人教版八年级下12.2滑轮同步练习(有解析)

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名称 人教版八年级下12.2滑轮同步练习(有解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-04-14 11:44:18

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人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1.A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是(  )
A. B.
C. D.
2.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
3.如图所示,物重为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),拉力大小错误的是(  )
A. B. C. D.
4.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
5.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.
6.某同学探究动滑轮的特点,进行了正确操作后,将得到的数据记录在表格中,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符,面对这一事实,下列做法中最不可取的是(  )
实验次数 物重G 拉力F
1 1.0N 0.65N
2 1.5N 0.90N
3 2.0N 1.15N
A.实验失败,停止实验
B.查阅资料,了解结论的适用条件
C.改进实验条件,重新实验
D.与同学分析可能的原因
7.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.绳子自由端的拉力F为40N
B.若物体上移0.5m,则绳子自由端移动1m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
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
8.如图所示装置,同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态,不计滑轮重力及摩擦,则(  )
A.甲、乙的体积之比为 B.甲、乙的质量之比为
C.甲、乙的密度之比为 D.甲、乙的重力之比为
9.小明用如图所示的滑轮组,将重为6N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是(  )
A.小于3N B.等于2N C.大于2N D.大于3N
10.如图用5N的力F匀速提升物体,6s内绳子自由端移动了0.6m。下列说法正确的是(  )
A.物体上升速度为0.lm/s
B.拉力所做的功为1.5J
C.拉力做功的功率为0.5W
D.上升过程中,物体的动能转化为重力势能,物体的机械能守恒
11.如图,在竖直向上的力F的作用下,重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为(  )
A.20N 0.2m/s B.20N 0.8m/s C.5N 0.2m/s D.5N 0.8m/s
12.甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接,吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧,m甲=1.8kg、m乙=2kg,如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N(细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态,不计绳重和绳与滑轮的摩擦,磁性平板对其他器材无磁力作用,g取10N/kg)。下列说法正确的是(  )
A.定滑轮质量一定是0.6kg
B.甲所受拉力为22N
C.乙所受拉力的功率为2.2W
D.3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
二、填空题
13.如图所示,升国旗用的旗杆顶上安装的是______滑轮,此滑轮的好处是______。
14.如图所示,在10牛的拉力F作用下,物体匀速向上运动。若不计滑轮重及摩擦,物体重力G为_____牛。
15.如图所示,半径为0.5m的油桶外绕了几圈绳子,在绳的引出端用一水平拉力10N,使油桶在6s内沿水平地面滚动一周,则拉力移动距离s与油桶滚动距离L的比值为______;在这一过程中,拉力F的功率是______W。(π取3)
16.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)则,0~1s内,地面对物体的支持力是_______,2s~3s内,拉力F的功率是_______。
三、综合题
17.据报道,一位物理老师在动物园内,用弹簧测力计称出了一头大象的质量,在称象过程中,他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示,①他首先将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时,槽钢在水平位置平衡;②测得OB=6cm;③将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在水平位置平衡,测得OA=9m,弹簧测力计的示数为200N。
(1)步骤①的目的______
(2)计算大象的质量(g取10N/kg)( )
(3)一位学生看到后,设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连,且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计,要求挂上适当的重物后,槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时,所挂重物的总重力为多少 ( ) (不计滑轮及绳重,不计所有摩擦)
18.俯卧撑运动对发展力量素质,提高人体生理机能,发展平衡和支撑能力起着重要作用.可以改善中枢神经系统,有利于骨的坚实,关节的灵活,韧带的牢固,肌肉的粗壮及弹性,同时能加速血液循环,增大肺活量.如图所示,某同学做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆.
(1)此杠杆的支点为_______(选填 “O”、“ A”或 “B”)点.
(2)若该同学质量为50kg,那么他将身体撑起,每只手的支持力至少为________N;若他在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则他的功率至少为________W.(g=10N/kg)
(3)做俯卧撑运动时,该同学消耗的化学能_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)克服自身重所需的能量.
19.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力.为此,工程师设计了如图所示的恒拉力系统,其简化原理图如图所示.实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3,共悬挂20个水泥块.已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3,g取10N/kg.
(1)请指出图中的动滑轮、定滑轮;
(2)每个水泥块的重力是多少?
(3)滑轮组对高压线的拉力F2是多大?
20.阅读《桔槔和辘轳》,回答问题。
桔槔和辘轳
中国古代五大农书之首《齐民要术》中清楚的记载着:“井深用辘轳,井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具,如图甲所示,在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,横杆的一端用一根绳与汲器相连,另一端绑上或悬上一块重石头。这个石头不能太重,也不能太轻,太重落桶时费力,太轻提水时费力。石头到底多重呢?假设落桶与提水时人施加在绳上的力的大小均为F,只不过落桶时F方向向下,提水时F方向向上,不计桶本身重力,利用杠杆平衡条件,我们可以计算出对于等臂的桔槔,石头重G石=,也就是石头的重力是所汲水重的一半。
桔槔只能在浅水中汲水,无法满足深井汲水的需求,极大限制了农业发展。辘轳的出现,弥补了桔槔的功能缺陷,既省力,又便于深井汲水,满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求(如图乙所示)。辘轳是典型的轮轴,其结构如图丙所示,半径较大的是轮,半径较小的是轴,轮轴是能够连续转动的杠杆,支点就在转轴线上。R为轮半径,r为轴半径,F1为作用在轮上的力,F2为作用在轴上的力,当轮轴匀速转动时,有F1R=F2r,且R>r,所以F1根据上述材料,回答下列问题。
(1)与桔槔相比,辘轳的优势是______(写出一条即可);
(2)辘轳是______杠杆;(选填“省力”或“费力”)
(3)用桔槔汲水时,不计桶本身重力,设所提水重为G水,石头重为G石,动力臂为l1,阻力臂为l2,提水时人施加在绳上的力F方向向上,如果桔槔匀速转动,根据杠杆平衡条件,下列关系式符合提水情景的是______;(选填选项前的字母)
A.G水l1=G石l2 B.(G水-F)l1=G石l2 C.(G水+F)l1=G石l2
(4)使用辘轳时,若想更加省力,可以进行改进,请你列举出一条______。
21.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.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时
故拉力;
B.图B中为定滑轮提升物体,不能省力,只能改变力的方向,绳端拉力;
C.图C中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有2段绳子承载,自由端拉力;
D.图D中使用滑轮组提升物体,动滑轮上有3段绳子承载,自由端拉力;其中D图中自由端拉力最小。
故选D。
2.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

