人教版八年级下12.2滑轮同步练习（含解析）

人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．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F1、F2、F3的大小关系是（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F2＜F1＜F3 C．F1＜F3＜F2 D．F2＜F3＜F1
2．在你学过的简单机械里，通常情况下省费力情况可以根据使用需要而选择的机械是（ ）
A．杠杆 B．定滑轮 C．动滑轮 D．滑轮组
3．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
4．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
5．如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（ ）
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A．①④ B．①② C．①③ D．②④
6．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
7．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
8．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．
9．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
10．如图，用相同滑轮组装成甲、乙两种装置，用相等拉力F分别匀速提升重为G1=56N、G2=36N的两个物体，不计绳重和摩擦，则每个动滑轮的重力为（　　）
A．2N B．4N C．8N D．10N
11．如图所示是使用不同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F最大的是（　　）
A． B． C． D．
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
13．两个滑轮组合后匀速提升重20N的物体，如图所示，其中A是 ________滑轮；若不计摩擦和滑轮重，的大小为 ________N；要使重物上升1m，绳子自由端应拉下 _________m。
14．如图甲所示漫画说明______；图乙是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是______能转化为______能。
15．如图所示，物体A的重力为20牛，滑轮重力为2牛，弹簧测力计的示数为24牛。则物体B的重力为_________牛，物体A对地面的压力为_________牛，物体A的重力势能_______B物体的重力势能（填“大于”、“小于”、或“等于”）。
16．如图所示，分别利用甲，乙两滑轮匀速提起两个重物，图中使用甲滑轮的好处是 ___________。其中乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高 ___________m；不计滑轮和绳子的重力及摩擦，若拉力F1=F2，则G1___________G2（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
三、综合题
17．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心．
（1）请你通过计算，解释衣架倒下来的原因．
（2）为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径，请你再说出一种其他方法．
18．2014年全面施工的龙岩大桥建成后，将超过法国的本艾因大桥成为世界上最重的转体结构大桥，其效果图如图所示．高架桥限60km/h，主桥长340m，引桥总长1449m．
（1）若轿车在正桥水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）轿车的总重，其解释原理是气体的流速越大的地方，气体的压强就越_____．
（2）为监控龙岩大桥上行驶的车辆是否超速，可以在桥面布点安装工作原理如图所示的传感电路．传感器A、B采集车辆经过它们正上方时的时间间隔t给计算机系统进行处理，若超速，则启动违章拍照．若L0=10m，试计算t小于多少秒时，系统启动架设在桥面上方的照相机C对超速车辆拍照_______________．
（3）若轿车以80kW的恒定功率通过一侧引桥用时50s，则轿车通过该引桥时所做的功是多少焦耳？_______________
（4）物理学中常把实际的研究对象抽象为“物理模型”，引桥可以看作是斜面机械模型．如图所示，若斜面的高度H一定，斜面的长度L可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，L越长，F越小_______________．
19．一根绳子最多承受300N的拉力，现要用它吊起质量是70 kg的物体．
（1）请设计用最少的滑轮组成的滑轮组吊起此物体，画出其绕线方式，滑轮及绳重、摩擦不计．
（2）若物体被提高3m，每个滑轮质量是2kg，绳重、摩擦不计，（g=10N/kg）试求：
（a）提起物体所用的力是多少？ （b）绳端移动的距离是多少？
20．(1)杠杆平衡条件的表达式为： __________ 。在验证杠杆平衡条件的实验过程中，保持阻力、阻力臂不变。在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂l1的数据，并利用实验数据绘制了l1与F1的关系图象，如图1所示请根据图象推算，当l1为0.6m时， F1为 _______ N。当杠杠如图2处于静止状态，在图2中作出阻力F2的示意图和阻力臂l2。 ( ) 若杠杠每小格长度相等，此时杠杆属于杠杆 ________ (选填“等臂”、“省力”或“费力”)，你判断的依据是： _______________ 。
(2)手摇晾衣架利用了全部滑轮，组成了滑轮组(如图所示，部分绕线未画出)。当人用力转动滚轮10s，滚轮绕进了长4m的钢丝线，使40N的衣架横梁匀速水平上升了1m，已知此装置的机械效率为80%，求：①人对摇柄做功的功率是 _______ 。②按题意将滑轮组中未绕的钢丝线用笔划线画出。 ( )
21．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
根据题意，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。在第一个图中，物体和拉力的作用点到支点的距离相等，根据杠杆的平衡条件，可得；在第二个图中承担物重的绳子是3股，即n=3，根据滑轮组的特点可得；在第三个图中，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则；所以根据分析可知拉力F1、F2、F3的大小为：F2＜F1＜F3，故ACD不符合题意，B选项符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
A．因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以杠杆可省力也可费力，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，也不省力也不费力，故B不符合题意；
C．动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以是省力机械，故C不符合题意；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，是既省力又能改变力的方向的装置，所以是省力机械，故D不符合题意。
故选A。
