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．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
2．如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
3．利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（　　）
A．竖直匀速提升0.5N的钩码 B．竖直匀速提升1.0N的钩码
C．竖直匀速提升1.5N的钩码 D．竖直匀速提升2.0N的钩码
4．如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（　　）
A．FAFB>FC C．FA=FB5．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
6．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．
7．在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组能省功
8．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
9．用如图所示的四种方式匀连提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（　　）
A． B．
C． D．
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．
11．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
12．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
13．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
14．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
15．下列工具在使用过程中，一定不能省力的是（　　）
A．撬棒 B．定滑轮 C．动滑轮 D．滑轮组
二、填空题
16．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。
17．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”）
18．小明的爸爸驾驶汽车时，不小心陷进了泥潭中，小明设计了如图甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，两种方法中，更合理的是________的安装方法，因为这种安装方法具有_________的优点。
19．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。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中定滑轮的作用是______；不计滑轮和钢绳自重及摩擦，若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N，则坠砣受到的总重力为______N，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）。
20．如图所示，动滑轮重 20N，所吊重物 B 重 80N，物体 A 重 240N，此时物体 B 恰好以 1m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求：
（1）水平面对物体 A 的摩擦力是_______N；
（2）若将重为 40N 的物体 C 悬挂于物体 B 的下方，现要使物体 B 和物体 C 一起恰好以 2m/s的速度匀速上升，则要对物体 A 施加水平向右拉力 F 的功率为_______W。
三、综合题
21．“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤．当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力．为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验．如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点．将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据，如下表：
低头角度θ/° 0 15 30 45 60
细线拉力F/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0
（1）设头颅质量为8kg，OA长14cm，OB长4cm．当低头角度为30°时，颈部肌肉实际承受的拉力是_____N．
（2）在图乙中画出细线拉力的示意图．
( )
（3）低头角度越大，颈部肌肉的拉力_____．
（4）请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：_____．
22．图是某型号马桶的水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，器壁的厚度忽略不计.浮子与细杆AB相连，杆的B端与细杆BC相连，C端装有塞子，BC可绕O点旋转，BO：CO=5：3，当水箱的进水孔进水时，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，浮子通过AB带动BC旋转到水平位置， 当水位继续上升到一定高度时，塞子压住进水孔，停止进水，不计浮子、细杆的质量和摩擦.
（1）作用在B端的力为动力，则杠杆BOC为_____杠杆（选填“省力”或“费力〃）.
（2）当水面接触到浮子下端，水位继续上升时，浮子内封闭的空气的体积______，压强______（均选填“变大”、"变小"或"不变"）．
（3）停止进水时，若C端的塞子受到进水管内水的压力为5N，则浮子对BC杆的拉力为______N.
（4）当进水管内的水压变小时，冲水后重新进水，最终浮子所受的浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.
（5）当进水管内的水压过大时，水会从水箱溢出，从装置的结构方面优化，解决此问题的方法可以是_____（只填一种）．
23．如图所示，将一根质量均匀的铁棒按4:3的比例折成直角后，一端用绞链固定在墙上，铁棒能绕O点转动，此棒重70N，若要保持此棒在图示位置平衡，请在图中画出加在A端的最小动力的示意图．
( )
24．力对物体转动的影响，不仅跟力的大小有关，还跟力和转动轴之间的距离(由力的方向和作用点决定)有关．力越大，力到转动轴的距离越大，力使物体转动的作用效果越明显．从转动轴到力的作用线的距离，叫力臂；力和力臂的乘积叫力矩，用M表示，M=F×L．力矩的单位是N m．
(1)如图甲是力F作用在水平杠杠上的示意图．OB的长度为L，力F与OB的夹角为30°，请在图中画出F的力臂，并推导出力F的力矩表达式．
(2)如图乙是摩擦传动的示意图，主动轮半径为0.04m，从动轮半径为0.12m，它们接触位置相互摩擦力的大小是50N，则这一对摩擦力对主动轮和从动轮的转轴的力矩分别为多少？
25．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“”、“”、“” ）
26．（1）如图所示，物体A静止在斜面上，请画出A所受重力G的示意图； ______
（2）如图所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆B点。请画出拉力F对支点O的力臂L；______
（3）请组装如图所示滑轮组，达成通过向下拉绳子用滑轮组来提升重物； ______
（4）如图所示，弹簧测力计的示数为 ______N。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为
所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。
故选C。
3．A
【详解】
使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为
F＝(G+G动)
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明使用动滑轮能省力；因为动滑轮重0.5N，所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。
故选A。
4．D
【详解】
