人教版八年级下12.2滑轮同步练习（有解析）

人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．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
2．在你学过的简单机械里，通常情况下省费力情况可以根据使用需要而选择的机械是（ ）
A．杠杆 B．定滑轮 C．动滑轮 D．滑轮组
3．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
4．小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（　　）
A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力
B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功
C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆
D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
5．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
6．如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（　　）
A．14克 B．12克 C．10克 D．8克
7．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．
8．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．
9．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．甲图省力，机械效率一样大 B．甲图省力，机械效率甲图大
C．乙图省力，机械效率一样大 D．乙图省力，机械效率乙图大
10．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
11．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2．不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑．则F1与F2的大小关系是
A．F1=F2
B．F2C．F1=2F2
D．F1>2F2
12．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（ ）
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A．①④ B．①② C．①③ D．②④
二、填空题
13．如图是我国古代护城河上安装使用的吊桥简图，图中。通过定滑轮改变__________，由图可知杠杆BC的支点是__________点，它属于__________ （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
14．在水平地面上放置一个重360N的物体A。用如下图所示的滑轮匀速拉动物体，在不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦时，拉力为50N，则物体与地面间的摩擦力应为______N。
15．用细绳将图所示的滑轮连接成滑轮组，用该滑轮组提升重物时，承重绳为______段是最省力的绕线方式。（选填“二”或“三”）
16．如图所示，拉力F1和F2分别经过滑轮A和B使物体C和D都沿水平方向作匀速直线运动，若拉力大小均为30牛，则物体C与水平面间的滑动摩擦力大小为_______牛，物体D与水平面间的滑动摩擦力大小为_______牛。
三、综合题
17．O为支点的轻质杠杆原处于水平静止
（1）在杠杆左边某处挂上的钩码，在另一处施加力F，图甲、乙、丙三个情景中可以使杠杆仍处于水平静止的是图______（选填编号）
（2）如图丁，分别在杠杆上的A、B两点施加力、，使杠杆水平静止，测得与的大小相等（F2未画出）．
①画出的力臂
( )
②F2的力臂l2______l1 （选填“”、“”、“” ）
18．有一可以绕着O点转动的轻杆(杆的质量不计),从图所示的位置转到图上虚线的位置,在杠杆抬起时,拉力始终与杠杆垂直．在图中作出开始时重力G的力臂L．如果重物G系在轻杆的中心,抬起轻杆的过程中,拉力F最大为_____．
19．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。( )
20．如图所示，一轻质杠杆OB可绕O点转动，在杠杆上的A点和B点分别作用两个力F1和F2， 使杠杆保持水平平衡，已知OA：OB=1：3．
（1）若F1=12N，方向竖直向下，问作用在B点的力F2的最小值为多大？____
（2）若F1减为6N，方向变为竖直向上，要求不改变（1）中F2的大小，只改变F2的方向，使杠杆仍保持水平平衡，则F2的方向应如何？
( )
21．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？_____
参考答案：
1．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。
2．A
【解析】
【详解】
A．因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以杠杆可省力也可费力，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，也不省力也不费力，故B不符合题意；
C．动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以是省力机械，故C不符合题意；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，是既省力又能改变力的方向的装置，所以是省力机械，故D不符合题意。
故选A。
3．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。
4．B
【解析】
【详解】
A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；
B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；
C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；
D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．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。
6．D
【解析】
【详解】
