北师大版八年级下 9.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1.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.
2.用如图所示的滑轮组拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F=12N,忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦,下列说法中正确的是( )
A.物体A对动滑轮的拉力为12N
B.物体A受到的拉力为4N
C.物体A受到的摩擦力为24N
D.竖直墙受到的拉力为24N
3.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
4.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体 M 为重 5000N 的配重,杠杆 AB 的支点为O,已知 OA:OB=1:2,滑轮下面挂有建筑材料 P,每个滑轮重 100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计,当工人用300N 的力竖直向下以 1m/s 的速度匀速拉动绳子时( )
A.A 点受到700N的拉力 B.建筑材料P重为600N
C.建筑材料P上升的速度为 3m/s D.物体M对地面的压力为4500N
5.某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示,已知物体的质量为450g,所用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为1.3N,在0~2s的过程中,下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为5cm/s
B.拉力F的功率为0.52W
C.滑轮组的机械效率为90%
D.提升物体做的额外功为0.07J
6.如图所示的滑轮组中,不计滑轮重,挂上A、B两物体后恰能静止,则两物重关系为( )
A.GA∶GB=1∶1 B.GA∶GB=1∶2 C.GA∶GB=2∶1 D.GA∶GB=3∶1
7.如图所示,G=100N,G动= 10N,用力F将重物G以0.1m/s的速度匀速提升,则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为(不计摩擦)( )
A.50N 0.2m/s B.5.5N 0.2 m/s
C.200N 0.05 m/s D.210N 0.05 m/s
8.A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)( )
A.2 个 B.3 个 C.4 个 D.5 个
9.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.
10.如图示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
A.F1<F2<F3 B.F1>F2=F3 C.F2>F1>F3 D.F1=F2>F3
二、填空题
11.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,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坠砣,其中左侧滑轮是_____(选填“定”或“动”)滑轮;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(不考虑钢绳的热胀冷缩)。
12.为了探究小球静止在斜面上时,沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关,小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图(a)、(b)进行实验,然后改变斜面与水平面的倾角继续实验,如图(c)、(d)所示。(G甲<G乙,θ1<θ2<θ3,F1<F2<F3<F4)
①由图(a)、(b)及相关条件可得出的初步结论是:光滑小球静止在斜面上时,______ ,F越大。
②由图8(b)、(c)、(d)及相关条件可得出的初步结论是:______。
13.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。由图可知,滑轮______是定滑轮(选填“A”或“B”);如果汽车受到的阻力为1000N,则乙图的人匀速拉动汽车的拉力至少为______N(不计摩擦和滑轮重力)。
14.简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于______(选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同)。图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是______,若晾衣架的总重为100N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F=______N。丙图的螺丝刀也是一种简单机械,叫轮轴,手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
15.如图所示,滑轮重和摩擦均不计,用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为______牛,若物体A在4秒内移动0.2米,绳子运动的速度是______米每秒。
三、综合题
16.用如图所示的滑轮组来拉动钢锭,已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N,若此时滑轮组的机械效率为80%.
(1)求拉绳子的力F至少为多大?
(2)如果想用更小的力拉动钢锭,请你提出一条可行性建议.
17.课本插图解释:
(1)图(a)中,蜡烛跷跷板摆动的原因可以用______原理来解释;
(2)图(b)中是在体验______的威力;
(3)图(c)中球摆动的现象说明______,球摆幅度越来越小的原因是______;
(4)图(d)中“魔罐”滚出去后能滚回来,是因为______能转化为动能;
18.如图是一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,站在地上的人用力向下拉绳,提起重为600N的物体.
(1)在图中画出滑轮组的绕绳方案(要求三个滑轮都要使用).
( )
(2)若不计摩擦和滑轮的重,所用的拉力为多大__?
(3)若不计摩擦,实际所用拉力为220N,求动滑轮的总重__.
