2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷:12.2 滑轮
一、选择题
1.(2023·惠城期末)如图分析,比较如图中、、的大小( )
A. B. C. D.无法判断
2.(2023九上·清新期中)如图所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动,此时弹簧测力计的示数是8N,若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计,那么物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功分别为( )
A.8N,32J B.16N,32J C.8N,64J D.16N,64J
3.(2021八下·朝阳期末)用如图所示的滑轮组,将重为5N的物体A匀速提升,已知动滑轮重为1N,不计绳重和摩擦,则作用在绳端竖直向下的拉力F的大小为( )
A.6N B.2N C.3.5N D.3N
4.(2023九上·苏州月考)如图,将同一物体分别沿光滑斜面、以相同的速度,匀速拉到顶点,施加的力分别为、,拉力做功分别为、,下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2023·平房)如图所示,小明用滑轮组把重力为400N的重物匀速提升2m,动滑轮重50N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为180N B.绳子自由端移动的距离为4m
C.使用滑轮组可以省功 D.拉力所做的有用功800J
6.(2023九上·增城期中)一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法正确的是( )
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
7.(2023九上·苏州月考)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.20N B.25N C.30N D.35N
8.(2023九上·金堂月考)用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组匀速提升重物时,向下拉时手需提供的最小拉力应该是滑轮重和绳与滑轮的摩擦不计( )
A. B.
C. D.绳子绕法不确定,无法判断
二、多选题
9.(2024九上·莘县期末)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳子受的拉力和大小相等,滑轮组的机械效率相同
B.绳子受的拉力和大小不相等,滑轮组的机械效率不相同
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
D.绳子自由端用移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
10.(2019八下·福田期末)如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重,绳重及各处摩擦均不计。物体G从200N开始逐渐增加,每次匀速提升物体同样的高度,图乙记录了在此过程中物体的重力和滑轮组机械效率的关系图象,下列说法正确的有( )
A.当G=200N时,绳子自由端的拉力F=100N
B.每个滑轮重200N
C.当提升物重为800N时,绳子承受拉力为250N
D.机械效率随提升的物重增加而提高
三、填空题
11.(2024九上·徐州期末)学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个 滑轮,它的作用是改变 ,它 填“能”或“不能”省功。
12.(2023九上·泰州期末)如图所示,物体所受重力为,绳重和摩擦力不计,当分别沿力和的方向匀速提起物体时,则 选填“大于”、“小于或“等于”。若内物体被匀速提升,则拉力所做的功为 ,功率为 如果把这个滑轮改成动滑轮匀速竖直提升同样的重物,则机械效率将 选填“增大”、“减小”或“不变”.
13.(2023九上·甘肃期末)今年是中华人民共和国成立70周年,我区各个学校都开展“升国旗,唱国歌”的主题活动,如图所示为某学校升旗的情景,旗杆顶装的滑轮是 滑轮,它的作用是 。
14.(2023九上·无锡月考)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮A的作用是 ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为 N。
15.(2024九上·黄江期末)如图所示,已知物体A和动滑轮的总重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子移动的距离为 m,人对绳子的拉力为 N,拉力所做的功为 J,绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计
16.(2023九上·泰州期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点,已知,施加的力分别为、,拉力做的功为、,拉力做功的功率分别为、,则力F1 (>/=/<)F2,拉力做的功W1 (>/=/<)W2,拉力做功的功率P1 (>/=/<)P2.
