【解析】由图得出,承担物重的 ( http: / / www.21cnjy.com )绳子股数、,不计绳重和摩擦,拉力,据此求拉力的比值;
绳子自由端移动的距离,据此求绳子自由端需要拉动的长度的比值。
本题考查了使用滑轮组时拉力、拉力端移动距离的计算,注意:不计绳重和摩擦,拉力。
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