初中物理试卷 沪科版 八下10.2 滑轮及其应用

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名称 初中物理试卷 沪科版 八下10.2 滑轮及其应用
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-03-01 00:21:43

文档简介

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初中物理试卷 沪科版 八下10.2 滑轮及其应用
一、单选题
1.(2022八下·乐亭期末)用如图滑轮组,在绳子的自由端施力,将重物匀速提高1m,重物重30N,每个滑轮重15N。若不计摩擦与绳重,拉力为(  )
A.10N B.15N C.20N D.25N
2.(2022八下·耒阳期末)如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,物体B在匀速下降时,通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动,此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N。当用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为20N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法中正确的是(  )
A.物体A所受滑动摩擦力为300N
B.物体B所受重力为300N
C.支架受到滑轮组的拉力为220N
D.物体A受到水平向右的拉力为100N
3.(2022八下·临漳期末)旗杆顶部装有一个定滑轮,它能起到的作用是(  )
A.既不省力,也不能改变施力方向
B.虽不省力,但能改变施力方向
C.既省力,又能改变施力方向
D.虽省力,但不能改变施力方向
4.(2022八下·顺平期末)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是(  )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力
5.(2022八下·南丹期末)升国旗的旗杆上有个重要装置是(  )
A.动滑轮 B.杠杆 C.滑轮组 D.定滑轮
二、多选题
6.(2022八下·路南期末)下列对实验的分析不正确的是(  )
A.甲图说明使用动滑轮可以省力
B.乙图处于水平平衡的杠杆用滑轮向左推动悬线时,杠杆右端下沉
C.丙图通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D.丁图木块在木板上匀速滑动时,所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数
7.(2022八下·成安期末)对如图所示的几种简单机械,下列说法中不正确的是(  )
A.图中OA是阻力臂
B.图中所示的装置可省一半力
C.装置是一种等臂杠杆
D.汽车驾驶盘也是一种简单机械
三、填空题
8.(2023八上·宝山期末)如图所示,小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有   段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受到300牛拉力,则小宝对绳子的拉力为   牛,乙树受到的拉力为   牛。
9.(2022八下·屯昌期末)如图所示,升旗杆顶部有一个   轮,使用它不能省力,但可以改变   。
10.(2022八下·勃利期末)如图所示,物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,那么拉力F为   N,若拉力F端移动了2m,则物体A移动了   m。(不计滑轮和绳重及它们间的摩擦)
11.(2022八下·绥棱期末)如图所示,滑轮   可以看作是等臂杠杆(选填“A”或“B”);若物体所受重力均为20N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为   N.
12.(2022八下·集贤期末)如图所示,物体A的质量为5千克,在水平向左拉力F的作用下,物体沿水平地面向左匀速运动了0.1米。已知拉力F的大小为10牛,物体A受到的摩擦力为   牛,绳子自由端移动的距离为   米(不计滑轮自重与摩擦)。
13.(2022八下·承德期末)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”)。
14.(2022八下·南宁期末)使用动滑轮可以省   (选填“力”或“距离”)。重为500N的物体,不计摩擦及滑轮自重,用一个动滑轮提起它,需要   N的力,如果用一个定滑轮提起它,需要用   N的力。
15.(2022八下·伊通期末)如图所示,物体的重力G=200N,人拉绳子的力F是   N,若人重400N,则人对地面的压力是   N。(不计绳重、摩擦、滑轮重)
16.(2022八下·乾安期末)用起重机吊臂上的滑轮组吊起重物的情景如图所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是   ,最下面的大滑轮相当于   杠杆。
四、作图题
17.(2022八下·朝阳期末)如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。要求标明各个力的大小。
18.(2022八下·乐亭期末)不计绳重、动滑轮重及摩擦,请按要求画出滑轮组的绕线方法:要求绳端拉力为重力的四分之一,改变施力方向。
19.(2022八下·惠州期末)景区提升观光缆车装置用到了滑轮,小亚同学做了一个滑轮组简图,如图所示,用滑轮组提升重物,请画出该滑轮组最省力的绕线方式。
20.(2022八下·沧州期末)按图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重,G′表示动滑轮重,F表示人对绳子的拉力。
五、实验探究题
21.(2022八下·耒阳期末)按要求填空。
(1)如图1,使用该装置时眼睛应注意观察U形管两侧液面的    ,从而比较出液体压强的大小;
(2)如图2,用定滑轮提起重10N的物体,若用弹簧测力计分别沿着1、2、3方向拉着物体匀速上升,三次拉力的大小均为10N,说明使用定滑轮    省力;(选填“能”或“不能”)
(3)如图3,分析实验可得出结论:在    相同时,   越大,滑动摩擦力越大。
六、计算题
22.(2022八下·惠州期末)小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体,物体向上移动了2m,此时他对绳的拉力为120N,不计绳重和摩擦,绳子能承受的最大拉力为300N;g取10N/kg,求:
(1)所提物体的重力;
(2)绳子自由端的移动速度;
(3)该滑轮组能提升的最大物重。
七、综合题
23.(2022八下·朝阳期末)如图所示,请回答下列问题:
(1)图甲中的茶壶是应用    原理工作的,图乙中要使杠杆保持水平平衡,用力最小的是    (选填“F1”“F2”或“F3”);
(2)用起重机吊臂上的滑轮组吊起某箱式板房的情景如图丙所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是    ,最下面的大滑轮相当于    杠杆。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图中可知,动滑轮上有三股绳子承重,故绳子自由端的拉力大小为
ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出拉力的大小。
2.【答案】C
【知识点】力的合成与应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.物体B在匀速下降时,A匀速向左运动,A处于平衡态,受到了拉力和摩擦力,拉力的大小等于摩擦力的大小,A受到的摩擦力的大小为100N,A不符合题意;
B.对B进行受力分析,物体B所受重力为
B不符合题意;
C.支架受到滑轮组的拉力为
C符合题意;
D.当用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体A向右匀速,其受到了向右的拉力和向左的摩擦力,还受到了绳子对其向左的拉力,其大小为100N,故一个水平向右的拉力为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和动滑轮的重力,可以计算物体的重力;根据绳子的拉力和动滑轮的重力,可以计算总拉力。
3.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部装有一个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力。
4.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】根据定滑轮和动滑轮的特点可知,甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向,乙是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮,不省力,但能改变力的方向;动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向。
5.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】滑轮的轴固定在旗杆上,所以该滑轮是个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮的轴固定不动,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。
6.【答案】A,B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较;杠杆的动态平衡分析;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.由甲图知道,右图中弹簧测力计伸长和左图相同,所以右图弹簧测力计对绳的拉力等同于两钩码的拉力,说明使用定滑轮不省力,A错误,符合题意;
B.如果用定滑轮向左推动右侧悬线时,定滑轮不省力也不费力,故拉力的大小不变,力的方向发生变化力臂减小,所以右边力和力臂的乘积减小,小于左边力和力臂的乘积,因此杠杆向左倾斜,即右端上翘,B错误,符合题意;
C.丙图铅笔处于平衡状态,说明左手与右手给铅笔的作用力相等,因为力的作用是相互的,所以铅笔给两手的压力相等。通过比较手指上的凹痕,说明同一压力作用在支承物的表面上,受力面积小时,压强大,可以得出压力的作用效果与受力面积有关,C正确,不符合题意;
D.木块在木板上匀速滑动时,摩擦力与弹簧测力计的拉力为一对平衡力,大小相等,D正确,不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力;杠杆上的力一定时,改变力臂时,杠杆不能平衡;压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;物体匀速直线运动时,受到平衡力。
7.【答案】A,B,C
【知识点】杠杆及其五要素;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.动力臂是支点到动力作用线的距离,不是支点到动力作用点的距离,图中误把杠杆的长度当成了力臂;A错误,符合题意;
B.图中的装置是定滑轮,不能省力,只能改变力的方向,B错误,符合题意;
C.图中是一个动滑轮,其动力臂为阻力臂二倍,是省力杠杆;C错误,符合题意;
D.汽车驾驶盘是一个轮轴,是一种简单机械,可以省力但费距离,D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】力臂是支点到力的作用线的垂线;定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力一半。
8.【答案】2;150;150
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,如图所示,这样相当于一个动滑轮,有2段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦,甲树受到300牛拉力,由于n=2,则小宝对绳子的拉力为
由于同一根绳子上受到的拉力都相同,所以乙树受到的拉力为
【分析】动滑轮上有两段绳子,可以省一半力;同一段绳子的上的拉力相同。
9.【答案】定滑;力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】升国旗时,旗杆顶部滑轮的轴的位置固定不动,为定滑轮,其作用是改变力的方向。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
10.【答案】10;4
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】图示滑轮为动滑轮,拉力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力、省一半的距离,已知弹簧测力计的示数为5N,不计滑轮和绳重及它们间的摩擦,则拉力等于弹簧测力计示数的两倍,即拉力F=2F示=2×5N=10N
因拉力端移动距离
则物体移动的距离s物=2s=2×2m=4m
【分析】动滑轮上的力是绳子上力的2倍;绳子移动的距离是动滑轮移动距离的2倍。
11.【答案】A;10
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图示可知,滑轮A是一个定滑轮,可以看作是等臂杠杆;由图示B可知,此滑轮是一个动滑轮,可以省一半力,所以拉力F2为物重的1/2等于10N.
