北师大版八年级下9.2滑轮同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.2滑轮同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 05:19:16 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 9.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．关于杠杆和滑轮，下列论述正确的是（ ）
A．因为定滑轮能改变用力方向，因此定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强
B．因为使用动滑轮最多能省一半力，所以使用动滑轮做功一定比定滑轮的少
C．若将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，则有可能既省力又能改变用力方向
D．作用在杠杆的动力和阻力，方向一定相反
2．如图所示，用同一根杠杆或同一个滑轮提起同一重物G，滑轮和杠杆自身重力不计，使重物G都处于静止状态，其中用力最大的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
3．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮质量一定是0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
4．如图所示的简单机械中，省距离的是（ ）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
5．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
6．如图所示，两个物体所受的重力分别为G1和G2，忽略滑轮自重和摩擦，当滑轮平衡时，G1与G2的大小关系是（ ）
A．G1＝G2 B．G1＝2G2 C．2G1＝G2 D．3G1＝G2
7．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向 B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向 D．能省力，但不能改变力的方向
8．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．
9．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计。则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙 B．手的拉力：F甲C．手的拉力：F甲>F乙 D．无法确定
10．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功
B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N
C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N
D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力
二、填空题
11．高速铁路的输电线，无论冬夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣，每个坠砣质量为20kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为______N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
12．用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
13．如图装置，物体在水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，若物体在水平面滑动时所受摩擦力为重力的0.3倍，即f=0.3G，绳子所能承受的最大拉力为20N，不计滑轮与绳的重力及绳与滑轮的摩擦，则可以拉动物体的最大重力是_______N。
14．如图甲、乙所示，分别用F1、F2匀速提升重力均为G的物体，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，图甲中的滑轮可以看做______（省力/等臂/费力）杠杆，图乙中的滑轮可以看做______（省力/等臂/费力）杠杆，F1：F2=______。
15．如图所示，在绳子自由端拉力作用下重为的物体沿水平面以0.01m/s的速度匀速行驶，受到的摩擦力为。拉力___________，绳子自由端拉动的速度是___________。（忽略绳子和滑轮的重力及滑轮间的摩擦）
三、综合题
16．如图：AB为一根均匀轻质杆，杆的中点O点悬挂在天花板上，在杆的A端悬挂有一端开口、粗细均匀、重2N的薄壁玻璃管，管长L=40cm，管底面积S=20cm2，管中装满水后倒扣在装有水深h=10cm的水槽中，玻璃管管口刚好被水面淹没，在杠杆的B端通过滑轮组用轻质细绳相连，动滑轮下端挂有一个钩码，在滑动组的另一端细绳上挂有一体积为103cm3的实心均匀圆球，当圆球体积的一半浸没在水中时，杠杆恰好在水平位置平衡．已知大气压强P0=105Pa，动滑轮重1N，细绳的重量和细绳与滑轮间的摩擦忽略不计，g=10N/kg．
求：
（1）钩码重多少牛顿？
（2）圆球的密度是多少kg/m3
（3）假如大气压强逐渐减小到零的过程中，杠杆还能平衡吗？若不平衡，怎样倾斜，请分析说明．
17．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
18．定滑轮在使用时相当于一个杠杆．如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；
( )
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F＝G．_____
19．如图所示是用绳子从水中提升物体的情景.若已知物体的质量为250 kg、体积为0.1m3，g 取10 N/kg.求:
(1)物体的重力_______和物体浸没在水中排开水的重力____.
(2)物体浸没在水中所受的浮力______和缓慢提升物体时绳子所受的拉力____.
(3)凭你的力气无法直接将该物体提出水面，请你运用所学知识提出解决措施，并在图中画出具体措施的示意图_____.