17.(2023九上·苏州月考)如图所示,两光滑斜面长度AB<AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底端以相同的速度拉到顶端1、功率P1;沿AC斜面拉力F2、做功W2、功率P2。则有F1 F2,W1 W2,P1 P2(均选填“>”、“=”或“<”)。
18.(2024九上·福建期末)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,其优点是既可以省力又可以 ;每件货物重100N,每次运送的量不同,如图乙记录了在整个过程中拉力F随货物重力增加而变化的图像,由图可知动滑轮重为 牛,当400牛重的货物上升6米高时,拉力F所做的功是 焦。(不考虑绳重和摩擦)
19.(2024九上·东莞期末)如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 N,其中定滑轮的作用是 。
四、作图题
20.(2023·惠城期末)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
21.(2023九上·无锡月考)如图所示,人站在一斜面顶上,用滑轮组将一重物G拉上来,请画出最省力的绕线方式。
22.(2023九上·铜山月考)如图乙所示,小明站在地面上,欲用滑轮组提升重物,请画出最合适的绕线方法。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮固定不动,可以改变拉力的方向,即向不同方向时,拉力的大小不变,F1=F2=F3,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向,大小不变。
2.【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】根据可知水平拉力F=8N,物体A的速度为2m/s,动滑轮上绳子段数为2,根据,可得物体A与水平面的摩擦力为:f=2F=2 x 8N=16N;2s内物体移动的距离为:,绳子段移动的距离为:s绳=2sA=2 x 4m=8m,拉力F做的功为:W=Fs=8N x 8m=64J;
故答案为D。
【分析】使用动滑轮可以省一半的力,但费一倍的距离,根据求出物体A与水平地面的摩擦力;
根据求出物体移动的距离,进而求出动滑轮绳子端移动的距离,再根据W=Fs求出拉做的功。
3.【答案】D
【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】不计绳重和摩擦,滑轮组的动滑轮绕2段绳,作用在绳端竖直向下的拉力F的大小
故答案为:D。
【分析】不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)。
4.【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】将相同物体提高相同高度时,根据W=Gh,对物体做功相同,由于斜面没有摩擦力,总功等于有用功,所以拉力做功相同,W1=W2;由于斜面AB>AC,根据,斜面越长,拉力越小,F1故答案为:D.
【分析】根据W=Gh,分析做功的大小关系;根据,判断拉力的大小关系。
5.【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担重力的绳子段数n=3,则自由端的拉力为:,故A错误;
B.绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m,故B错误;
C.使用滑轮组只能省力,不能省功,故C错误;
D.拉力做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据计算自由端的拉力;
B.根据s=nh计算自由端移动的距离;
C.使用任何机械都不能省功;
D.根据W有=Gh计算拉力做的有用功。
6.【答案】D
【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】A.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,乙安装的动滑轮,省一半的力,故A错误
B.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,乙安装的动滑轮,省一半的力,故B错误
C.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,故C错误
D.乙安装的动滑轮,省一半的力,故D正确
故选择D
【分析】组装的滑轮在使用的过程中位置改变的是动滑轮,位置不动的是定滑轮,定滑轮改变力的的方向,不省力,动滑轮省力
7.【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】使用动滑轮时,当拉力方向和物体方向在同一直线时,可以省一半力,根据图像,拉力最小为,由于拉力倾斜,有一定夹角,向上的力大于总重力的一半,即大于30N,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】使用动滑轮时,若拉力和物体重力不在同一直线上,拉力比总重力的一半大。
8.【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,由于拉力向下,绳子股数最多为2股,拉力为,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据滑轮组个数和拉力方向,判断股数,结合物体重力,计算拉力大小。
9.【答案】A,B,D
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.甲乙图中的动滑轮G动和物体重力G相同,根据,绳子股数较多的乙图,拉力更小,根据,机械效率相等,AB符合题意;
CD.物体上升高度相同,绳子自由端移动的距离s和物体高度h关系为s=nh,绳子股数不同,移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功W=Fs=(G+G动)×h,做功相等,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:ABD.
