【精品解析】人教版八下物理同步练习12.3 滑轮(培优卷)

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名称 【精品解析】人教版八下物理同步练习12.3 滑轮(培优卷)
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科目 物理
更新时间 2025-02-14 13:04:09

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人教版八下物理同步练习12.3 滑轮(培优卷)
一、选择题
1.(初中物理八年级下学期 第十二章 简单机械 综合复习(广西专用))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=4:1:2 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
2.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(  )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲>F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙
3.(2024八下·从化期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是(  )
A.工人做了1200J的功
B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N
D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
4.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)如图所示,货物G重280N,动滑轮重20N,为使杠杆平衡,则竖直向上的力F的大小为(杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计)(  )
A.100N B.200N C.300N D.400N
5.(2018八下·岑溪期末)在日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是(  )
A.杠杆 B.斜面
C.一个定滑轮 D.一个动滑轮
6.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
7.(2022八下·港南期末)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)。下列说法错误的是(  )
A.F2的功率为0.6W B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A受到的摩擦力为4N D.物体B受到的摩擦力为6N
8.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)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
9.(2024八下·南昌月考) 如图所示,用不同简单机械将重为G的物体提起,使其均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3的大小关系是(  )
A.F3>F1>F2 B.F2>F1>F3 C.F1>F2>F3 D.F2>F3>F1
10.(2024八下·花溪月考)如图所示,在水平地面上放一个重800 N的物体,一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时,物体与地面间的摩擦力为160 N,当不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦时,则人的水平拉力F是(  )
A.80 N B.320 N C.40 N D.800 N
二、多选题
11.(2023八下·莘县期末)如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是(  )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
12.(2021八下·金牛期末)如图所示,水平固定的测力计左端挂一个滑轮组,滑轮组左端挂有质量为的物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连,A与墙之间没有摩擦力,A的质量为,物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动;用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A上升的速度大小为,若不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,g取,则下列说法中正确的是(  )
A.物体B所受滑动摩擦力大小为
B.F的大小为
C.F做功的功率为
D.弹簧测力计的示数为
13.(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
14.(2024八下·和平期末)日常生活中的许多现象都与物理知识有关,下列说法正确的是(  )
A.盘山公路既省力又能省距离
B.公路旁植树可在声源处减弱噪声
C.轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D.盲道上的凸起是为了增大压强
15.(2020八下·成华期末)如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,OD:DB=1:1,滑轮重为100N。绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500Pa;当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,正方体M对水平地面的压强为15000Pa。(若不计杠杆重、绳重和摩擦,图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向)则(  )
A.拉力F=200N
B.物体M的重力G=900N
C.物体M的密度ρ=10×103kg/m3
D.当B点施加的拉力F=300N时,物体刚好被拉离地面
三、填空题
16.(2021八下·贺州期末)如图所示,在水平拉力的作用下物体,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤的示数为 10N,则 物体与水平桌面的摩擦力大小为   ,拉力 F 的大小为   。
17.(2018八下·浦东月考)小康用如图所示的装置探究用重力不同的动滑轮匀速提升同一物体时,绳子自由端的拉力F与重力G的关系,在实验过程中,小康将实验数据记录在表格中.请你认真分析表格中的数据,归纳出拉力F与重力G的关系式是:   ;并将表格数据补充完整   .
小康同学在实验的基础上进行推理:当   可以不计时,利用动滑轮匀速提升同一物体时,拉力等于物体重力的一半。
18.(2018八下·浦东月考)如图所示,重力为50N的木块A在大小为拉力F1作用下,10s内沿水平面匀速前进了0.5m,弹簧测力计的示数为10N(不计滑轮重及滑轮间的摩擦),则F1为   N,木块受到的摩擦力为   ,拉力F1端的移动速度为   m/s,F1所做的功为   J,功率为   W.。
19.(2024八下·和平期末)“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表,是劳动人民智慧的结晶。请认真观察图中的水磨模型,它主要由上、下扇磨盘和木质转轴、水轮盘和支架构成。磨盘用坚硬的石块制作,下扇磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。水轮盘部分相当于简单机械中的    ;在水磨的工作过程中,流水作用在水轮盘上,利用水的   能驱动水轮盘,使水轮盘转动,水轮盘通过转轴带动下扇磨盘转动,完成将谷物磨制成粉的作用。
20.(2024八下·陈仓期末)如图所示,重力为50N的木块A在拉力F作用下,10s内沿水平面匀速前进了50cm,弹簧测力计的示数为10N,木块受到的摩擦力是   N,拉力F的功率是   W。
四、作图题
21.(2024八下·淮南期中)请画出工人在地上拉动滑轮组的连线图,标出F。
五、计算题
22.(2023八下·南昌期中)如图所示,一名重力为 600N 的工人用滑轮 A、滑轮 B、滑轮 C 组成滑轮组提升重为 240N 的物体,每个滑轮重 30N,他使物体在 5s 内匀速上升 1m,(不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦)(g 取 10N/kg)求:
(1)哪些是定滑轮,哪些是动滑轮? 请说说滑轮B 的优点;
(2)5s 内绳子自由端移动的速度;
(3)工人所用的拉力是多大?
