人教版八年级下12.2滑轮同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下12.2滑轮同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-29 10:23:48 | ||
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文档简介
人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．工人用如图所示的滑轮组提升重为600N的物体，使物体以0.5m/s的速度匀速、竖直上升。不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为150W
B．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为300W
C．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为300W
D．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为600W
2．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（ ）
A．定滑轮可以省力
B．定滑轮是等臂杠杆
C．只使用动滑轮就会改变力的方向
D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离
3．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端栓在钩码上，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，下列说法中正确的是（ ）
A．较大 B．较大 C．较大 D．三个力一样大
4．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
5．为了搬运一个很重的机器进入车间，某工人设计了下列四种方案机器下方的小圆圈表示并排放置的圆形钢管的横截面，其中最省力的方案是（ ）
A． B． C． D．
6．如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组能省功
8．如图所示，三个滑轮下悬挂重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1、F2、F3的关系为（ ）
A．F1＞F3＞F2 B．F1＝F2＝F3
C．F3＞F1＞F2 D．F2＞F3＞F1
9．把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升，B上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
10．如图，用相同滑轮组装成甲、乙两种装置，用相等拉力F分别匀速提升重为G1=56N、G2=36N的两个物体，不计绳重和摩擦，则每个动滑轮的重力为（ ）
A．2N B．4N C．8N D．10N
11．如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（ ）
A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3
12．如图，某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是（ ）
A．甲图中地面上的石块重100N ，受到90N向上的提力时，石块所受合力为10N
B．乙图中手握瓶子处于静止状态，握力越大摩擦力越大
C．丙图中人推箱子没推动，人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
D．丁图为理想滑轮组，人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一
二、填空题
13．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于_________（选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同），图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是__________；如图丙所示将石碾子滚上台阶，石碾子相当于_________。
14．如图所示，物体A和B所受重力都为160N，不计滑轮重、绳重和摩擦，当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为______N，FB为______N。
15．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
16．如图所示，小明用200N的力向下拉绳子，使质量为50kg的物块升高50cm，不计绳的重力和摩擦（g取10N/kg），（1）物块的重力为______；（2）拉力移动的距离为______m；（3）动滑轮的重力为______。
三、综合题
17．小明和同学到福利院义务劳动时，发现有的桌子脚下装有如图甲所示的轮子．
（1）他将压杆按下，压板就会紧压在轮子上，使轮子无法滚动，桌子不容易被推动，说明用滑动代替滚动可以______摩擦：压杆做得较宽人可以起到______压强的作用．（均选填“增大”或“減小”）
（2）小明发现压杆是省力杠杆，O为支点．请在图乙中画出压力F的力臂l．
( )
18．力对物体转动的影响，不仅跟力的大小有关，还跟力和转动轴之间的距离(由力的方向和作用点决定)有关．力越大，力到转动轴的距离越大，力使物体转动的作用效果越明显．从转动轴到力的作用线的距离，叫力臂；力和力臂的乘积叫力矩，用M表示，M=F×L．力矩的单位是N m．
(1)如图甲是力F作用在水平杠杠上的示意图．OB的长度为L，力F与OB的夹角为30°，请在图中画出F的力臂，并推导出力F的力矩表达式．
