苏科版九年级上册11.2滑轮 同步练习（有解析）

苏科版九年级上册 11.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．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
2．用下列简单机械，使重力为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是（不计机械和绳重、不计摩擦）（　　）
A． B．
C． D．
3．将一动滑轮改为定滑轮使用时，与使用该动滑轮比较，在相等的时间内把同一物体匀速提高到同一高度，一定（　　）
A．做的总功相同 B．改变了动力的方向
C．节省了力 D．提高了功率
4．用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，则（　　）
A． B． C． D．
5．用如图所示简单机械，使重力同为G的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示,两个物体的物重分别为G1和G2，忽略滑轮自重、绳重和摩擦，当滑轮平衡时，G1与G2之比是（　　）
A．G1= B．G1=
C．G1=2G2 D．G1=G2
7．某人用的力将的重物提高了，那么他可能使用了（　　）
A．一个定滑轮 B．一个杠杆
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D．一个动滑轮
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，用同一个重力不可忽略的动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速提升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和 P乙。若不计摩擦和绳重，则 F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系正确的是（ ）
A．F甲<4F乙，P甲=P乙 B．F甲>4F乙，P甲=P乙
C．F甲<4F乙，P甲4F乙，P甲>P乙
10．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，物体重400N，不考虑滑轮重、绳重和摩擦，这样做（　　）
A．既省力，也改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向
C．省力，所用力为100N D．省力，所用力为200N
11．用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，拉力分别是F1、F2、F3，则（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F3＞F1＞F2 C．F2＞F1＞F3 D．F2＞F3＞F1
12．利用如图的滑轮组匀速提升400 N的重物，动滑轮重为20 N（不计绳重与摩擦），则拉力F的大小为（　　）
A．140 N B．200 N C．210 N D．220 N
13．如图所示，物重为G的物体在下列四种情景中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是（　　）
A．F214．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
15．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端栓在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．较大 B．较大 C．较大 D．三个力一样大
二、填空题
16．动滑轮的实质是不等臂杠杆，它的动力臂是动滑轮的_______（选填“直径”或“半径”） ，阻力臂是动滑轮的______（选填“直径”或“半径”）。根据杠杆平衡的条件，使用动滑轮可以省___________力。
17．如图所示，物体重力为20牛，在力F作用下，以0.5米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，若弹簧测力计的示数为2牛，不计滑轮重力以及滑轮与绳子之间的摩擦，则F=______牛。绳子自由端移动的速度为______米/秒。则地面对物体的摩擦力fA=______牛。
18．如图所示，滑轮_____可以看作等臂杠杆（选填“A”或“B”）；若物体所受重力均为20 牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为_____牛，力F2的大小为_____牛。若物体上升高度为2米，则绳子自由端上升高度sA=_____米，sB=_____米。
19．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
20．动滑轮的实质是不等臂杠杆，如图所示使用方法，它的动力臂是动滑轮的______（选填“直径”或“半径”） ，阻力臂是动滑轮的______（选填“直径”或“半径”）
三、综合题
21．如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以500N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m，已知该滑轮组的机械效率为60% ，（g = 10N/kg）
（1）按题意画出滑轮组的绕绳.