23.(2023八下·青秀期末)如图所示,牵引车通过滑轮组将物体竖直拉起,物体重为,底面积为,当牵引车的拉力为时,恰好可以将物体匀速吊起,内物体上升了。不计绳重和摩擦,求:
(1)10s内牵引车运动的距离;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强。
24.(2024八下·宁明期末)如图甲,为了保证起重机在吊起重物时不会翻倒,在起重机左边配有一个重物,已知,,。现用起重机把货物匀速提起,不计绳重、摩擦和起重机本身重力,取。
(1)起重机可吊起货物的最大重力是多少?
(2)起重机吊臂前端的滑轮组如图乙所示不考虑起重机倾倒,已知每个滑轮质量为,若要匀速提起第(1)问中的货物,则拉力是多少?
(3)若绳子以的速度匀速收紧,则内可以把货物提升多高?
六、综合题
25.(2018八下·乐平月考)如图所示的3个滑轮组,当物重为50N时,绳端需用15N的拉力才能使物体匀速上升。
(1)计算出滑轮组的绕线方式并选择下图中一个滑轮组完成该滑轮组完整的绕线方式;
(2)计算你所选的滑轮组的每个动滑轮的重力是多少N?
(3)如果绳子能承受的最大拉力是60N,那么所选的滑轮组最大可吊起多重的物体?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知 ,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的速度为v0, 运动的时间为t,则对这三个图分析可得:
(1)甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力 F1=f;拉力的作用点移动的速度v1=v0,作用点移动的距离s1=v0t。
(2)乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力 平衡,此时拉力F2=f;但是费2倍的距离,拉力的作用点移动的速度v2=2v0,作用点移动的距离 s2=2v0t。
(3)丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离, 因此,F3=2f,
拉力的作用点移动的速度v3=v0,作用点移动的距离s3=v0t。
综上分析:F1:F2:F3=f:f:2f=2:1:4,
v1:V2:v3=v0:2v0:v0=2:4:1
s1:s2:s3=v0t:2v0t:v0t=2:4:1
故答案为:D。
【分析】(1)物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可以知道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F1、F2、F3,即可比较其大小;
(2)根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
2.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】解答:甲的拉力等于物体所受的摩擦力,F甲=f,乙的拉力等于摩擦力的一半, ,丙的拉力等于摩擦力的 , ,所以F甲>F乙>F丙;
故选B。
分析:关键是知道动滑轮和定滑轮的工作特点,重点是会分析动滑轮上的绳子段数,还要知道影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。
3.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.据图可知,缠绕在动滑轮的绳子数为3,所以绳子移动距离是滑轮移动距离的3被,滑轮移动4m,绳子自由端移动的距离为12m,根据W=fs计算工人做的总功W总=Fs =300N×12m=3600J
故A错误;
B.根据功率的公式 ,工人做功的时间为20s,根据P=W/t计算工人的功率故B错误;
C.不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动 =nF G =3×300N 800N=100N,故C正确;
D.由于滑轮组由3段绳子承担物重,且动滑轮的重力为100N,当重物的重力为1200N,绳子自由端的拉力为,D错误
故选C。
【分析】动滑轮的特点可以省力,但费距离,动滑轮拉力的计算:公式为F=1/n(G+G动),n为缠绕动滑轮绳子数,本题中n=3,绳子移动距离为动滑轮移动距离的3倍
做功的计算:公式为W=Fs,本题中F=300N,移动距离为12m,做功时间为20s,据此计算做功和功率
4.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件;动滑轮及其工作特点
【解析】解答:物体和动滑轮由2段绳子承担,
∴杠杆A的力: ;
设杠杆的一个小格是L,
根据杠杆平衡条件得,FA×OA=F×OB,
150N×4L=F×3L,
∴F=200N;
故选B。
分析:对于复合机械,要从机械的一端进行逐个分析每一个简单机械,把复杂问题简单化。
5.【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:因为100N的拉力要提起重150N的物体,使用的机械一定是能省力的机械,而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中,只有定滑轮不能达到省力的目的,所以用100N的拉力不能提起重150N的物体.
故选C.
【分析】不计机械自重和摩擦的情况下:定滑轮不省力,动滑轮可以省一半的力,使用杠杆可以省力,也可以费力,使用斜面一定省力,省力情况取决于斜面的长度与高度的比值.