【分析】根据滑轮组绳子股数,利用,计算拉力,利用,计算机械效率;根据W=Fs,计算做功的大小关系。
10.【答案】A,C,D
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】B.由乙图可知:当G=200N时,η=50%,绳重及各处摩擦均不计,η= ,
50%= ,G动=100N,
B不符合题意;
A.当G=200N时,绳子自由端的拉力F= (G+2G动)= ×(200N+2×100N)=100N,
A符合题意;
C.当提升物重为800N时,绳子承受拉力F′= (G′+2G动)= ×(800N+2×100N)=250N,
C符合题意;
D.由η= 可知,随着提升重物的增大,滑轮组的机械效率会提高,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率,结合公式求解机械效率的表达式,通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素,结合实验进行证明即可。
11.【答案】定;力的方向;不能
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 (1)升国旗时,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,则需要能改变拉力方向的滑轮,所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮。
(2)使用它时可以改变力的方向,但不能省力,也不能省功。
【分析】 (1)定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)功的原理:使用任何机械都不省功。
12.【答案】等于;;;减小
【知识点】功率的计算;定滑轮及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像,定滑轮可以改变方向,沿不同方向的拉力相同,F1=F2;根据物体的重力,计算拉力做功W=Gh=200N×4m=800J;功率为;若将定滑轮改为动滑轮,需要对动滑轮做功,产生额外功,机械效率变小。
【分析】定滑轮可以改变拉力方向,不改变大小;根据W=Gh可以计算有用功;利用,计算机械效率;有用功一定时,额外功变大,机械效率减小。
13.【答案】定;改变施力方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮固定不动,是定滑轮,可以改变力的方向。
【分析】定滑轮固定不动,可以改变力的方向。
14.【答案】省力;1600
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】 (1)由图知,滑轮A是一个动滑轮,动滑轮是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,所以使用时能省力。
(2)克服汽车受到的摩擦力做的功是有用功,绳子拉力做的功是总功,由图知,n=2,由可得,汽车受到的摩擦力:f=nηF=2×80%×1000N=1600N。
【分析】(1) 定滑轮的作用为改变力的方向,动滑轮的作用为能够省力。
(2)从图中可知n=2,根据计算出汽车受到的摩擦力。
15.【答案】2;100;200
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组包括定滑轮和动滑轮,动滑轮省力费距离,定滑轮改变里的方向,不省力也不省距离,缠绕在动滑轮上的绳子数为2,所以绳子移动距离为物体移动距离的2倍,即2m;绳子的拉力为滑轮和物体总重的0.5倍,即100N,拉力做功拉力和距离的乘积,即为200J。
【分析】滑轮组的工作特点,拉力距离的计算,功的相关计算。
16.【答案】;=;
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】长度不同的斜面光滑,物体被拉上顶端,根据W=Fs=Gh分析,做功相同,根据W=Fs,斜面越长,拉力越小,则F1【分析】斜面的长度越小,拉动物体上升时,拉力越小;根据W=Fs,计算拉力做的功;根据P=Fv,分析功率的大小。
17.【答案】>;=;>
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像, 使用斜面时,若斜面光滑,拉力没有对摩擦力做功,即Fs=Gh,斜面上,对物体的拉力为,AC的长度更长,则拉力小,F1>F2;根据W=Gh,由于物体相同,提升的高度相同,做功相等,W1=W2;由于速度相同,根据P=Fv分析,拉力越大, 功率越大,P1>P2。
【分析】使用斜面可以省力,斜面越长越省力;根据W=Gh,可以计算做功多少;根据P=Fv,计算功率大小。
18.【答案】改变施力方向;100;3000
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组包括一个动滑轮和一个定滑轮,动滑轮有点可以省力,定滑轮可以改变力的方向;
动滑轮上缠绕两条线,对物体进行受力分析可知:,计算可知动滑轮重力为100N;动滑轮上缠绕两条线,绳子位移为货物位移的2倍,做功公式
综上第1空为改变施力方向;第2空为100;第3空为3000
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算, ,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。
根据动滑轮的工作特点、拉力的计算、功的相关计算填空
19.【答案】1;6;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】因该滑轮组承担重力的绳子有两根,n=2,s=nh=2X0.5m=1m,故第一空填1;
因滑轮组不计绳重跟摩擦,所以Fs=Gh,F=,故第二空填6;
定滑轮的作用就是改变力的方向,故,第三空填改变力的方向。
【分析】会判断滑轮组承担重力的绳子有几根,可确定绳子自由端移动的距离,再根据Fs=Gh可就其他物理量,在这里需要注意的是,使用这个公式的前提是不计绳重跟摩擦,也要了解定滑轮与动滑轮的作用。
20.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图像,人在上方,绳子绕过滑轮后到达人手,需要使绳子绕过定滑轮和动滑轮,如图 。
【分析】根据人的位置,使绳子分别绕过定滑轮和动滑轮。
21.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】答案如图:
【分析】 滑轮组的省力情况取决于动滑轮上绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
22.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】小明站在地面上提升重物,绳子的方向向下,改变了提升物体的方向,绳子一端固定在定滑轮上,在进行绕线如下图
【分析】根据绳子自由端的用力方向确定绳子另一端的固定点是在定滑轮还是动滑轮,和物体运动方向一致的时候固定动滑轮上,和物体运动方向相反的是固定在定滑轮上
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷:12.2 滑轮
一、选择题