(2)如图乙是摩擦传动的示意图，主动轮半径为0.04m，从动轮半径为0.12m，它们接触位置相互摩擦力的大小是50N，则这一对摩擦力对主动轮和从动轮的转轴的力矩分别为多少？
19．校园里在新建教学楼，如图所示是工地上的起重机。地面上有一箱建筑材料，质量为300kg用起重机将箱子吊起8m，用时20s。（g=10N/kg）。请你回答：
（1）A处上方是一个_____滑轮，好处是可以_____。
（2）在此过程中，起重机对箱子做了多少功_______？起重机的功率是多少_______？
（3）已知OA=12m，OB=4m，起重机本身重力不计，吊起箱子时为使起重机不翻倒，B处的配重m0的质量是多少________？
20．俯卧撑运动对发展力量素质，提高人体生理机能，发展平衡和支撑能力起着重要作用．可以改善中枢神经系统，有利于骨的坚实，关节的灵活，韧带的牢固，肌肉的粗壮及弹性，同时能加速血液循环，增大肺活量．如图所示，某同学做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆．
（1）此杠杆的支点为_______（选填 “O”、“ A”或 “B”）点．
（2）若该同学质量为50kg，那么他将身体撑起，每只手的支持力至少为________N；若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为________W．（g=10N/kg）
（3）做俯卧撑运动时，该同学消耗的化学能_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量．
21．如图，分别使用轻质定滑轮、轻质动滑轮竖直提升G=10N的重物，使其匀速上升2m．不计滑轮与轴的摩擦和滑轮自重，F1=10N、F2=5N。
（1）请运用杠杆平衡原理作图分析：为什么动滑轮能省一半的力______；（在答卷上作答）
（2）若想进一步研究使用定滑轮时拉力大小是否与拉力方向有关，接下来的操作是______。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
由图可知，滑轮组中有一个动滑轮，有两股绳与动滑轮接触，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，根据力的平衡可知
拉力绳端的速度为
则拉力做功的功率为
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故A错误，B正确；
C．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，只使用动滑轮不会改变力的方向，故C错误；
D．滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，机械可以省力或省距离，但不能既省力又省距离，机械不能省功，所以滑轮组不可以省距离，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大。故D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；
C．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；
D．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．图中是直接用绳子拉动物体，不能够省力；
B．图中利用了定滑轮来拉动物体，但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力；
C．图中不但利用了动滑轮来拉动物体，下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，最省力；
D．图中只是通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力。
最省力的方案是C。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
如图所示：
对于人
G人＝F支+F拉
对于重物
G物＝F浮+F拉′
因为使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，则
F拉＝F拉′
G人﹣F支＝G物﹣F浮
F支＝G人﹣G物+F浮
小科将重物从水底缓慢拉到井口：物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．由图知，n=2，物体上升的高度h=2m，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4 m
即绳子自由端被拉下了4m，故A错误；
BC．图中滑轮组可以省力但费距离，故B错误、C正确；
D．使用任何机械都不省功，D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，三个滑轮下悬挂的重物的质量相等，由G=mg可知重物的重力相等，所以左边的滑轮为定滑轮，则
F1=G
中间滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力
F2=G
右边滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力
F3=G
所以
F1＞F3＞F2
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
设两个物体的重力均为G，则绳子受到的拉力为
动滑轮受到两根绳子向上的拉力F，B对动滑轮的向下的拉力大小为G，所以
故动滑轮会向上运动，即B上升，则A下降。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图甲可知，n=3，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=3F-G1①