6.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
7.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2,则拉力F2移动的速度:v=nv物=0.1m/s×2=0.2m/s,则它的功率为:P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A正确不合题意;
B.定滑轮受到弹簧测力计向左的拉力,绳子上向右的3个拉力F2,根据平衡力知识得到:测力计的示数F'=3F2=3×3N=9N,故B正确不合题意;
D.动滑轮受到向左的2个拉力F2,受到B向右的拉力,等于B受到的摩擦力 ,即2F2=fB=2×3N=6N,故D正确不合题意;
C.根据图片可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力6N,方向水平向左;受到向右的拉力F1=4N,则A受到地面的摩擦力为:6N-4N=2N,方向为水平向右,故C错误符合题意。
故选C。
【分析】(1)首先根据v=nv物计算拉力F2移动的速度,再根据P2=F2v计算它的功率;
(2)对定滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算测力计的示数;
(3)对物体A进行受力分析,根据平衡力的知识计算;
(4)对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算物体B受到的摩擦力。
8.【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】由题图可知:拉力F的方向不是竖直向上的,则力F的力臂将不再是动滑轮的直径,而是小于直径,如图所示,根据杠杆的平衡条件FL=(G+G轮)r,
因为L<2r,所以 ,即F>30N;
故选D。
【分析】根据二力平衡平衡的知识,动滑轮以及物体的重力与拉力沿竖直方向的分力平衡,因此拉力大于此分力。
9.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】不计机械自重和摩擦,由图得,;由杠杆平衡条件得;所以;所以;ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】不计机械自重和摩擦:先判断动力臂和阻力臂关系,再根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得出力F1和重力G的关系;使用滑轮组时,先判断出承担总重绳子的段数n,再根据得出力F2和重力G的关系;使用动滑轮时,若动力作用在轴上,则费一倍的力,此时F3=2G。
10.【答案】A
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦,人的水平拉力。
故选:A。
【分析】左侧滑轮为动滑轮,右侧滑轮为定滑轮,此滑轮组能省一半力。不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦时,根据求出拉力大小。
11.【答案】B,C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据得到:,解得:F=5N,故A错误;
B.自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m,那么自由端移动的速度,故B正确;
C.拉力的功率P=Fv=5N×0.6m/s=3W,故C正确;
D.拉力F在5s内对滑轮组做的有用功为:W有=fs物=12N×1m=12J;
总功为:W总=Fs=5N×3m=15J;
额外功为:W额=W总-W有=15J-12J=3J,故D正确。
故选BCD。
【分析】(1)当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端拉力大小;
(2)首先根据s=ns物计算自由端移动的距离,再根据计算自由端移动的速度;
(3)根据P=Fv计算拉力的功率;
(4)根据W有=fs物计算有用功,根据W总=Fs计算总功,根据W额=W总-W有计算额外功即可。
12.【答案】B,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】A.物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,因物体A受到竖直向上绳子的拉力和自身的重力是一对平衡力,所以,滑轮组绳子的拉力
由图可知,滑轮组承担物重绳子的有效股数n=3,不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,因物体B受到滑轮组向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,所以,由可得,物体B所受滑动摩擦力
A不符合题意;
B.用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A的重力不变,滑轮组绳子的拉力不变,物体B受到滑轮组的拉力不变,物体B对桌面的压力和接触面的粗糙不变,受到的摩擦力不变,因物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态,所以,水平向左的力
B符合题意;
C.由v绳=nv物可得,物体B运动的速度
F做功的功率
C不符合题意;
D.物体B匀速运动时,滑轮组绳子的拉力为F拉=50N,由图可知,弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力,则弹簧测力计的示数
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,根据二力平衡条件和G=mg求出滑轮组绳子的拉力,根据图示可知滑轮组承担物重绳子的有效股数,不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,根据二力平衡条件和F拉=f求出物体B所受滑动摩擦力。
(2)用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A的重力不变,滑轮组绳子的拉力不变,物体B受到滑轮组的拉力不变,根据影响滑动摩擦力大小因素可知物体B受到的摩擦力不变,此时物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态,根据物体B受到的合力为零求出水平向左的力F的大小。
(3)根据v绳=nv物求出物体B运动的速度,利用=Fv物求出F做功的功率。
(4)物体B匀速运动时,滑轮组绳子的拉力不变,由图可知,弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力,据此求出弹簧测力计的示数。
13.【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。
14.【答案】C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;防治噪声的途径;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.既省力又省距离的机械装置不存在,故A错误;
B. 公路旁植树可在传播中减弱噪声 ,故B错误;
C.轮胎上的花纹,通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力的,故C正确;
D.盲道上的凸起通过减小受力面积来增大压强,故D正确。
故选CD。
【分析】1、减弱噪音的途径有:声源处(摩托车装消声器)、传播中(建隔音墙 )、人耳处(戴耳罩)
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
3、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积
15.【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡分析法及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
由 可得,正方体M对水平地面的压力
因正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力,所以,正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ①
当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
正方体M对水平地面的压力
则正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ②
由①②可得 ,
A符合题意,B不符合题意;
C.由 可得,物体M的质量
则物体M的密度
C符合题意;
D.若绕在滑轮上的绳子不拉断,当物体刚好被拉离地面时,把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得

由杠杆的平衡条件可得

因绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,所以,物体不可能被拉离地面,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据物体对水平地面的压强和受力面积的乘积计算压力;结合物体的重力、动滑轮的重力、物体受到的支持力计算动滑轮上拉力的大小;结合杠杆的平衡条件和力臂关系,计算杠杆上的拉力大小;根据物体的重力计算质量,结合物体的体积计算密度大小。
16.【答案】10N;20N
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】 弹簧秤的示数为10N,根据动滑轮绳子上受力的特点,所以绳子对A的拉力为10N,因为物体沿水平桌面做匀速直线运动,所以物体A处于平衡状态,所以物体与水平桌面之间的摩擦力大小为10N,根据动滑轮力的特点,可得F=2f=2×10N=20N。
故答案为:10N;20N
【分析】根据动滑轮绳子上受力的特点,分析可得动滑轮上每根绳子受力相同,根据动滑轮力的特点f=F,可得F=2f。
17.【答案】F=(G物+G动滑轮)/2;1.1;动滑轮重力
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】分析表格中的数据可得:①当G为2N,G动为1.2N时,F为1.6N.符合的数学关系式:2×1.6=1.2+2;②当G为2N,G动为1.0N时,F为1.5N.符合的数学关系式:2×1.5=1.0+2;③当G为2N,G动为0.8N时,F为1.4N.符合的数学关系式:2×1.4=0.8+2;以此类推④⑤:可得到力F与重力G的关系式是:F= ,所以第6次的数据是:F= =1.1N.当动滑轮重力可以不计时,F= ,即利用动滑轮匀速提升同一物体时,拉力等于物体重力的一半。
【分析】根据题目中的图确定滑轮为动滑轮,然后根据动滑轮的特点解题,还要会分析表格中的数据,利用数学的归纳思想得出实验结论.
