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人教版八年级下物理课堂小测第十二章12.2滑轮
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2023·漳州模拟)如图所示,当物体A、B的重分别为20N、10N时,物体A恰好在水平面上向右做匀速直线运动,滑轮和绳子的重忽略不计。则绳子对物体A的拉力是( )
A.5N B.10N C.20N D.30N
2.(2022九上·常州期中)如图所示,旗杆顶端装有滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是( )
A.该滑轮是动滑轮,可以省力
B.旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
3.(2022九上·江都月考)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()
A.F1较大 B.F3较大
C.F1、F2、F3的大小不能确定 D.F1、F2、F3一样大
4.(2022八下·招远期末)如图所示的滑轮组提升100N的重物,两个相同的滑轮的重力均为20N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为40N
B.若物体上移0.5m,则绳子自由端移动1m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/s
5.(2022八下·成华期末)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.F1阅卷人 二、多选题
得分
6.(2021八下·寻乌期末)如图,重为500N的物体在25N的水平拉力作用下以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m B.有用功为500J
C.物体与地面的摩擦力为75N D.拉力F的功率为7.5W
7.(2021八下·青山期末)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),下列说法正确的是( )
A.物体A和地面之间摩擦力是2N
B.弹簧测力计读数为9N
C.F2的功率为0.9W
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
8.(2021八下·顺平期末)如图所示,物体A放在水平桌面上,重5N的物体B挂在滑轮组下,每个滑轮重1N,不计绳重和摩擦,B恰好匀速下降。现对A施加水平向左的拉力F使B上升,当B以 的速度匀速上升时,拉力的大小为F。下列说法正确的是( )
A.物体B匀速下降时,物体A受到摩擦力为3N
B.拉力F的大小为2N
C.拉力F的功率为3.6W
D.物体B匀速上升0.9m的过程中,拉力F做的功为10.8J
9.(2020八上·运城月考)如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则( )
A.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4
B.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:4:1
C.F1:F2:F3=2:4:1 v1:v2:v3=2:1:4
D.F1:F2:F3=2:1:4 v1:v2:v3=2:4:1
阅卷人 三、填空题
得分
10.(2023九上·靖江期末)如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,使用它可以省 。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图 (乙/丙)钉子,为了将它钉进木块,应该用 (敲/拧)的方式更好。
11.(2022九上·常州期中)下图是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是 ;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F= N.
12.(2022九上·锡山期中)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,则施加的力F1 F2,拉力做的功为W1 W2,拉力做功的功率P1 P2。(填“>”、“<”或“=”)
13.(2022·大庆)如图是用滑轮组提升建筑材料的示意图,动滑轮质量为5kg,建筑材料质量为85kg。用拉力F将建筑材料以0.5m/s的速度匀速向上提起(忽略绳重及滑轮摩擦,g=10N/kg)。则拉力大小为 N,拉力功率为 W,该滑轮组在lmin内做的有用功为 J。
14.(2022·江阴模拟)如图所示,质量为2t的汽车通过滑轮组将矿井内重为9000N的物体M匀速提升了6m,所用的时间为10s,汽车的拉力F为5000N,车轮与水平面的接触总面积为1000cm2。在此过程中,滑轮组对物体做的有用功为 J,汽车拉力F的功率为 W,汽车对地面的压强为 Pa。
15.(2022·北部湾模拟)如图所示,物体B的重力为40N,此时A正沿着水平桌面以0.4m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B匀速下降的速度是 m/s;若对A施加一个水平向左的力F,使物体B以原速度匀速上升,则该力F大小为 N,作用在物体B上绳子拉力的功率为 W(不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦)。
16.(2022·绵阳模拟)如图所示,光滑的地面上有一足够长的木板,在木板的右端固定着一个滑轮(不计绳和滑轮的摩擦及自重),木板上面放置一个小木块,小木块一端连接着轻质弹簧测力计。当拉力F为8N时,木板以0.36km/h的速度向右做匀速直线运动,则拉力F的功率是 W;然后把拉力增大到12N时,弹簧测力计的读数为 N。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、计算题
得分
17.(2022·芜湖模拟)如图所示,工人用滑轮组在10s内将重500N的建材匀速提升2m,动滑轮的重力为100N,不计绳重与摩擦,求:
(1)工人的拉力;
(2)拉力做功的功率。
18.(2022八下·茂南期中)如图所示,已知动滑轮重为300N,物体A重为1500N,在竖直向上的拉力F作用下,将物体匀速提起,在5s时间内物体上升的高度为10m,绳子重及摩擦均不计。求:
(1)在匀速提起重物时所用的拉力F;
