人教版八年级下12.2滑轮同步练习（有解析）

12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．下列各种机械中，不省力的机械是（　　）
A．钢丝钳
B．动滑轮
C． 旗杆顶定滑轮
D． 斜面
2．如图所示，木板A放在一水平面上，用16N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.3m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计示数为2N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．木板A与地面的摩擦力为2N
B．滑轮向右移动的速度为0.3m/s
C．物块B受到的摩擦力为2N，方向水平向左
D．绳子拉木板的功率为2.4W
3．用如图所示的四种方式匀连提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
5．如图所示，物重为G的物体在不同的简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），关于拉力F1、F2和F3的大小关系，下列判断中正确的是（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F3＜F2＜F1 C．F2＜F1＜F3 D．F2＜F3＜F1
6．如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力F最大的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，水平桌面上放一重为100N的物体A，A与桌面间的摩擦力为40N，当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时，拉力F的大小为（不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦）：（　　）
A．20N B．50N C．60N D．70N
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．如图所示，将重为G的物体A挂在滑轮组下，若要使物体A处于静止状态（不计绳重、滑轮重和摩擦），则虚线框内悬挂的物体重为（　　）
A．0.5G B．G C．2G D．3G
10．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.1m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（　　）
A．在1s内拉力F做功0.9J B．作用在绳端的拉力F为9N
C．拉力F的功率是0.3W D．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
11．如图，AB、AC、AD三个斜面的粗糙程度相同，若把同一物体分别沿三个斜面以相同速度匀速从底端拉到顶端，沿斜面AD拉动时（　　）
A．所用拉力最小 B．机械效率最低
C．拉力功率最小 D．拉力做功最少
12．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体m沿水平地面匀速运动，若滑轮与绳子质量及摩擦均不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m的运动速度为，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是（　　）
A．拉力F的大小为20N B．拉力F的大小为10N
C．拉力的功率P的大小为20W D．拉力的功率P的大小为10W
二、填空题
13．如图所示，是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验，该实验说明了使用滑轮组能 _____。
14．升国旗时，使用的是定滑轮，使用它的好处是能改变力的 ___________（大小方向），它本质上是一个 ___________杠杆。
15．如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为2m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是______，拉力F的功率是______W，动滑轮的重是______N。
16．升旗仪式上，随着升旗手缓缓向下拉动绳子，国旗冉冉升起，这是因为旗杆顶部装有一个________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；若使国旗上升5m，绳子自由端需要拉动_________m。
三、综合题
17．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．
( )
18．阅读短文，回答问题：
据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s。电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。
（1）图甲中A滑轮是 _____（选填“定”或“动”）滑轮，B滑轮 _____（选填“能”或“不能”）省力；
（2）电梯在匀速上升过程中，轿厢的动能 _____，配重的重力势能 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）如图乙所示是某次电梯满载上升时的v﹣t图像，若配重的质量为450kg，空轿厢的质量是550kg，额定载重量是1100kg，（g取10N/kg）。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 _____J。若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为 _____。
19．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10 N/kg).