1.(2023·惠城期末)如图分析,比较如图中、、的大小( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】定滑轮固定不动,可以改变拉力的方向,即向不同方向时,拉力的大小不变,F1=F2=F3,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】使用定滑轮可以改变力的方向,大小不变。
2.(2023九上·清新期中)如图所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动,此时弹簧测力计的示数是8N,若滑轮绳子、弹簧测力计的重力和摩擦力均不计,那么物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功分别为( )
A.8N,32J B.16N,32J C.8N,64J D.16N,64J
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】根据可知水平拉力F=8N,物体A的速度为2m/s,动滑轮上绳子段数为2,根据,可得物体A与水平面的摩擦力为:f=2F=2 x 8N=16N;2s内物体移动的距离为:,绳子段移动的距离为:s绳=2sA=2 x 4m=8m,拉力F做的功为:W=Fs=8N x 8m=64J;
故答案为D。
【分析】使用动滑轮可以省一半的力,但费一倍的距离,根据求出物体A与水平地面的摩擦力;
根据求出物体移动的距离,进而求出动滑轮绳子端移动的距离,再根据W=Fs求出拉做的功。
3.(2021八下·朝阳期末)用如图所示的滑轮组,将重为5N的物体A匀速提升,已知动滑轮重为1N,不计绳重和摩擦,则作用在绳端竖直向下的拉力F的大小为( )
A.6N B.2N C.3.5N D.3N
【答案】D
【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】不计绳重和摩擦,滑轮组的动滑轮绕2段绳,作用在绳端竖直向下的拉力F的大小
故答案为:D。
【分析】不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)。
4.(2023九上·苏州月考)如图,将同一物体分别沿光滑斜面、以相同的速度,匀速拉到顶点,施加的力分别为、,拉力做功分别为、,下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】将相同物体提高相同高度时,根据W=Gh,对物体做功相同,由于斜面没有摩擦力,总功等于有用功,所以拉力做功相同,W1=W2;由于斜面AB>AC,根据,斜面越长,拉力越小,F1故答案为:D.
【分析】根据W=Gh,分析做功的大小关系;根据,判断拉力的大小关系。
5.(2023·平房)如图所示,小明用滑轮组把重力为400N的重物匀速提升2m,动滑轮重50N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F为180N B.绳子自由端移动的距离为4m
C.使用滑轮组可以省功 D.拉力所做的有用功800J
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担重力的绳子段数n=3,则自由端的拉力为:,故A错误;
B.绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m,故B错误;
C.使用滑轮组只能省力,不能省功,故C错误;
D.拉力做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据计算自由端的拉力;
B.根据s=nh计算自由端移动的距离;
C.使用任何机械都不能省功;
D.根据W有=Gh计算拉力做的有用功。
6.(2023九上·增城期中)一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法正确的是( )
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
【答案】D
【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】A.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,乙安装的动滑轮,省一半的力,故A错误
B.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,乙安装的动滑轮,省一半的力,故B错误
C.甲安装的定滑轮,改变拉力的方向,故C错误
D.乙安装的动滑轮,省一半的力,故D正确
故选择D
【分析】组装的滑轮在使用的过程中位置改变的是动滑轮,位置不动的是定滑轮,定滑轮改变力的的方向,不省力,动滑轮省力
7.(2023九上·苏州月考)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.20N B.25N C.30N D.35N
【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】使用动滑轮时,当拉力方向和物体方向在同一直线时,可以省一半力,根据图像,拉力最小为,由于拉力倾斜,有一定夹角,向上的力大于总重力的一半,即大于30N,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】使用动滑轮时,若拉力和物体重力不在同一直线上,拉力比总重力的一半大。
8.(2023九上·金堂月考)用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组匀速提升重物时,向下拉时手需提供的最小拉力应该是滑轮重和绳与滑轮的摩擦不计( )
A. B.
C. D.绳子绕法不确定,无法判断
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,由于拉力向下,绳子股数最多为2股,拉力为,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据滑轮组个数和拉力方向,判断股数,结合物体重力,计算拉力大小。
二、多选题
9.(2024九上·莘县期末)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳子受的拉力和大小相等,滑轮组的机械效率相同
B.绳子受的拉力和大小不相等,滑轮组的机械效率不相同
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等
D.绳子自由端用移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
【答案】A,B,D
【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】AB.甲乙图中的动滑轮G动和物体重力G相同,根据,绳子股数较多的乙图,拉力更小,根据,机械效率相等,AB符合题意;
CD.物体上升高度相同,绳子自由端移动的距离s和物体高度h关系为s=nh,绳子股数不同,移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功W=Fs=(G+G动)×h,做功相等,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:ABD.