3．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。
4．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。
5．A
【详解】
①②弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f＝F拉＝20N
方向与物体运动方向相反，即水平向右；故①正确，②错误；
③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，则拉力的大小为
F＝2F示＝2×20N＝40N
由图知，n＝2，且拉力F作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度
v拉力端＝v＝×0.2m/s＝0.1m/s
拉力的功率为
P＝Fv拉力端＝40N×0.1m/s＝4W
故③错误；
④M受到的重力与地面对M的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故④正确；
综上可知，只有①④正确。
故选A。
6．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。
7．D
【详解】
A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
8．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。
9．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。
10．B
【详解】
由图甲可知，n=3，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=3F-G1①
由图乙可知，n=2，不计绳重和摩擦，根据
可得
G动=2F-G2②
则
3F-G1=2F-G2
代入数据
F=G1-G2=56N-36N=20N
F=20N代入①，可得
G动=3F-G1=3×20N-56N=4N
故选B。
11．A
【详解】
不计机械自重和摩擦，即在理想状态下比较动力的大小。
A．这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轮轴，此时拉力
F1＝G+G=2G
B．图示是一个定滑轮，则拉力
F1＝G
C．绳子的有效段数为3，绳子自由端的拉力
D．图中为斜面，使用任何机械不能省功，根据Fs=Gh有
F1×2m＝G×1m
可得
F1＝G
比较所用动力的大小，可知选项A中动力最大，故A符合题意，BCD不符合题意。
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 10 2
【详解】
[1]由图可知，滑轮A的轴固定不动，故滑轮A是定滑轮。
[2]由图可知
若不计摩擦和滑轮重，的大小为
[3]要使重物上升1m，绳自由端移动的距离为
14． 使用滑轮组可以省力 弹性势 动
【详解】
[1]从甲图可以看出：使用滑轮组可以很容易把两个人拉动，说明使用滑轮组可以省力。
[2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
15． 11 9 小于
【详解】
[1]首先对物体B分析，受到重力和绳子拉力，因为B处于静止状态，因此绳子拉力等于B的重力，即
然后再对滑轮分析，向下受到滑轮自身重力和两股绳子的拉力，向上受到弹簧测力计的拉力，因为滑轮也处于静止状态，因此
带入数据
解得
[2]对A分析，向上受到地面的支持力和绳子拉力，向下受到自身重力，所以
带入数据
解得
根据相互作用力原理，A对地面的压力也等于9N。
[3]因为A在地面上，默认重力势能为0，而B比A高，因此A的重力势能比B小。
16． 可以改变作用力方向 2 小于
（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
（2）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离。
【详解】
如图所示甲为定滑轮，乙为动滑轮。
[1]图中使用甲滑轮的好处是，可以改变作用力方向。
[2]动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力多费1倍距离，乙滑轮的自由端F2上升4m，则物体升高2m。
[3]定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故
F1=G1
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，故
则
G2=2F2
故
G117．（1）因为F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm，所以，F1L1>F2L2，故衣架倾倒．
（2）减小挂衣钩的长度（或“在对侧挂衣钩挂物件”“ 圆盘底座换用大理石等更重的材质”）
【详解】
（1）可把衣架看做杠杆，支点在圆底盘的圆周上，动力臂为为
25cm-15cm=10cm
阻力臂为圆的半径15cm．因为
F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm
所以
F1L1>F2L2
故衣架倾倒。
（2）为了防止衣架倒下来，从减小动力或动力臂，增大阻力和阻力臂来考虑。
18． 小于 小 0.6s 4×106J 见解析
【详解】
（1）轿车在快速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，由于气体在流速大的地方压强小，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力；
（2）车速不能超过60km/h，则，，即：时间间隔应小于0.6s，即可启动违章拍照．
（3）轿车通过该引桥时所做的功为：W=Pt=80×1000W×50s=4×106J．
（4）推导：总功为：W总=FL，有用功为：W有用=GH，
在不计摩擦的情况下，W总=W有用，即：FL=GH，则，
由此可知：当G、H一定时，L越大，F就越小．
19．（1）3股绳子作用在动滑轮上 1动1定 向上拉 （2）（a）240N， （b）9m
【详解】
（1）根据题意知道需要吊起的物体的重力是G=mg=70kg×10N/kg=700N，而一根绳子最多承受300N的拉力，由于还要包括滑轮的重力，故应用三根绳子承担总物重，再结合用最少的滑轮组成的滑轮组，故绕法如图：
（2）（a）因为有3根绳子承担物重所以提起物体所用的力是F=（G轮 +G物 ）/3=（700N+2kg×10N/kg）/3=240N；
（b）物体被提高3m，所以绳端移动的距离是s=3h=3×3m=9m．
20． F1L1=F2L2 0.5 等臂 动力臂等于阻力臂 5W
【详解】
(1)[1]杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，可写作F1l1=F2l2。
[2]由图可知，当F1=3N时，l1=0.1m；由于此题中的阻力和阻力臂不变，根据F1l1=F2l2可知，利用图象中任意一组数据都能得出
F1l1=F2l2=0.1m×3N=0.3N m
所以，若当l1为0.6m时
=0.5N
[3]阻力F2的是重物G对杠杆的拉力，从O点做F2的作用线的垂线段，垂线段的长即为阻力臂l2，如图所示：
[4][5]一格长度相等，此时动力臂和阻力臂都是6格，动力臂等于阻力臂，所以杠杆是等臂杠杆。
(2)①[6]有用功
W有用=Gh=40N×1m=40J
总功
W总==50J
人对摇柄做功的功率
=5W
②[7]动滑轮上绳子段数
段
则绳子的固定端应从定滑轮上开始缠绕，如图：
21． 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．
答案第1页，共2页
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