沪科版初中物理八年级10.2滑轮及其应用 同步习题（含解析）

10.2 滑轮及其应用
知识梳理
定义：滑轮的轴 ，这样的滑轮叫定滑轮
定滑轮 特点：使用定滑轮可以 但不能
实质： 杠杆
定义：滑轮的轴 ，这样的滑轮叫动滑轮
滑轮 动滑轮 特点：使用动滑轮可以 但不能
实质： 杠杆
与 组合在一起叫滑轮组
滑轮组 使用滑轮组既可以 又能
S= h； F= （G物+G动）（不计摩擦和绳子重）
基础知识
1．关于定滑轮和动滑轮，以下说法不正确的是（　　）
A．定滑轮实质是个等臂杠杆
B．使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C．动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D．使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向
2．如图，旗杆顶上的滑轮，叙述正确的是（　　）
A．定滑轮，为了省力
B．定滑轮，为了改变力作用方向
C．动滑轮，为了改变力作用方向
D．动滑轮，为了省力
3．用如图所示的滑轮匀速提升重物，下列说法正确的是（　　）
A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
4．如图所示，用F＝20 N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，不计绳子与滑轮间的摩擦，则物体与地面之间的摩擦力的大小为（　　）
A．60 N B．40 N C．20 N D．80 N
5．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例
子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑轮C属于 　 　（选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为 　 　（选填“A”、“B”或“C”）点的杠杆。
6．如图所示，用滑轮拉着一重为50 N的物体竖直向上匀速运动，该滑轮为 　 　（选填“定”或“动”）滑轮，利用该滑轮能省 　 　（选填“力”或“功”）。若滑轮重10 N，不计绳重及摩擦，则拉力F为 　 　 N。
7．小明的爸爸驾驶汽车时，不小心陷进了泥潭中，小明设计了如图甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。两种方法中，更合理的是 　 　图的安装方法，因为这种安装方法具有 　 　的优点。
8．如题图所示，某人在A处用滑轮组提起物体，请画出最省力的绳线绕法。
重难点突破
9．大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己吊了上去，如图所示。针对此过程，下列说法中错误的是（　　）
A．小孩在上升过程中，运动状态一定保持不变
B．他们使用的滑轮是定滑轮，目的是为了改变力的方向
C．小孩上升的高度等于重物下降的高度，小孩上升速度等于重物下降速度
D．小孩的体重小于大人的体重，大人体重大于重物重力
10．在不计机械自重、绳重和摩擦，使用下列机械匀速提升同一物体的四种方式中，所用动力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示的滑轮组提升100 N的重物，两个相同的滑轮的重力均为20 N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．自由端拉力F为40 N
B．若物体上移0.5m，则自由端移动1 m
C．顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140 N
D．若自由端拉绳子的速度为0.2 m/s，物体移动的速度为0.4 m/s
12．把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（　　）
A．A上升，B上升 B．A下降，B上升
C．A、B均静止 D．A上升，B下降
13．如图所示，G＝100 N，G动＝10 N，用力F将重物G以0.1 m/s的速度匀速提升，则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为（不计摩擦）（　　）
A．50 N，0.2 m/s B．5.5 N，0.2 m/s
C．200 N，0.05 m/s D．210 N，0.05 m/s
14．如图所示，用滑轮组以F1、F2、F3的拉力匀速提起重为G1＝G2＝G＝120 N的物体，若滑轮重和摩擦忽略不计，则F1＝　 　 N，F2＝　 　 N，F3＝　 　 N。
15．如图所示，在水平地面上放置一个重为600 N的物体，将物体匀速拉动时，动力F的大小是90 N，则物体与地面间的摩擦力大小是 　 　 N（不计绳与滑轮间摩擦），若拉力作用点在5 s内移动的距离是3 m，则物体的移动速度是 　 　m/s。
16．要将汽车从泥淖中拖出，在图中画出滑轮组最省力的绳子绕法。
17．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示。
钩码重G/ N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/ N 测力计移动距离S/m
甲 1 0.2 1 0.2
乙 1 0.2 1 0.2
丙 1 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮 　 　；
（2）比较甲、丙两图及实验数据，可得到的初步结论是：　 　；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以 　 　；但必须费 　 　；
（4）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是 　 　