由图乙可知，n=2，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=2F-G2②
则
3F-G1=2F-G2
代入数据
F=G1-G2=56N-36N=20N
F=20N代入①，可得
G动=3F-G1=3×20N-56N=4N
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．重100N的石块受到90N的拉力时没搬起来，仍静止在地面上，处于平衡状态。处于平衡状态的物体受到的合力为零。故A错误；
B．瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力，手握得越紧，静摩擦力不变，故B错误；
C．人沿水平方向推箱子，但没有推动，箱子处于静止状态，受平衡力的作用，所以人对箱子的推力等于地面对箱子的摩擦力，故C错误；
D．丁图为理想滑轮组，即不计滑轮组的额外阻力，由于动滑轮上有两端绳子，则人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一，故D正确。
故选D。
13． 动滑轮 定滑轮 杠杆
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在拉动时，A的树干与绳子一起运动，起到省力作用，相当于动滑轮。
[2]靠近天花板的轮子，轴是固定不动的，是定滑轮。
[3]石碾子在滚上台阶时，绕着一个点转动，石碾子的重力是阻力，将石碾子推上台阶的力是动力，所以此过程的石碾子相当于杠杆。
14． 80 160
【解析】
【分析】
【详解】
[1]滑轮重力不计时，由图可知，吊起A的滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力
[2]吊起B的滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以
15． 30 1
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
16． 500N 1.5 100N
【解析】
【详解】
[1]物块的质量为50kg，则物块的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
[2]由图可知，承担物重的绳子的股数n=3，物块升高50cm，则拉力移动的距离为
s=nh=3×50cm=150cm=1.5m
[3]由于不计绳重和摩擦，则有
所以动滑轮的重力为
G动=nF-G=3×200N-500N=100N
17． 增大 减小
【解析】
【详解】
第一空．轮子不转动时推桌子属于滑动摩擦，轮子能转动时属于滚动摩擦，轮子不转动时更难推动桌子，说明滑动摩擦大于滚动摩擦，即用滑动代替滚动可以增大摩擦；
第二空．根据压强的公式可知，当压力一定时，受力面积增大，压强减小，即压杆做得较宽人可以起到减小压强的作用；
第三空．根据力臂的定义，从支点O向力F的作用线作垂线，O到垂足的距离即为力臂l，如图：
18．(1)
M=1/2 FL
(2)主动轮：M=FL=50N×0.04m=2N M 从动轮：M=FL=50N×0.12m=6N M
【解析】
【详解】
(1)延长拉力作用线F，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂，如图：
；
由于力F与OB的夹角为30°，根据数学知识可知，F的力臂的长度为L，
F的力矩表达式为：
M=FL；
(2)力和力臂的乘积叫力矩，则主动轮的力矩：
M=FL=50N×0.04m=2N M；
从动轮的力矩为：
M=FL=50N×0.12m=6N M．
19． 定 改变力的方向 2.4×104J 1200W 900kg
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图知A处上方是一个定滑轮，其好处是可以改变力的方向；
(2)[3]上升8m时需要克服重力做功
W＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×8m＝2.4×104J
[4]起重机做功的功率
P＝＝1200W
(3)[5]由题知，O为支点，且OA＝12m，OB＝4m，箱子的重力
根据杠杆平衡的条件可得
即
解得G配＝9×103N，由得出配重m0的质量是
即B处的配重m0的质量是900kg。
答：(1) A处上方是一个定滑轮，好处是可以改变力的方向。
(2) 起重机对箱子做了2.4×104J的功；起重机的功率是1200W。
(3) B处的配重m0的质量是900kg。
【点睛】
（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；（2）已知货物的质量，根据W＝Gh＝mgh求出起重机所做的功，再利用P＝ 可求得起重机做功的功率；（3）由图示可知，若在右边添加配重物体使起重机不翻倒，应将O点视作支点，将整个机械看作杠杆，已知货物的重力和力臂OA以及力臂OB，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可求所配重。
20． O 150 60 大于
【解析】
【详解】
（1）由图可知，此杠杆的支点为O点．
（2）该同学质量为50kg，重为：，
根据杠杆平衡条件得：
解得B点的力应为：，
因为两只手着地，所以每只手的支持力至少为150N；
每次肩部上升的距离均为0.4m，则重心上升的高度为：
，；
他在1min内做了30个俯卧撑，做功为：
所以他的功率至少为：
．
（3）做俯卧撑运动时，消耗了身体内的化学能，获得了机械能，转化中有一部分能量会克服关节等处的摩擦力做功，所以该同学消耗的化学能大于克服自身重所需的能量．
21． 改变F1方向，仍匀速拉动物体上升，比较F1大小是否改变
【解析】
【详解】
试题分析：（1）滑轮实质上是个杠杆， 支点为O, 动力臂为L1， 阻力臂为L2， 物体匀速上升时，滑轮匀速转动，处于杠杆平衡，F1L1=F2L2， L1=2L2 ,则 F1="1/2" F2，故动滑轮可省一半的力；