(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，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，定滑轮a的作用是_________________，若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克_________
(3)若将重为1.5×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升10 m，再沿水平方向移动20 m，则此过程中钢丝绳做功为多少焦____________
(4)若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104N的货物匀速提升到30 m的高度，用时50 s，则该起升电动机的实际功率是多少W___________
20．螺旋在生活中的应用非常广泛
(1)如图所示，是螺旋在生活中的几种应用，使用螺旋能够省力，把螺旋展开是一个_____面，它也是一种简单机械。
(2)如图所示的螺旋千斤顶是一种常用的起重装置，用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升，手柄转动一周时重物升高h。已知手柄末端到转轴的距离为L，完成下列问题。
①用大小不变，方向时刻与手柄运动方向相同的力F0推动手柄的末端，使手柄转动一周，求推力F0所做的功？____
②举起质量为M的重物，至少要给手柄顶端多大的力？_____
21．2014年全面施工的龙岩大桥建成后，将超过法国的本艾因大桥成为世界上最重的转体结构大桥，其效果图如图所示．高架桥限60km/h，主桥长340m，引桥总长1449m．
（1）若轿车在正桥水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）轿车的总重，其解释原理是气体的流速越大的地方，气体的压强就越_____．
（2）为监控龙岩大桥上行驶的车辆是否超速，可以在桥面布点安装工作原理如图所示的传感电路．传感器A、B采集车辆经过它们正上方时的时间间隔t给计算机系统进行处理，若超速，则启动违章拍照．若L0=10m，试计算t小于多少秒时，系统启动架设在桥面上方的照相机C对超速车辆拍照_______________．
（3）若轿车以80kW的恒定功率通过一侧引桥用时50s，则轿车通过该引桥时所做的功是多少焦耳？_______________
（4）物理学中常把实际的研究对象抽象为“物理模型”，引桥可以看作是斜面机械模型．如图所示，若斜面的高度H一定，斜面的长度L可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，L越长，F越小_______________．
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；
C．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符合题意；
D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，拉力F=16N，根据动滑轮的特点可知，每段绳子上的力为8N。又因为弹簧测力计的示数为2N，物体B相对于地面静止，所以物体B与木板A之间的摩擦力为2N。木板受到向右的绳子拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，所以地面对木板A的摩擦力是
fA=8N-2N=6N
故A错误；
B．木板A的移动速度为0.3m/s，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度，等于木板移动速度的二分之一，大小为0.15m/s，故B错误；
C．物块B始终静止，由力的平衡条件可得，物块B受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2N，方向水平向右，故C错误；
D．绳子拉木板的功率是
故D正确。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
设物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则没有额外功。选项A中为动滑轮，拉力F1=2G；选项B中为定滑轮，拉力F2=G；选项C中滑轮组有效绳子段数n=3，则拉力F3= ；选项D中有用功等于总功，斜面长为高的2倍，则
W有=W总
Gh=F4s
Gh=F4×2h
解得F4=。综上分析可知，F1最大、最费力。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
如第一幅图所示，设杠杆上每格的长度为L，由杠杆平衡条件可知
所以
如第二幅图所示，滑轮组的有效段数n=3，所以绳子拉力
如第三幅图所示，对滑轮受力分析可知，滑轮受到竖直向上的拉力F3，以及两个竖直向下的拉力，竖直向下的拉力大小都等于物重G，所以
综上可知，拉力F1、F2和F3的大小关系为F2＜F1＜F3。
故选C。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
不计机械自重和摩擦，即在理想状态下比较动力的大小。
A．这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轮轴，此时拉力
F1＝G+G=2G
B．图示是一个定滑轮，则拉力
F1＝G
C．绳子的有效段数为3，绳子自由端的拉力
D．图中为斜面，使用任何机械不能省功，根据Fs=Gh有
F1×2m＝G×1m
可得
F1＝G
比较所用动力的大小，可知选项A中动力最大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．A
【解析】
【详解】
由图示知，滑轮组承重绳子为2根，A与桌面间摩擦力为40N，在不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦时，拉力
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
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．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图知
