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．简单机械在生活中有广泛的应用，下列有关说法错误的是（　　）
A．旗杆顶部的滑轮是定滑轮 B．齿轮是轮轴，若动力作用在轮上能省力
C．剪指甲时指甲刀上方的金属片是费力杠杆 D．盘山公路实质是一个斜面
2．把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
A．A上升，B上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
3．学校旗杆顶装有定滑轮，这样做（　　）
A．不能省力，但是可以改变施力的方向 B．既省力，也可以改变施力的方向
C．省力，但不能改变施力的方向 D．既不能省力，也不能改变施力的方向
4．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．
5．希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装的旗杆顶端的是（　　）
A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面
6．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.1m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（　　）
A．在1s内拉力F做功0.9J B．作用在绳端的拉力F为9N
C．拉力F的功率是0.3W D．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
7．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
8．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
9．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　）
A．150N B．200N C．300N D．400N
10．如图，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的的大小关系是（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1
C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F3
11．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．
12．如图所示的滑轮组提升100N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．自由端拉力F为40N
B．若物体上移0.5m，则自由端移动1m
C．顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140N
D．若自由端拉绳子的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/s
13．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
14．如图所示，甲、乙两种方式匀速提升重为80N的物体，已知滑轮重10N，绳重和摩擦不计。则手的拉力F甲、F乙及机械效率η甲、η乙的关系正确的是（　　）
A．F甲＝F乙、η甲＜η乙 B．F甲＜F乙、η甲＞η乙
C．F甲＞F乙、η甲＜η乙 D．F甲＞F乙、η甲＞η乙
15．如图所示，滑轮下挂重为600 N的物体G，滑轮重60 N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F大小应是（杠杆上标度的间距相等）（　　）
A．800 N B．540 N C．440 N D．400 N
二、填空题
16．如图所示，由滑轮、立柱和轮轴组成，搬运巨型石块的机械中，滑轮的作用是 _______ ，轮轴的作用是 ______ 。
17．升旗时，人站在地面上向下拉绳子，旗会向上运动，这是因为旗杆顶部有个______滑轮，它的作用是______。
18．学校升旗时，旗手向下拉绳子，国旗徐徐上升，旗杆顶部安装了定滑轮，使用它可以______；如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为68kg的物体向上拉，此人的质量为60kg。当此人用550N的拉力拉物体时，此时物体对水平地面的压力为______N。（不计绳重与摩擦，g取10N/kg）
19．生活中我们经常使用滑轮来提升物体，图中 _____（选填“a”或“b”）图为定滑轮 使用动滑轮不能改变力的方向，_____省力（选填“可以”或者“不可以”）
20．如图，拉力F=11N，滑轮重1N，不计摩擦，物体重G=_________ N。
三、综合题
21．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______．
22．O为支点的轻质杠杆原处于水平静止
（1）在杠杆左边某处挂上的钩码，在另一处施加力F，图甲、乙、丙三个情景中可以使杠杆仍处于水平静止的是图______（选填编号）
（2）如图丁，分别在杠杆上的A、B两点施加力、，使杠杆水平静止，测得与的大小相等（F2未画出）．
①画出的力臂
( )
②F2的力臂l2______l1 （选填“”、“”、“” ）
23．如图甲所示为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，现处于水平静止状态，OA=0.3m，OB=0.15m，G1=3N，杠杆自身重力和摩擦不计．
如图乙所示，松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到哪个位置悬挂？请在图中作图确定悬挂点并标明G2大小．
24．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.
25．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏．当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安．
(1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)．
(2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％) _________．
26．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．C
【详解】
A．旗杆顶端的滑轮是定滑轮，作用是改变拉力的方向，故A正确，不符合题意；
B．齿轮是轮轴，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，能省力，故B正确，不符合题意；
C．剪指甲时，指甲刀上方金属片是省力杠杆，动力臂大于阻力臂，故C错误，符合题意；
D．盘山公路实质是一个斜面，能省力，却费距离，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
设两个物体的重力均为G，则绳子受到的拉力为
动滑轮受到两根绳子向上的拉力F，B对动滑轮的向下的拉力大小为G，所以
故动滑轮会向上运动，即B上升，则A下降。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．A
【详解】
学校旗杆顶装有定滑轮，定滑轮实质是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，但能改变力的方向。
故选A。
4．D
【详解】
A图中滑轮组的绳子股数n=2，不计机械自重和摩擦时的拉力为；B图中滑轮组的绳子股数n =3，不计机械自重和摩擦时的拉力为；C图中滑轮为动滑轮，作用力作用在滑轮上，此时的拉力为F=2G；D图中由杠杆平衡条件可知
OA∶OB=OC∶OD=1m∶(1m+3m)=1∶4
F×OB=G×OA
F=×G=G
综上所述，使用杠杆时的动力最小，故D符合题意
故选D
5．C
【详解】
升旗时，旗杆顶端的机械必须满足可以改变力的方向；
A．运用杠杆虽然有时也可以改变力的方向，但是旗杆顶端安装使用不方便，故A不符合题意；
B．动滑轮可以省力，但是无法实现改变力的方向的目的，故B不符合题意；