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费距，但是可以改变力的方向，但不能说明定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强，故A错误；
B．动滑轮实质是一个省力杠杆，最多能省一半力；但做功多少由力的大小和移动的距离共同决定，所以无法判断动滑轮做功和定滑轮做功的多少，故B错误；
C．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，既有定滑轮的改变力的方向，也有动滑轮的省力，故C正确；
D．作用在杠杆的动力和阻力分别在支点的两侧时，此时两个力的方向也有可能相同，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以，故A不符合题意；
B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以，故B符合题意；
C．使用定滑轮，，故C不符合题意；
D．使用动滑轮，，故D不符合题意。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意知，甲向下匀速直线运动，则乙向上匀速直线运动，甲的受力为：竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力，那么甲所受拉力即绳子端的拉力
F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N
乙的受力为：竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力
F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N
那么在不计绳重及时，动滑轮的重力
动滑轮的质量
但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量，所以无法确定其质量，故AB错误；
C．甲的速度为0.2m/s，则乙的速度
那么乙所受拉力的功率
P=F乙v乙 =22N×0.1m/s=2.2W
故C正确；
D．3s内，甲、乙通过的路程分别为
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m
甲、乙克服摩擦力所做的功分别为
W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4J
W乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J
所以
W甲>W乙
故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
5．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。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
图中是一定一动的滑轮组，可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力（该拉力等于G2），动滑轮绕绳子股数是2，不计摩擦及滑轮重，则F=G1，所以G2=G1，即G1=2G2。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省力，但不能改变力的方向。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8．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。
9．C
【解析】
【详解】
由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，即
F甲=G=100N
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，那么
所以：F甲>F乙，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：
水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以
F拉=GB=3N
对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以
f=F拉=3N
当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以
f=3N
不变，此时，A、B受力情况如图2所示:
A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；
B．物体A向左匀速运动时，有
，f=3N
由于A做匀速，故仍等于B的重力，有
=3N
所以有
F=3N+3N=6N
故B正确；
C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；
D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。
故选B。
11． 1600 15
【解析】
【分析】
【详解】
[1]如图可知，水平滑轮组中n=2，只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力，输电线A端受到的拉力大小为
[2]坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
12． A 40 300
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
13．200
【解析】
【分析】
【详解】
滑轮组水平放置，克服的是重物与地面的摩擦力，如图所示摩擦力由3股绳承担，绳子所能承受的最大拉力为20N，最大摩擦力为60N，即
f=0.3G=60N
G=200N
故物体的最大重力是200N。
14． 省力 等臂 1∶2
【解析】
【详解】
[1]图甲中的滑轮是动滑轮，省力但费距离，可以看做是省力杠杆。
[2]图乙中的滑轮是定滑轮，不能省力也不省距离，只能改变力的方向，可以看做等臂杠杆。