【分析】根据滑轮组绳子股数,利用,计算拉力,利用,计算机械效率;根据W=Fs,计算做功的大小关系。
10.(2019八下·福田期末)如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重,绳重及各处摩擦均不计。物体G从200N开始逐渐增加,每次匀速提升物体同样的高度,图乙记录了在此过程中物体的重力和滑轮组机械效率的关系图象,下列说法正确的有( )
A.当G=200N时,绳子自由端的拉力F=100N
B.每个滑轮重200N
C.当提升物重为800N时,绳子承受拉力为250N
D.机械效率随提升的物重增加而提高
【答案】A,C,D
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】B.由乙图可知:当G=200N时,η=50%,绳重及各处摩擦均不计,η= ,
50%= ,G动=100N,
B不符合题意;
A.当G=200N时,绳子自由端的拉力F= (G+2G动)= ×(200N+2×100N)=100N,
A符合题意;
C.当提升物重为800N时,绳子承受拉力F′= (G′+2G动)= ×(800N+2×100N)=250N,
C符合题意;
D.由η= 可知,随着提升重物的增大,滑轮组的机械效率会提高,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率,结合公式求解机械效率的表达式,通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素,结合实验进行证明即可。
三、填空题
11.(2024九上·徐州期末)学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个 滑轮,它的作用是改变 ,它 填“能”或“不能”省功。
【答案】定;力的方向;不能
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】 (1)升国旗时,当升旗手缓缓向下拉绳子时,国旗就会徐徐上升,则需要能改变拉力方向的滑轮,所以旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮。
(2)使用它时可以改变力的方向,但不能省力,也不能省功。
【分析】 (1)定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
(2)功的原理:使用任何机械都不省功。
12.(2023九上·泰州期末)如图所示,物体所受重力为,绳重和摩擦力不计,当分别沿力和的方向匀速提起物体时,则 选填“大于”、“小于或“等于”。若内物体被匀速提升,则拉力所做的功为 ,功率为 如果把这个滑轮改成动滑轮匀速竖直提升同样的重物,则机械效率将 选填“增大”、“减小”或“不变”.
【答案】等于;;;减小
【知识点】功率的计算;定滑轮及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像,定滑轮可以改变方向,沿不同方向的拉力相同,F1=F2;根据物体的重力,计算拉力做功W=Gh=200N×4m=800J;功率为;若将定滑轮改为动滑轮,需要对动滑轮做功,产生额外功,机械效率变小。
【分析】定滑轮可以改变拉力方向,不改变大小;根据W=Gh可以计算有用功;利用,计算机械效率;有用功一定时,额外功变大,机械效率减小。
13.(2023九上·甘肃期末)今年是中华人民共和国成立70周年,我区各个学校都开展“升国旗,唱国歌”的主题活动,如图所示为某学校升旗的情景,旗杆顶装的滑轮是 滑轮,它的作用是 。
【答案】定;改变施力方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮固定不动,是定滑轮,可以改变力的方向。
【分析】定滑轮固定不动,可以改变力的方向。
14.(2023九上·无锡月考)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮A的作用是 ;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为 N。
【答案】省力;1600
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】 (1)由图知,滑轮A是一个动滑轮,动滑轮是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,所以使用时能省力。
(2)克服汽车受到的摩擦力做的功是有用功,绳子拉力做的功是总功,由图知,n=2,由可得,汽车受到的摩擦力:f=nηF=2×80%×1000N=1600N。
【分析】(1) 定滑轮的作用为改变力的方向,动滑轮的作用为能够省力。
(2)从图中可知n=2,根据计算出汽车受到的摩擦力。
15.(2024九上·黄江期末)如图所示,已知物体A和动滑轮的总重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子移动的距离为 m,人对绳子的拉力为 N,拉力所做的功为 J,绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计
【答案】2;100;200
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组包括定滑轮和动滑轮,动滑轮省力费距离,定滑轮改变里的方向,不省力也不省距离,缠绕在动滑轮上的绳子数为2,所以绳子移动距离为物体移动距离的2倍,即2m;绳子的拉力为滑轮和物体总重的0.5倍,即100N,拉力做功拉力和距离的乘积,即为200J。
【分析】滑轮组的工作特点,拉力距离的计算,功的相关计算。
16.(2023九上·泰州期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点,已知,施加的力分别为、,拉力做的功为、,拉力做功的功率分别为、,则力F1 (>/=/<)F2,拉力做的功W1 (>/=/<)W2,拉力做功的功率P1 (>/=/<)P2.