【分析】定滑轮,可以看作是等臂杠杆;动滑轮,可以省一半力。
12.【答案】20;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由题意可知,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由图可得,使用动滑轮拉物体,在不计滑轮自重与摩擦的情况下,可省一半的力,所以可得,所以物体A受到的摩擦力为f=2F=2×10N=20N
动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离,所以可得,绳子自由端移动的距离为s=2s1=2×0.1m=0.2m
【分析】根据,求出摩擦力;动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离。
13.【答案】可以改变作用力方向;2;小于
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】如图所示甲为定滑轮,乙为动滑轮。
图中使用甲滑轮的好处是,可以改变作用力方向。
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。
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G1【分析】定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力,但费距离;动滑轮可以省一半力。
14.【答案】力;250;500
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】动滑轮可以省力,但是费距离。
用一个动滑轮提起重为500N的物体,使用动滑轮,承担物重的绳子股数为n=2,不计摩擦及滑轮自重,那么拉力为
如果用一个定滑轮提起它,因为定滑轮是不省力的,故需要500N的力。
【分析】动滑轮可以省力一半力;定滑轮不能省力。
15.【答案】100;300
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】该滑轮组的动滑轮上有两股绳,则承担物重绳子的股数n=2,不考虑动滑轮重、绳重和摩擦,则绳端的拉力为物重的一半,即拉力F是
人拉绳子的力F是100N,根据相互作用力,绳子对人的拉力也是100N。对人进行受力分析,人受到竖直向下的重力、绳子对人竖直向上的拉力、地面对人竖直向上的支持力,则地面对人的支持力为F支=G-F'=400N-100N=300N
由于地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以人对地面的压力为300N。
【分析】根据,求出拉力;根据F支=G-F'及相互作用力,大小相等,求出压力。
16.【答案】可以改变力的方向;省力
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中上面的小滑轮是定滑轮,使用定滑轮既不省力也不费力,其好处是可以改变力的方向。
下面的大滑轮是动滑轮,相当于省力杠杆。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】重物在上升过程中受到竖直向下的重力G及绳子对物体竖直向上的拉力T的作用,作用点在物体的重心,由二力平衡的条件T=900N
因绳、滑轮的自重及摩擦不计,重物绳子的条数为
所以需要3条绳子提升重物,应该将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示:
【分析】根据滑轮组的动滑轮和定滑轮,组装滑轮组;根据物体的重力和绳子的拉力,计算绳子股数。
18.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】绳端拉力为重力的四分之一,改变施力方向。根据滑轮组的特点得,承重承绳子股数4,从定滑轮开始绕,如下图
【分析】根据力的方向及承重绳段数,确定滑轮组的起点和绕法。
19.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,绳子段数越多越省力,故从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有3段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示:
【分析】滑轮组的动滑轮上绳子股数越多越省力,将滑轮组绕线组装。
20.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由省力要求知道左图中,应n=2,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮即可,如下图
由省力要求知道中图,应n=3,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮即可,如下图
由省力要求知道右图中,应n=4,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮,依次绕过即可,如下图
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和物体重力、动滑轮重力的关系,判断绳子股数,根据绳子股数将滑轮组绕线组装。
21.【答案】(1)高度差
(2)不能
(3)接触面粗糙程度;压力
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;探究液体压强的特点实验;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)根据转换法,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,液面高度差越大,那么液体压强就越大。
(2) 三次拉力的大小均为10N,说明拉力的大小不改变,使用定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。