[3]不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦时
则
F1：F2=1：2
15． 15 0.02
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知，n=2，摩擦力为f=，则拉力
[2]物体运动的速度v物=0.01m/s ，绳子自由端拉动的速度是
vF=2v=2×0.01m/s=0.02m/s
16． 19N 1.5×103kg/m3 ① 当时，，杠杆仍平衡．② 当时，，杠杆失去平衡，B端下降．
【解析】
【详解】
（1）根据题意知道，玻璃管处于平衡状态，所以受到平衡力的作用，即向下的大气压力、玻璃管的重力与杠杆向上的拉力、大气压通过管内水柱对其向上的压力相互平衡；所以，P0 S+G玻-（P0 S-ρ水gLS）=FA，
即：105 Pa×2×10-3 m2-2N-（105 Pa×2×10-3 m2 -103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m×2×10-3 m2 ）=FA，所以解得：FA =10N，
又因为杠杆处于平衡状态，所以FA OA=FB OB，又OA=OB，所以FB =FA =10N，
根据动滑轮的特点知道：FB=（G动+G钩）/n，故钩码的重力是：G钩=2FB -G动=2×10N-1N=19N；
（2）由圆球处于平衡状态得：G球=F浮+F绳，由于是同一根绳子，所以F绳=FB =10N，
即：ρ球gV球=ρ水g/V球/2+FB；
代入数据得：ρ球×10N/kg×10-3 m3 =103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 +10N，
故圆球的密度是：ρ球 =1.5×103 kg/m3；
（3）当玻璃管处于平衡状态时：P0 S+G玻-（P0 S-ρ水 gLS）=FA，整理得：G玻+ρ水gLS=FA，其中的ρ水gLS是由于大气压造成的，所以，当P0≥ρ水gL时，FA =G玻+ρ水gLS=10N，杠杆仍平衡；当P0＜ρ水gL时，FA =G玻+P0 S＜10N，杠杆失去平衡，B端下降．
点睛：本题考查了浮力的计算、杠杆的平衡条件、动滑轮的省力情况、大气压强、压力的计算等多个知识点，过程复杂，要求学生要有较强的逻辑思维能力，解决此题的关键是能够根据物体处于平衡状态，得到力的方程．
17． 见解析 3×103kg 400N
【解析】
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
18． 见解析
【解析】
【详解】
（1）定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段（即动力臂L2和阻力臂L1）．
如图所示：
（2）由几何知识知：（R为滑轮半径）根据杠杆平衡条件：，即，得：．
【点睛】力的示意图，杠杆的平衡条件，力臂的画法，机械效率的计算等知识点，是一道综合性较强的题目．其中杠杆的平衡条件是重点．
19． 2.5×103N 1.0×103N 1.0×103N 1.5×103N
【解析】
【详解】
(1)物体的重力为：
物体浸没在水中排开水的重力：
(2)根据阿基米德原理知，物体浸没在水中所受的浮力等于排开水的重力为：
缓慢提升物体时绳子所受的拉力为：
(3)凭你的力气无法直接将该物体提出水面，利用我们学过的省力的机械进行设计：
如利用杠杆提升物体；利用动滑轮提升物体；利用滑轮组提升物体．
如图为利用动滑轮提升物体：
一、单选题
1．关于杠杆和滑轮，下列论述正确的是（ ）
A．因为定滑轮能改变用力方向，因此定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强
B．因为使用动滑轮最多能省一半力，所以使用动滑轮做功一定比定滑轮的少
C．若将定滑轮和动滑轮组合在一起使用，则有可能既省力又能改变用力方向
D．作用在杠杆的动力和阻力，方向一定相反
2．如图所示，用同一根杠杆或同一个滑轮提起同一重物G，滑轮和杠杆自身重力不计，使重物G都处于静止状态，其中用力最大的是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
3．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮质量一定是0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
4．如图所示的简单机械中，省距离的是（ ）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
5．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
6．如图所示，两个物体所受的重力分别为G1和G2，忽略滑轮自重和摩擦，当滑轮平衡时，G1与G2的大小关系是（ ）
A．G1＝G2 B．G1＝2G2 C．2G1＝G2 D．3G1＝G2
7．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（ ）
A．既能省力，又能改变力的方向 B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向 D．能省力，但不能改变力的方向
8．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．
9．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计。则（ ）
A．手的拉力：F甲=F乙 B．手的拉力：F甲
10．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功
B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N
C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N
D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力
二、填空题
11．高速铁路的输电线，无论冬夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣，每个坠砣质量为20kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为______N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