18.【答案】10;20;0.1;10;1
【知识点】功率的计算;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中使用的是动滑轮,弹簧测力计的示数反映了所受拉力的大小,所以;F1=10N;不计滑轮重及滑轮间的摩擦,根据动滑轮的省力规律有:F1= f,所以木块受到的摩擦力:f=2F=2 10N=20N,拉力端移动的距离:s=2s物=2 50cm=100cm=1m,拉力端移动的速度:v= =0.1m/s;拉力做功:W=F1s=10N 1m=10J,拉力做功功率:P= =1W.
故答案为:10;20;0.1;10;1.
【分析】动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
拉力端移动的距离等于物体移动距离的2倍,利用速度公式求拉力端移动的速度;利用W=Fs求拉力做功,再利用P=求拉力做功功率.
19.【答案】轮轴;动
【知识点】动能的影响因素;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】由图可知水轮盘部分是由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,即轮轴,水磨的工作过程中,是利用水的动能带动水轮盘转动的。
综上 第1空轮轴; 第2空、动
【分析】轮轴:由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械
机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
20.【答案】20;1
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意可知,木块沿水平面匀速前进,则它受到平衡力,即动滑轮对木块的拉力等于木块受到的摩擦力。
根据图片可知,动滑轮上承担重物的段数为2,木块受到的摩擦力是;
绳子末端移动距离;
则拉力F所做的功;
拉力F的功率是。
【分析】根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据f=nF计算物体受到的滑动摩擦力。根据s=ns物计算绳子移动的距离,根据计算拉力做的功,最后根据计算拉力的功率。
21.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】工人在地上拉动绳子,因此绳子自由端的拉力方向应向下,然后依次向内绕,即最终绳子应系在定滑轮下面的挂钩上,一共有2段绳子承担动滑轮和重物的总重力,如图所示:
【分析】根据工人在地上拉动绳子,因此绳子自由端的拉力方向应向下,然后依次向内绕。
22.【答案】(1)解:由图知滑轮 A、滑轮 B的轴不随物体一起移动,滑轮C的轴随物体一起移动根据滑轮的定义可知,定滑轮有A、B;动滑轮是C;定滑轮B的优点是可以改变力的方向。
(2)解:由图可知,滑轮组承担物重绳子的股数n=3,则绳子自由端移动的距离
绳子自由端的速度
答:5s内绳子自由端移动的速度为0.6m/s;
(3)解:不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦,工人所用的拉力
答:工人所用的拉力是90N。
【知识点】速度公式及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮,而固定不动,不随物体一起移动的为定滑轮。定滑轮不省力不费力,只能改变力的方向;动滑轮不能改变力的方向,但最多省一半的力;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算出绳子移动的距离,最后根据 计算绳子移动的速度。
(3)不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦,根据公式 计算绳子自由端的拉力。
23.【答案】(1)解:由图可知,,则内牵引车运动的距离为:
答:内牵引车运动的距离为;
(2)解:滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)当牵引车的拉力为时,不计绳重和摩擦,由可得,
动滑轮的重力:;
当牵引车的拉力为时,根据可知,
物体受到的拉力:,
由力的平衡条件可知,地面对物体的支持力:,
由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力:,
物体对地面的压强:
答:若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强为。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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】【分析】(1)、绳子承重段数为,牵引车运动的距离为s=nh;
(2)、将机械效率定义式化简即可求解机械效率;
(3)、当牵引车的拉力为时,由求出动滑轮重力,当牵引车的拉力为时,仍根据等式求出此时物体受到的拉力,以物体为研究对象,由力的平衡条件可得,由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力大小,由求解此时物体对地面的压强。
24.【答案】(1)解:将起重机看成杠杆,为支点,货物对起重机的拉力看成动力,且,配重的重力看成阻力,阻力臂,动力臂,
根据杠杆的平衡条件有:,
则:,
解得:;
答:起重机可吊起货物的最大重力为;
(2)解:由图知,,不计绳重和摩擦,则拉力为:;
答:拉力的大小为;
(3)解:内绳子自由端移动的距离为:,
则货物被提升的高度为:。
答:内可以把货物提升的高度为。
【知识点】速度公式及其应用;杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)货物对起重机拉力看成动力,大小等于货物重力,将配重的重力看成阻力,以C点为支点,根据杠杆的平衡条件F1L1= F2L2计算可吊起的最大货物重力;
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用求出拉力F;
(3)根据 和s=nh计算货物被提升高度。
25.【答案】(1)解:根据物重与拉力的比确定绳子的段数。
,即拉力是物重的三分之一多一点,所以取绳子段数为4;
如图的滑轮组,第一个滑轮组,同一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法为3段绳子承担物重,故不符合题意;
第二个滑轮组,由一个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,绕绳的方式唯一,由四段绳子承担物重,符合题意,如图:
第三个滑轮组,由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,根据“奇动偶定”的原则,从定滑轮开始绕绳,得到如图的四段绳子承担物重的绕法;(绕出五段绳子承担物重的方式 也是符合题意的)
(2)解:由上图可知,四段绳子承担物重时,由两个动滑轮,可得关系:
,由每个动滑轮的重为:
(3)解:如果绳子能承受的最大拉力是60N,可得:

解得由四段绳子承担物重时,第二、三个滑轮组最大可吊起的重物为:

【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】(1)根据F=G求出不考虑动滑轮重力时滑轮组绳子的有效股数,然后根据滑轮组绳子可能的有效股数,然后根据要求作出绕线方式;
(2)根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力;
(3)根据F=(G+G动)求出所选的滑轮组最大可吊起物体的重.