（2）人所做功的功率多大
（3）被吊起的重物质量多大？
22．O为支点的轻质杠杆原来处于水平静止．现同时施加大小相等的力F1和F2（如图所示）．
（1）此时杠杆能否保持平衡？_____．
（2）请画出F2的力臂；
( )
（3）要使杠杆平衡，若只改变F2，则应如何改变？_____．
23．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．
24．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10N／kg）
（1）为保持平衡，起重臂的长度越短的塔式起重机，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，滑轮a的作用是_____．若钢丝绳能承受的最大拉力为2.5×104N，则能吊起货物的质量不能超过_____千克．
（3）若将重为2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升20m，再沿水平方向移动10m，则此过程钢丝绳做功多少焦________
（4）若该塔式电动机的效率为90％，将重为1.2×104N的货物提升到30m的高度，用时50s，则该起升电动机的实际功率是多少瓦_________
25．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______．
26．根据你所掌握的滑轮知识，完成下列表格：
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【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。
2．B
【详解】
由题知，不计机械和绳重、不计摩擦时：A图中动力臂等于3倍阻力臂，由杠杆平衡条件可知，F1G；B图中使用定滑轮不能省力，F2＝G；C图中使用动滑轮省一半力，F3G；D图中使用滑轮组，n＝2，F4G；由以上分析可知用力最大的是图B。
故选B。
3．B
【详解】
A．使用动滑轮和定滑轮把一物体匀速提高到同一高度，有用功相同，由于使用定滑轮做的额外功少，总功等于有用功加上额外功，因此做的总功不相同，故A不符合题意；
B．使用定滑轮不能省力但是可以改变的力的方向，故B符合题意；
C．使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力，故C不符题意；
D．在相等的时间内把同一物体提高到相同的高度，做的有用功相同，时间相同，有用功的功率相同，将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】
定滑轮的实质是个等臂杠杆，不省力，只能改变用力的方向，因此朝不同方向用力，力的大小都等于提升的物重，物重不变，则三个力的大小相等。故ACD错误；B正确。
故选B。
5．D
【详解】
在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下：由A图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l2=2l1
由F1l1=F2l2可得，拉力
F1=G=2G
由B图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l1=2l2
由F1l1=F2l2可得，拉力
F2=G=G
由C图可知，滑轮组承重绳子的根数
n=3
拉力
F3=G
拉着物体在斜面上静止时，由Gh=Fs可知，拉力
F4=G=×G=G
综上可知，D选项中用力最小；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
可将右边物体由于受到重力G2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），最后一段绳子是由定滑轮引出的，绳子股数是2，不计摩擦及滑轮重，根据滑轮组的使用特点可知
F=G物
即：
G2=G1
所以
G1：G2=2：1
故选C。
7．B
【详解】
某人用150N的力提起了500N的重物，如果使用滑轮，需要至少4股绳子承担物重，即至少是两个动滑轮和一个定滑轮。使用杠杆时，只需要动力臂是阻力臂的倍，即100厘米的动力臂。因此ACD均不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．B
【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
【详解】
BD．甲的拉力为
乙的拉力为
故
故BD选项错误；
AC．甲拉力的速度是
乙的拉力的速度是
由功率可知，甲的功率为
乙的功率为
故乙的功率大于甲的功率，故A选项错误，C选项正确。
故选C。
10．D
【详解】
在不考虑动滑轮重、绳重、摩擦的情况下，动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向。
故A、B、C不符合题意；D符合题意。
故选D。
11．B
【详解】
假设物块与地面的摩擦力为f，甲滑轮为定滑轮，F1处于绳端，则F1=f；乙滑轮为动滑轮，F2处于绳端，所以；丙图中，F3处于滑轮的轴上，对滑轮受力分析可知F3=2f；
故F3＞F1＞F2。
故选B。
12．C
【详解】
由图可知，动滑轮与2股绳子接触，在匀速提升重物且不计绳重与摩擦时，拉力F为
则
故选C。
13．A
【详解】
使用等臂杠杆时，不省力、不费力；滑轮组上有3股绳子时，用总重力的三分之一；倒用的动滑轮，费力；使用斜面上，由于夹角为30°，斜面上的拉力是物体重力的一半；所以最省力的是滑轮组，其次是斜面、杠杆，费力的是倒用的动滑轮。
故选A。
14．B