(3)如图3,木块与木板之间的接触面的粗糙程度一样,相对于左边实验,右边实验木块上面增加了一个砝码,即木块对木板的压力增大了,观察测力计的示数,发现示数变大了,即拉力变大了,根据二力平衡条件,木块受到的摩擦力大小等于拉力大小,因此右边实验中,木块受到的摩擦力变大了,即有:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)根据U型管中液面高度差,可以反应液体压强的大小;
(2)使用定滑轮可以改变力的方向,不省力;
(3)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
22.【答案】(1)解:货物的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
答:所提物体的重力为200N
(2)解:由图可知,动滑轮绕绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m
绳子自由端的移动速度
答:绳子自由端的移动速度为0.4m/s;
(3)解:不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动=nF-G=2×120N-200N=40N
绳子能承受的最大拉力为300N,该滑轮组能提升的最大物重Gm=nFm-G动=2×300N-40N=560N
答:该滑轮组能提升的最大物重为560N。
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力大小;
(2)根据路程和时间的比值, 计算速度;
(3)利用滑轮组绳子的拉力和物体的重力,计算动滑轮的重力,结合拉力和动滑轮,计算物体重力。
23.【答案】(1)连通器;F2
(2)改变力的方向;省力
【知识点】连通器原理;杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)茶壶的壶身和壶嘴上端开口、底部连通,利用了连通器的原理。
图乙中,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,要使杠杆保持平衡用力最小,就应使动力臂最长,动力臂OA最长,F2的力臂是OA,因此最省力的是F2。
(2)图丙中滑轮组上面的小滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
最下面的大滑轮是动滑轮,动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,是省力杠杆。
【分析】(1)茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;杠杆上的力和最大力臂垂直时,力最小;
(2)定滑轮可以改变力的方向;使用动滑轮可以省力。
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初中物理试卷 沪科版 八下10.2 滑轮及其应用
一、单选题
1.(2022八下·乐亭期末)用如图滑轮组,在绳子的自由端施力,将重物匀速提高1m,重物重30N,每个滑轮重15N。若不计摩擦与绳重,拉力为(  )
A.10N B.15N C.20N D.25N
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图中可知,动滑轮上有三股绳子承重,故绳子自由端的拉力大小为
ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据,求出拉力的大小。
2.(2022八下·耒阳期末)如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,物体B在匀速下降时,通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动,此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N。当用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为20N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法中正确的是(  )
A.物体A所受滑动摩擦力为300N
B.物体B所受重力为300N
C.支架受到滑轮组的拉力为220N
D.物体A受到水平向右的拉力为100N
【答案】C
【知识点】力的合成与应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.物体B在匀速下降时,A匀速向左运动,A处于平衡态,受到了拉力和摩擦力,拉力的大小等于摩擦力的大小,A受到的摩擦力的大小为100N,A不符合题意;
B.对B进行受力分析,物体B所受重力为
B不符合题意;
C.支架受到滑轮组的拉力为
C符合题意;
D.当用一个水平向右的拉力拉动物体A时,物体A向右匀速,其受到了向右的拉力和向左的摩擦力,还受到了绳子对其向左的拉力,其大小为100N,故一个水平向右的拉力为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和动滑轮的重力,可以计算物体的重力;根据绳子的拉力和动滑轮的重力,可以计算总拉力。
3.(2022八下·临漳期末)旗杆顶部装有一个定滑轮,它能起到的作用是(  )
A.既不省力,也不能改变施力方向
B.虽不省力,但能改变施力方向
C.既省力,又能改变施力方向
D.虽省力,但不能改变施力方向
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶部装有一个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力。
4.(2022八下·顺平期末)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是(  )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】根据定滑轮和动滑轮的特点可知,甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向,乙是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】定滑轮,不省力,但能改变力的方向;动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向。