19.如图所示是动滑轮的示意图(动滑轮自重忽略不计)。
(1)动滑轮的实质是杠杆,请你画出该杠杆的动力臂和阻力臂;
(2)请根据杠杆平衡条件证明:F=G。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【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。
2.D
【详解】
A.由图知,吊着动滑轮的绳子段数为3,物体A对动滑轮的拉力为
故A错误;
B.物体A受到的拉力与物体A对动滑轮的拉力是一对相互作用力,大小相等,故物体A受到的拉力也为36N,故B错误;
C.物体A受到的摩擦力与物体A受到的拉力是一对平衡力,大小相等,所以,物体A受到的摩擦力为36N,故C错误;
D.如图,定滑轮左侧由两段绳子吊着,而同一根绳子上的拉力处处相等,根据力的平衡可知,竖直墙对定滑轮的拉力为
竖直墙受到的拉力与竖直墙对定滑轮的拉力是一对相互作用力,大小相等,所以,竖直墙受到的拉力为24N,故D正确。
故选D。
3.C
【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。
4.D
【详解】
AD.以定滑轮为研究对象,它受到向下的重力和三段绳子向下的拉力,由于定滑轮处于平衡状态,所以,定滑轮受到A点向上的拉力大小为
FA=G定+3F=100N+3×300N=1000N
因力的作用是相互的,则A 点受到向下的拉力为 1000N,即FA′=FA=1000N,故A错误;
根据杠杆的平衡条件:FA×OA=FB×OB,且OA:OB=1:2,所以
因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力,即FB′=FB=500N;物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为
FM支持=GM-FB′=5000N-500N=4500N
因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力
FM压=FM支持=4500N
故D正确;
B.由图可知,动滑轮由两段绳子吊着,即n=2,且滑轮组摩擦均不计,建筑材料P重
GP=2F-G动=2×300N-100N=500N
故B错误;
C、物重P由2段绳子承担,建筑材料P上升的速度
故C错误。
故选D。
5.D
【详解】
A.据图a所知,当t=2s,路程为40cm,则速度为
故A错误;
B.拉力F的功率为
故B错误;
C.物体的质量为450g,则物体的重力为
当t=2s时,物体移动了10cm,而绳子移动了40cm,故n=4,即一共有四段绳子直接与动滑轮相连,故滑轮组的机械效率为
故C错误;
D.在0~2s的过程中,有用功为
滑轮组做的总功为
提升物体做的额外功为
故D正确。
故选D。
6.C
【详解】
定滑轮是等臂杠杆,所以绳子两端的力相等,动滑轮是省力杠杆,绳子上的力是轴上力的一半,所以GA=2GB,故有
GA∶GB=2∶1
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.D
【详解】
不计摩擦,已知G动=10N,G=100N,故与物体连接的绳子上的力为
T=G=100N
根据力的平衡,拉力
F=2T+ G动=2×100N+10N=210N
重物提升过程中,重物移动的距离为F拉绳移动距离的2倍,根据,故重物移动的速度为F拉绳移动速度的2倍,重物以0.1m/s的速度匀速提升,故F拉绳的速度
故D正确,ABC错误。
故选D。
8.A
【详解】
由图甲可知,当m=20g时
VA=10cm3
VB=40cm3
则
ρA===2g/cm3
ρB===0.5g/cm3
所以
ρA:ρB=2g/cm3:0.5g/cm3=4:1
因为A、B的体积相同,所以由G=mg=ρVg可得,A、B的重力之比
GA:GB=ρAVg:ρBVg=ρA:ρB=4:1
由图乙可知,使用的滑轮组中n=2,不计摩擦和滑轮的自重,要使它们处于静止状态,设方框中挂N个B物体,则有
N GB=·GA
则
N=×=×=2
故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
9.A
【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。
10.C
【详解】
不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,假设物块与地面的摩擦力为f,由于第一个图中滑轮为定滑轮,使用过程不省力,故
F1=f
第二个图中滑轮为动滑轮,但F2处作用在动滑轮上,费2倍的力,所以
F2=2f
第三个图中滑轮为动滑轮,省一半的力,则
故F2>F1>F3,故C正确。
故选C。
11. 定 15
【详解】
[1]由图可知,坠砣移动时,左侧滑轮的位置不会改变,所以左侧滑轮是定滑轮。
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端,右侧滑轮是动滑轮,且n=2,输电线A端向左移动,坠砣下降,则坠砣串下降高度h=2sA,坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了