(2)要想比较 拉力大小是否与拉力方向有关，所以应改变F1方向，仍匀速拉动物体上升，比较F1大小是否改变．
考点：滑轮与杠杆
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．工人用如图所示的滑轮组提升重为600N的物体，使物体以0.5m/s的速度匀速、竖直上升。不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为150W
B．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为300W
C．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为300W
D．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为600W
2．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（ ）
A．定滑轮可以省力
B．定滑轮是等臂杠杆
C．只使用动滑轮就会改变力的方向
D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离
3．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端栓在钩码上，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，下列说法中正确的是（ ）
A．较大 B．较大 C．较大 D．三个力一样大
4．现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
5．为了搬运一个很重的机器进入车间，某工人设计了下列四种方案机器下方的小圆圈表示并排放置的圆形钢管的横截面，其中最省力的方案是（ ）
A． B． C． D．
6．如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小科的支持力（F）随时间（t）变化的图像，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组能省功
8．如图所示，三个滑轮下悬挂重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1、F2、F3的关系为（ ）
A．F1＞F3＞F2 B．F1＝F2＝F3
C．F3＞F1＞F2 D．F2＞F3＞F1
9．把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升，B上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
10．如图，用相同滑轮组装成甲、乙两种装置，用相等拉力F分别匀速提升重为G1=56N、G2=36N的两个物体，不计绳重和摩擦，则每个动滑轮的重力为（ ）
A．2N B．4N C．8N D．10N
11．如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（ ）
A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3
12．如图，某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是（ ）
A．甲图中地面上的石块重100N ，受到90N向上的提力时，石块所受合力为10N
B．乙图中手握瓶子处于静止状态，握力越大摩擦力越大
C．丙图中人推箱子没推动，人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
D．丁图为理想滑轮组，人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一
二、填空题
13．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于_________（选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同），图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是__________；如图丙所示将石碾子滚上台阶，石碾子相当于_________。
14．如图所示，物体A和B所受重力都为160N，不计滑轮重、绳重和摩擦，当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为______N，FB为______N。
15．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
16．如图所示，小明用200N的力向下拉绳子，使质量为50kg的物块升高50cm，不计绳的重力和摩擦（g取10N/kg），（1）物块的重力为______；（2）拉力移动的距离为______m；（3）动滑轮的重力为______。
三、综合题
17．小明和同学到福利院义务劳动时，发现有的桌子脚下装有如图甲所示的轮子．
（1）他将压杆按下，压板就会紧压在轮子上，使轮子无法滚动，桌子不容易被推动，说明用滑动代替滚动可以______摩擦：压杆做得较宽人可以起到______压强的作用．（均选填“增大”或“減小”）
（2）小明发现压杆是省力杠杆，O为支点．请在图乙中画出压力F的力臂l．
( )
18．力对物体转动的影响，不仅跟力的大小有关，还跟力和转动轴之间的距离(由力的方向和作用点决定)有关．力越大，力到转动轴的距离越大，力使物体转动的作用效果越明显．从转动轴到力的作用线的距离，叫力臂；力和力臂的乘积叫力矩，用M表示，M=F×L．力矩的单位是N m．
(1)如图甲是力F作用在水平杠杠上的示意图．OB的长度为L，力F与OB的夹角为30°，请在图中画出F的力臂，并推导出力F的力矩表达式．
