北师大版八年级下 9.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1.建筑工地上,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了( )
A.省功 B.省距离
C.省力 D.改变拉力的方向
2.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F,物体和地面之间的摩擦力大小为f,A点的拉力为FA,则下列关于滑轮组的机械效率表达式正确的是( )
A. B. C. D.
3.某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体的质量为100kg,受到的摩擦力为200N,用80N的拉力F,10秒内把物体拉动的距离为2m。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)则动滑轮重力( )
A.30N B.40N C.50N D.60N
4.如图所示,用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是( )
A.G=2.5牛 s=0.1米 B.G=2.5牛 s=0.4米
C.G=10 牛 s=0.4米 D.G=10 牛 s=0.1米
5.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
6.如图所示,将重为G的物体A挂在滑轮组下,若要使物体A处于静止状态(不计绳重、滑轮重和摩擦),则虚线框内悬挂的物体重为( )
A.0.5G B.G C.2G D.3G
7.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
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,用滑轮拉着A、B两个物体在同一水平面上做匀速直线运动,若拉力F大小相同,则A、B物体所受滑动摩擦力大小关系式是( )
A.fA>fB B.fA=fB C.fA<fB D.无法判断
10.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.
二、填空题
11.(1)如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把点_________看作支点,此时夹子可近似看作_________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);
(2)如图所示,手柄_________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺纹_________(选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力;
(3)如图所示,旗杆的顶端安装着一个定滑轮,用来改变_________;小丽用缝衣剪刀剪布,她为了剪起来更省力应将布放在_________(选填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴。
12.如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度作匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。若物体A匀速运动2s,拉力F做功为______J。
13.升国旗时,使用的是定滑轮,使用它的好处是能改变力的 ___________(大小方向),它本质上是一个 ___________杠杆。
14.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”)
15.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,此时夹子可近似看作___________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,滑轮重、绳重和摩擦力不计。则手的拉力F甲=___________N,F乙=___________N。
三、综合题
16.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._____
17.探究杠杆平衡条件实验.实验前,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将左端螺母向______调节. 如图所示,实验时,在杠杆左边A处挂两个相同钩码(每个钩码50g),要使杠杆再次在水平位置平衡,左端B处弹簧测力计读数为____N.弹簧测力计沿竖直方向用3N的拉力拉着钩码在2s内竖直向上移动6cm,则拉力的功率是_____W.
18.小明利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干物体、刻度尺等器材来测量物体的重力、某种油的密度ρ油.
(1)如图甲所示,物体A重8 N,保持O1点位置不变,在C处挂上物体B,要计算出物体B的重力值,需要测量的量是___________;再挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,每次都使硬棒在水平位置平衡,计算出待测物的重力值,分别在O1E上物体A所挂处标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆,那么,该杠杆的刻度均匀吗?_____________.
(2)小明继续实验.首先,用细线系在硬棒的中点O2并把硬棒悬挂起来,硬棒在水平位置平衡;然后,将物体M挂在硬棒的右端点E、密度为ρ的金属块N挂在硬棒的左端点C,使硬棒在水平位置再次平衡;最后,当把金属块N浸没在待测密度的油中,把物体M从E点移动到D点时,硬棒第三次在水平位置平衡,如图乙所示.如果用L1表示O2、C两点间的距离,用L2表示O2、D两点间的距离,则ρ油= ___________ρ .(请用L1、L2、ρ表示)
19.阅读文章,回答问题:
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂,如图乙所示。
根据杠杆的平衡条件,可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
(1)轮轴的实质是变形的________。
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是________(选填省力/费力)的,且动力是阻力的________。