C．定滑轮可以实现改变力的方向的目的，故C符合题意；
D．根据题意，安装斜面无法实现改变力的方向升旗的目的，故D不符合题意。
故选C。
6．A
【详解】
由图可知，动滑轮组中n=3，物体做匀速直线运动，弹簧测力计的示数3N即为绳上的拉力，拉力绳端速度为
绳上的拉力处处相等，即作用在绳端的拉力F为3N，在1s内拉力F做功
拉力F的功率是
物体受到的拉力为
不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，物体做匀速直线运动，说明物体左侧受到的拉力等于滑动摩擦力，即水平桌面对物体A的摩擦力是
故选A。
7．C
【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。
8．B
【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。
9．B
【详解】
因滑轮自重20N，提升物体需要的拉力
由于力的作用是相互的，所以杠杆左端受到的拉力
F′＝F拉＝150N
因
OA∶OB＝3∶4
由杠杆的平衡条件得
F′×OB＝F×OA
即
故选B。
10．B
【详解】
由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中
L1＝L2
为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得
F1＝G
第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则
第三幅图是轮轴，此时的
即动力作用在轮上，此时的动力为
由此可知
F2＝F3＜F1
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11．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。
12．B
【详解】
A．有两股绳，拉力为
故A错误；
B．若物体上移0.5m，则自由端移动
故B正确；
C．顶部与定滑轮相连的绳子拉力和下面3股绳拉力以及一个定滑轮重力平衡，为
故C错误；
D．若自由端拉绳子的速度为0.2m/s，物体移动的速度为
故D错误。
故选B。
13．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。
14．D
【详解】
由图知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，绳重和摩擦不计，则拉力
乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，绳重和摩擦不计，则拉力
所以，手的拉力为F甲＞F乙 。
两幅图中的有用功都是克服物体重力做的功，设提升高度相同，由可知有用功是相同的。绳重和摩擦不计，使用定滑轮时没有做额外功，而在使用动滑轮提升重物时，要克服动滑轮重力做额外功，则乙图中做的总功更多，由机械效率公式可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，故η甲＞η乙 。
故选D。
15．C
【详解】
杠杆受到的向下拉力为
根据杠杆平衡条件得
解得
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
16． 改变力的方向 省力
【详解】
[1][2]由滑轮、立柱和轮轴组成，搬运巨型石块的机械中，滑轮是定滑轮，其作用是改变力的方向；动力在轮上，阻力在轴上，由于轮的半径大于轴的半径，即动力臂大于阻力臂，因此使用轮轴是省力的。
17． 定 改变动力的方向
【详解】
[1]旗杆顶部滑轮的轴不动，是一个定滑轮。
[2]它能改变动力的方向，但不能省力。
18． 改变用力的方向 130
【详解】
[1]旗杆顶部滑轮安装了定滑轮，使用它可以改变用力的方向，但不能省力。
[2]当此人用550N的拉力拉物体时，绳子上的拉力为550N，此时物体受到绳子向上的拉力小于物体的重力
故物体不能被拉上来，物体此时受到了绳子对物体向上拉力，地面对物体的支持力和本身的重力，由于物体处于静止状态，故受力平衡，所以，故物体受到地面的支持力
物体对水平地面的压力与物体受到地面的支持力是一对相互作用力，大小相等，则物体对水平地面的压力
19． b 可以
【详解】
[1]轴固定不动的滑轮是定滑轮，所以b图为定滑轮。
[2]轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮，a图为动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向
20．5
【详解】
根据动滑轮的特点和力的平衡知识可得
F=2G+G动
解得
21． 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．
22． 甲、丙 ＝
根据杠杆的平衡条件可知，当杠杆两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离，力和力臂的乘积大的一端下沉；力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点；确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线；从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．已知与的大小关系，根据杠杆平衡条件分析和的大小关系．
【详解】
杠杆一个格的长度为L，图甲中，左端力与力臂的乘积为，右端力与力臂的乘积为，则杠杆平衡；图乙中，由于左、右边的力都是使杠杆沿逆时针方向转动，所以杠杆不平衡，会沿逆时针方向转动；图丙中左端力与力臂的乘积为，右端力与力臂的乘积为，则杠杆平衡，故杠杆仍处于水平静止的是图甲和丙；
支点为O，从O做的垂线段就是的力臂L1，如下图所示：
杠杆水平静止，测得与的大小相等，根据可得：.
23．见解析所示
【详解】
(1)如图甲，杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件得：×OA=×OB，即：3N×0.3m=×0.15m，解得：=6N；(2)保持位置不变,即左边的力和力臂不变;不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,应该使右边的力臂不变;原来的力臂为OB,则应该移动到的位置如图所示．6N．
【点睛】
（1）杠杆在水平位置平衡，知道两边力臂、左边力的大小，利用杠杆平衡条件求右边力的大小；（2）保持位置不变，即左边的力和力臂不变；右边的力不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，右边的力臂不变，据此确定应该移动到的位置．
24． 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．
25． 增加 1×105J；65.8%
【详解】
(1)如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，应增大平衡块的重力，即增加平衡块的质量．(2)重物的重力：G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功，所以,整个过程中,起重机钢绳对重物所做的功(增加的机械能):W机＝Fh＝Gh＝5000N×20m＝1×105J；起重机匀速提升重物所用的时间：t1＝ ＝20s,整个过程中消耗的电能：W电＝UI1t1+UI2t2＝380V×18A×20s+380V×5A×8s＝1.368×105J+1.52×104J＝1.52×105J，则起重机将电能转化成机械能的效率：η＝×100%＝×100%65.8%.
【点睛】
（1）如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件进行判断．（2）知道物体的质量求出重力；当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功；已知物体升高的高度，根据W＝Fs求出钢绳对重物所做的功（增加的机械能）；把物体升高和平移过程中，都消耗电能，根据W＝UIt求出消耗的总电能；根据η＝×100%求出能量转化效率．
26． 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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