(2)拉力F移动的速度。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知道,此滑轮组由2段绳子承担物重,且物体A恰好在水平面上向右做匀速直线运动,不计绳重、滑轮重以及绳子与滑轮间的摩擦,则 ,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据公式,可求出拉力。
2.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解:A、该滑轮是定滑轮,可以改变用力的方向,但不能省力,A不符合题意;
B、旗手要克服摩擦力,对绳的拉力大于国旗重力,B不符合题意;
CD、国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】定滑轮,可以改变用力的方向,但不能省力;旗手要克服摩擦力,对绳的拉力大于国旗重力;国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离。
3.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因忽略绳子与滑轮的摩擦,所以F1、F2、F3都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮不能省力,各个方向拉力相同。
4.【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图知道,绳子的有效段数n=2,因为考虑动滑轮的重,而不考虑摩擦力,自由端拉力,A不符合题意;
B.由于绳子的有效段数n=2,故绳子自由端移动的距离为s=nh=2×0.5m=1m,B符合题意;
C.使用滑轮组省力的同时,不能省距离,C不符合题意;
D.绳子自由端移动的速度与物体移动速度的关系为v绳=nv物,若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,则物体上升速度为,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体受到的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数可以计算滑轮组的拉力;根据滑轮组的物体速度,可以计算绳子的速度。
5.【答案】B
【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】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故答案为:B。
【分析】定滑轮,只能改变力的方向,不省力,也不费力;动滑轮,能够省一半的力。
6.【答案】A,B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3。
A.物体运动的距离s物=vt=0.1m/s×10s=1m
则绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×1m=3m
A错误,符合题意;
B.拉力做的总功W总=Fs绳=25N×3m=75J
有用功W有=ηW总=80%×75J=60J
B错误,符合题意;
C.物体与地面间的摩擦力 ,C错误,符合题意;
D.拉力F的功率 ,D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
7.【答案】A,B
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,不计滑轮和绳子自重及摩擦时,物体B对滑轮的拉力
那么B受到的向左的拉力也是6N。而B做匀速直线运动,则A对B的向右的摩擦力与B受到的拉力是一对平衡力,那么fAB=6N
A静止在地面上,受到向右的拉力F1、B对A的向左的摩擦力,还有地面对A摩擦力的作用,而B对A的摩擦力与A对B的摩擦力是一对相互作用力,那么fBA=fAB=6N
所以地面对A的摩擦力向右,其大小f= fBA-F1=6N-4N=2N
A符合题意;
B.弹簧测力计受到三根绳子拉力的作用,其示数F示=3F2=3×3N=9N
B符合题意;
C.物体B移动的速度为0.1m/s,则绳子自由端移动的速度v=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
C不符合题意;
D.F2增大时,物体B会做加速运动,因为此时B对A的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A、B间的摩擦力不变,那么A的受力不受影响,A还是处于静止状态,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;弹簧测力计挂在滑轮上,受到的拉力为自由端的三倍。
8.【答案】C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图可知动滑轮上绳子的段数n=3,不计绳重及摩擦时,则绳子自由端的拉力(即滑轮组对物体A的拉力)
B匀速下降,物体A匀速向右运动时,受到向右的拉力F和向左的摩擦力作用,则由二力平衡条件可得,物体A受到的摩擦力f=FA=2N
A不符合题意;
B.当使物体B以0.3m/s的速度上升时,物体A匀速向左运动,此时A受到向右的拉力FA、摩擦力f和向左的拉力F作用,由于物体A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变,则摩擦力大小不变,所以,由力的平衡条件可得F=FA+f=2N+2N=4N
B不符合题意;
C.绳子自由端移动的速度(即物体A运动的速度)vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s
则拉力F的功率为P=FvA=4N×09m/s=3.6W
C符合题意;
D.B匀速上升0.9m,则绳子自由端移动的距离sA=3sB=3×0.9m=2.7m
该过程中拉力F做功W=FsA=4N×2.7m=10.8J
D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合滑轮组绳子股数,计算拉力的大小;根据拉力和速度的乘积计算功率的大小;利用拉力和距离的乘积计算做功多少。
9.【答案】B,D
【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】根据题图可知,物体所受摩擦力是相同的,若物体移动的距离为s,
甲图为定滑轮的应用,故 , ;
乙图为动滑轮的应用,故 , ;
丙图为动滑轮反着应用,故 ,
所以 ; :
用时相同,所以速度比等于移动的距离的比,即, .