【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。
15．D
【详解】
由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大。故D正确，ABC错误。
故选D。
16． 直径 半径 一半
【详解】
[1][2][3]据课本知识可知，动滑轮实质是不等臂杠杆，它的动力臂是动滑轮的直径，阻力臂是动滑轮的半径；据F1 l1= F2 l2可知， l1=2 l2；故F1= F2，即使用动滑轮可以省一半力。
17． 1 0.5 1
【详解】
[1][2] [3]由图可知，F是通过定滑轮拉动物体作匀速直线运动，F与摩擦力大小相等，弹簧测力计示数为2N时，F为1N，则地面对物体的摩擦力fA=1N，绳子自由端移动速度与物体移动速度相同为0.5m/s。
18． A 20 10 2 4
【详解】
[1] 由图可知，A的轴固定 ，为定滑轮，本质是等臂杠杆；B与物体一起上升，是动滑轮，本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。
[2] 不计摩擦，使用定滑轮不省力也不费力，故
F1=G=20N
力F1的大小为20N。
[3]不计摩擦和滑轮重力，B是动滑轮可以省一半的力，因此
F2=×20N=10N
力F2的大小为10N。
[4]A是定滑轮，若物体上升高度为2米，则绳子自由端上升高度
sA=h=2m
sA为2米。
[5]B是动滑轮， 若物体上升高度为2米，则绳子自由端上升高度
sB=2h=22m=4m
sB为4米。
19． 30 1
【详解】
[1][2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
20． 直径 半径
【详解】
[1][2]动滑轮的支点o在绳与动滑轮最左边的接触点，动力的作用点在绳与动滑轮最右边的接触点，支点到动力作用线的距离为动力臂，即动滑轮的直径。物体对滑轮的拉力为阻力，作用点在动滑轮的轴心，支点到阻力作用线的距离为阻力臂，即动滑轮的半径。
21．(1) (2)75W；(3)90kg
【详解】
(1)作用在动滑轮上绳子的段数：
n==3，
绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如下图所示：
(2)拉力做的功：
W总=Fs=500N×1.5m=750J，
拉力做功的功率：
P==75W；
(3)有用功：
W有用=W总η=750J×60%=450J，
重物的重力：
G==900N，
重物的质量：
m==90kg。
22． 不能平衡 将F2方向改为垂直杠杆向上
杠杆处于静止或者匀速转动状态属于杠杆平衡，杠杆平衡需满足杠杆的平衡条件；
力臂是杠杆支点到力的作用线的距离；
【详解】
（1）由于图中两力F1、F2均使杠杆绕着支点O顺时针转动，两力使杠杆转动的方向相同，故杠杆不可能平衡．
（2）从支点O作拉力F2的作用线的垂线，从支点到垂足的距离就是F2的力臂L2．如图：
（3）图中杠杆在水平位置，F1、F2两力的作用点距离支点都是5个格，若让杠杆在水平位置平衡，则两力的力臂已经相等，只需要让两力相等并且两力方向相反即可，若只改变F2，则只需将F2方向与原来相反垂直杠杆向上；
23． 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．
【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．
24． 小 省力 5×103kg 4×105J 8×103W
【详解】
(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得： ，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比，即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小，故为保持平衡，起重臂的长度越短的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越小；
(2)图示中滑轮a为动滑轮，其作用是省力，可以省一半的力；由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G=2F=2.5×104N×2=5×104N，由G=mg可得：=5×103kg；
(3) 钢丝绳做功:W=Fs=Gh=2×104N ×20m=4×105J，由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中钢丝绳没做功；
(4) 电动机的有用功：W有用=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J，电动机的总功： =4×105J，电动机的实际功率： =8000W.
25． 动 变大 D B
【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．
26．改变力的方向（方便） 不省力 等臂 省力费距离 省力 几 几分之一 几倍
【详解】
根据定滑轮和动滑轮的特点，总结如下：
①定滑轮：可以改变力的方向，使用方便；但不省力．
实质：定滑轮是一个等臂杠杆．
②动滑轮：使用动滑轮可以省力；但省力费距离．
实质：动滑轮是动力臂是阻力臂二倍的杠杆．
③滑轮组：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的几分之一；绳子移动的距离就是物体移动距离的几倍．
答案第1页，共2页
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