【答案】;=;
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】长度不同的斜面光滑,物体被拉上顶端,根据W=Fs=Gh分析,做功相同,根据W=Fs,斜面越长,拉力越小,则F1【分析】斜面的长度越小,拉动物体上升时,拉力越小;根据W=Fs,计算拉力做的功;根据P=Fv,分析功率的大小。
17.(2023九上·苏州月考)如图所示,两光滑斜面长度AB<AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底端以相同的速度拉到顶端1、功率P1;沿AC斜面拉力F2、做功W2、功率P2。则有F1 F2,W1 W2,P1 P2(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】>;=;>
【知识点】功率大小的比较;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像, 使用斜面时,若斜面光滑,拉力没有对摩擦力做功,即Fs=Gh,斜面上,对物体的拉力为,AC的长度更长,则拉力小,F1>F2;根据W=Gh,由于物体相同,提升的高度相同,做功相等,W1=W2;由于速度相同,根据P=Fv分析,拉力越大, 功率越大,P1>P2。
【分析】使用斜面可以省力,斜面越长越省力;根据W=Gh,可以计算做功多少;根据P=Fv,计算功率大小。
18.(2024九上·福建期末)用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,其优点是既可以省力又可以 ;每件货物重100N,每次运送的量不同,如图乙记录了在整个过程中拉力F随货物重力增加而变化的图像,由图可知动滑轮重为 牛,当400牛重的货物上升6米高时,拉力F所做的功是 焦。(不考虑绳重和摩擦)
【答案】改变施力方向;100;3000
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】滑轮组包括一个动滑轮和一个定滑轮,动滑轮有点可以省力,定滑轮可以改变力的方向;
动滑轮上缠绕两条线,对物体进行受力分析可知:,计算可知动滑轮重力为100N;动滑轮上缠绕两条线,绳子位移为货物位移的2倍,做功公式
综上第1空为改变施力方向;第2空为100;第3空为3000
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算, ,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。
根据动滑轮的工作特点、拉力的计算、功的相关计算填空
19.(2024九上·东莞期末)如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 N,其中定滑轮的作用是 。
【答案】1;6;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】因该滑轮组承担重力的绳子有两根,n=2,s=nh=2X0.5m=1m,故第一空填1;
因滑轮组不计绳重跟摩擦,所以Fs=Gh,F=,故第二空填6;
定滑轮的作用就是改变力的方向,故,第三空填改变力的方向。
【分析】会判断滑轮组承担重力的绳子有几根,可确定绳子自由端移动的距离,再根据Fs=Gh可就其他物理量,在这里需要注意的是,使用这个公式的前提是不计绳重跟摩擦,也要了解定滑轮与动滑轮的作用。
四、作图题
20.(2023·惠城期末)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图像,人在上方,绳子绕过滑轮后到达人手,需要使绳子绕过定滑轮和动滑轮,如图 。
【分析】根据人的位置,使绳子分别绕过定滑轮和动滑轮。
21.(2023九上·无锡月考)如图所示,人站在一斜面顶上,用滑轮组将一重物G拉上来,请画出最省力的绕线方式。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】答案如图:
【分析】 滑轮组的省力情况取决于动滑轮上绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
22.(2023九上·铜山月考)如图乙所示,小明站在地面上,欲用滑轮组提升重物,请画出最合适的绕线方法。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】小明站在地面上提升重物,绳子的方向向下,改变了提升物体的方向,绳子一端固定在定滑轮上,在进行绕线如下图
【分析】根据绳子自由端的用力方向确定绳子另一端的固定点是在定滑轮还是动滑轮,和物体运动方向一致的时候固定动滑轮上,和物体运动方向相反的是固定在定滑轮上
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