故答案为:BD。
【分析】结合物体的运动状态,根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出拉力,比较其大小。再根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
10.【答案】斜面;力;乙;拧
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】盘山公路是通过倾斜的公路,来回曲折爬升高度。因此盘山公路相当于简单机械中的斜面。斜面虽然加长了运动的距离,但可以在物体向上运动时省力。
图乙是螺丝钉,一圈圈螺纹相当于倾斜的斜面,与盘山公路的原理相同。为了将它钉进木块,使用时用拧的比较好,拧的时候,相当于沿斜面向上运动的过程,可以省力。若用敲的方式,一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度,会使摩擦力变大,敲起来更费力。
【分析】盘山公路是斜面,可以省力;螺丝钉利用了斜面省力的特点,螺丝钉拧动使用。
11.【答案】B;30
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】轴随重物一起运动的滑轮是动滑轮,观察图可知,A滑轮固定不动,B滑轮随晾衣架一起运动,那么B是动滑轮;
若衣服和晾衣架的总重为120N,总共有4跟绳子来承担它们的重力,那么每跟绳子的拉力为30N,即绳的拉力 .
【分析】 轴随重物一起运动的滑轮是动滑轮;根据公式G=nF,求出拉力大小。
12.【答案】<;=;<
【知识点】功率计算公式的应用;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】由于斜面光滑,没有额外功,拉力对物体做的功等于克服物体的重力做的功,故拉力做的功为W1=W2。而AB>AC,由W=Fs可知,拉力的大小关系是F1拉力做功的功率
速度相同,而F1小于F2,故P1<P2。
【分析】光滑斜面可以省力,斜面越长,拉力越小;根据力和速度的乘积,计算功率的大小;根据重力和高度的乘积,计算做功多少。
13.【答案】300;450;25500
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】建筑材料的重力为
动滑轮的重力为
对动滑轮受力分析,受竖直向下动滑轮的重力,竖直向下重物的重力,竖直向上三根绳子的拉力,所以拉力大小为
绳子的速度为
由可知,拉力功率为
物体在lmin内上升的高度为
该滑轮组在lmin内做的有用功为
【分析】根据物体的质量计算重力;利用物体的重力和动滑轮的重力计算绳子的拉力;根据拉力和速度的乘积计算功率大小;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功。
14.【答案】;;
【知识点】压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】拉力做的有用功等于克服物体重力做的功
由图知,绳子的股数n=2,则绳子自由端F移动的距离
汽车拉力对滑轮组做的总功
汽车拉力F的功率为
汽车对地面的压力
汽车对地面的压强为
【分析】绳子自由端移动的距离s=nh,利用W=Fs求汽车拉力对滑轮组做的总功;利用W=Gh求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;利用P=求汽车拉力的功率,利用p=求得汽车对地面的压强。
15.【答案】0.8;160;32
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,绳子股数n=2,物体移动的速度v1=0.4m/s,则B物体下降的速度为v2=nv1=2×0.4m/s=0.8m/s
由图可知,当B匀速下降时,绳子上的拉力F拉=GB=40N,不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦,根据滑轮组的特点可知,A与桌面的摩擦力为f=nF拉=2×40N=80N
方向水平向左;当B匀速上升时,A受到的摩擦力水平向右,由于压力、粗糙程度不变,所以摩擦力的大小仍为80N,所以对A施加的水平向左的力F为F=f+2F拉=80N+2×40N=160N
由于
所以作用在物体B上绳子拉力的功率为P=F拉v2=40N×0.8m/s=32W
【分析】使用滑轮组时,绳子的移动速度和物体移动的速度与绳子股数有关;就绳子的拉力,可以计算物体受到的滑动摩擦力;根据物体受到的力和速度的乘积,计算功率的大小。
16.【答案】1.6;16
【知识点】功率计算公式的应用;摩擦力的大小;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】木板的速度v=0.36km/h=0.1m/s
滑轮为动滑轮,拉力F的速度v绳=2v=2×0.1m/s=0.2m/s
功率
木板匀速直线向右运动,木块相对木板向左运动,木块受到的摩擦力向右;木板向右匀速直线运动,木板受到拉力F'和摩擦力是平衡力,大小相等,因为F'=2F=2×8N=16N
所以木板受到的摩擦力是16N;木块和木板之间的摩擦力是相互的,所以木块受到木板的摩擦力是16N;当F增大到12N时,木块对木板的压力和接触面粗糙程度不变,所以摩擦力不变,弹簧测力计对木块的拉力不变,仍为16N。
【分析】根据拉力和速度的乘积,计算功率的大小;根据物体受到的力计算合力。
17.【答案】(1)解:由图中可知,动滑轮上有两股绳子承重,故可得绳子自由端的拉力为
答:工人的拉力为300N;
(2)解:由题意可知,建材提升的高度为h=2m,则绳子自由端移动的距离为s=2h=2×2m=4m