1 / 1人教版八下物理同步练习12.3 滑轮(培优卷)
一、选择题
1.(初中物理八年级下学期 第十二章 简单机械 综合复习(广西专用))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=4:1:2 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】D
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】由图可知 ,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的速度为v0, 运动的时间为t,则对这三个图分析可得:
(1)甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力 F1=f;拉力的作用点移动的速度v1=v0,作用点移动的距离s1=v0t。
(2)乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力 平衡,此时拉力F2=f;但是费2倍的距离,拉力的作用点移动的速度v2=2v0,作用点移动的距离 s2=2v0t。
(3)丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离, 因此,F3=2f,
拉力的作用点移动的速度v3=v0,作用点移动的距离s3=v0t。
综上分析:F1:F2:F3=f:f:2f=2:1:4,
v1:V2:v3=v0:2v0:v0=2:4:1
s1:s2:s3=v0t:2v0t:v0t=2:4:1
故答案为:D。
【分析】(1)物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可以知道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F1、F2、F3,即可比较其大小;
(2)根据动滑轮和定滑轮的特点判断出速度和距离的关系。
2.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(  )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲>F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】解答:甲的拉力等于物体所受的摩擦力,F甲=f,乙的拉力等于摩擦力的一半, ,丙的拉力等于摩擦力的 , ,所以F甲>F乙>F丙;
故选B。
分析:关键是知道动滑轮和定滑轮的工作特点,重点是会分析动滑轮上的绳子段数,还要知道影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。
3.(2024八下·从化期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是(  )
A.工人做了1200J的功
B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N
D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.据图可知,缠绕在动滑轮的绳子数为3,所以绳子移动距离是滑轮移动距离的3被,滑轮移动4m,绳子自由端移动的距离为12m,根据W=fs计算工人做的总功W总=Fs =300N×12m=3600J
故A错误;
B.根据功率的公式 ,工人做功的时间为20s,根据P=W/t计算工人的功率故B错误;
C.不计摩擦和绳重,动滑轮的重力G动 =nF G =3×300N 800N=100N,故C正确;
D.由于滑轮组由3段绳子承担物重,且动滑轮的重力为100N,当重物的重力为1200N,绳子自由端的拉力为,D错误
故选C。
【分析】动滑轮的特点可以省力,但费距离,动滑轮拉力的计算:公式为F=1/n(G+G动),n为缠绕动滑轮绳子数,本题中n=3,绳子移动距离为动滑轮移动距离的3倍
做功的计算:公式为W=Fs,本题中F=300N,移动距离为12m,做功时间为20s,据此计算做功和功率
4.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)如图所示,货物G重280N,动滑轮重20N,为使杠杆平衡,则竖直向上的力F的大小为(杠杆重、绳重、摩擦都忽略不计)(  )
A.100N B.200N C.300N D.400N
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件;动滑轮及其工作特点
【解析】解答:物体和动滑轮由2段绳子承担,
∴杠杆A的力: ;
设杠杆的一个小格是L,
根据杠杆平衡条件得,FA×OA=F×OB,
150N×4L=F×3L,
∴F=200N;
故选B。
分析:对于复合机械,要从机械的一端进行逐个分析每一个简单机械,把复杂问题简单化。
5.(2018八下·岑溪期末)在日常生活中,用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是(  )
A.杠杆 B.斜面
C.一个定滑轮 D.一个动滑轮
【答案】C
【知识点】轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】解:因为100N的拉力要提起重150N的物体,使用的机械一定是能省力的机械,而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中,只有定滑轮不能达到省力的目的,所以用100N的拉力不能提起重150N的物体.
故选C.
【分析】不计机械自重和摩擦的情况下:定滑轮不省力,动滑轮可以省一半的力,使用杠杆可以省力,也可以费力,使用斜面一定省力,省力情况取决于斜面的长度与高度的比值.
