苏科版九年级上册11.2滑轮同步练习（含答案）

苏科版九年级上册 11.2 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．用如图所示简单机械，使重力同为G的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（　　）
A． B． C． D．
3．某人用100N的力提起了400N的重物，那么他可能使用了（　　）
A．一个动滑轮 B．一个定滑轮
C．一支杠杆 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
4．关于滑轮和滑轮组，下列说法正确的是（　　）
①使用定滑轮既可以省力，又可以改变用力的方向
②使用定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向
③使用动滑轮能省力，但不能省距离
④使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组最多省一半力。
A．②③ B．①③ C．③④ D．①④
5．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
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．将一动滑轮改为定滑轮使用时，与使用该动滑轮比较，在相等的时间内把同一物体匀速提高到同一高度，一定（　　）
A．做的总功相同 B．改变了动力的方向
C．节省了力 D．提高了功率
8．如图所示，分别用不同的方式在水平地面上匀速拉动同一物体，物体所受地面的摩擦力均相等，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，各图中最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
9．下列各种机械中，不省力的机械是（　　）
A．钢丝钳
B．动滑轮
C． 旗杆顶定滑轮
D． 斜面
10．如图所示，物体A、B和动滑轮的重分别为100N、20N和10N（绳子重及绳子与滑轮间的摩擦可忽略不计），此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（　　）
A．F=10N B．F=15N
C．F=30N D．F=40N
11．用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）
A． B． C． D．
12．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
13．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
14．关于滑轮、滑轮组，下列说法中正确的是（　　）
A．定滑轮可以省力
B．定滑轮是等臂杠杆
C．只使用动滑轮就会改变力的方向
D．使用滑轮组既可以省力，又可以省距离
15．要用 30N 的力刚好提起重 40N 的物体。下列机械中可采用的是（　　）（不计机械本身重和摩擦）
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮
C．杠杆 D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
二、填空题
16．如图所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，该滑轮为______（选填“定”或“动”）滑轮，若滑轮重10N，不计绳重及滑轮轴的摩擦，则拉力F为______N。
17．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______。
18．说出下列各图中F与G的大小关系。（忽略摩擦及滑轮重）
①甲图F___________G ②乙图F=___________G
③丙图F=___________G ④丁图F=___________G。
19．如图所示，用力F1和F2分别匀速提起物体C时，滑轮______可以看作等臂杠杆（选填“A”或“B”）。若物体C重为50牛，（不计滑轮重和摩擦）则力F1的大小为______牛，物体C在F2的作用下5秒内匀速提起2米时，拉力F2=______牛，拉力F2所做的功为__________焦，物体C的动能将______。（选填“变大”或“变小”或“不变”）
20．如图甲所示，是中山岐江桥的景观，这是一座吊桥，为方便过往船只通过，凌晨时吊桥会被钢索吊起，图乙是它的结构图示意图，图中定滑轮的作用是 ______（选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”）；吊桥可以看作杠杆，钢索对它的拉力F是动力，吊桥的重力G是阻力，不计绳重及摩擦，将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中，阻力臂大小将 ______，拉力F将 ______（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、综合题
21．如图所示，用简单机械使重力都为150 N的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB＝2OA．
(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为_______；
(2)求图乙中F2的大小________；
(3)利用图丙中的机械，小科把此物体匀速提高2m，用时10 s，求拉力F3的功率______．
22．阅读文章，回答问题：
轮轴
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1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2所示。根据杠杆的平衡条件，可得，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。
请回答下列问题：
（1）轮轴的实质是变形的______，可根据______条件可知它省力或费力；
（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”或“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______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
23．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“”、“”、“” ）
24．某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来（摩擦不计），在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡。如果该同学身高160厘米、重力480牛，平躺到木板上后在托盘中再加上重为150牛的物体，木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是______；