故由可得,绳子自由端的移动速度为
故由
可得,拉力做功的功率为P=Fv=300N×0.4m/s=120W
答:拉力做功的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数计算拉力;
(2)根据路程额时间的比值计算速度;根据拉力和速度的乘积计算功率大小。
18.【答案】(1)解:由图知道,绳子股数n=3,绳子重及摩擦均不计,在匀速提起重物时所用的拉力F
答:在匀速提起重物时所用的拉力F是600N
(2)解:n=3,绳子自由端移动的距离s=3h=30m
故拉力F移动的速度
答:拉力F移动的速度6m/s。
【知识点】速度公式及其应用;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)绳子重及摩擦均不计,在匀速提起重物时所用的拉力。
(2)绳子自由端移动的距离s=nh,利用速度计算公式求得拉力F移动的速度。
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人教版八年级下物理课堂小测第十二章12.2滑轮
物理考试
考试时间:* *分钟 满分:* *分
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
评分
注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写
2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
阅卷人 一、单选题
得分
1.(2023·漳州模拟)如图所示,当物体A、B的重分别为20N、10N时,物体A恰好在水平面上向右做匀速直线运动,滑轮和绳子的重忽略不计。则绳子对物体A的拉力是( )
A.5N B.10N C.20N D.30N
【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图知道,此滑轮组由2段绳子承担物重,且物体A恰好在水平面上向右做匀速直线运动,不计绳重、滑轮重以及绳子与滑轮间的摩擦,则 ,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据公式,可求出拉力。
2.(2022九上·常州期中)如图所示,旗杆顶端装有滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是( )
A.该滑轮是动滑轮,可以省力
B.旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】解:A、该滑轮是定滑轮,可以改变用力的方向,但不能省力,A不符合题意;
B、旗手要克服摩擦力,对绳的拉力大于国旗重力,B不符合题意;
CD、国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】定滑轮,可以改变用力的方向,但不能省力;旗手要克服摩擦力,对绳的拉力大于国旗重力;国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离。
3.(2022九上·江都月考)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是()
A.F1较大 B.F3较大
C.F1、F2、F3的大小不能确定 D.F1、F2、F3一样大
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因忽略绳子与滑轮的摩擦,所以F1、F2、F3都与物体重力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮不能省力,各个方向拉力相同。
4.(2022八下·招远期末)如图所示的滑轮组提升100N的重物,两个相同的滑轮的重力均为20N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为40N
B.若物体上移0.5m,则绳子自由端移动1m
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/s
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.由图知道,绳子的有效段数n=2,因为考虑动滑轮的重,而不考虑摩擦力,自由端拉力,A不符合题意;
B.由于绳子的有效段数n=2,故绳子自由端移动的距离为s=nh=2×0.5m=1m,B符合题意;
C.使用滑轮组省力的同时,不能省距离,C不符合题意;
D.绳子自由端移动的速度与物体移动速度的关系为v绳=nv物,若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,则物体上升速度为,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体受到的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数可以计算滑轮组的拉力;根据滑轮组的物体速度,可以计算绳子的速度。
5.(2022八下·成华期末)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.F1【答案】B
【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】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故答案为:B。
【分析】定滑轮,只能改变力的方向,不省力,也不费力;动滑轮,能够省一半的力。
阅卷人 二、多选题