5.(2022八下·南丹期末)升国旗的旗杆上有个重要装置是(  )
A.动滑轮 B.杠杆 C.滑轮组 D.定滑轮
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】滑轮的轴固定在旗杆上,所以该滑轮是个定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮的轴固定不动,使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。
二、多选题
6.(2022八下·路南期末)下列对实验的分析不正确的是(  )
A.甲图说明使用动滑轮可以省力
B.乙图处于水平平衡的杠杆用滑轮向左推动悬线时,杠杆右端下沉
C.丙图通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D.丁图木块在木板上匀速滑动时,所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数
【答案】A,B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较;杠杆的动态平衡分析;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.由甲图知道,右图中弹簧测力计伸长和左图相同,所以右图弹簧测力计对绳的拉力等同于两钩码的拉力,说明使用定滑轮不省力,A错误,符合题意;
B.如果用定滑轮向左推动右侧悬线时,定滑轮不省力也不费力,故拉力的大小不变,力的方向发生变化力臂减小,所以右边力和力臂的乘积减小,小于左边力和力臂的乘积,因此杠杆向左倾斜,即右端上翘,B错误,符合题意;
C.丙图铅笔处于平衡状态,说明左手与右手给铅笔的作用力相等,因为力的作用是相互的,所以铅笔给两手的压力相等。通过比较手指上的凹痕,说明同一压力作用在支承物的表面上,受力面积小时,压强大,可以得出压力的作用效果与受力面积有关,C正确,不符合题意;
D.木块在木板上匀速滑动时,摩擦力与弹簧测力计的拉力为一对平衡力,大小相等,D正确,不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不能省力;杠杆上的力一定时,改变力臂时,杠杆不能平衡;压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;物体匀速直线运动时,受到平衡力。
7.(2022八下·成安期末)对如图所示的几种简单机械,下列说法中不正确的是(  )
A.图中OA是阻力臂
B.图中所示的装置可省一半力
C.装置是一种等臂杠杆
D.汽车驾驶盘也是一种简单机械
【答案】A,B,C
【知识点】杠杆及其五要素;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A.动力臂是支点到动力作用线的距离,不是支点到动力作用点的距离,图中误把杠杆的长度当成了力臂;A错误,符合题意;
B.图中的装置是定滑轮,不能省力,只能改变力的方向,B错误,符合题意;
C.图中是一个动滑轮,其动力臂为阻力臂二倍,是省力杠杆;C错误,符合题意;
D.汽车驾驶盘是一个轮轴,是一种简单机械,可以省力但费距离,D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】力臂是支点到力的作用线的垂线;定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力一半。
三、填空题
8.(2023八上·宝山期末)如图所示,小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有   段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受到300牛拉力,则小宝对绳子的拉力为   牛,乙树受到的拉力为   牛。
【答案】2;150;150
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,如图所示,这样相当于一个动滑轮,有2段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦,甲树受到300牛拉力,由于n=2,则小宝对绳子的拉力为
由于同一根绳子上受到的拉力都相同,所以乙树受到的拉力为
【分析】动滑轮上有两段绳子,可以省一半力;同一段绳子的上的拉力相同。
9.(2022八下·屯昌期末)如图所示,升旗杆顶部有一个   轮,使用它不能省力,但可以改变   。
【答案】定滑;力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】升国旗时,旗杆顶部滑轮的轴的位置固定不动,为定滑轮,其作用是改变力的方向。
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
10.(2022八下·勃利期末)如图所示,物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5N,那么拉力F为   N,若拉力F端移动了2m,则物体A移动了   m。(不计滑轮和绳重及它们间的摩擦)
【答案】10;4
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】图示滑轮为动滑轮,拉力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力、省一半的距离,已知弹簧测力计的示数为5N,不计滑轮和绳重及它们间的摩擦,则拉力等于弹簧测力计示数的两倍,即拉力F=2F示=2×5N=10N
因拉力端移动距离
则物体移动的距离s物=2s=2×2m=4m
【分析】动滑轮上的力是绳子上力的2倍;绳子移动的距离是动滑轮移动距离的2倍。
11.(2022八下·绥棱期末)如图所示,滑轮   可以看作是等臂杠杆(选填“A”或“B”);若物体所受重力均为20N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为   N.
