浙教版初三科学3.4简单机械（滑轮、斜面）专题训练（含答案）

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浙教版初三科学3.4简单机械（滑轮、斜面）专题训练
一、单选题
1．关于机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率越大，越省力
B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大
D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
2．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C，已知AC>BC，施加的力分别为FA、FB，拉力做的功分别为WA、WB，拉力做功的功率分别为PA、PB，则下列判断中正确的是（　　）
A．FAFB WA>WB PA>PB
C．FAPB
3．如图所示，工人用180N的拉力F使重1000N的物体以1m/s的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是3m/s
B．物体受到的拉力为360N
C．在2秒内拉力做的功为360J
D．滑轮组的机械效率为83.3%
4．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在相同水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)（　　）
A．F35．如图所示，为了把两件相同的货物搬运到平板货车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面(ABA．沿斜面AB推动更省力
B．沿斜面CD推动更省功
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功一定相同
D．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
6．如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物不计绳重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离（不计绳重和摩擦）下列说法中正确的是（　　）
A．F1所做的额外功多 B．F1C．两装置的机械效率相同 D．F1>F2，F1移动距离多
7．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。 已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体A所受滑动摩擦力大小为100N
B．拉力F做功的功率为63W
C．物体B所受重力为400N
D．水平向右的力F的大小为400N
8．如图所示用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法错误的是（　　）
A．物体4受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
9．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（　　）
A．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
10．如图，重力为6N的物体在4N拉力F的作用下，以0.2m/ s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时，物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重，则（　　）
A．物体对斜面的压力为6N B．该装置的机械效率为75%
C．物体与斜面间的摩擦力为8N D．拉力F的功率为1.6W
11．如图装置中，物体A重100N，物体B重I0N，在物体B的作用下，物体A作水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30w，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为(不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重) （　　）
A．1s B．2s C．3s D．4s
12．如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的图象如图丙所示。已知在2s~4s内重物上升的竖直高度为2m，则下列说法错误的是（　　）
A．动滑轮重为20N
B．0～2s内重物对地面的压力为40N
C．2~4s内，绳自由端下降的平均速度为2m/s
D．4~6s内，拉力F的功率为100W
13．右图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F=4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m，不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.1m/s
B．滑轮组的机械效率为87.5%
C．天花板对滑轮组的拉力为10N
D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W
14．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹管测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到地面的摩擦力是5N
B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．水平拉力F的功率是4.8W
D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
15．如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（　　）
A．FA＝FB＝FC B．FA＝FB＝3FC
C．2FA＝3FC＝FB D．3FA＝6FC＝2FB
二、填空题
16．小科利用如图装置将地面上一个 重为500N的重物吊到2m高处，用时20s，小科在绳索自由端的拉力为275N。若不计绳索与滑轮的摩擦力，则小科拉力做功的功率为　 　W，此装置的机械效率为　 　( 精确到0.1%)。
17．如图所示，当F1=4N，F2=3N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，可知，弹簧测力计读数为　 　N，拉力F2的功率为　 　W，如果增大F2，物体A　 　（选填“可能”、“不可能”)向左运动。(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)。
18．如图所示的家用手摇晾衣架。
（1）图中A滑轮的作用是　 　；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。
（2）下图是小明晾晒相同的湿毛巾的情景，其中最有可能让衣架保持水平平衡的是　 　。
19．如图，不计摩擦和滑轮的重量，物体的重量为1000牛，人体的重量为600牛，当物体G匀速升高时,人对地板的压力是　 　牛。
20．如图甲、乙所示，平静的湖面停泊着两艘小船，绳的一端拴在A船上，绕过B船上的滑轮，站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果甲、乙两图中 A船在20s内向右匀速移动了10m，同时B船向左移动了4m，则甲图中人做功　 　J，乙图中人拉绳子的速度为　 　m/s。
21．如图所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升。
（1）若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝　 　N，滑轮向上移动　 　cm。
（2）若滑轮重不计，滑轮向移动20cm，则拉力F=　 　N，物体上升　 　cm。
22．如图所示，物体A重200N，滑轮重10N，绳和测力计重及摩擦不计，弹簧秤示数为60N，物体B的重为　 　N；若物体B匀速向上运动的速度为0.2m/s，则人做功的功率为　 　W。
三、实验探究题
23．斜面的机械效率跟哪些因素有关？小科进行了如下实验。
（1）实验中需要用到木块、垫块、粗糙与光滑的长木板各1块、弹簧测力计、砝码若干。为了完成实验，还需要的测量工具是 　 　。
（2）小科在木块上放置不同的砝码，改变物块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表：
实验次序 接触面粗糙程度 物块重G/N 物块上升的高度h/m 沿斜面的拉力F/N 物块移动的距离L/m 斜面的机械效率η
1 较粗糙的木板 2.0 0.25 1.2 0.80 52%
2 较粗糙的木板 2.0 0.35 1.4 0.80 63%
3 较粗糙的木板 5.0 0.35 3. 0.80 63%