12．用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
13．如图装置，物体在水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，若物体在水平面滑动时所受摩擦力为重力的0.3倍，即f=0.3G，绳子所能承受的最大拉力为20N，不计滑轮与绳的重力及绳与滑轮的摩擦，则可以拉动物体的最大重力是_______N。
14．如图甲、乙所示，分别用F1、F2匀速提升重力均为G的物体，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，图甲中的滑轮可以看做______（省力/等臂/费力）杠杆，图乙中的滑轮可以看做______（省力/等臂/费力）杠杆，F1：F2=______。
15．如图所示，在绳子自由端拉力作用下重为的物体沿水平面以0.01m/s的速度匀速行驶，受到的摩擦力为。拉力___________，绳子自由端拉动的速度是___________。（忽略绳子和滑轮的重力及滑轮间的摩擦）
三、综合题
16．如图：AB为一根均匀轻质杆，杆的中点O点悬挂在天花板上，在杆的A端悬挂有一端开口、粗细均匀、重2N的薄壁玻璃管，管长L=40cm，管底面积S=20cm2，管中装满水后倒扣在装有水深h=10cm的水槽中，玻璃管管口刚好被水面淹没，在杠杆的B端通过滑轮组用轻质细绳相连，动滑轮下端挂有一个钩码，在滑动组的另一端细绳上挂有一体积为103cm3的实心均匀圆球，当圆球体积的一半浸没在水中时，杠杆恰好在水平位置平衡．已知大气压强P0=105Pa，动滑轮重1N，细绳的重量和细绳与滑轮间的摩擦忽略不计，g=10N/kg．
求：
（1）钩码重多少牛顿？
（2）圆球的密度是多少kg/m3
（3）假如大气压强逐渐减小到零的过程中，杠杆还能平衡吗？若不平衡，怎样倾斜，请分析说明．
17．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
18．定滑轮在使用时相当于一个杠杆．如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)；
( )
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F＝G．_____
19．如图所示是用绳子从水中提升物体的情景.若已知物体的质量为250 kg、体积为0.1m3，g 取10 N/kg.求:
(1)物体的重力_______和物体浸没在水中排开水的重力____.
(2)物体浸没在水中所受的浮力______和缓慢提升物体时绳子所受的拉力____.
(3)凭你的力气无法直接将该物体提出水面，请你运用所学知识提出解决措施，并在图中画出具体措施的示意图_____.
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费距，但是可以改变力的方向，但不能说明定滑轮的功能一定比等臂杠杆的强，故A错误；
B．动滑轮实质是一个省力杠杆，最多能省一半力；但做功多少由力的大小和移动的距离共同决定，所以无法判断动滑轮做功和定滑轮做功的多少，故B错误；
C．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的优点，既有定滑轮的改变力的方向，也有动滑轮的省力，故C正确；
D．作用在杠杆的动力和阻力分别在支点的两侧时，此时两个力的方向也有可能相同，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以，故A不符合题意；
B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以，故B符合题意；
C．使用定滑轮，，故C不符合题意；
D．使用动滑轮，，故D不符合题意。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意知，甲向下匀速直线运动，则乙向上匀速直线运动，甲的受力为：竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力，那么甲所受拉力即绳子端的拉力
F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N
乙的受力为：竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力
F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N
那么在不计绳重及时，动滑轮的重力
动滑轮的质量
但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量，所以无法确定其质量，故AB错误；
C．甲的速度为0.2m/s，则乙的速度
那么乙所受拉力的功率
P=F乙v乙 =22N×0.1m/s=2.2W
故C正确；
D．3s内，甲、乙通过的路程分别为
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m
甲、乙克服摩擦力所做的功分别为
W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4J
W乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J
所以
W甲>W乙
故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
5．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。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
图中是一定一动的滑轮组，可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力（该拉力等于G2），动滑轮绕绳子股数是2，不计摩擦及滑轮重，则F=G1，所以G2=G1，即G1=2G2。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省力，但不能改变力的方向。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8．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。