不计绳重、滑轮重和摩擦，则绳子自由端的拉力
而A物体静止，由二力平衡条件可得
所以虚线框内悬挂的物体重
故ABD不符合题意、C符合题意。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
由图可知，动滑轮组中n=3，物体做匀速直线运动，弹簧测力计的示数3N即为绳上的拉力，拉力绳端速度为
绳上的拉力处处相等，即作用在绳端的拉力F为3N，在1s内拉力F做功
拉力F的功率是
物体受到的拉力为
不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，物体做匀速直线运动，说明物体左侧受到的拉力等于滑动摩擦力，即水平桌面对物体A的摩擦力是
故选A。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
AC．由图可知，斜面AB倾斜角度最小，所以沿着AB用的拉力最小；斜面AD倾斜角度最大，沿着AD的拉力最大，又因为速度相同，由
得，沿斜面AD拉动时，拉力功率最大。故AC不符合题意；
BD．把同一物体拉到相同高度，由
W=Gh=mgh
得，拉力做的有用功相同。因三个斜面的粗糙程度相同，沿斜面上滑克服摩擦力做功为
Wf =fs=
则倾角越大，克服摩擦力做功越少，即额外功越小，故拉力做的总功越少，由得，机械效率越高。故B 不符合题意，D符合题意。
故选D。
12．C
【解析】
【分析】
（1）图中使用的是动滑轮，滑轮与绳子质量及摩擦均不计，利用求拉力大小；
（2）根据求出绳端移动的速度，根据求出拉力的功率。
【详解】
AB．图中使用的是动滑轮，滑轮与绳子质量及摩擦均不计，所以拉力
故AB错误；
CD．绳端移动的速度
则拉力的功率
故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查了动滑轮拉力的计算和功率的计算，利用好动滑轮的特点是关键。
13．省力
【解析】
【详解】
用绳和木棍的组合相当于一个滑轮组，手所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端，当用相当大的力将木棍向两边拉时，用很小的力拉绳子就可以使装置保持静止。该现象表明使用滑轮组可以省力。
14． 方向 等臂
【解析】
【详解】
[1][2]旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，故该滑轮是定滑轮，使用它可以改变力的方向，但不能省力，它的实质是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
15． 焦耳 20 30
【解析】
【详解】
[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以，阴影部分的面积为拉力与绳子自由端移动的距离的乘积，表示拉力所做的总功，功的单位是焦耳
[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=2m，则拉力做的总功
W总=Fs=50N×2m=100J
拉力的功率
[3]由图知n=3，不计绳重和摩擦，则
故动滑轮的重力
G动=3F-G=3×50N-120N=30N
16． 定滑轮 5
【解析】
【分析】
【详解】
[1] [2]旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，故该滑轮是一个定滑轮，使用它可以改变用力的方向，但不能省力，也不能省距离，故若使国旗上升5m，绳子自由端需要拉动5m。
17．
【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：
18． 定 不能 不变 减小 5.4×104 2.4×104W
【解析】
【详解】
（1）[1][2]由图甲可知，A、B滑轮的轴固定不动，所以都是定滑轮，都不能省力，只能改变力的方向。
（2）[3]影响动能的因素为质量和速度，当电梯匀速上升时，轿厢也匀速上升，质量不变，所以轿厢的动能不变。
[4]影响重力势能的因素为质量和高度，轿厢与配重的运动方向始终相反，所以配重的高度减小，其重力势能减小。
（3）[5][6]由图乙可知，电梯匀速运行阶段，轿厢运行的时间
轿厢的速度v＝2m/s，配重下降的高度等于轿厢上升的高度，所用由可得，配重下降的高度
配重的重力
则配重的重力做功为
电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力为
故电动机钢丝绳对轿厢的拉力的功率为
19． 大 改变方向 6000kg 1.5×105 J 8000W
【解析】
【详解】
(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可得：,由此可知当动力臂和阻力不变时，阻力与动力臂越成正比；动力臂越小，阻力越小．故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；
（2）定滑轮a的作用是可以改变力的方向，若钢丝绳能承受最大拉力为3×104N，在不计动滑轮重、绳重及摩擦情况下，G=2F=6×104N，
所以根据G=mg有：
（3）此过程中，提升物体时，克服重力做功，物体在水平方向上没有做功．
重力做功为：W=Fs=Gh=1.5×104N×10m=1.5×105J;
（4）根据公式
有：

20． 斜
【解析】
【详解】
(1)[1]螺旋展开就相当于斜面，使用斜面可以省力。
(2)①[2]手柄通过的距离是
F0做功
②[3]螺旋旋转一周时重物升高h，推力做功
克服重力做的功
当不考虑摩擦力时，F有最小值
21． 小于 小 0.6s 4×106J 见解析
【解析】
【详解】
（1）轿车在快速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，由于气体在流速大的地方压强小，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力；
（2）车速不能超过60km/h，则，，即：时间间隔应小于0.6s，即可启动违章拍照．
（3）轿车通过该引桥时所做的功为：W=Pt=80×1000W×50s=4×106J．
（4）推导：总功为：W总=FL，有用功为：W有用=GH，
在不计摩擦的情况下，W总=W有用，即：FL=GH，则，
由此可知：当G、H一定时，L越大，F就越小．
答案第1页，共2页
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