人教版八年级下12.2滑轮 同步练习（有解析）

人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（　　）
A．F1F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3
2．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（　　）
A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W
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
4．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
5．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（　　）
A．既能省力，又能改变力的方向 B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向 D．能省力，但不能改变力的方向
6．如图所示，天花板上挂着一个滑轮，绳绕过滑轮后两端分别连接A、B两物体，A、B两物体所受重力为GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都处于静止状态，不计滑轮和绳的重力及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．绳对A的拉力大小为9N B．绳对B的拉力大小为9N
C．地面对B的支持力大小为3N D．天花板所受拉力大小为15N
7．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
8．小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.05m/s B．做的有用功为8640J
C．拉力为240N D．拉力的功率为48W
9．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．
10．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
11．如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用下列三个装置匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）
A．F1B．F2C．F1=F3D．F112．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
二、填空题
13．如图所示，旗杆顶部安装着一个______（选填“定”或“动”）滑轮，若五星红旗的总重为2N，不计摩擦，当五星红旗匀速上升时，旗手对绳的拉力的大小为______N。
14．如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物，其中乙为_______ 滑轮，使用时相当于_______杠杆，使用甲滑轮的优点是_______ ；若不计滑轮重力及摩擦，且拉力F1=F2，则GA ________GB（选填“小于”“等于” 或“大于”）。
15．如图所示，不计滑轮重、绳重、弹簧测力计重和滑轮轴处的摩擦，重为 100N 的物体在水平拉力F 作用下，沿水平面以 0.1m/s 的速度匀速运动了 4s，弹簧测力计的示数为 5N，则物体受到的摩擦力为______ N，物体的重力做功为______ J，拉力F 的功率为______ W。
16．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。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是_____（选填“定”或“动”）滑轮；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）。
三、综合题
17．甲、乙两人用如图两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计．若将物体提高2米，甲用了2秒，乙用了3秒．
（1）乙的绳子自由端移动了_____米．
（2）这个过程中，甲做了多少功？___________
（3）通过计算比较甲、乙的功率大小．_____________
18．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平。其示数为2N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）
(1)作用在绳端的拉力F______N；
(2)水平桌面对物体A的摩擦力是______N；
(3)在10s内拉力作用点移动______m。
19．图甲是园区内的停车装置，存车时只需40s就可以把汽车升到2m高处，图乙为工作原理图，其中A为架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机。存车时，汽车开到存架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车，将OB杆放下使架落回地面：（忽略存架、OB的重力和机械各部分的摩擦力）
(1)图乙中使用了定滑轮，它的作用是_____；
(2)在乙图中画出动力、阻力，以及它们的力臂；若此时汽车的质量为1.2t，B点到地面的垂直距离为3m，车的重心距离地面2m，OB长为5m，BC距离为1m。此时钢丝绳所受到的拉力大小为_____N；
(3)若使汽车离开地面到如图乙所示的位置，钢丝绳的拉力会逐渐_____（填变大、变小或不变）；
(4)汽车竖直上升的速度是_____km/h，在这个过程中整个装置的车做的功是_____J。
20．阅读下列信息，并完成下列问题：
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲，安全带结构一般有软带、卷收器等部分组成，卷收器里面有一个轮轴，如图乙，汽车正常行驶时，卷收器借助弹簧，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛，当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，卷收器能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。
（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的______能也急剧变化；
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是丙图中的( )
（4）轮轴是由具有公共转轴的轮和轴组成的，可以看成是杠杆的变形，轴心O为支点，轮半径R和轴半径r分别为动力臂和阻力臂．根据杠杆原理可得：F1R=F2r，当R>r时，F1（5）作出力F2的示意图。_______
21．如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10 N/kg).
(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________(选填“大”或“小”).