9．C
【解析】
【详解】
由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，即
F甲=G=100N
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，那么
所以：F甲>F乙，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：
水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以
F拉=GB=3N
对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以
f=F拉=3N
当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以
f=3N
不变，此时，A、B受力情况如图2所示:
A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；
B．物体A向左匀速运动时，有
，f=3N
由于A做匀速，故仍等于B的重力，有
=3N
所以有
F=3N+3N=6N
故B正确；
C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；
D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。
故选B。
11． 1600 15
【解析】
【分析】
【详解】
[1]如图可知，水平滑轮组中n=2，只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力，输电线A端受到的拉力大小为
[2]坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
12． A 40 300
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
13．200
【解析】
【分析】
【详解】
滑轮组水平放置，克服的是重物与地面的摩擦力，如图所示摩擦力由3股绳承担，绳子所能承受的最大拉力为20N，最大摩擦力为60N，即
f=0.3G=60N
G=200N
故物体的最大重力是200N。
14． 省力 等臂 1∶2
【解析】
【详解】
[1]图甲中的滑轮是动滑轮，省力但费距离，可以看做是省力杠杆。
[2]图乙中的滑轮是定滑轮，不能省力也不省距离，只能改变力的方向，可以看做等臂杠杆。
[3]不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦时
则
F1：F2=1：2
15． 15 0.02
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知，n=2，摩擦力为f=，则拉力
[2]物体运动的速度v物=0.01m/s ，绳子自由端拉动的速度是
vF=2v=2×0.01m/s=0.02m/s
16． 19N 1.5×103kg/m3 ① 当时，，杠杆仍平衡．② 当时，，杠杆失去平衡，B端下降．
【解析】
【详解】
（1）根据题意知道，玻璃管处于平衡状态，所以受到平衡力的作用，即向下的大气压力、玻璃管的重力与杠杆向上的拉力、大气压通过管内水柱对其向上的压力相互平衡；所以，P0 S+G玻-（P0 S-ρ水gLS）=FA，
即：105 Pa×2×10-3 m2-2N-（105 Pa×2×10-3 m2 -103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m×2×10-3 m2 ）=FA，所以解得：FA =10N，
又因为杠杆处于平衡状态，所以FA OA=FB OB，又OA=OB，所以FB =FA =10N，
根据动滑轮的特点知道：FB=（G动+G钩）/n，故钩码的重力是：G钩=2FB -G动=2×10N-1N=19N；
（2）由圆球处于平衡状态得：G球=F浮+F绳，由于是同一根绳子，所以F绳=FB =10N，
即：ρ球gV球=ρ水g/V球/2+FB；
代入数据得：ρ球×10N/kg×10-3 m3 =103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 +10N，
故圆球的密度是：ρ球 =1.5×103 kg/m3；
（3）当玻璃管处于平衡状态时：P0 S+G玻-（P0 S-ρ水 gLS）=FA，整理得：G玻+ρ水gLS=FA，其中的ρ水gLS是由于大气压造成的，所以，当P0≥ρ水gL时，FA =G玻+ρ水gLS=10N，杠杆仍平衡；当P0＜ρ水gL时，FA =G玻+P0 S＜10N，杠杆失去平衡，B端下降．
点睛：本题考查了浮力的计算、杠杆的平衡条件、动滑轮的省力情况、大气压强、压力的计算等多个知识点，过程复杂，要求学生要有较强的逻辑思维能力，解决此题的关键是能够根据物体处于平衡状态，得到力的方程．
17． 见解析 3×103kg 400N
【解析】
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
18． 见解析
【解析】
【详解】
（1）定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段（即动力臂L2和阻力臂L1）．
如图所示：
（2）由几何知识知：（R为滑轮半径）根据杠杆平衡条件：，即，得：．
【点睛】力的示意图，杠杆的平衡条件，力臂的画法，机械效率的计算等知识点，是一道综合性较强的题目．其中杠杆的平衡条件是重点．
19． 2.5×103N 1.0×103N 1.0×103N 1.5×103N
【解析】
【详解】
(1)物体的重力为：
物体浸没在水中排开水的重力：
(2)根据阿基米德原理知，物体浸没在水中所受的浮力等于排开水的重力为：
缓慢提升物体时绳子所受的拉力为：
(3)凭你的力气无法直接将该物体提出水面，利用我们学过的省力的机械进行设计：
如利用杠杆提升物体；利用动滑轮提升物体；利用滑轮组提升物体．
如图为利用动滑轮提升物体：