得分
6.(2021八下·寻乌期末)如图,重为500N的物体在25N的水平拉力作用下以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m B.有用功为500J
C.物体与地面的摩擦力为75N D.拉力F的功率为7.5W
【答案】A,B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3。
A.物体运动的距离s物=vt=0.1m/s×10s=1m
则绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×1m=3m
A错误,符合题意;
B.拉力做的总功W总=Fs绳=25N×3m=75J
有用功W有=ηW总=80%×75J=60J
B错误,符合题意;
C.物体与地面间的摩擦力 ,C错误,符合题意;
D.拉力F的功率 ,D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
7.(2021八下·青山期末)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),下列说法正确的是( )
A.物体A和地面之间摩擦力是2N
B.弹簧测力计读数为9N
C.F2的功率为0.9W
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
【答案】A,B
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,不计滑轮和绳子自重及摩擦时,物体B对滑轮的拉力
那么B受到的向左的拉力也是6N。而B做匀速直线运动,则A对B的向右的摩擦力与B受到的拉力是一对平衡力,那么fAB=6N
A静止在地面上,受到向右的拉力F1、B对A的向左的摩擦力,还有地面对A摩擦力的作用,而B对A的摩擦力与A对B的摩擦力是一对相互作用力,那么fBA=fAB=6N
所以地面对A的摩擦力向右,其大小f= fBA-F1=6N-4N=2N
A符合题意;
B.弹簧测力计受到三根绳子拉力的作用,其示数F示=3F2=3×3N=9N
B符合题意;
C.物体B移动的速度为0.1m/s,则绳子自由端移动的速度v=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
C不符合题意;
D.F2增大时,物体B会做加速运动,因为此时B对A的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A、B间的摩擦力不变,那么A的受力不受影响,A还是处于静止状态,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;弹簧测力计挂在滑轮上,受到的拉力为自由端的三倍。
8.(2021八下·顺平期末)如图所示,物体A放在水平桌面上,重5N的物体B挂在滑轮组下,每个滑轮重1N,不计绳重和摩擦,B恰好匀速下降。现对A施加水平向左的拉力F使B上升,当B以 的速度匀速上升时,拉力的大小为F。下列说法正确的是( )
A.物体B匀速下降时,物体A受到摩擦力为3N
B.拉力F的大小为2N
C.拉力F的功率为3.6W
D.物体B匀速上升0.9m的过程中,拉力F做的功为10.8J
【答案】C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图可知动滑轮上绳子的段数n=3,不计绳重及摩擦时,则绳子自由端的拉力(即滑轮组对物体A的拉力)
B匀速下降,物体A匀速向右运动时,受到向右的拉力F和向左的摩擦力作用,则由二力平衡条件可得,物体A受到的摩擦力f=FA=2N
A不符合题意;
B.当使物体B以0.3m/s的速度上升时,物体A匀速向左运动,此时A受到向右的拉力FA、摩擦力f和向左的拉力F作用,由于物体A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变,则摩擦力大小不变,所以,由力的平衡条件可得F=FA+f=2N+2N=4N
B不符合题意;
C.绳子自由端移动的速度(即物体A运动的速度)vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s
则拉力F的功率为P=FvA=4N×09m/s=3.6W
C符合题意;
D.B匀速上升0.9m,则绳子自由端移动的距离sA=3sB=3×0.9m=2.7m
该过程中拉力F做功W=FsA=4N×2.7m=10.8J
D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力,结合滑轮组绳子股数,计算拉力的大小;根据拉力和速度的乘积计算功率的大小;利用拉力和距离的乘积计算做功多少。
9.(2020八上·运城月考)如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则( )
A.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:1:4
B.F1:F2:F3=2:1:4 s1:s2:s3=2:4:1
C.F1:F2:F3=2:4:1 v1:v2:v3=2:1:4
D.F1:F2:F3=2:1:4 v1:v2:v3=2:4:1
【答案】B,D
【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】根据题图可知,物体所受摩擦力是相同的,若物体移动的距离为s,
甲图为定滑轮的应用,故 , ;
乙图为动滑轮的应用,故 , ;
丙图为动滑轮反着应用,故 ,
所以 ; :
用时相同,所以速度比等于移动的距离的比,即, .