(2)在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡”，这样做的目的是______；
(3)请通过计算说明该同学的重心位置。( )
25．“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：_____．
26．如图：AB为一根均匀轻质杆，杆的中点O点悬挂在天花板上，在杆的A端悬挂有一端开口、粗细均匀、重2N的薄壁玻璃管，管长L=40cm，管底面积S=20cm2，管中装满水后倒扣在装有水深h=10cm的水槽中，玻璃管管口刚好被水面淹没，在杠杆的B端通过滑轮组用轻质细绳相连，动滑轮下端挂有一个钩码，在滑动组的另一端细绳上挂有一体积为103cm3的实心均匀圆球，当圆球体积的一半浸没在水中时，杠杆恰好在水平位置平衡．已知大气压强P0=105Pa，动滑轮重1N，细绳的重量和细绳与滑轮间的摩擦忽略不计，g=10N/kg．
求：
（1）钩码重多少牛顿？
（2）圆球的密度是多少kg/m3
（3）假如大气压强逐渐减小到零的过程中，杠杆还能平衡吗？若不平衡，怎样倾斜，请分析说明．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
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．D
【详解】
在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下：由A图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l2=2l1
由F1l1=F2l2可得，拉力
F1=G=2G
由B图示知，F1对应的力臂为l1，物体对杠杆的作用力的力臂为l2，则有
l1=2l2
由F1l1=F2l2可得，拉力
F2=G=G
由C图可知，滑轮组承重绳子的根数
n=3
拉力
F3=G
拉着物体在斜面上静止时，由Gh=Fs可知，拉力
F4=G=×G=G
综上可知，D选项中用力最小；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
用100N的力提起了400N的重物，相当于只用了四分之一的力，一个动滑轮在不计滑轮重力的情况下，最多省一半的力，定滑轮不省力，一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组在不计动滑轮重力的情况下，最少需要三分之一的力，一支杠杆在力臂合适的情况下，可以满足只使用四分之一的力，当动力臂为阻力臂的四倍时，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．A
【详解】
①②定滑轮相当于等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂等于阻力臂，动力就等于阻力，使用定滑轮不省力，但能改变用力方向，故①错误、②正确；
③用动滑轮能省一半的力，但费距离，故③正确；
④使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，当绳子固定在动滑轮上，再依次绕过各滑轮时，绳子端的拉力F=G，故④错误。
故选A。
5．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。
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．B
【详解】
A．使用动滑轮和定滑轮把一物体匀速提高到同一高度，有用功相同，由于使用定滑轮做的额外功少，总功等于有用功加上额外功，因此做的总功不相同，故A不符合题意；
B．使用定滑轮不能省力但是可以改变的力的方向，故B符合题意；
C．使用动滑轮可以省一半力，使用定滑轮不能省力，故C不符题意；
D．在相等的时间内把同一物体提高到相同的高度，做的有用功相同，时间相同，有用功的功率相同，将动滑轮改为定滑轮使用后，做的额外功少了，所以总功率应该更小，故D不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】
由题知，物体所受地面的摩擦力均相等，设摩擦力大小均为f；
A．用力匀速拉动物体时，物体受到的拉力和摩擦力为一对平衡力，大小相等，拉力F1=f；
B．图中使用的是动滑轮，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，拉力；
C．图中使用的是定滑轮，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，拉力F2=f；
D．图中使用的是动滑轮，但动力作用在轴上，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，则拉力F4=2f，故B最省力。
故选B。
9．C
【详解】
A．钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；
C．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符合题意；
D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】
绳子重及绳子与滑轮间的摩擦可忽略不计，由图可知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳子对物体A的拉力为
则绳子对A的拉力为F拉=15N，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以摩擦力大小为
f=F拉=15N
方向水平向左；若使物体A向左作匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，大小仍为15N，则拉力
F=F拉+f右=15N+15N=30N
故选C。
11．D
【详解】
A定滑轮，故不省力，故拉力等于物重；B一个动滑轮，省一半的力，故拉力为物质的一半；C是滑轮组，两端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的一半，而D是3端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的三分之一，故D最省力，故D符合题意。
故选D。
12．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。
13．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。
14．B
【详解】
AB．定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，故A错误，B正确；
C．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，只使用动滑轮不会改变力的方向，故C错误；
D．滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，机械可以省力或省距离，但不能既省力又省距离，机械不能省功，所以滑轮组不可以省距离，故D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．定滑轮不能省力，只能改变力的方向，故A不符合题意；