OA∶OB=3∶4
由杠杆的平衡条件得
F′×OB=F×OA

故选B。
3.C
【详解】
A.由图像可知l1=l2,由杠杆平衡条件可得F1=G,故正确,不符合题意;
B.由图像可知滑轮组n=3,则,故正确,不符合题意;
C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则,故错误,符合题意;
D.不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh,即,故正确,不符合题意。
故选C。
4.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。
5.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。
6.A
【详解】
课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论是在不考虑动滑轮重力、不考虑绳与滑轮摩擦的情况下得出的,在实际的实验中应当考虑动两个因素对结果的影响,故最不可取的是“实验失败,停止实验”,其它三个选项是可取的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.B
【详解】
A.由图知道,绳子的有效段数n=2,因为考虑动滑轮的重,而不考虑摩擦力,自由端拉力
故A错误;
B.由于绳子的有效段数n=2,故绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×0.5m=1m
故B正确;
C.使用滑轮组省力的同时,不能省距离,故C错误;
D.绳子自由端移动的速度与物体移动速度的关系为
v绳=nv物
若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,则物体上升速度为
故D 错误。
故选B。
8.D
【详解】
对木块乙受力分析可知,其受到重力和拉力,即二力平衡;对左侧滑轮和木块甲整体受力分析,受到两段绳子向上的拉力和甲的重力,即三力平衡,则有
根据可知,甲乙的质量之比为
因为甲、乙木块为同种材质,所以密度相同,根据可知,甲、乙的体积之比为
故选D。
9.D
【详解】
由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数n=2,因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内,所以实际拉力
故D符合题意。
故选D。
10.C
【详解】
A.绳子移动的速度
由图可知,n=2,由此可知物体上升的速度
故A错误;
B.拉力所做的功
故B错误;
C.拉力的功率
故C正确;
D.上升过程中物体的动能不变,重力势能增大,机械能增大,故D错误。
故选C。
11.A
【详解】
由图可知,该滑轮是动滑轮,当重物A上升速度为0.4m/s时,滑轮上升速度应该是物体速度的一半,即v=0.2m/s;此时拉力应该是物重的2倍,因此拉力为
F=2G=2×10N=20N
故选A。
12.C
【详解】
AB.由题意知,甲向下匀速直线运动,则乙向上匀速直线运动,甲的受力为:竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力,那么甲所受拉力即绳子端的拉力
F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N
乙的受力为:竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力,那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力
F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N
那么在不计绳重及时,动滑轮的重力
动滑轮的质量
但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量,所以无法确定其质量,故AB错误;
C.甲的速度为0.2m/s,则乙的速度
那么乙所受拉力的功率
P=F乙v乙 =22N×0.1m/s=2.2W
故C正确;
D.3s内,甲、乙通过的路程分别为
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m
甲、乙克服摩擦力所做的功分别为
W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4J
W乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J
所以
W甲>W乙
故D错误。
故选C。
13. 定 改变力的方向
【详解】
[1][2]旗杆顶端的滑轮为定滑轮,不能省力,但可用来改变用力方向。
14.20
【详解】
不计滑轮重与摩擦时,动滑轮可省一半的力,拉力大小为
F=G
物体重力
G=2F=2×10N=20N
15. 2 10
【详解】
[1]油桶在地面上滚动时形成一个动滑轮,当油桶转动一周时,油桶通过的距离为2πR,作用在油桶上的力,正好移动了两周的距离,即4πR,拉力移动距离s与油桶滚动距离L的比值为
[2]力F所做的功
W=Fs=F×4πR=10N×4×3×0.5m=60J
拉力F的功率
=10W
16. 30N 300W
【详解】
[1]由图甲、乙知,0~1s内,滑轮组绳子自由端的拉力F1=30N,物体处于静止状态;1~2s内,绳子自由端的拉力F2=50N,物体做加速运动;2~3s内,绳子自由端的拉力F3=40N,物体匀速直线运动,不计绳重和绳与轮之间的摩擦,而承重绳子为3根,所以有