6.(2023八下·肇东期末) 如图所示,物体 A、B 的重力都为 8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时 A、B 两物体静止在水平面上,弹簧测力计示数为 3N;现把物体 A 从物体 B 上取下,挂在物体 C 下,物体 B 作匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.A 与 B 之间的摩擦力为 3N
B.开始时水平面对B 的支持力为 8N
C.后来弹簧测力计的示数为6N
D.后来水平面对B 的摩擦力为 7N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.A和B都在水平面上做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,因此二者没有摩擦力,即A与B之间的摩擦力为0N,故A错误;
B.A和B在竖直方向上保持静止状态,则它们受到的重力和支持力为平衡力,即二者大小相等,也就是f=G总=8N+8N=16N,故B错误;
CD.当AB叠放保持静止时,根据得到:;
即6N=G动+GC①;
拿走物体B挂在C下面,根据得到:;
即2F=G动+GC +8N ②;
①②联立解得:F=7N;
即弹簧测力计的示数为7N,根据二力平衡的知识可知,B此时受到的摩擦力F=F=7N,
故C错误,D正确。
故选D。
【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算B受到的支持力;
(3)(4)针对拿走物体B前后的两种状态,根据平衡力的知识列出两个平衡关系式,联立计算后来弹簧测力计的示数,并根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。
7.(2022八下·港南期末)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)。下列说法错误的是(  )
A.F2的功率为0.6W B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A受到的摩擦力为4N D.物体B受到的摩擦力为6N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2,则拉力F2移动的速度:v=nv物=0.1m/s×2=0.2m/s,则它的功率为:P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A正确不合题意;
B.定滑轮受到弹簧测力计向左的拉力,绳子上向右的3个拉力F2,根据平衡力知识得到:测力计的示数F'=3F2=3×3N=9N,故B正确不合题意;
D.动滑轮受到向左的2个拉力F2,受到B向右的拉力,等于B受到的摩擦力 ,即2F2=fB=2×3N=6N,故D正确不合题意;
C.根据图片可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力6N,方向水平向左;受到向右的拉力F1=4N,则A受到地面的摩擦力为:6N-4N=2N,方向为水平向右,故C错误符合题意。
故选C。
【分析】(1)首先根据v=nv物计算拉力F2移动的速度,再根据P2=F2v计算它的功率;
(2)对定滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算测力计的示数;
(3)对物体A进行受力分析,根据平衡力的知识计算;
(4)对动滑轮进行受力分析,根据平衡力的知识计算物体B受到的摩擦力。
8.(粤沪版物理八年级下册第六章第六节探究滑轮的作用同步练习)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】由题图可知:拉力F的方向不是竖直向上的,则力F的力臂将不再是动滑轮的直径,而是小于直径,如图所示,根据杠杆的平衡条件FL=(G+G轮)r,
因为L<2r,所以 ,即F>30N;
故选D。
【分析】根据二力平衡平衡的知识,动滑轮以及物体的重力与拉力沿竖直方向的分力平衡,因此拉力大于此分力。
9.(2024八下·南昌月考) 如图所示,用不同简单机械将重为G的物体提起,使其均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3的大小关系是(  )
A.F3>F1>F2 B.F2>F1>F3 C.F1>F2>F3 D.F2>F3>F1
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】不计机械自重和摩擦,由图得,;由杠杆平衡条件得;所以;所以;ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】不计机械自重和摩擦:先判断动力臂和阻力臂关系,再根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得出力F1和重力G的关系;使用滑轮组时,先判断出承担总重绳子的段数n,再根据得出力F2和重力G的关系;使用动滑轮时,若动力作用在轴上,则费一倍的力,此时F3=2G。
10.(2024八下·花溪月考)如图所示,在水平地面上放一个重800 N的物体,一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时,物体与地面间的摩擦力为160 N,当不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦时,则人的水平拉力F是(  )
A.80 N B.320 N C.40 N D.800 N
【答案】A
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦,人的水平拉力。
故选:A。
【分析】左侧滑轮为动滑轮,右侧滑轮为定滑轮,此滑轮组能省一半力。不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦时,根据求出拉力大小。
二、多选题
11.(2023八下·莘县期末)如图所示,小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体,A物体5s内移动了100cm,且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N,已知滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是(  )
A.拉力F大小为4N
B.绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C.拉力F做功的功率为3W
D.拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
【答案】B,C,D
【知识点】功率的计算;滑轮组及其工作特点;功的计算及应用
【解析】【解答】A.根据得到:,解得:F=5N,故A错误;
B.自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m,那么自由端移动的速度,故B正确;
C.拉力的功率P=Fv=5N×0.6m/s=3W,故C正确;
D.拉力F在5s内对滑轮组做的有用功为:W有=fs物=12N×1m=12J;
总功为:W总=Fs=5N×3m=15J;
额外功为:W额=W总-W有=15J-12J=3J,故D正确。
故选BCD。
【分析】(1)当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端拉力大小;
(2)首先根据s=ns物计算自由端移动的距离,再根据计算自由端移动的速度;
(3)根据P=Fv计算拉力的功率;
(4)根据W有=fs物计算有用功,根据W总=Fs计算总功,根据W额=W总-W有计算额外功即可。
12.(2021八下·金牛期末)如图所示,水平固定的测力计左端挂一个滑轮组,滑轮组左端挂有质量为的物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连,A与墙之间没有摩擦力,A的质量为,物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动;用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A上升的速度大小为,若不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,g取,则下列说法中正确的是(  )
A.物体B所受滑动摩擦力大小为
B.F的大小为
C.F做功的功率为
D.弹簧测力计的示数为
【答案】B,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】A.物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,因物体A受到竖直向上绳子的拉力和自身的重力是一对平衡力,所以,滑轮组绳子的拉力