(3)请你再举出一个生活中轮轴的实例___________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
定滑轮不省力,但能改变力的方向。所以,工人用定滑轮提升水箱,目的是为了改变拉力的方向。
2.C
【详解】
由图示知,滑轮组的承重绳子为2根,那么滑轮组的机械效率
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.B
【详解】
因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图可知,n=3,由受力分析可得, ,则动滑轮重
G动=nF-f=3×80N-200N=40N
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.C
【详解】
由图可知,该装置为动滑轮,使用动滑轮可以省一半的力,费一倍的距离,物体上升的高度为0.2m,则绳子自由端通过的距离为
s=0.2m×2=0.4m
不计滑轮自重及摩擦,则F=0.5G,所以
G=2F=2×5N=10N
故选C。
5.C
【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。
6.C
【详解】
由图知
不计绳重、滑轮重和摩擦,则绳子自由端的拉力
而A物体静止,由二力平衡条件可得
所以虚线框内悬挂的物体重
故ABD不符合题意、C符合题意。
故选C。
7.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。
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】
如图,左图为定滑轮,不省力,所以A受到的摩擦力和拉力相等;右图为动滑轮,省一半力,所以B受的摩擦力为拉力的二倍,所以B受到的摩擦力较大,即fA<fB,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.C
【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。
11. B 等臂 粗 密 施力的方向 靠近
【详解】
(1)[1]用力摁住C点打开夹子时,则AC绕B转动,所以B是支点。
[2]由题意知
AB=BC
即动力臂等于阻力臂,所以此时夹子是等臂杠杆。
(2)[3]螺丝刀在使用时,相当于轮轴,即动力臂大于阻力臂的杠杆,那么手柄越粗,则动力臂越大,越省力。
[4]螺丝相当于斜面,螺纹越密,则斜面越长,越省力。
(3)[5]定滑轮不能省力,但能改变力的方向。
[6]剪刀在使用时,相当于杠杆,将布越靠近转动轴,则阻力臂越小,在阻力和动力臂不变时,会越省力。
12.8
【详解】
物体A运动2s,则物体A运动的距离为
拉力F运动的距离
拉力F做功为
则拉力F做的功为8J。
13. 方向 等臂
【详解】
[1][2]旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力,它的实质是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
14.三
【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:
15. 等臂 100 50
【详解】
[1]当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆。
[2]由图甲可知,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,所以拉力
F甲=G=100N
[3]由图乙可知:乙滑轮是动滑轮,滑轮重、绳重和摩擦力不计,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体重力的一半,所以拉力
16. 见解析
【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.
17. 右 1.5 0.06
【详解】
(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量力臂;如发现杠杆右端偏高,应将左端的平衡螺母向右调节.
(2)每个钩码,重力为;根据杠杆的平衡条件得,2G×3L=F×2L,解得F=1.5N;
(3)弹簧测力计沿竖直方向用3N的拉力拉着钩码在2s内竖直向上移动6cm,则弹簧测力计竖直向上移动4cm则做功为 ,所以功率为.
故答案为(1). 右 (2). 1.5 (3). 0.06
【点睛】杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,减小了杠杆的自重对实验的影响,便于测量力臂.本题难点是弹簧测力计上升的距离.
18. O1C、O1D 刻度是均匀的
(1)考查的是对杠杆平衡条件的掌握和运用,注意O1点位置不变,B受到重力及力臂OC不变,物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,根据杠杆的平衡条件推导出A受到重力的力臂L与在C处所挂物重的大小关系,研究刻度是否均匀时,找出不变量是解题的关键;
(2)联系到浮力知识结合杠杆平衡条件才能解答
【详解】
根据题意知道,O1点位置是杠杆的支点,B的重力和力臂O1C不变,物体A的重力不变,由杠杆平衡条件知道:GA×O1C=GB ×O1 D,所以,为了测出B的重力,需要测量是O1 C、O1 D;根据题意,设待测物体重为G,物A距离O1点为L ,由杠杆平衡条件知道,G×O1 C=GA ×L,即,又因为为定值,所以,L与G成正比,故该杠杆的刻度是均匀的;
(2)由于O2 是棒的中点,所以O2 C=O2 E=L1 ,当杠杠的左端C处挂物体N,右端E处挂M,杠杠在水平位置平衡时,由杠杠平衡条件可知:;当物体N浸没在油中时,物体N受到浮力作用,物体M挂在D处,此时杠杠在水平位置平衡,由杠杠平衡条件知道:,由以上两式解得:.
19. 杠杆 省力 水龙头旋钮
【详解】
(1)[1]文中明确地介绍:“轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆”。
(2)[2]使用螺丝刀时,动力是作用柄上,也就是轮上的,所以是省力的。
[3]因为
即轮半径是轴半径的5倍,所以,动力是阻力的
(3)[4]旋转水龙头旋钮和钥匙开锁时用力情况相似,所以水龙头旋钮是一个轮轴。
答案第1页,共2页
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