B．如果不计机械自身重力和摩擦，动滑轮可以省一半力，此时的拉力应为20N，不满足条件，故B不符合题意；
C．根据杠杆的平衡条件得到
30N×l1=40N×l2
所以
l1∶l 2=4∶3
时可以满足条件，故C符合题意；
D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，承担物重绳子的段数至少为2段，如果不计机械自身重力和摩擦，F最多为物重G的二分之一，即拉力最多为20N，不满足条件，故D不符合题意。
故选C。
16． 动 30
【详解】
[1]拉动物体上升的同时，滑轮也随之上升，故滑轮是动滑轮。
[2]不计绳子重与摩擦，整个装置匀速上升，则拉力大小为
17． 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。
18． =
【详解】
[1]从甲图可以看到，这是一个定滑轮，定滑轮的特点是拉力大小等于重力大小，即F=G。
[2]从乙图可以看到，这是一个动滑轮，动滑轮省一半的力，右边的拉力是F，那么左边的拉力也是F，忽略摩擦及滑轮重，那么，即。
[3]从丙图可以看到，这是一个滑轮组，三条绳子托着动滑轮，那么提起物体的力就是物重的三分之一，即。
[4]从丁图可以看到，右边是一个定滑轮，定滑轮的右边拉力大小等于左边的拉力，而左边是动滑轮，提起物体的力是物重的二分之一，忽略摩擦及滑轮重，所以。
19． A 50 25 100 不变
【详解】
[1]在定滑轮中，定滑轮的中心为支点，支点到两作用力的垂线为力臂，力臂的大小即为半径，故力臂相等，故等臂杠杆，甲是定滑轮，故选甲。
[2]定滑轮绳子的拉力处处相等，故大小为重力，即为50N。
[3]忽略摩擦力和动滑轮的重力，2倍的绳子的拉力才等于重力，故拉力的大小为25N。
[4]拉力F2所做的功为
故拉力的大小为100J。
[5]物体C的速度不变，质量不变，故动能的大小不变。
20． 改变力的方向 变小 变小
【详解】
[1]定滑轮实质相当于等臂杠杆，不省力，它的作用是可以改变力的方向。
[2][3]支点到拉力作用线的距离（垂直线段）是动力臂L1，支点到重力作用线的距离是阻力臂L2；将吊桥从A位置匀速拉起至B位置的过程中，动力臂L1是在逐渐增大（在拉到绳子与吊桥垂直之前），阻力臂L2是在逐渐减小；由杠杆平衡条件FL1＝GL2知道，因为重力G不变，L1增大，L2减小，所以F减小。
21． F2、F1、F3 300 N 30 W
【详解】
（1）由题知，不计摩擦、机械自重及绳重，
甲图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F1=G；
乙图，由于杠杆平衡，OB=2OA，所以F2=2G；
丙图，n=3，F3=G；
由以上分析可知，从大到小的顺序为：F2、F1、F3，
（2）图乙中，OB=2OA，
∵F2×OA=G×OB
∴F2=2G=2×150N=300N；
（3）由图知，n=3，则
s=3h=3×2m=6m，
拉力F3=G=×150N=50N，
拉力做功：
W=Fs=50N×6m=300J，
拉力做功功率：
P===30W．
22． 杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【详解】
（1）[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆；可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
（2）[3][4]由于作用在轮上的是动力，轮的半径为动力臂，轴的半径为阻力臂，故动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，动力小于阻力，故是省力杠杆；动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
（3）[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，门把手就是轮轴。
23． 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：.
24． 改变力的方向 让木板先达到平衡状态，避免木板本身重力带来的实验误差 0.5m
【详解】
(1)[1]由图可知，图示滑轮为定滑轮，木板左边的拉力方向向上，而重物的重力方向竖直向下，由此可见，定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2]若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡，那么在测量过程中，杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和，这样就会影响到测量结果的准确性；所以测量前，先在托盘上放置少量的重物，来平衡杠杆的自重，排除干扰。这样做的目的是：让木板先达到平衡状态，避免木板本身重力带来的实验误差。
(3)[3]物体的重力G物=150N，由杠杆的平衡条件知
G物l物=G人l重
=0.5m
25． 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．
26． 19N 1.5×103kg/m3 ① 当时，，杠杆仍平衡．② 当时，，杠杆失去平衡，B端下降．
【详解】
（1）根据题意知道，玻璃管处于平衡状态，所以受到平衡力的作用，即向下的大气压力、玻璃管的重力与杠杆向上的拉力、大气压通过管内水柱对其向上的压力相互平衡；所以，P0 S+G玻-（P0 S-ρ水gLS）=FA，
即：105 Pa×2×10-3 m2-2N-（105 Pa×2×10-3 m2 -103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m×2×10-3 m2 ）=FA，所以解得：FA =10N，
又因为杠杆处于平衡状态，所以FA OA=FB OB，又OA=OB，所以FB =FA =10N，
根据动滑轮的特点知道：FB=（G动+G钩）/n，故钩码的重力是：G钩=2FB -G动=2×10N-1N=19N；
（2）由圆球处于平衡状态得：G球=F浮+F绳，由于是同一根绳子，所以F绳=FB =10N，
即：ρ球gV球=ρ水g/V球/2+FB；
代入数据得：ρ球×10N/kg×10-3 m3 =103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 +10N，
故圆球的密度是：ρ球 =1.5×103 kg/m3；
（3）当玻璃管处于平衡状态时：P0 S+G玻-（P0 S-ρ水 gLS）=FA，整理得：G玻+ρ水gLS=FA，其中的ρ水gLS是由于大气压造成的，所以，当P0≥ρ水gL时，FA =G玻+ρ水gLS=10N，杠杆仍平衡；当P0＜ρ水gL时，FA =G玻+P0 S＜10N，杠杆失去平衡，B端下降．
点睛：本题考查了浮力的计算、杠杆的平衡条件、动滑轮的省力情况、大气压强、压力的计算等多个知识点，过程复杂，要求学生要有较强的逻辑思维能力，解决此题的关键是能够根据物体处于平衡状态，得到力的方程．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页