(2)如图乙是摩擦传动的示意图，主动轮半径为0.04m，从动轮半径为0.12m，它们接触位置相互摩擦力的大小是50N，则这一对摩擦力对主动轮和从动轮的转轴的力矩分别为多少？
19．校园里在新建教学楼，如图所示是工地上的起重机。地面上有一箱建筑材料，质量为300kg用起重机将箱子吊起8m，用时20s。（g=10N/kg）。请你回答：
（1）A处上方是一个_____滑轮，好处是可以_____。
（2）在此过程中，起重机对箱子做了多少功_______？起重机的功率是多少_______？
（3）已知OA=12m，OB=4m，起重机本身重力不计，吊起箱子时为使起重机不翻倒，B处的配重m0的质量是多少________？
20．俯卧撑运动对发展力量素质，提高人体生理机能，发展平衡和支撑能力起着重要作用．可以改善中枢神经系统，有利于骨的坚实，关节的灵活，韧带的牢固，肌肉的粗壮及弹性，同时能加速血液循环，增大肺活量．如图所示，某同学做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆．
（1）此杠杆的支点为_______（选填 “O”、“ A”或 “B”）点．
（2）若该同学质量为50kg，那么他将身体撑起，每只手的支持力至少为________N；若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为________W．（g=10N/kg）
（3）做俯卧撑运动时，该同学消耗的化学能_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量．
21．如图，分别使用轻质定滑轮、轻质动滑轮竖直提升G=10N的重物，使其匀速上升2m．不计滑轮与轴的摩擦和滑轮自重，F1=10N、F2=5N。
（1）请运用杠杆平衡原理作图分析：为什么动滑轮能省一半的力______；（在答卷上作答）
（2）若想进一步研究使用定滑轮时拉力大小是否与拉力方向有关，接下来的操作是______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
由图可知，滑轮组中有一个动滑轮，有两股绳与动滑轮接触，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，根据力的平衡可知
拉力绳端的速度为
则拉力做功的功率为
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故A错误，B正确；
C．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，只使用动滑轮不会改变力的方向，故C错误；
D．滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，机械可以省力或省距离，但不能既省力又省距离，机械不能省功，所以滑轮组不可以省距离，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大。故D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；
C．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；
D．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．图中是直接用绳子拉动物体，不能够省力；
B．图中利用了定滑轮来拉动物体，但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力；
C．图中不但利用了动滑轮来拉动物体，下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，最省力；
D．图中只是通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力。
最省力的方案是C。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
如图所示：
对于人
G人＝F支+F拉
对于重物
G物＝F浮+F拉′
因为使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，则
F拉＝F拉′
G人﹣F支＝G物﹣F浮
F支＝G人﹣G物+F浮
小科将重物从水底缓慢拉到井口：物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．由图知，n=2，物体上升的高度h=2m，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4 m
即绳子自由端被拉下了4m，故A错误；
BC．图中滑轮组可以省力但费距离，故B错误、C正确；
D．使用任何机械都不省功，D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，三个滑轮下悬挂的重物的质量相等，由G=mg可知重物的重力相等，所以左边的滑轮为定滑轮，则
F1=G
中间滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力
F2=G
右边滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力
F3=G
所以
F1＞F3＞F2
故选A。
9．B
【解析】
【详解】
设两个物体的重力均为G，则绳子受到的拉力为
动滑轮受到两根绳子向上的拉力F，B对动滑轮的向下的拉力大小为G，所以
故动滑轮会向上运动，即B上升，则A下降。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图甲可知，n=3，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=3F-G1①
由图乙可知，n=2，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=2F-G2②
则
3F-G1=2F-G2
代入数据