不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对A的拉力等于B的重力，由于使用斜面能省力，则拉A的力应小于A的重力，则B的重力小于A的重力，即B的质量小于A的质量。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．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。
8．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。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
不计绳重及摩擦，拉力
由图可知

甲绳子受到的拉力为
乙绳子受到的拉力为
则有
可见甲图更省力。提升的物体高度相同时，滑轮组的机械效率为
由此可以看出，此时滑轮组的机械效率与滑轮受到的重力和物体受到的重力有关，因为甲与乙中滑轮受到的重力和物体受到的重力相同，所以甲与乙滑轮组的机械效率一样大。
故选A。
10．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。
11．D
【解析】
【详解】
如下图，设滑轮上下两根绳子的拉力为F，由图，B给A的摩擦力为f'，地面给A的摩擦力为f．根据滑轮特点，则F1=2F，F=f +f′．因B对A的摩擦力与A对B的摩擦力为相互作用力，所以A给B的摩擦力大小也等于f'，又因B静止，受平衡力，则F2= f'．综合以上分析可知：
A．F1>F2，故A错误．
BCD．F1=2F =2（f +f'）=2（f +F2）=2f +2F2，则F2<2F212．A
【解析】
【详解】
①②弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f＝F拉＝20N
方向与物体运动方向相反，即水平向右；故①正确，②错误；
③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，则拉力的大小为
F＝2F示＝2×20N＝40N
由图知，n＝2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度
v拉力端＝v＝×0.2m/s＝0.1m/s
拉力的功率为
P＝Fv拉力端＝40N×0.1m/s＝4W
故③错误；
④M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故④正确；
综上可知，只有①④正确。
故选A。
13． 施力的方向 C 省力
【解析】
【详解】
[1]图中使用了定滑轮A，不能省力，但可以改变力的方向。
[2]由图可知吊桥绕着C点转动，所以护城河上安装的吊桥杠杆的支点在C点。
[3]如下图，在匀速拉起吊桥时，由于它的动力臂L1大于阻力臂L2，所以属于一个省力杠杆。
14．25
【解析】
【详解】
用图所示的滑轮匀速拉动物体做匀速直线运动，则滑轮在水平方向上做匀速直线运动，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，滑轮在水平方向上受到平衡力的作用（同一绳子上的力相等），则
F=T+T=2T
故
T=0.5F=0.5×50N=25N
由力的相互性，滑轮作用在绳子上的反作用力大小为25N，设绳子水平拉动物体A的力为F′，故
F′=T=25N
又因A在水平方向上做匀速直线运动，故A受到绳子的拉力F′和地面施加的摩擦力f为一对平衡力，大小相等，即
f =F′=25N
15．三
【解析】
【详解】
图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，另一种是由三根绳子承担重物；若要最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始绕线，如图所示：
16． 30 60
【解析】
【详解】
[1]滑轮A为定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，由二力平衡可知物体C与地面摩擦力大小等于拉力，为30N。
[2]滑轮B为动滑轮，且动滑轮上有两段绳子，物体D作匀速直线运动，则可得物体D与水平间的滑动摩擦力为
fD=2F2=2×30N=60N
17． 甲、丙 ＝
【解析】
【分析】
根据杠杆的平衡条件可知，当杠杆两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离，力和力臂的乘积大的一端下沉；力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点；确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线；从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．已知与的大小关系，根据杠杆平衡条件分析和的大小关系．
【详解】
杠杆一个格的长度为L，图甲中，左端力与力臂的乘积为，右端力与力臂的乘积为，则杠杆平衡；图乙中，由于左、右边的力都是使杠杆沿逆时针方向转动，所以杠杆不平衡，会沿逆时针方向转动；图丙中左端力与力臂的乘积为，右端力与力臂的乘积为，则杠杆平衡，故杠杆仍处于水平静止的是图甲和丙；
支点为O，从O做的垂线段就是的力臂L1，如下图所示：
杠杆水平静止，测得与的大小相等，根据可得：.
18．　；
【解析】
【分析】
（1）杠杆所受阻力为重物对杠杆的拉力，过支点做拉力的作用线的垂线段即为其力臂；
（2）根据杠杆平衡条件分析解答．
【详解】
（1）杠杆所受阻力为重物对杠杆的拉力，作用点在杠杆与绳的接触点上，方向竖直向下；杠杆支点为O，过支点O做拉力的作用线的垂线段，垂线段的长即为其力臂L，如图所示：
（2）由于力F始终与直杠杆是垂直的，故动力臂不变；抬起轻杆的过程中, 将杠杆缓慢地拉到水平位置时，阻力为物体的重力，阻力不变，阻力臂最大，根据杠杆平衡条件，所以当杠杆水平时拉力F最大,又因为动力臂是阻力臂的2倍，所以最大拉力．
故答案为　；
【点睛】
本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用．能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键．
19． 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
20． 4N
【解析】
【分析】
由题意可知F1的力臂，通过分析可得出B点的最大力臂，则由杠杆的平衡条件可求得作用在B点的力F2的最小值．
【详解】
(1)F1的力臂为OA;而F2的方向和杠杆垂直时，力臂最长，最大力臂为OB的长度；则由杠杆的平衡条件可知： F1OA＝F2OB；则力F2的最小值： F2＝＝4N；
(2)要使杠杆仍能平衡,则应改变F2的方向，使杠杆的受力仍能满足杠杆的平衡条件：
F1OA＝F2OC；则可求得F2的力臂为： OC＝OA，因为F1的方向竖直向上,所以F2的方向应该向下，如下图所示：
21． 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