北师大版八年级下 9.2 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.F3<F2<F1 C.F2<F1<F3 D.F2<F3<F1
2.如图所示,几位同学利用滑轮设计了下列四种匀速提升同一重物的方法。不计动滑轮重和摩擦,其中最省力的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置,书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克,不考虑摩擦和绳重,则两小球匀速移动时,小球B的质量可能为( )
A.14克 B.12克 C.10克 D.8克
4.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
5.小华用重为的滑轮匀速提升重为的物体,不计绳重及摩擦,则小华所用拉力的可能值是( )
A. B. C. D.
6.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
7.下列关于定滑轮的说法正确的是( )
A.使用定滑轮可以省距离 B.使用定滑轮可以省力
C.使用定滑轮可以改变拉力方向 D.使用定滑轮可以省功
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.功率一定的拖拉机在山区的公路盘山而上,行驶速度比在平直公路上慢,车辆“沿着盘山公路向上行驶”且“行驶速度很慢”的目的是( )
A.前者是为了省功,后者是为了省时间
B.前者是为了省时间,后者是为了省功
C.前者是为了省力,后者是为了增大牵引力
D.前者是为了增大牵引力,后者是为了省力
10.如图,两个滑轮组,提升一个重为17N的物体A(每个滑轮重相同),使物体A在2s内拉升了20cm,拉力如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲中,绳端移动的距离为60cm B.乙中,拉力的功率为1.7W
C.甲中,动滑轮由两根绳子吊着 D.乙中,动滑轮的重力为2N
二、填空题
11.如图所示,小芳同学用图中所示的滑轮装置,分别用力竖直匀速提升重210N的物体,不计滑轮重、绳重和摩擦。能改变力的方向的是图 _____,拉力F丙=_____N。
12.如图所示,是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验,该实验说明了使用滑轮组能 _____。
13.如图甲所示,升旗时,旗杆顶端装置是______(定/动)滑轮,使用它的作用是______。如图乙所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来。有三支相同的蜡烛,在B端放一支,在AO的中点C放两支,将三支蜡烛同时点燃,他们的燃烧速度相同,在燃烧过程中,直尺将______(A端上升/B端上升/始终保持平衡)。
14.如图所示,滑轮_____可以看作等臂杠杆(选填“A”或“B”);若物体所受重力均为20 牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为_____牛,力F2的大小为_____牛。若物体上升高度为2米,则绳子自由端上升高度sA=_____米,sB=_____米。
15.旗杆顶端装有______(定/动)滑轮,利用它来升国旗的作用是可以______(省力/省距离/改变施力的方向);当国旗缓缓上升10m时,旗手向下的拉力移动的距离为______m。
三、综合题
16.动滑轮实质上是一个杠杆,O点可看成是这个杠杆的支点,如图所示是利用动滑轮匀速提升重为G的重物的示意图.
(1)请画出动力F与阻力F'的力臂;
(2)如果动滑轮自重、绳重及摩擦不计,则当拉力F的方向竖直向上时,求F与G的关系.
17.如图所示,一个边长为80cm的正方体重640N,放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。求:
(1)人还没有用力拉之前,重物对地面的压强是多大?
(2)要想使人所用的拉力最小,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
18.重为200N的物体静止在水平地面上.小刚用如图所示的动滑轮将物体匀速竖直提升3m,已知动滑轮重50N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦.
(1)求小刚作用在绳上的拉力F;______
(2)求该动滑轮的机械效率;_________
(3)小明认为,只需要再添一个定滑轮就可以用向下的力提升重物.请用笔画线代替绳子,在如图中画出滑轮组的绕绳方式.
( )
19.(1)小明想用弹簧测力计测量一木块所受重力的大小。测量前小明观察弹簧测力计,发现指针指在图甲所示的位置,他应先___________后再测量,此弹簧测力计的量程是___________。由图乙可知此木块的重力是___________N。
(2)如图所示,请你根据要求完成下列作图:
①画出拉力F的力臂l;
②画出物体B所受重力的示意图。
( )
(3)小明要向下拉绳将重物提升,请你画出图中滑轮组的绕绳方法。( )
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
第一图中,为等臂杠杆,根据杠杆平衡条件知
第二图中,3段绳子与动滑轮接触,有
第三图中,为动滑轮,但动力作用在轴上,所以拉力是物重的2倍,即
有
故ABD错误,不符合题意;C正确,符合题意。
故选C。
2.C
【详解】
A.由图中可知,动滑轮上有两股绳子承重,故绳子自由端的拉力F等于物重G的二分之一;
B.由图中可知,该滑轮为定滑轮,故此时绳子的拉力F等于物重G;
C.由图中可知,此时动滑轮上有三股绳子承重,故此时绳子自由端的拉力F等于物重G的三分之一;
D.由图中可知,此时动滑轮上有两股绳子承重,故此时绳子自由端的拉力F等于物重G的二分之一。
由以上分析可知,C中绳子拉力最小,即C中最省力。
故选C。
3.D
【详解】
不考虑摩擦和绳重,定滑轮即不省力又不省距离,则绳子对A的拉力等于B的重力,由于使用斜面能省力,则拉A的力应小于A的重力,则B的重力小于A的重力,即B的质量小于A的质量。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.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。
5.B
【详解】
若竖直向上拉动绳子的自由端,匀速提升重物,此时绳子的拉力为
现在斜拉提升物体,拉力的大小大于50N,故B正确。
故选B。
6.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。
7.C
【详解】
定滑轮是一个等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向,故ABD错误,C正确。
故选C。
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.C
【详解】