【答案】A;10
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由图示可知,滑轮A是一个定滑轮,可以看作是等臂杠杆;由图示B可知,此滑轮是一个动滑轮,可以省一半力,所以拉力F2为物重的1/2等于10N.
【分析】定滑轮,可以看作是等臂杠杆;动滑轮,可以省一半力。
12.(2022八下·集贤期末)如图所示,物体A的质量为5千克,在水平向左拉力F的作用下,物体沿水平地面向左匀速运动了0.1米。已知拉力F的大小为10牛,物体A受到的摩擦力为   牛,绳子自由端移动的距离为   米(不计滑轮自重与摩擦)。
【答案】20;0.2
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由题意可知,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由图可得,使用动滑轮拉物体,在不计滑轮自重与摩擦的情况下,可省一半的力,所以可得,所以物体A受到的摩擦力为f=2F=2×10N=20N
动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离,所以可得,绳子自由端移动的距离为s=2s1=2×0.1m=0.2m
【分析】根据,求出摩擦力;动滑轮省力费距离,省一半的力,多费一倍的距离。
13.(2022八下·承德期末)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”)。
【答案】可以改变作用力方向;2;小于
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】如图所示甲为定滑轮,乙为动滑轮。
图中使用甲滑轮的好处是,可以改变作用力方向。
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。
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G1【分析】定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力,但费距离;动滑轮可以省一半力。
14.(2022八下·南宁期末)使用动滑轮可以省   (选填“力”或“距离”)。重为500N的物体,不计摩擦及滑轮自重,用一个动滑轮提起它,需要   N的力,如果用一个定滑轮提起它,需要用   N的力。
【答案】力;250;500
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】动滑轮可以省力,但是费距离。
用一个动滑轮提起重为500N的物体,使用动滑轮,承担物重的绳子股数为n=2,不计摩擦及滑轮自重,那么拉力为
如果用一个定滑轮提起它,因为定滑轮是不省力的,故需要500N的力。
【分析】动滑轮可以省力一半力;定滑轮不能省力。
15.(2022八下·伊通期末)如图所示,物体的重力G=200N,人拉绳子的力F是   N,若人重400N,则人对地面的压力是   N。(不计绳重、摩擦、滑轮重)
【答案】100;300
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】该滑轮组的动滑轮上有两股绳,则承担物重绳子的股数n=2,不考虑动滑轮重、绳重和摩擦,则绳端的拉力为物重的一半,即拉力F是
人拉绳子的力F是100N,根据相互作用力,绳子对人的拉力也是100N。对人进行受力分析,人受到竖直向下的重力、绳子对人竖直向上的拉力、地面对人竖直向上的支持力,则地面对人的支持力为F支=G-F'=400N-100N=300N
由于地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以人对地面的压力为300N。
【分析】根据,求出拉力;根据F支=G-F'及相互作用力,大小相等,求出压力。
16.(2022八下·乾安期末)用起重机吊臂上的滑轮组吊起重物的情景如图所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是   ,最下面的大滑轮相当于   杠杆。
【答案】可以改变力的方向;省力
【知识点】杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中上面的小滑轮是定滑轮,使用定滑轮既不省力也不费力,其好处是可以改变力的方向。
下面的大滑轮是动滑轮,相当于省力杠杆。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力。
四、作图题
17.(2022八下·朝阳期末)如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。要求标明各个力的大小。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】重物在上升过程中受到竖直向下的重力G及绳子对物体竖直向上的拉力T的作用,作用点在物体的重心,由二力平衡的条件T=900N
因绳、滑轮的自重及摩擦不计,重物绳子的条数为
所以需要3条绳子提升重物,应该将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮,如图所示:
【分析】根据滑轮组的动滑轮和定滑轮,组装滑轮组;根据物体的重力和绳子的拉力,计算绳子股数。
18.(2022八下·乐亭期末)不计绳重、动滑轮重及摩擦,请按要求画出滑轮组的绕线方法:要求绳端拉力为重力的四分之一,改变施力方向。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】绳端拉力为重力的四分之一,改变施力方向。根据滑轮组的特点得,承重承绳子股数4,从定滑轮开始绕,如下图
【分析】根据力的方向及承重绳段数,确定滑轮组的起点和绕法。
19.(2022八下·惠州期末)景区提升观光缆车装置用到了滑轮,小亚同学做了一个滑轮组简图,如图所示,用滑轮组提升重物,请画出该滑轮组最省力的绕线方式。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,绳子段数越多越省力,故从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有3段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示:
【分析】滑轮组的动滑轮上绳子股数越多越省力,将滑轮组绕线组装。
20.(2022八下·沧州期末)按图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G表示物重,G′表示动滑轮重,F表示人对绳子的拉力。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】由省力要求知道左图中,应n=2,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮即可,如下图
由省力要求知道中图,应n=3,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮即可,如下图
由省力要求知道右图中,应n=4,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮,依次绕过即可,如下图
【分析】根据滑轮组绳子的拉力和物体重力、动滑轮重力的关系,判断绳子股数,根据绳子股数将滑轮组绕线组装。
五、实验探究题
21.(2022八下·耒阳期末)按要求填空。
(1)如图1,使用该装置时眼睛应注意观察U形管两侧液面的    ,从而比较出液体压强的大小;
(2)如图2,用定滑轮提起重10N的物体,若用弹簧测力计分别沿着1、2、3方向拉着物体匀速上升,三次拉力的大小均为10N,说明使用定滑轮    省力;(选填“能”或“不能”)
(3)如图3,分析实验可得出结论:在    相同时,   越大,滑动摩擦力越大。
【答案】(1)高度差
(2)不能
(3)接触面粗糙程度;压力
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;探究液体压强的特点实验;定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)根据转换法,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,液面高度差越大,那么液体压强就越大。
(2) 三次拉力的大小均为10N,说明拉力的大小不改变,使用定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。
(3)如图3,木块与木板之间的接触面的粗糙程度一样,相对于左边实验,右边实验木块上面增加了一个砝码,即木块对木板的压力增大了,观察测力计的示数,发现示数变大了,即拉力变大了,根据二力平衡条件,木块受到的摩擦力大小等于拉力大小,因此右边实验中,木块受到的摩擦力变大了,即有:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)根据U型管中液面高度差,可以反应液体压强的大小;
(2)使用定滑轮可以改变力的方向,不省力;
(3)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
六、计算题
22.(2022八下·惠州期末)小亚同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体,物体向上移动了2m,此时他对绳的拉力为120N,不计绳重和摩擦,绳子能承受的最大拉力为300N;g取10N/kg,求:
(1)所提物体的重力;
(2)绳子自由端的移动速度;
(3)该滑轮组能提升的最大物重。
【答案】(1)解:货物的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
答:所提物体的重力为200N
(2)解:由图可知,动滑轮绕绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m
绳子自由端的移动速度
答:绳子自由端的移动速度为0.4m/s;
(3)解:不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动=nF-G=2×120N-200N=40N
绳子能承受的最大拉力为300N,该滑轮组能提升的最大物重Gm=nFm-G动=2×300N-40N=560N
答:该滑轮组能提升的最大物重为560N。
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力大小;
(2)根据路程和时间的比值, 计算速度;
(3)利用滑轮组绳子的拉力和物体的重力,计算动滑轮的重力,结合拉力和动滑轮,计算物体重力。
七、综合题
23.(2022八下·朝阳期末)如图所示,请回答下列问题:
(1)图甲中的茶壶是应用    原理工作的,图乙中要使杠杆保持水平平衡,用力最小的是    (选填“F1”“F2”或“F3”);
(2)用起重机吊臂上的滑轮组吊起某箱式板房的情景如图丙所示,其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是    ,最下面的大滑轮相当于    杠杆。
【答案】(1)连通器;F2
(2)改变力的方向;省力
【知识点】连通器原理;杠杆的分类;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】(1)茶壶的壶身和壶嘴上端开口、底部连通,利用了连通器的原理。
图乙中,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,要使杠杆保持平衡用力最小,就应使动力臂最长,动力臂OA最长,F2的力臂是OA,因此最省力的是F2。
(2)图丙中滑轮组上面的小滑轮是定滑轮,可以改变力的方向。
最下面的大滑轮是动滑轮,动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,是省力杠杆。
【分析】(1)茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;杠杆上的力和最大力臂垂直时,力最小;
(2)定滑轮可以改变力的方向;使用动滑轮可以省力。
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