故答案为:BD。
【分析】结合物体的运动状态,根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出拉力,比较其大小。再根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
阅卷人 三、填空题
得分
10.(2023九上·靖江期末)如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,使用它可以省 。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图 (乙/丙)钉子,为了将它钉进木块,应该用 (敲/拧)的方式更好。
【答案】斜面;力;乙;拧
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】盘山公路是通过倾斜的公路,来回曲折爬升高度。因此盘山公路相当于简单机械中的斜面。斜面虽然加长了运动的距离,但可以在物体向上运动时省力。
图乙是螺丝钉,一圈圈螺纹相当于倾斜的斜面,与盘山公路的原理相同。为了将它钉进木块,使用时用拧的比较好,拧的时候,相当于沿斜面向上运动的过程,可以省力。若用敲的方式,一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度,会使摩擦力变大,敲起来更费力。
【分析】盘山公路是斜面,可以省力;螺丝钉利用了斜面省力的特点,螺丝钉拧动使用。
11.(2022九上·常州期中)下图是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是 ;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F= N.
【答案】B;30
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】轴随重物一起运动的滑轮是动滑轮,观察图可知,A滑轮固定不动,B滑轮随晾衣架一起运动,那么B是动滑轮;
若衣服和晾衣架的总重为120N,总共有4跟绳子来承担它们的重力,那么每跟绳子的拉力为30N,即绳的拉力 .
【分析】 轴随重物一起运动的滑轮是动滑轮;根据公式G=nF,求出拉力大小。
12.(2022九上·锡山期中)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,则施加的力F1 F2,拉力做的功为W1 W2,拉力做功的功率P1 P2。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】<;=;<
【知识点】功率计算公式的应用;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】由于斜面光滑,没有额外功,拉力对物体做的功等于克服物体的重力做的功,故拉力做的功为W1=W2。而AB>AC,由W=Fs可知,拉力的大小关系是F1拉力做功的功率
速度相同,而F1小于F2,故P1<P2。
【分析】光滑斜面可以省力,斜面越长,拉力越小;根据力和速度的乘积,计算功率的大小;根据重力和高度的乘积,计算做功多少。
13.(2022·大庆)如图是用滑轮组提升建筑材料的示意图,动滑轮质量为5kg,建筑材料质量为85kg。用拉力F将建筑材料以0.5m/s的速度匀速向上提起(忽略绳重及滑轮摩擦,g=10N/kg)。则拉力大小为 N,拉力功率为 W,该滑轮组在lmin内做的有用功为 J。
【答案】300;450;25500
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】建筑材料的重力为
动滑轮的重力为
对动滑轮受力分析,受竖直向下动滑轮的重力,竖直向下重物的重力,竖直向上三根绳子的拉力,所以拉力大小为
绳子的速度为
由可知,拉力功率为
物体在lmin内上升的高度为
该滑轮组在lmin内做的有用功为
【分析】根据物体的质量计算重力;利用物体的重力和动滑轮的重力计算绳子的拉力;根据拉力和速度的乘积计算功率大小;根据物体的重力和高度的乘积计算有用功。
14.(2022·江阴模拟)如图所示,质量为2t的汽车通过滑轮组将矿井内重为9000N的物体M匀速提升了6m,所用的时间为10s,汽车的拉力F为5000N,车轮与水平面的接触总面积为1000cm2。在此过程中,滑轮组对物体做的有用功为 J,汽车拉力F的功率为 W,汽车对地面的压强为 Pa。
【答案】;;
【知识点】压强的大小及其计算;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】拉力做的有用功等于克服物体重力做的功
由图知,绳子的股数n=2,则绳子自由端F移动的距离
汽车拉力对滑轮组做的总功
汽车拉力F的功率为
汽车对地面的压力
汽车对地面的压强为