A．从三次实验中选取最准确的数据 B．三次测量取平均值，减小误差
C．从特殊现象中得到普遍规律 　　　 D．利用控制变量法
18．明明同学使用如图所示装置滑轮组，用350 N拉力把重600 N物体1 min内匀速提升0.6 m，不计绳重与摩擦，求：
（1）绳子自由端运动速度；
（2）动滑轮重；
（3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800 N物体时，作用在绳子自由端的拉力（绳子没有断）。
能力提升
19．如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，修建盘山公路的目的是（　　）
A．减小汽车的重力
B．减小汽车牵引力所做的功
C．减小汽车上坡时所需的牵引力
D．减小汽车上坡时行驶的路程
20．如图所示，物体A，B的重分别为50 N、20 N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，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＝20 N B．F＝10 N C．F＝70 N D．F＝30 N
21．如图所示，吊篮的重力为300 N，动滑轮总重力为50 N，定滑轮总重力为30 N，人的重力为500 N，人在吊篮里拉绳子使吊篮匀速向上运动，此时人拉绳子的力为 　 　。
22．如图所示，将重为40 N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动，已知滑轮组中动滑轮重为4 N，绳子自由端拉力F为10 N，则物体与地面间的摩擦力为 　 　 N。（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
23．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于 　 　（选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同），图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是 　 　；如图丙所示将石碾子滚上台阶，石碾子相当于 　 　。
参考答案与试题解析
知识梳理
固定不动；改变力的方向；省力；等臂；随物体一起移动；省力；改变力的方向；省力杠杆；定滑轮；动滑轮；省力；改变力的方向；n；1/n
基础知识
1．【解答】解：AB.定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故AB正确；
CD.动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，故C正确，D错误。
故选：D。
2．【解答】解：因为滑轮的轮轴固定在旗杆上，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。
故选：B。
3．【解答】解：由于使用定滑轮不省力，只能改变力的方向，故三个方向的拉力大小是相等的。
故选：D。
4．【解答】解：因为用F＝20 N的拉力，拉着物体在地面上做匀速直线运动，
缠绕在动滑轮上的绳子的段数为3段，此时绳子对物体的拉力即为物体与地面之间的摩擦力，
即f＝3F＝3×20 N＝60 N。
故选：A。
5．【解答】解：在拉起吊桥过程中，滑轮组C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力；
由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点；
故答案为：定；B。
6．【解答】解：由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮；由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力；
已知物体重50 N，滑轮重10 N，绳子股数n＝2；不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为：F＝（G物+G动）＝×（50 N+10 N）＝30 N。
故答案为：动；力；30。
7．【解答】解：汽车时陷进了泥潭中，需要用很大的力才能拉出来，
由图可知，甲是定滑轮，不省力可以改变力的方向，乙是动滑轮，可以省一半的力，故两种方法中，更合理的是乙图的安装方法。
故答案为：乙；省力。
8．【解答】解：从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则提升物体绳子段数为3，是最省力的绕法，如图所示：
9．【解答】解：A.小孩在上升过程中，受到的拉力大于本身的重力，运动状态一定发生改变，故A错误；
B.使用定滑轮目的是为了改变力的方向，故B正确；
C.定滑轮不能省力，也不省距离，物体移动的速度等于绳子自由端移动的速度，所以小孩上升的高度等于重物下降的高度，小孩上升速度等于重物下降速度，故C正确；
D.大人利用滑轮将重物吊到二楼，说明大人体重大于重物重力；孩子把自己吊了上去了，说明小孩的体重小于物体的重力，小孩的体重自然也小于大人的体重，故D正确。
故选：A。
10．【解答】解：不计机械自重、绳重和摩擦，即在理想状况下：
A.图中使用的是定滑轮，拉力F1＝G；
B.斜面高h＝＝3m，拉力做功W＝F2s＝Gh，则拉力F2＝G＝G＝0.6G；
C.如图，支点为O，动力臂L1＝2L+3L＝5L，阻力臂L2＝2L，由杠杆平衡条件可得F3L1＝GL2，拉力F3＝＝G＝0.4G；
D.图中使用的是滑轮组，n＝3，拉力F4＝G≈0.33G；
因此动力最小是F4；
故选：D。
11．【解答】解：A.由图可知，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 F＝（G动+G物）＝×（100 N+20 N）＝60 N，故A错误；
