北师大版八年级下 9.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1.用如图所示的滑轮或滑轮组将同一重物G匀速提升h高度,其中最省力的是(不计滑轮重、绳重及摩擦)( )
A. B. C. D.
2.用不同的机械将重量相同的物体提升到相同的高度处,力F最小的是(机械自重及摩擦均不计)( )
A. B.
C. D.
3.工人利用图示动滑轮将重500N的物体匀速提升4m,所用拉力为300N,在此过程中( )
A.工人所做的有用功是2000J
B.动滑轮重100N
C.工人实际做需要做的额外功为1200J
D.使用动滑轮可以改变力的方向
4.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3的大小关系是( )
A.F2<F1<F3 B.F2<F1<F3
C.F1<F2<F3 D.F2<F3<F1
5.小明用如图所示的滑轮组,将重为6N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是( )
A.小于3N B.等于2N C.大于2N D.大于3N
6.如图所示装置,同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态,不计滑轮重力及摩擦,则( )
A.甲、乙的体积之比为 B.甲、乙的质量之比为
C.甲、乙的密度之比为 D.甲、乙的重力之比为
7.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
8.下列图中,描述正确的是( )
A.木箱未被推动,推力小于摩擦力
B.轮胎制有花纹,是为增大摩擦
C.穿滑雪板滑雪,是为增大压强
D.滑轮组提重物,既省力又省功
9.用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,则( )
A. B. C. D.
10.如图所示,用滑轮拉着A、B两个物体在同一水平面上做匀速直线运动,若拉力F大小相同,则A、B物体所受滑动摩擦力大小关系式是( )
A.fA>fB B.fA=fB C.fA<fB D.无法判断
二、填空题
11.如图所示,物体A重为100 N,小明体重500N,则挂重物的钩子上承受的拉力是___________N,当小明以0.2m/s的速度匀速拉下绳子,若动滑轮重、绳重和摩擦力不计,则地面对小明的支持力是___________N。物体上升的速度为___________m/s,拉力的功率为___________W。
12.按照如图的方法进行实验,并把你的结果和结论填在横线上。
(1)由实验可知F1、F2和F3的大小关系为:___________;
(2)你能得出的实验结论为:___________。
(3)小明发现简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个___________(选填“杠杆”、“滑轮”、“轮轴”),属于___________(选填“省力”“费力”)机械。
13.升旗时,人站在地面上向下拉绳子,旗会向上运动,这是因为旗杆顶部有个______滑轮,它的作用是______。
14.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。
15.如图所示,分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物,其中乙为_______ 滑轮,使用时相当于_______杠杆,使用甲滑轮的优点是_______ ;若不计滑轮重力及摩擦,且拉力F1=F2,则GA ________GB(选填“小于”“等于” 或“大于”)。
三、综合题
16.阅读文章,回答问题:
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图2所示。根据杠杆的平衡条件,可得,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
请回答下列问题:
(1)轮轴的实质是变形的______,可根据______条件可知它省力或费力;
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是______(选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的______;
(3)请你再举出一个生活中轮轴的实例______。(选填“天平”、“筷子”或“门把手”)
17.某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高160厘米、重力480牛,平躺到木板上后在托盘中再加上重为150牛的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是______;
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是______;
(3)请通过计算说明该同学的重心位置。( )
18.如图甲为塔式起重机简易示意图,塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装.(动滑轮重、绳重及摩擦不计,g取10N/kg)
(1)为保持平衡,起重臂的长度越短的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越______(选填“大”或“小”).
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a的作用是_____.若钢丝绳能承受的最大拉力为2.5×104N,则能吊起货物的质量不能超过_____千克.
(3)若将重为2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升20m,再沿水平方向移动10m,则此过程钢丝绳做功多少焦________
(4)若该塔式电动机的效率为90%,将重为1.2×104N的货物提升到30m的高度,用时50s,则该起升电动机的实际功率是多少瓦_________
19.如图所示,将一根质量均匀的铁棒按4:3的比例折成直角后,一端用绞链固定在墙上,铁棒能绕O点转动,此棒重70N,若要保持此棒在图示位置平衡,请在图中画出加在A端的最小动力的示意图.