12. 斜面与水平面的倾角相等时,小球所受重力G越大。 光滑小球静止在斜面上时,小球所受重力G相等时,斜面与水平面的倾角越大,F越大。
【详解】
[1] 由图(a)、(b)可知,倾角是相同的,由于G甲<G乙 ,F1<F2,所以可得出结论,当倾角相等时,小球所受重力G越大,F越大。
[2]由于(b)、(c)、(d)的小球都是一样的,所以重力G相同,由题中条件可知,随着倾角变大,拉力F也在变大,由此可得:光滑小球静止在斜面上时,小球所受重力G相等时,斜面与水平面的倾角越大,F越大。
13. A 500
【详解】
动滑轮:轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。定滑轮:使用时,轴的位置固定不动的滑轮。
[1]由图可知,滑轮A不随物体一起运动,滑轮B随物体一起运动,则滑轮A是定滑轮,滑轮B是动滑轮。
[2]乙图中是动滑轮,不计摩擦和滑轮重力,可以省一半的力,则乙图中人匀速拉动汽车的拉力至少为
14. 动滑轮 定滑轮 25 粗
【详解】
[1]图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正,在拉动时,A的树干和绳子一起运动,起到省力的作用,相当于动滑轮。
[2]图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子,轴是固定的,起到改变力的方向的作用,是定滑轮。
[3]由图乙知有四段绳子提起晾衣杆,n=4,晾衣架的总重为100N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力
[4]丙图的螺丝刀,手柄相当于轮轴的轮,手柄越粗,轮半径越大,相当于动力臂越大,故螺丝刀用起来更省力。
15. 20 0.1
【详解】
[1]如图所示,用动滑轮拉动物体,由于滑轮重和摩擦均不计,根据动滑轮拉动物体时,省一半的力,但是多移动2倍的距离,则有,所以物体A受到的摩擦力
[2]物体移动了,所以拉力要移动,绳子运动的速度是
16. 500N 可将绳上滑轮与钢锭上滑轮交换位置,这样就有4根绳子拉钢锭,更省力了.
【详解】
分析:(1)首先确定绕在动滑轮上的绳子的段数,再根据此时滑轮组的机械效率利用公式变形即可求出拉绳子的力F.
(2)可以从省力的角度或减小绳子与滑轮之间的摩擦的角度去分析.
解答:解:(1)牵引动滑轮的绳子是3根,若钢锭被拉过距离s时,则拉力F要拉过绳子移动的距离为3s.
因为η=
=500N;
答:F的大小为500N.
(2)本题中要让滑轮组更省力,只能增大与动滑轮相连的绳子段数.
故答案为可尝试将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置,这样就有4根绳子拉钢锭了,能省力.
17. 杠杆 滑轮组 动能和重力势能可以相互转化 机械能转化为内能 弹性势能
【详解】
(1)[1]图(a)中,点燃的蜡烛上下摆动,有一个支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五个要素,所以,蜡烛跷跷板摆动的原因可以用杠杆原理来解释。
(2)[2]图(b)中细线缠绕在两根木棍上,组成了滑轮组,使用滑轮组可以省力,所以用较小的力就能使两根木棍靠拢。
(3)[3]图(c)中小球在摆动过程中,动能和势能可以相互转化,最高点时重力势能最大,在最低点时动能最大,物体在从最低点向最高点运动时,动能转化成重力势能,物体在从最高点向最低点运动时,重力势能转化成了动能。
[4]由于受到空气阻力的作用,机械能转化为内能,所以球摆动幅度越来越小。
(4)[5]图(d)中“魔罐”在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,此过程中弹性势能转化为动能。
18. 200N 60N
滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,拉起绳子的力就是物重的几分之一.(1)此题可以首先确定绳端的用力方向,然后依次绕线.(2)首先判断此滑轮组由几段绳子承担物重,若不计绳重和摩擦,则F=,后根据F=来计算拉力的大小.(3)若不计摩擦,用到滑轮组的省力特点计算:F=(G物+G动).
【详解】
(1)人站在地面上拉绳子,所以绳子末端方向由定滑轮向下,然后顺次通过动滑轮、定滑轮依次绕线,如下图所示:
(2)由图知,此滑轮组由3段绳子承担物重,
∵不计摩擦和滑轮的重,
∴F=G物=×600N=200N
(3)∵不计摩擦,
∴F′=×(G物+G动),
∴G动=3F G物=3×220N 600N=60N
19.(1);(2)见解析
【详解】
(1)动滑轮的支点O在绳与轮最左边的接触点;F为动力,支点到动力作用线的距离为动力臂l1;物体对滑轮的拉力为阻力,支点到阻力作用线的距离为阻力臂l2;如图所示:
(2)动滑轮工作时,动力臂(l1)是直径,阻力臂(l 2)是半径,根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
F1l1=Gl2
因为l1=2l 2,所以
F1=G
答案第1页,共2页
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