由图可知,滑轮组承担物重绳子的有效股数n=3,不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,因物体B受到滑轮组向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,所以,由可得,物体B所受滑动摩擦力
A不符合题意;
B.用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A的重力不变,滑轮组绳子的拉力不变,物体B受到滑轮组的拉力不变,物体B对桌面的压力和接触面的粗糙不变,受到的摩擦力不变,因物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态,所以,水平向左的力
B符合题意;
C.由v绳=nv物可得,物体B运动的速度
F做功的功率
C不符合题意;
D.物体B匀速运动时,滑轮组绳子的拉力为F拉=50N,由图可知,弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力,则弹簧测力计的示数
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】(1)物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,根据二力平衡条件和G=mg求出滑轮组绳子的拉力,根据图示可知滑轮组承担物重绳子的有效股数,不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,根据二力平衡条件和F拉=f求出物体B所受滑动摩擦力。
(2)用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A的重力不变,滑轮组绳子的拉力不变,物体B受到滑轮组的拉力不变,根据影响滑动摩擦力大小因素可知物体B受到的摩擦力不变,此时物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态,根据物体B受到的合力为零求出水平向左的力F的大小。
(3)根据v绳=nv物求出物体B运动的速度,利用=Fv物求出F做功的功率。
(4)物体B匀速运动时,滑轮组绳子的拉力不变,由图可知,弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力,据此求出弹簧测力计的示数。
13.(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。
14.(2024八下·和平期末)日常生活中的许多现象都与物理知识有关,下列说法正确的是(  )
A.盘山公路既省力又能省距离
B.公路旁植树可在声源处减弱噪声
C.轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D.盲道上的凸起是为了增大压强
【答案】C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;防治噪声的途径;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】A.既省力又省距离的机械装置不存在,故A错误;
B. 公路旁植树可在传播中减弱噪声 ,故B错误;
C.轮胎上的花纹,通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力的,故C正确;
D.盲道上的凸起通过减小受力面积来增大压强,故D正确。
故选CD。
【分析】1、减弱噪音的途径有:声源处(摩托车装消声器)、传播中(建隔音墙 )、人耳处(戴耳罩)
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
3、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积
15.(2020八下·成华期末)如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,OD:DB=1:1,滑轮重为100N。绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500Pa;当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,正方体M对水平地面的压强为15000Pa。(若不计杠杆重、绳重和摩擦,图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向)则(  )
A.拉力F=200N
B.物体M的重力G=900N
C.物体M的密度ρ=10×103kg/m3
D.当B点施加的拉力F=300N时,物体刚好被拉离地面
【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡分析法及其应用;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】AB.当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
由 可得,正方体M对水平地面的压力
因正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力,所以,正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ①
当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
则作用在A端绳子的拉力
正方体M对水平地面的压力
则正方体M受到的支持力
把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得
即 ②
由①②可得 ,
A符合题意,B不符合题意;
C.由 可得,物体M的质量
则物体M的密度
C符合题意;
D.若绕在滑轮上的绳子不拉断,当物体刚好被拉离地面时,把动滑轮和正方体M看做整体,受到竖直向上两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态,由整体受到的合力为零可得

由杠杆的平衡条件可得

因绕在滑轮上的绳子能够承受的最大拉力为400N,所以,物体不可能被拉离地面,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据物体对水平地面的压强和受力面积的乘积计算压力;结合物体的重力、动滑轮的重力、物体受到的支持力计算动滑轮上拉力的大小;结合杠杆的平衡条件和力臂关系,计算杠杆上的拉力大小;根据物体的重力计算质量,结合物体的体积计算密度大小。
三、填空题
16.(2021八下·贺州期末)如图所示,在水平拉力的作用下物体,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤的示数为 10N,则 物体与水平桌面的摩擦力大小为   ,拉力 F 的大小为   。
【答案】10N;20N
【知识点】动滑轮及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】 弹簧秤的示数为10N,根据动滑轮绳子上受力的特点,所以绳子对A的拉力为10N,因为物体沿水平桌面做匀速直线运动,所以物体A处于平衡状态,所以物体与水平桌面之间的摩擦力大小为10N,根据动滑轮力的特点,可得F=2f=2×10N=20N。
故答案为:10N;20N
【分析】根据动滑轮绳子上受力的特点,分析可得动滑轮上每根绳子受力相同,根据动滑轮力的特点f=F,可得F=2f。
17.(2018八下·浦东月考)小康用如图所示的装置探究用重力不同的动滑轮匀速提升同一物体时,绳子自由端的拉力F与重力G的关系,在实验过程中,小康将实验数据记录在表格中.请你认真分析表格中的数据,归纳出拉力F与重力G的关系式是:   ;并将表格数据补充完整   .
小康同学在实验的基础上进行推理:当   可以不计时,利用动滑轮匀速提升同一物体时,拉力等于物体重力的一半。
【答案】F=(G物+G动滑轮)/2;1.1;动滑轮重力
【知识点】动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】分析表格中的数据可得:①当G为2N,G动为1.2N时,F为1.6N.符合的数学关系式:2×1.6=1.2+2;②当G为2N,G动为1.0N时,F为1.5N.符合的数学关系式:2×1.5=1.0+2;③当G为2N,G动为0.8N时,F为1.4N.符合的数学关系式:2×1.4=0.8+2;以此类推④⑤:可得到力F与重力G的关系式是:F= ,所以第6次的数据是:F= =1.1N.当动滑轮重力可以不计时,F= ,即利用动滑轮匀速提升同一物体时,拉力等于物体重力的一半。
【分析】根据题目中的图确定滑轮为动滑轮,然后根据动滑轮的特点解题,还要会分析表格中的数据,利用数学的归纳思想得出实验结论.