F=G1-G2=56N-36N=20N
F=20N代入①，可得
G动=3F-G1=3×20N-56N=4N
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．重100N的石块受到90N的拉力时没搬起来，仍静止在地面上，处于平衡状态。处于平衡状态的物体受到的合力为零。故A错误；
B．瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力，手握得越紧，静摩擦力不变，故B错误；
C．人沿水平方向推箱子，但没有推动，箱子处于静止状态，受平衡力的作用，所以人对箱子的推力等于地面对箱子的摩擦力，故C错误；
D．丁图为理想滑轮组，即不计滑轮组的额外阻力，由于动滑轮上有两端绳子，则人的拉力大小等于物体受到地面的摩擦力的二分之一，故D正确。
故选D。
13． 动滑轮 定滑轮 杠杆
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在拉动时，A的树干与绳子一起运动，起到省力作用，相当于动滑轮。
[2]靠近天花板的轮子，轴是固定不动的，是定滑轮。
[3]石碾子在滚上台阶时，绕着一个点转动，石碾子的重力是阻力，将石碾子推上台阶的力是动力，所以此过程的石碾子相当于杠杆。
14． 80 160
【解析】
【分析】
【详解】
[1]滑轮重力不计时，由图可知，吊起A的滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力
[2]吊起B的滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以
15． 30 1
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
16． 500N 1.5 100N
【解析】
【详解】
[1]物块的质量为50kg，则物块的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
[2]由图可知，承担物重的绳子的股数n=3，物块升高50cm，则拉力移动的距离为
s=nh=3×50cm=150cm=1.5m
[3]由于不计绳重和摩擦，则有
所以动滑轮的重力为
G动=nF-G=3×200N-500N=100N
17． 增大 减小
【解析】
【详解】
第一空．轮子不转动时推桌子属于滑动摩擦，轮子能转动时属于滚动摩擦，轮子不转动时更难推动桌子，说明滑动摩擦大于滚动摩擦，即用滑动代替滚动可以增大摩擦；
第二空．根据压强的公式可知，当压力一定时，受力面积增大，压强减小，即压杆做得较宽人可以起到减小压强的作用；
第三空．根据力臂的定义，从支点O向力F的作用线作垂线，O到垂足的距离即为力臂l，如图：
18．(1)
M=1/2 FL
(2)主动轮：M=FL=50N×0.04m=2N M 从动轮：M=FL=50N×0.12m=6N M
【解析】
【详解】
(1)延长拉力作用线F，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂，如图：
；
由于力F与OB的夹角为30°，根据数学知识可知，F的力臂的长度为L，
F的力矩表达式为：
M=FL；
(2)力和力臂的乘积叫力矩，则主动轮的力矩：
M=FL=50N×0.04m=2N M；
从动轮的力矩为：
M=FL=50N×0.12m=6N M．
19． 定 改变力的方向 2.4×104J 1200W 900kg
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图知A处上方是一个定滑轮，其好处是可以改变力的方向；
(2)[3]上升8m时需要克服重力做功
W＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×8m＝2.4×104J
[4]起重机做功的功率
P＝＝1200W
(3)[5]由题知，O为支点，且OA＝12m，OB＝4m，箱子的重力
根据杠杆平衡的条件可得
即
解得G配＝9×103N，由得出配重m0的质量是
即B处的配重m0的质量是900kg。
答：(1) A处上方是一个定滑轮，好处是可以改变力的方向。
(2) 起重机对箱子做了2.4×104J的功；起重机的功率是1200W。
(3) B处的配重m0的质量是900kg。
【点睛】
（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；（2）已知货物的质量，根据W＝Gh＝mgh求出起重机所做的功，再利用P＝ 可求得起重机做功的功率；（3）由图示可知，若在右边添加配重物体使起重机不翻倒，应将O点视作支点，将整个机械看作杠杆，已知货物的重力和力臂OA以及力臂OB，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可求所配重。
20． O 150 60 大于
【解析】
【详解】
（1）由图可知，此杠杆的支点为O点．
（2）该同学质量为50kg，重为：，
根据杠杆平衡条件得：
解得B点的力应为：，
因为两只手着地，所以每只手的支持力至少为150N；
每次肩部上升的距离均为0.4m，则重心上升的高度为：
，；
他在1min内做了30个俯卧撑，做功为：
所以他的功率至少为：
．
（3）做俯卧撑运动时，消耗了身体内的化学能，获得了机械能，转化中有一部分能量会克服关节等处的摩擦力做功，所以该同学消耗的化学能大于克服自身重所需的能量．
21． 改变F1方向，仍匀速拉动物体上升，比较F1大小是否改变
【解析】
【详解】
试题分析：（1）滑轮实质上是个杠杆， 支点为O, 动力臂为L1， 阻力臂为L2， 物体匀速上升时，滑轮匀速转动，处于杠杆平衡，F1L1=F2L2， L1=2L2 ,则 F1="1/2" F2，故动滑轮可省一半的力；
(2)要想比较 拉力大小是否与拉力方向有关，所以应改变F1方向，仍匀速拉动物体上升，比较F1大小是否改变．
考点：滑轮与杠杆
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