A.沿着盘山公路向上行驶是为了省力,因为斜面省力,而行驶速度慢,路程一定时,时间长,故绝对不是省时间,故A不符合题意;
B.斜面为了省力,任何机械不省功,故B不符合题意;
CD.前者是为了省力,根据可知,功率一定,速度小,才能增大牵引力,故后者是为了增大牵引力,故C符合题意;故D不符合题意。
故选C。
10.A
【详解】
AC.从甲图可以看到,在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线,虚线往下,有三条绳子吊着动滑轮,即甲中,动滑轮由三根绳子吊着,故C错误;再由题意可知,物体A在2s内拉升了20cm,三条绳子吊着动滑轮,则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍,即
甲中,绳端移动的距离为60cm,故A正确;
B.从乙图可以看到,绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮,则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍,即
相同的时间2s,那么乙图中绳端移动的速度
根据可知,乙中拉力的功率
乙中拉力的功率是1.8W;故B错误;
D.从乙图可以看到,绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮,设动滑轮的重力,物体A的重力是17N,则
代入数据可得
解得
乙中,动滑轮的重力为1N;故D错误。
故选A。
11. 甲 70
【详解】
[1]若不使用机械而直接提起重物,拉力向上,如图,甲为定滑轮,拉力方向向下,乙为动滑轮,拉力方向向下,丙为滑轮组,拉力方向向上,所以能改变力的方向的是图甲。
[2]图丙中动滑轮一共有三根绳子承担重力,n=3,计滑轮重、绳重和摩擦,拉力大小为
12.省力
【详解】
用绳和木棍的组合相当于一个滑轮组,手所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端,当用相当大的力将木棍向两边拉时,用很小的力拉绳子就可以使装置保持静止。该现象表明使用滑轮组可以省力。
13. 定 改变用力方向 始终保持平衡
(1)定滑轮的本质是等臂杠杆,既不省力也不费力,但是可以改变力的方向;
(2)在本题中由于蜡烛对直尺的重力作用,故而构成了一个杠杆,蜡烛对直尺的作用力等于蜡烛的重力,由于杠杆是在水平方向平衡,故而力臂的长度则等于蜡烛距离O点的距离,然后结合杠杆平衡的条件可以求解。
【详解】
[1][2]旗杆顶端装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮,其本质是等臂杠杆,使用它不省力,但是可以改变用力方向。
[3]设一支蜡烛的质量为m,直尺长度为L,由杠杆平衡条件可知
直尺在水平位置平衡;因为三支蜡烛同时点燃,并且燃烧速度相同,所以三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同,即
所以在燃烧过程中直尺仍能平衡。
【点睛】
本题考查定滑轮的特点和杠杆的平衡条件,是综合性的题目。
14. A 20 10 2 4
【详解】
[1] 由图可知,A的轴固定 ,为定滑轮,本质是等臂杠杆;B与物体一起上升,是动滑轮,本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。
[2] 不计摩擦,使用定滑轮不省力也不费力,故
F1=G=20N
力F1的大小为20N。
[3]不计摩擦和滑轮重力,B是动滑轮可以省一半的力,因此
F2=×20N=10N
力F2的大小为10N。
[4]A是定滑轮,若物体上升高度为2米,则绳子自由端上升高度
sA=h=2m
sA为2米。
[5]B是动滑轮, 若物体上升高度为2米,则绳子自由端上升高度
sB=2h=22m=4m
sB为4米。
15. 定 改变施力的方向
10
【详解】
[1] [2]升旗时,只需要很小的力就可以完成,要想国旗能向上运动,就需要向上的作用力,但人在地面,作用力只能向下拉,所以这里需要改变力的方向,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,故旗杆顶端安装的是定滑轮,作用是改变施力的方向。
[3]由于定滑轮不省力也不费力,所以即不省距离也不费距离,故当国旗缓缓上升10m时,旗手向下的拉力移动的距离为10m。
16.(1) ;(2)F=
【详解】
(1)动力F与阻力F′的力臂如下图所示;
;
(2)由杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,得FL1=F′L2,又F′=G、L1=2L2,则F=.
【点睛】
画力臂的方法:首先确定支点;然后找到动力和阻力,并延长动力和阻力的作用线,做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线即可;动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,动力臂为滑轮的直径,阻力臂为滑轮的半径,然后根据杠杆平衡条件证明.
17.图略,压强为1000Pa
【详解】
分析:(1)先根据面积公式求出正方体的底面积,再根据水平面上物体对地面的压力和重力相等,利用压强公式求出重物对地面的压强;
(2)拉力的方向向下,可以倒着从人的手开始画;
解答:解:(1)重物的底面积:S=L2=(80×10-2m)2=0.64m2,
重物对地面的压强:P==1000Pa.
(2)要使该滑轮组向下用力物体向上运动,应从定滑轮开始绕.如图所示
答:(1)人还没有用力拉之前重物对地面的压强为1000Pa;
(2)滑轮组上绳子的绕法如上图所示;
18. 125N 80%
【详解】
(1)由图可知,图1为动滑轮,使用动滑轮能省一半的力,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则小刚作用在绳上的拉力为: ;
(2)滑轮组的机械效率为:
.
(3)因为是人站在地面上用向下的力提升重物,所以由2段绳子承担物重,根据“奇动偶定”应将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上开始绕线,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;如图所示:
19. 调零 0~5N 3.6
【详解】
(1)[1]由图甲可知,发现指针不是指在0刻度线上,必须要进行调零。
[2]由图甲可知,弹簧测力计的量程是0~5N。
[3]由图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是3.6N,木块的重力是3.6N。
(2)[4]从支点O向力F的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是拉力F的力臂l。重力的方向是竖直向下的,从重心起沿竖直向下的方向,画一条带箭头的线段;如图所示:
(3)[5]向下拉绳将重物提升,从绳子的自由端绕过定滑轮,再绕过动滑轮,挂在定滑轮的挂钩上,如图:
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