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是_________________，若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过多少千克_________
(3)若将重为1.5×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升10 m，再沿水平方向移动20 m，则此过程中钢丝绳做功为多少焦____________
(4)若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104N的货物匀速提升到30 m的高度，用时50 s，则该起升电动机的实际功率是多少W___________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】
物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为
弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为
故C符合题意。
故选C。
3．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。
4．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。
5．D
【详解】
因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省力，但不能改变力的方向。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
A．由图可知，A处于静止状态，则绳对A的拉力和A的重力是一对平衡力，大小相等，则绳对A的拉力大小为6N，故A错误；
B．使用定滑轮不能改变力的大小，且同一根绳子的拉力相等，所以绳对B的拉力为6N，故B错误；
C．B受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力，则地面对B的支持力大小为
9N﹣6N＝3N
故C正确；
D．有两断绳子向下拉定滑轮，故定滑轮受到向下的拉力为
2×6N＝12N
不计滑轮和绳的重力及摩擦，则天花板所受拉力大小等于12N，故D错误。
故选C。
7．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。
8．B
【详解】
由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳。
A．装修材料上升的速度
v==0.05m/s
绳子自由端移动的速度为
v绳=4v=4×0.05m/s=0.2m/s
故A错误；
B．做的有用功为
W有=Gh=960N×9m=8640J
故B正确；
C．滑轮组的机械效率为
拉力大小
故C错误；
D．拉力的功率为
故D错误。
故选B。
9．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。
10．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。
11．B
【详解】
假设物重为G，不计滑轮的重力且不计绳重的情况下，左边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力，也不费力，故
F1=G
中间的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故
F2=G
右边的滑轮是动滑轮，F3作用在动滑轮的轴上，有
，F3=2G
综上所述，F1、F2和F3的大小关系是
F2故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．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。
13． 定 2
【详解】
[1][2]定滑轮位置固定只能改变力的方向不能省力，所以旗杆顶上的是位置固定的是定滑轮，五星红旗重2N，因为不考虑摩擦，所以当五星红旗匀速上升时，拉力等于重力，所以旗手对绳的拉力的大小为2N。
14． 动 省力 改变用力方向 小于
【详解】
[1] [2]乙滑轮随货物一起升降，为动滑轮，忽略滑轮自重能省一半的力，使用时相当于省力杠杆。
[3]甲不随货物升降的滑轮为定滑轮，甲滑轮的优点是改变用力方向。
[4] 图中甲滑轮位置固定不变，是定滑轮，不计滑轮重力及摩擦时，定滑轮动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，动力就等于阻力，所以F1等于GA；图中乙滑轮随物体一块移动，是动滑轮，动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，不计滑轮重力及摩擦时，使用动滑轮能省一半的力，故F2小于GB。因为F1=F2，则GA小于GB。
15． 10 0 1
【详解】
[1]由题图可知，绳子的有效段数n=2，弹簧测力计的示数为5N，则拉力F=5N，由
Ff
可得，物体受到的摩擦力
f=2F=25N=10N
[2]重力的方向竖直向下，根据做功的必要条件，物体在重力的方向竖直方向上没有移动距离，故重力做功为0。
[3]物体移动的速度v’=0.1m/s，n=2，所以拉力移动的速度
v=2v’=20.1m/s=0.2m/s
则拉力F的功率
P
16． 定 15
【详解】
[1]由图可知，坠砣移动时，左侧滑轮的位置不会改变，所以左侧滑轮是定滑轮。
[2]图中坠砣挂在钢绳的自由端，右侧滑轮是动滑轮，且n＝2，输电线A端向左移动，坠砣下降，则坠砣串下降高度h＝2sA，坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了
17． 4 甲做的功为200J 甲的功率为100W；乙的功率为80W；P甲＞P乙
【详解】
试题分析：（1）由图可知，乙是动滑轮，省一半的力，费一倍的距离，若将物体提高2米，则绳子自由端移动了4米．
（2）甲为定滑轮，绳重和摩擦力不计，则拉力等于物体的重力，则甲做的功：W甲=Gh=100N×2m=200J；
（3）乙做的功：W乙=Fs=×4m=240J；
甲的功率：P甲===100W；乙的功率：P乙===80W；
比较得，P甲＞P乙．
故答案为（1）4；（2）甲做的功为200J；（3）甲的功率为100W；乙的功率为80W；P甲＞P乙．
18． 2 6 6
【详解】
(1)[1]因为弹簧测力计的示数是2N，所以，作用在绳端的拉力F为2N。
(2)[2]由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3，所以
则
(3)[3]物体A在10s内通过的距离
绳子自由端移动的距离
19． 改变力的方向 9600 变小 0.18 2.4×104
【详解】
(1)[1]图乙中使用了定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向。
(2)[2]作用在杠杆上的动力F1、阻力F2以及动力臂L1、阻力臂L2，如下图所示：
已知直角三角形OEB中，OB=5m，BE=3m，则
则动力臂
阻力臂
由杠杆平衡条件可得拉力
(3)[3]小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，动力的力臂逐渐变大、阻力臂变小（如下图所示），而阻力大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，在此过程中作用在B点的动力越来越小。
(4)[4]汽车竖直上升的速度
[5]在这个过程中整个装置的车做的功
20． 动 变大 B 15
【详解】
（1）[1]当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害，人和车的速度发生变化，人和车具有的动能发生变化。
（2）[2]将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹性势能变大。
（3）[3]发生碰撞前安全带对人的拉力较小，发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，产生安全带的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，故B符合题意。
（4）[4]由杠杆的平衡条件可知
F1r=F2R
带入数据得
45N×3cm=F2×9cm
解得F2=15N。
（5）[5]轮轴恰好平衡，力F2的方向与A点力的方向相同，如图所示：
21． 大 改变方向 6000kg 1.5×105 J 8000W
【详解】
(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）可得：,由此可知当动力臂和阻力不变时，阻力与动力臂越成正比；动力臂越小，阻力越小．故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；
（2）定滑轮a的作用是可以改变力的方向，若钢丝绳能承受最大拉力为3×104N，在不计动滑轮重、绳重及摩擦情况下，G=2F=6×104N，
所以根据G=mg有：
（3）此过程中，提升物体时，克服重力做功，物体在水平方向上没有做功．
重力做功为：W=Fs=Gh=1.5×104N×10m=1.5×105J;
（4）根据公式
有：

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