定滑轮是一个等臂杠杆，不能省力，但能改变力的方向，所以三个方向的拉力都等于重物的重力。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．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。
6．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
7．C
【详解】
A．由图知，n=2，物体上升的高度h=2m，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4 m
即绳子自由端被拉下了4m，故A错误；
BC．图中滑轮组可以省力但费距离，故B错误、C正确；
D．使用任何机械都不省功，D错误。
故选C。
8．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。
9．A
【详解】
设物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则没有额外功。选项A中为动滑轮，拉力F1=2G；选项B中为定滑轮，拉力F2=G；选项C中滑轮组有效绳子段数n=3，则拉力F3= ；选项D中有用功等于总功，斜面长为高的2倍，则
W有=W总
Gh=F4s
Gh=F4×2h
解得F4=。综上分析可知，F1最大、最费力。
故选A。
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．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。
12．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。
13．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。
14．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。
15．B
【详解】
A．撬棒在使用过程中动力臂大于阻力臂，可以省力，故A不符合题意；
B．定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，故B符合题意；
C．动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，能省力，故C不符合题意；
D．使用滑轮组可以省力，也可以改变用力方向，故D不符合题意。
故选B。
16． 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。
17．三
【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：
18． 乙 省力
【详解】
[1][2]由图得，甲图是定滑轮，拉力等于车受到的摩擦力大小；乙图是动滑轮，拉力等于车受到的摩擦力大小的一半，因此乙图的拉法更省力、更合理。
19． 改变力的方向 5000 15
【详解】
[1]定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力，只能改变力的方向。
[2]滑轮组绳子股数n=2，输电线A端受到的拉力大小为1×104N，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，则坠砣受到的总重力为
G==5000N
[3]滑轮组绳子股数n=2，坠砣串下降30cm，则输电线A端向左移动的距离为
s'==15cm
20． 50 480
【详解】
（1）[1]由图知，滑轮组绳子的有效段数
n＝2
不计绳重和滑轮组内部的摩擦，当物体B匀速下降时，作用在绳子自由端的拉力
F拉＝×（GB+G动）＝×（80N+20N）＝50N
物体A做匀速直线运动，根据二力平衡的条件，物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小
f＝F拉＝50N
（2）[2]当物体B、C匀速上升时，绳子上的拉力
F拉′＝×（GB+GC+G动）＝×（80N+40N+20N）＝70N
对物体A进行受力分析可知，物体A受到水平向左绳子的拉力、摩擦力以及水平向右的拉力，因压力和接触面粗糙程度不变，当物体匀速上升时，物体A受到的摩擦力50N始终不变，根据力的平衡，则对物体A施加水平向右的拉力
F＝F拉′+f＝70N+50N＝120N
物体A向右运动的速度
v＝2vB＝2×2m/s＝4m/s
拉力F的功率
21． 112 越大 尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）
【详解】
（1）由表格中数据知，当低头角度为30°时，若m＝1kg，细线的拉力为14N；
若m＝8kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F＝8×14N＝112N；
（2）由题意知，细线拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示：
（3）图乙中，F的力臂为OB，做出乙图中G的力臂LG，如图所示：
根据杠杆的平衡条件可得：G LG＝F LF，则，人低头的角度越大，sinθ越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大；
（4）要预防和延缓颈椎损伤，可尽量减小低头的角度，不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等．
22． 省力 变小 变大 3 变小 将浮子的下端封闭（或更换更大直径的浮子、将支点O右移）
【详解】
第一空．作用在B端的力为动力，因为BO：CO=5：3，即动力臂大于阻力臂，所以杠杆BOC为省力杠杆；
第二空．当水面接触到浮子下端，水位继续上升时，浮子内封闭的空气受到水向上的压强，所以其体积会变小；
第三空．因为浮子内封闭的空气质量不变，体积减小时，根据一定质量的气体压强与体积的关系知，这部分气体压强会变大；
第四空．停止进水时，若C端的塞子受到进水管内水的压力为5N，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：
F1×BO=5N×CO，则浮子对BC杆的拉力为：；
第五空．当进水管内的水压变小时，即对杠杆C端的压力变小，此时杠杆仍然平衡，而动力臂和阻力臂都不变，所以B端的拉力也变小，又因为B端的拉力是由浮子的浮力产生的，所以最终浮子所受的浮力变小；
第六空．当进水管内的水压过大时，水会从水箱溢出，解决办法一：浮子产生的拉力小，即浮子受到水的浮力小，要增大浮力可以将浮子的下端也封闭，或更换更大直径的浮子．解决办法二：从杠杆平衡原理分析，可以将支点O右移，这样在不更换浮子的情况下，即B端相同拉力情况下，C端向下压力更大，也可以达到目的．
23．
【详解】
由图知道，当在A端施力F时，且F的方向与OA垂直时，动力臂最大，此时最省力；由杠杆平衡的条件知道，要使杠杆平衡，动力方向应向上，据此可画出最小的动力，由于铁棒按4：3的比例折成直角后，此时力与OA垂直，力F最小， =5，此棒重70N，则OB部分和BA部分的重力分别是：GOB=×70N=40N，GBA=×70N=30N，由杠杆平衡条件知道，GOB×OB+ GAB×OB= F×OA，解得F=40N，即加在A端的最小动力的示意图如下：
24．(1)
M=1/2 FL
(2)主动轮：M=FL=50N×0.04m=2N M 从动轮：M=FL=50N×0.12m=6N M
【详解】
(1)延长拉力作用线F，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂，如图：
；
由于力F与OB的夹角为30°，根据数学知识可知，F的力臂的长度为L，
F的力矩表达式为：
M=FL；
(2)力和力臂的乘积叫力矩，则主动轮的力矩：
M=FL=50N×0.04m=2N M；
从动轮的力矩为：
M=FL=50N×0.12m=6N M．
25． 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：.
26． 1.4
【详解】
（1）[1]物体A受到的重力方向竖直向下，作用点画在物体A的重心上，如图所示：
（2）[2]O点为杠杆的支点，从O点作垂直于F作用线的垂线段即为F对支点O的力臂l，如图所示：
（3）[3]由于向下拉绳子提升重物，所以手拉绳子的端开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩，如图所示：
（4）[4]如图所示，弹簧测力计上，最大示数是5N，所以其量程为0~5N；1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即弹簧测力计的分度值为02N ，所以弹簧测力计的示数为1.4N。
答案第1页，共2页
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