( )
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
由题知,不计摩擦和动滑轮重。
A.使用的是定滑轮,F=G;
B.使用的是动滑轮,F=G;
C.使用的是滑轮组,n=2,F=G;
D.使用的是滑轮组,n=3,F=G;
由此可知D图中最省力,F=G。
故选D。
2.D
【解析】
【详解】
A图中,在机械自重及摩擦均不计的情况下,拉力F1和物体重力G的关系
即
B图中,绳子的股数n=3,所以在机械自重及摩擦均不计的情况下,拉力F2和物体重力G的关系
C图中,在机械自重及摩擦均不计的情况下,拉力F3和物体重力G的关系
D图中,杠杆的动力臂和阻力臂的比值
由杠杆平衡条件可知
所以
综上所述,力的大小关系为
所以F4最小。
故选D。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,n=2,绳子移动的距离为
s绳=nh=2×4m=8m
克服物体重力做的功为有用功
W有=Gh=500N×4m=2000J
故A正确;
BC.拉力做的功为总功
W总=F拉s绳=300N×8m=2400J
额外功
W额=W总-W有=2400J-2000J=400J
若忽略绳重和摩擦力,则动滑轮
G动==100N
但题目没有忽略绳重和摩擦力,故BC错误;
D.定滑轮才能改变力的方向,故D错误。
故选A。
4.B
【解析】
【详解】
不计机械自重和摩擦时:
第一个图是等臂杠杆,力臂
由杠杆平衡条件可得
第二个图是滑轮组,承担总重绳子的段数
拉力
第三个图是动滑轮,动力作用在轴上
故
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.D
【解析】
【详解】
由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=2,因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内,所以实际拉力
故D符合题意。
故选D。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
对木块乙受力分析可知,其受到重力和拉力,即二力平衡;对左侧滑轮和木块甲整体受力分析,受到两段绳子向上的拉力和甲的重力,即三力平衡,则有
根据可知,甲乙的质量之比为
因为甲、乙木块为同种材质,所以密度相同,根据可知,甲、乙的体积之比为
故选D。
7.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。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.木箱没有推动,则木箱处于平衡状态,所以,在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力,即摩擦力等于推力,故A错误;
B.自行车轮胎上制有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B正确;
C.穿滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D.使用任何机械都不省功,滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向,使用方便,故D错误。
故选B。
9.B
【解析】
【详解】
定滑轮的实质是个等臂杠杆,不省力,只能改变用力的方向,因此朝不同方向用力,力的大小都等于提升的物重,物重不变,则三个力的大小相等。故ACD错误;B正确。
故选B。
10.C
【解析】
【详解】
如图,左图为定滑轮,不省力,所以A受到的摩擦力和拉力相等;右图为动滑轮,省一半力,所以B受的摩擦力为拉力的二倍,所以B受到的摩擦力较大,即fA<fB,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11. 100 450 0.1 10
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]物体A匀速运动时,受到的重力和拉力是一对平衡力,大小相等,所以挂重物的钩子上承受的拉力
[2]由图可知,若动滑轮重、绳重和摩擦力不计,则绳子自由端的拉力
此时小明受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力,由力的平衡条件可知,地面对小明的支持为
[3]由可得物体上升的速度
[4]拉力的功率
12. F1=F2=F3 定滑轮不能省力但能改变施力的方向 省力 轮轴
【解析】
【分析】
【详解】
(1)(2)[1][2]由图可知,此装置为定滑轮有F1=F2=F3,说明定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小。
(3)[3][4]钥匙在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴,轮轴是杠杆的一种变形;其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以轮轴是一种省力杠杆。
13. 定 改变动力的方向
【解析】
【详解】
[1]旗杆顶部滑轮的轴不动,是一个定滑轮。
[2]它能改变动力的方向,但不能省力。
14. 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
15. 动 省力 改变用力方向 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1] [2]乙滑轮随货物一起升降,为动滑轮,忽略滑轮自重能省一半的力,使用时相当于省力杠杆。
[3]甲不随货物升降的滑轮为定滑轮,甲滑轮的优点是改变用力方向。
[4] 图中甲滑轮位置固定不变,是定滑轮,不计滑轮重力及摩擦时,定滑轮动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,动力就等于阻力,所以F1等于GA;图中乙滑轮随物体一块移动,是动滑轮,动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍,不计滑轮重力及摩擦时,使用动滑轮能省一半的力,故F2小于GB。因为F1=F2,则GA小于GB。
16. 杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆;可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
(2)[3][4]由于作用在轮上的是动力,轮的半径为动力臂,轴的半径为阻力臂,故动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡原理可知,动力小于阻力,故是省力杠杆;动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
(3)[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,门把手就是轮轴。
17. 改变力的方向 让木板先达到平衡状态,避免木板本身重力带来的实验误差 0.5m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,图示滑轮为定滑轮,木板左边的拉力方向向上,而重物的重力方向竖直向下,由此可见,定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2]若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡,那么在测量过程中,杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和,这样就会影响到测量结果的准确性;所以测量前,先在托盘上放置少量的重物,来平衡杠杆的自重,排除干扰。这样做的目的是:让木板先达到平衡状态,避免木板本身重力带来的实验误差。
(3)[3]物体的重力G物=150N,由杠杆的平衡条件知
G物l物=G人l重
=0.5m
18. 小 省力 5×103kg 4×105J 8×103W
【解析】
【详解】
(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得: ,由此可知当阻力臂和动力不变时,阻力与动力臂成正比,即动力臂越大,阻力越大;动力臂越小,阻力越小,故为保持平衡,起重臂的长度越短的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越小;
(2)图示中滑轮a为动滑轮,其作用是省力,可以省一半的力;由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段,故G=2F=2.5×104N×2=5×104N,由G=mg可得:=5×103kg;
(3) 钢丝绳做功:W=Fs=Gh=2×104N ×20m=4×105J,由于水平移动时,重力方向上没移动距离,故水平移动过程中钢丝绳没做功;
(4) 电动机的有用功:W有用=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J,电动机的总功: =4×105J,电动机的实际功率: =8000W.
19.
【解析】
【详解】
由图知道,当在A端施力F时,且F的方向与OA垂直时,动力臂最大,此时最省力;由杠杆平衡的条件知道,要使杠杆平衡,动力方向应向上,据此可画出最小的动力,由于铁棒按4:3的比例折成直角后,此时力与OA垂直,力F最小, =5,此棒重70N,则OB部分和BA部分的重力分别是:GOB=×70N=40N,GBA=×70N=30N,由杠杆平衡条件知道,GOB×OB+ GAB×OB= F×OA,解得F=40N,即加在A端的最小动力的示意图如下:
答案第1页,共2页
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