【分析】绳子自由端移动的距离s=nh,利用W=Fs求汽车拉力对滑轮组做的总功;利用W=Gh求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;利用P=求汽车拉力的功率,利用p=求得汽车对地面的压强。
15.(2022·北部湾模拟)如图所示,物体B的重力为40N,此时A正沿着水平桌面以0.4m/s的速度向右做匀速直线运动,则物体B匀速下降的速度是 m/s;若对A施加一个水平向左的力F,使物体B以原速度匀速上升,则该力F大小为 N,作用在物体B上绳子拉力的功率为 W(不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦)。
【答案】0.8;160;32
【知识点】功率计算公式的应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】由图可知,绳子股数n=2,物体移动的速度v1=0.4m/s,则B物体下降的速度为v2=nv1=2×0.4m/s=0.8m/s
由图可知,当B匀速下降时,绳子上的拉力F拉=GB=40N,不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦,根据滑轮组的特点可知,A与桌面的摩擦力为f=nF拉=2×40N=80N
方向水平向左;当B匀速上升时,A受到的摩擦力水平向右,由于压力、粗糙程度不变,所以摩擦力的大小仍为80N,所以对A施加的水平向左的力F为F=f+2F拉=80N+2×40N=160N
由于
所以作用在物体B上绳子拉力的功率为P=F拉v2=40N×0.8m/s=32W
【分析】使用滑轮组时,绳子的移动速度和物体移动的速度与绳子股数有关;就绳子的拉力,可以计算物体受到的滑动摩擦力;根据物体受到的力和速度的乘积,计算功率的大小。
16.(2022·绵阳模拟)如图所示,光滑的地面上有一足够长的木板,在木板的右端固定着一个滑轮(不计绳和滑轮的摩擦及自重),木板上面放置一个小木块,小木块一端连接着轻质弹簧测力计。当拉力F为8N时,木板以0.36km/h的速度向右做匀速直线运动,则拉力F的功率是 W;然后把拉力增大到12N时,弹簧测力计的读数为 N。
【答案】1.6;16
【知识点】功率计算公式的应用;摩擦力的大小;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】木板的速度v=0.36km/h=0.1m/s
滑轮为动滑轮,拉力F的速度v绳=2v=2×0.1m/s=0.2m/s
功率
木板匀速直线向右运动,木块相对木板向左运动,木块受到的摩擦力向右;木板向右匀速直线运动,木板受到拉力F'和摩擦力是平衡力,大小相等,因为F'=2F=2×8N=16N
所以木板受到的摩擦力是16N;木块和木板之间的摩擦力是相互的,所以木块受到木板的摩擦力是16N;当F增大到12N时,木块对木板的压力和接触面粗糙程度不变,所以摩擦力不变,弹簧测力计对木块的拉力不变,仍为16N。
【分析】根据拉力和速度的乘积,计算功率的大小;根据物体受到的力计算合力。
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
阅卷人 四、计算题
得分
17.(2022·芜湖模拟)如图所示,工人用滑轮组在10s内将重500N的建材匀速提升2m,动滑轮的重力为100N,不计绳重与摩擦,求:
(1)工人的拉力;
(2)拉力做功的功率。
【答案】(1)解:由图中可知,动滑轮上有两股绳子承重,故可得绳子自由端的拉力为
答:工人的拉力为300N;
(2)解:由题意可知,建材提升的高度为h=2m,则绳子自由端移动的距离为s=2h=2×2m=4m
故由可得,绳子自由端的移动速度为
故由
可得,拉力做功的功率为P=Fv=300N×0.4m/s=120W
答:拉力做功的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的重力和动滑轮的重力,结合绳子股数计算拉力;
(2)根据路程额时间的比值计算速度;根据拉力和速度的乘积计算功率大小。
18.(2022八下·茂南期中)如图所示,已知动滑轮重为300N,物体A重为1500N,在竖直向上的拉力F作用下,将物体匀速提起,在5s时间内物体上升的高度为10m,绳子重及摩擦均不计。求:
(1)在匀速提起重物时所用的拉力F;
(2)拉力F移动的速度。
【答案】(1)解:由图知道,绳子股数n=3,绳子重及摩擦均不计,在匀速提起重物时所用的拉力F
答:在匀速提起重物时所用的拉力F是600N
(2)解:n=3,绳子自由端移动的距离s=3h=30m
故拉力F移动的速度
答:拉力F移动的速度6m/s。
【知识点】速度公式及其应用;滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)绳子重及摩擦均不计,在匀速提起重物时所用的拉力。
(2)绳子自由端移动的距离s=nh,利用速度计算公式求得拉力F移动的速度。
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