4 较光滑的木板 5.0 0.35 3.1 0.80 ？
小科探究的是斜面的机械效率与 　 　、接触面粗糙程度、物块重力的关系。
（3）在第四次实验中，斜面的机械效率为 　 　（计算结果精确到1%）。
24．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 提升的高h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离S/m 总功
W总/J 机械效率/η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码　 　，机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　 　有关。
③比较　 　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图　 　的装置完成的。
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　 　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用　 　的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　 　。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　 　。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律
25．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2牛，测得的数据如表：
次数 钩码总重G/牛 钩码上升的高度h/米 测力计示数F/牛 测力计移动距离s/米 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 　
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上　 　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为　 　，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为　 　牛。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用　 　图做的；第4次实验是用　 　图做的。(填“a”“b”或“c”)
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，　 　可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率　 　。
（5）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　 　。
（6）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将　 　(填“变大”“不变”或“变小”)。
26．小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量，得表中所示的数据：
实验次数 斜面倾斜角 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功 总功 机械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ______
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ______ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 　
（1）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为　 　（计算结果小数点后保留一位）；第②次实验中总功为　 　；第③次实验中斜面对物体的摩擦力为　 　。
（2）分析表中的数据，可以得出的探究结论：斜面倾斜角θ越　 　，斜面越省力，斜面的机械效率越　 　。
（3）若斜面的倾斜程度、粗糙程度和物重都保持不变，只增加物体在斜面上运动的长度，则所测斜面的机械效率将　 　（填“变大”、 “变小”或 “不变”）
四、解答题
27．如图所示，小科用10N的力提升重为16N的物体，使物体在6s内提升3m。不计绳重和摩擦，请分析：
（1）该装置所使用的滑轮组具有 （填字母）的作用。
A．只省力 B．只改变力的方向
C．省力且改变力的方向 D．省力且不改变力的方向
（2）动滑轮的重为多少？
（3）此过程中，滑轮组的机械效率为多少？
28．如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B在5S内匀速上升了0.8m，则：（不计轮绳间摩擦）
（1）图中D为　 　（填“定”或“动”）滑轮；
（2）拉力F的大小为　 　N；
（3）通过计算回答拉力F的功率为多少。
29．如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。(杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计)。
（1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为　 　(选填“定滑轮”或“动滑轮”)；
（2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力；
（3）求滑轮的重力。
30．搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦。上述过程中所提货物重为360N，提升时间为20s，重物上升高度为2m。求：
（1）若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少？
（2）此装置中动滑轮重多少？
（3）若上述过程中所提货物重为270N，则滑轮组的机械效率为多少？
31．新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重力是多少N？
答案部分
1．【答案】D
2．【答案】A
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】C
6．【答案】C
7．【答案】B
8．【答案】D
9．【答案】A
10．【答案】D
11．【答案】B
12．【答案】D
13．【答案】B
14．【答案】D
15．【答案】D
16．【答案】55；90.9%
17．【答案】9；0.6；不可能
18．【答案】（1）改变力的方向；30
（2）B
19．【答案】100
20．【答案】2800；0.9
21．【答案】（1）62；10
（2）60；40
22．【答案】25；6
23．【答案】（1）刻度尺
（2）斜面倾斜程度
（3）71%
24．【答案】（1）重力越大；动滑轮的重力；2和3；乙；80%
（2）减小接触面的粗糙程度
（3）不能省功；B
25．【答案】（1）匀速
（2）74%；1.4
（3）b；c
（4）增加物重；越低
（5）无关
（6）变小
26．【答案】（1）47.6%；3.6J；0.8N
（2）小；低或小
（3）不变
27．【答案】（1）C
（2）由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F＝），所以动滑轮的重力：G动＝nF-G＝7×10N-16N＝4N
（3）滑轮组的机械效率：η＝ ＝80%
28．【答案】（1）动
（2）150
（3）物体B上升了0.8m时，物体A向左移动的距离为：s=2×0.8m=1.6m，
拉力F做功为：W=Fs=150N×1.6m=240J，
拉力F的功率为：P= =48W
29．【答案】（1）动滑轮
（2）解：已知AB=3BO，因此LOA：LOB=2：1
由杠杆平衡原理可知：FA·LOA=FB·LOB
FA×2=400N×1
FA=200N
（3）解：FA=G动+2F拉
200N=G动+2G配
200N=G动+2×90N
G动=20N
30．【答案】（1））重物上升速度：
，
由图可知，n=3，
则提升时绳自由端的速度：，
拉力的功率：；
（2）在上述过程中，F=150N，G=360N，
不计绳重和摩擦，拉力，
则动滑轮的重力：
；
（3）不计绳重和摩擦，当G′=270N，则滑轮组的机械效率；
。
31．【答案】（1）解：使用滑轮组做的有用功：
W有用=Gh=2700N×2m=5400J
工人做的有用功是=5400J
（2）解：
由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h，
使用滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，
滑轮组的机械效率：
答：该滑轮组的机械效率是=90%
（3）解：不计绳重和摩擦力，
绳子自由端拉力：
即：，
解得：G动=300N
答：动滑轮的总重力是300N
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