解得,动滑轮的重力G动=20N。那么0~1s内,绳子对物体的拉力
F拉=3F1-G动=3×30N-20N=70N
物体此时受到竖直向下的重力和绳子拉力、地面对物体的支持力的作用处于平衡状态。所以地面对物体的支持力
F支=G物-F拉=100N-70N=30N
[2]由图丙知,2~3s内物体通过的高度
h=3.75m-1.25m=2.5m
则绳子端移动的距离
s=3h=3×2.5m=7.5m
拉力做功为
W=F3s=40N×7.5m=300J
拉力的功率
17. 见解析 3×103kg 400N
【详解】
(1)[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响,便于测量力臂。
(2)[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
(3)[3]由图2可知,穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的,所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的,滑轮组的动滑轮绕2段绳,如图所示:
不计滑轮及绳重,不计所有摩擦,由题意可知A端的拉力是200N,定滑轮不省力,穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N,所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
18. O 150 60 大于
【详解】
(1)由图可知,此杠杆的支点为O点.
(2)该同学质量为50kg,重为:,
根据杠杆平衡条件得:
解得B点的力应为:,
因为两只手着地,所以每只手的支持力至少为150N;
每次肩部上升的距离均为0.4m,则重心上升的高度为:
,;
他在1min内做了30个俯卧撑,做功为:
所以他的功率至少为:

(3)做俯卧撑运动时,消耗了身体内的化学能,获得了机械能,转化中有一部分能量会克服关节等处的摩擦力做功,所以该同学消耗的化学能大于克服自身重所需的能量.
19.(1)图中C是动滑轮,A、B是定滑轮. (2)390N ;(3)23400N
【详解】
(1)图中C是动滑轮,A、B是定滑轮.
(2)每个水泥块质量 m1=1.5×10-2m3×2.6×103kg/m3=39kg
每个水泥块的重为G="mg=39kg×10N/kg=390N" (3)水泥块对钢丝绳的拉力为 F1=20G=7800N
由图可知,动滑轮由3段绳子承担,所以滑轮组对高压输电线的拉力为
F2=3F1=7800N×3=23400N
思路分析:要看清楚滑轮的个数以及类型是解决本题的关键所在.
试题点评:本题要求学生有较强的综合应用能力,所涉及的知识点比较多.
20. 便于深井汲水 省力 B 让轮半径大一些或轴半径小一些
【详解】
(1)[1]由题意知,辘轳既省力又便于深井汲水。
(2)[2]由题意知,辘轳的动力作用在轮上,阻力作用在轴上,用轮半径R大于轴半径r,所以是省力杠杆。
(3)[3]桔槔提水时,拉力F使杠杆逆时针转动,石头对杠杆的拉力也是使杠杆逆时针转动,水对杠杆的拉力使杠杆顺时针转动,那么令桔槔顺时针转动的力为
F2=G水-F
而提水时,杠杆匀速转动,据杠杆的平衡条件有
G石l2=(G水-F)l1
所以B选项符合题意。
(4)[4]辘轳是省力杠杆,为了更省力,可以让动力臂更长一些或阻力臂更短一些,即让轮半径大一些,或轴半径小一小。
21. 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.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页