北师大版八年级下9.2滑轮同步练习（含解析）

北师大版八年级下 9.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（　　）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
2．用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的摩擦力为6N B．拉力F2大小为10N
C．拉力F2的功率为1.8W D．拉力F1的功率为3.6W
4．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
5．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图为工人搬运重物时采用的四种方案（其中重物底部的圆表示并排放置的圆钢管的截面），其中最省力的方案是（　　）
A． B． C． D．
7．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
8．用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．物体M受到的合力不为零 B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N
9．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
10．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
二、填空题
11．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。
12．如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力的作用下，向左匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中拉力F所做的功是 ___________J，物体与地面间的摩擦力是 ___________N。
13．在使用滑轮时，______的滑轮叫动滑轮。动滑轮实质上是动力臂是阻力臂______的杠杆，所以使用它可以省______力，但不能改变______。
14．如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体上升的高度为____米。
15．如图所示的装置，重50N的重物，以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，作用在绳子自由端的拉力F=4N，物体A受到的滑动摩擦力是______N。（不计绳子和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力）
三、综合题
16．如图所示，某同学用两个滑轮组成的滑轮组，在同一种绕绳的方式下匀速提升不同质量的重物，得到了多组竖直作用在绳子自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系，并绘制出如图所示的乙图象（不计绳重与摩擦）求：
（1）试根据图象计算动滑轮所受重力G动；
（2）在图甲中画出该同学的绕绳方法；
（3）用该滑轮组提起重为80N的重物时，滑轮组的机械效率是多大？（结果精确到0.1%）
17．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___________
18．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．
19．阅读短文，回答下列问题：
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置．
如图甲所示，安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成．汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助如图乙所示的弹簧，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛．当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全．
（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害．这时人和车具有的________ 能也急剧变化．
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将_________（选真“变大、变小、不变”）．
（3）下列说法中正确的是_____
A． 汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B． 汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用
C． 为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D． 用手快速拉安全带，安全带不能被拉动
（4）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象大概是图中的_____
A． B． C． D．
（5）试在下图方框中画出卷收器收软带时的杠杆模型工作原理简图______．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确，AB不符合题意；
CD．动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，在不计滑轮重及摩擦时，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，C不符合题意；D错误，D符合题意。
故选D。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A定滑轮，故不省力，故拉力等于物重；B一个动滑轮，省一半的力，故拉力为物质的一半；C是滑轮组，两端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的一半，而D是3端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的三分之一，故D最省力，故D符合题意。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，n=3，当B水平匀速向右运动时，B所受的摩擦力等于A的重力与F1之和的3倍，即
f=3(F1+GA)=3×(2N+1N)=9N
故A错误；
B．水平向左拉物体B时，由平衡条件得
F2=3GA+f=3×1N+9N=12N
故B错误；
C．水平向左拉物体时，B的移动速度为
vB===0.1m/s
拉力F2功率为
P2=F2×vB=12N×0.1m/s=12W
故C错误；
D．用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率
P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W
故D正确。
故选D。
4．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。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．不计机械自重和摩擦，有Fs＝Gh。即
F1×4m＝G×2m
得到F1G；
B．由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n＝3，F2G；
C．题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以F3＝2G；
D．由题图可知，动力臂为
1m+3m＝4m
阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为4∶1，所以动力和阻力之比为1∶4，所以F4G。
故选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
图A中，工人的拉力FA至少等于地面对物体的滑动摩擦力；而图D中，在压力不变的情况下，将滑动摩擦变为滚动摩擦，则此时物体受到的摩擦比图A中的小，那么最小拉力
FDB图中除了将物体所受的滑动摩擦变成滚动摩擦，还通过定滑轮来拉动物体，定滑轮不能省力，只能改变力的方向，所以
FB=FD
图C中，物体所受的摩擦也是滚动摩擦，通过动滑轮来拉动物体，而动滑轮能省一半的力，所以
FC即最省力的是C方案，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．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。
8．C
【解析】
【详解】
A．因为物体做匀速运动，根据牛顿第一定律可知，物体M受到的合力为零，故A错误；
B．忽略绳重和轴摩擦，根据
即
解得
故B错误；
C．由图可知
自由端移动的速度为
故C正确；
D．天花板受到的拉力为
故D错误。
故选C。
9．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。
10．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。
11． 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。
12． 600 180
【解析】
【详解】
[1] 由图知，n=3，拉力端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
拉力所做的总功
W总=Fs=100N×6m=600J
[2]由 可得拉力做的有用功
W有用=η×W总=60%×600J=360J
由W有用=fs物可得物体与地面间的滑动摩擦力
13． 轴随物体一起移动 2倍 一半 力的方向
【解析】
【详解】
[1]根据滑轮工作时的特点，动滑轮是指工作时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。
[2][3][4]如图所示，当F竖直向上拉时，动滑轮与物体一起向上运动，故不能改变力的方向。动滑轮可以看作以B点为支点的杠杆，阻力的力臂为圆的半径OB，动力臂的力臂为圆的直径BA，根据杠杆平衡条件可得
而，则
故动滑轮实质上是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，所以使用它可以省一增力。
14． 200 6
【解析】
【详解】
[1]图中所示的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，物体的重力是200N，则手拉绳子的力也为200N。
[2]使用定滑轮不省距离但也不费距离，绳子向下拉6m，则物体上升的高度也是6m。
15．12
【解析】
【分析】
【详解】
由滑轮组结构看出，动滑轮的股数为3股，则作用在物体A上的水平拉力
FA=3F=3×4N=12N
因为物体匀速运动，所以物体A受到的滑动摩擦力
f=FA=12N
16．（1）10N；（2） ；（3）88.9%．
【解析】
【详解】
（1）．由受力分析可知,F=(G+G动)，
根据图象上两个特殊点代入,20= (30+G动)…①
40= (70+G动)…②
解①②组成的方程组可得：G动=10N，n=2；
（2）．由n=2可知有两段绳子吊着动滑轮，故绕绳方法如图所示；
（3）．由题意得,此时的拉力F=(G+G动)=(80N+10N)=45N，
此时滑轮组的机械效率η== ===88.9%
17． 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：

18． 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．
19． 动 变大 D B
【解析】
【详解】
(1)当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害．这时人和车具有的动能也急剧变化；(2)将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹性势能变大；(3)下列说法正确的是:A. 为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，安全带不能自由伸缩，A错误；B. 汽车突然刹车时，安全带能对人起到保护作用，B错误；C. 为了安全，安全带要尽可能系得紧一些，C错误；D. 用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，D正确．所以正确的选项为D；(4)发生碰撞前安全带对人的拉力较小，发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，安全带的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，所以符合要求的图象是B；(5)如图所示，轴中心相当于支点，弹簧的外边缘相当于动力，即如图就是动力臂；支点到比较细的轴的边缘的距离是阻力臂，即动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆．
【点睛】
（1）一切运动的物体都有动能，且动能的大小与物体的质量和速度有关；（2）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；（3）汽车刹车时，如果没有安全带的保护，驾驶员会因为自身惯性向前运动而发生事故，所以要让安全带起到保护人体的作用，防止惯性带来的伤害；（4）根据发生碰撞时，力的变化做出选择；（5）该装置在收软带时，相当于一个省力杠杆，故画出动力臂和阻力臂来即可．
答案第1页，共2页
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