B.动滑轮上n＝2，则绳子自由端移动的距离为：s＝nh＝2×0.5m＝1m，故B正确；
C.对于定滑轮，其顶部与定滑轮相连的绳子拉力与定滑轮下端三段绳子的拉力及定滑轮自身重力平衡，所以顶部绳子拉力为F′＝3F+G定＝3×60 N+20 N＝200 N，故C错误；
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0.2 m/s，则物体上升速度为：v物＝v绳＝＝0.1 m/s，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。
故选：B。
13．【解答】解：图中动滑轮一共有两根绳子承担重力，n＝2，拉力F＝nG+G动＝2×100 N+10 N＝210 N；绳子自由端移动的速度与拉力移动速度的关系为：vG＝nvF，得vF＝vG＝×0.1 m/s＝0.05 m/s，D选项符合题意。
故选：D。
14．【解答】解：
由图知，承担物重的绳子股数：n1＝2，n2＝3，n3＝2，
若滑轮重和摩擦忽略不计，拉力大小：
F1＝G1＝×120 N＝60 N；
F2＝G2＝×120 N＝40 N；
F3＝G＝×120 N＝60 N。
故答案为：60；40；60。
15．【解答】解：由图可知：滑轮组上作用在动滑轮上绳子的条数n＝2；
（1）物体A与地面间的摩擦力：f＝nF＝2×90 N＝180 N；
（2）由绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s′的关系为s＝2s′可得：
物体移动的速度：v′＝v＝×＝×＝0.3 m/s。
故答案为：180；0.3。
16．【解答】解：由图示可知，有一个定滑轮，一个动滑轮，滑轮组承担汽车拉力的绳子股数n＝3，滑轮组绕法如图所示；
17．【解答】解：（1）比较甲、乙两图及实验数据可知，物体的重力与测力计示数相等，说明使用定滑轮不省力也不费力，可以改变力的方向；
（2）比较甲、丙两图及实验数据，可知丙是动滑轮，提升相同物体时，动滑轮的力要小一些，可得到的初步结论是使用动滑轮能省力；
（3）乙的距离为0.2 m，丙中的距离为0.4 m，故使用动滑轮省力，但要费距离；
（4）使用中要进行多次测量，目的是为了得到普遍规律，故C正确。
故答案为：（1）不省力也不费力，可以改变力的方向；（2）使用动滑轮能省力；（3）省力；距离；（4）C。
18．【解答】解：（1）从图中可知n＝2，绳子自由端端移动距离s＝2h＝2×0.6 m＝1.2 m，
绳子自由端运动速度v＝＝＝0.02 m/s；
（2）由F＝（G物+G动）得：G动＝nF—G物＝2×350 N﹣600 N＝100 N；
（3）此时绳子自由端的F′＝（G物′+G动）＝×（800 N+100 N）＝450 N。
答：（1）绳子自由端运动速度为0.02 m/s；
（2）动滑轮重100 N；
（3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800 N物体时，作用在绳子自由端的拉力为450 N。
19．【解答】解：A.盘山公路依山而建，坡度较小，不会使车辆的重力减小，故A错误；
B.根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，故B错误；
C.盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，故C正确；
D.盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，增加汽车上坡时行驶的路程，故D错误。
故选：C。
20．【解答】解：
滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，由图知，此滑轮组由2段绳子承担B物体的重力，
所以物体A在水平面上向右作匀速直线运动时，绳子上的拉力FA＝GB＝×20 N＝10 N；
A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f＝FA＝10 N，方向水平向左；
若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的绳子拉力FA，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为10 N），
因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力：F＝FA+f＝10 N+10 N＝20 N。
故选：A。
21．【解答】解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于它们处于静止状态时，整体受力平衡；
由图可知，有5段绳子承受整体的总重力，则绳子的拉力F＝G总＝×（300 N+50 N+500 N）＝170 N。
故答案为：170 N。
22．【解答】解：从图中可知n＝3，设绳子对物体的拉力为F物，不计绳重和滑轮组的摩擦，对动滑轮受力分析，则3F＝G动+F物，则F物＝3F﹣G动＝3×10 N﹣4 N＝26 N，
因物体匀速运动，处于平衡状态，绳子对物体的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以物体与地面间的摩擦力f＝F物＝26 N。
故答案为：26。
23．【解答】解：（1）动滑轮在使用时，滑轮随重物一起移动，图甲中的树木和图丙中的石碾在用力时，都会移动，属于动滑轮；
（2）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是固定的，属于定滑轮；
（3）将石碾子滚上台阶，石碾子与台阶的接触点转动，因此可以把球形重物看成一个杠杆，这杠杆的支点是石碾子与台阶的接触点；
故答案为：动滑轮；定滑轮；杠杆。
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