18.(2018八下·浦东月考)如图所示,重力为50N的木块A在大小为拉力F1作用下,10s内沿水平面匀速前进了0.5m,弹簧测力计的示数为10N(不计滑轮重及滑轮间的摩擦),则F1为   N,木块受到的摩擦力为   ,拉力F1端的移动速度为   m/s,F1所做的功为   J,功率为   W.。
【答案】10;20;0.1;10;1
【知识点】功率的计算;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中使用的是动滑轮,弹簧测力计的示数反映了所受拉力的大小,所以;F1=10N;不计滑轮重及滑轮间的摩擦,根据动滑轮的省力规律有:F1= f,所以木块受到的摩擦力:f=2F=2 10N=20N,拉力端移动的距离:s=2s物=2 50cm=100cm=1m,拉力端移动的速度:v= =0.1m/s;拉力做功:W=F1s=10N 1m=10J,拉力做功功率:P= =1W.
故答案为:10;20;0.1;10;1.
【分析】动滑轮特点:省一半力,但不能改变动力方向,要费距离(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
拉力端移动的距离等于物体移动距离的2倍,利用速度公式求拉力端移动的速度;利用W=Fs求拉力做功,再利用P=求拉力做功功率.
19.(2024八下·和平期末)“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表,是劳动人民智慧的结晶。请认真观察图中的水磨模型,它主要由上、下扇磨盘和木质转轴、水轮盘和支架构成。磨盘用坚硬的石块制作,下扇磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。水轮盘部分相当于简单机械中的    ;在水磨的工作过程中,流水作用在水轮盘上,利用水的   能驱动水轮盘,使水轮盘转动,水轮盘通过转轴带动下扇磨盘转动,完成将谷物磨制成粉的作用。
【答案】轮轴;动
【知识点】动能的影响因素;轮轴及其他常见简单机械
【解析】【解答】由图可知水轮盘部分是由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,即轮轴,水磨的工作过程中,是利用水的动能带动水轮盘转动的。
综上 第1空轮轴; 第2空、动
【分析】轮轴:由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械
机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
20.(2024八下·陈仓期末)如图所示,重力为50N的木块A在拉力F作用下,10s内沿水平面匀速前进了50cm,弹簧测力计的示数为10N,木块受到的摩擦力是   N,拉力F的功率是   W。
【答案】20;1
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据题意可知,木块沿水平面匀速前进,则它受到平衡力,即动滑轮对木块的拉力等于木块受到的摩擦力。
根据图片可知,动滑轮上承担重物的段数为2,木块受到的摩擦力是;
绳子末端移动距离;
则拉力F所做的功;
拉力F的功率是。
【分析】根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据f=nF计算物体受到的滑动摩擦力。根据s=ns物计算绳子移动的距离,根据计算拉力做的功,最后根据计算拉力的功率。
四、作图题
21.(2024八下·淮南期中)请画出工人在地上拉动滑轮组的连线图,标出F。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】工人在地上拉动绳子,因此绳子自由端的拉力方向应向下,然后依次向内绕,即最终绳子应系在定滑轮下面的挂钩上,一共有2段绳子承担动滑轮和重物的总重力,如图所示:
【分析】根据工人在地上拉动绳子,因此绳子自由端的拉力方向应向下,然后依次向内绕。
五、计算题
22.(2023八下·南昌期中)如图所示,一名重力为 600N 的工人用滑轮 A、滑轮 B、滑轮 C 组成滑轮组提升重为 240N 的物体,每个滑轮重 30N,他使物体在 5s 内匀速上升 1m,(不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦)(g 取 10N/kg)求:
(1)哪些是定滑轮,哪些是动滑轮? 请说说滑轮B 的优点;
(2)5s 内绳子自由端移动的速度;
(3)工人所用的拉力是多大?
【答案】(1)解:由图知滑轮 A、滑轮 B的轴不随物体一起移动,滑轮C的轴随物体一起移动根据滑轮的定义可知,定滑轮有A、B;动滑轮是C;定滑轮B的优点是可以改变力的方向。
(2)解:由图可知,滑轮组承担物重绳子的股数n=3,则绳子自由端移动的距离
绳子自由端的速度
答:5s内绳子自由端移动的速度为0.6m/s;
(3)解:不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦,工人所用的拉力
答:工人所用的拉力是90N。
【知识点】速度公式及其应用;定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮,而固定不动,不随物体一起移动的为定滑轮。定滑轮不省力不费力,只能改变力的方向;动滑轮不能改变力的方向,但最多省一半的力;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算出绳子移动的距离,最后根据 计算绳子移动的速度。
(3)不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦,根据公式 计算绳子自由端的拉力。
23.(2023八下·青秀期末)如图所示,牵引车通过滑轮组将物体竖直拉起,物体重为,底面积为,当牵引车的拉力为时,恰好可以将物体匀速吊起,内物体上升了。不计绳重和摩擦,求:
(1)10s内牵引车运动的距离;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强。
【答案】(1)解:由图可知,,则内牵引车运动的距离为:
答:内牵引车运动的距离为;
(2)解:滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)当牵引车的拉力为时,不计绳重和摩擦,由可得,
动滑轮的重力:;
当牵引车的拉力为时,根据可知,
物体受到的拉力:,
由力的平衡条件可知,地面对物体的支持力:,
由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力:,
物体对地面的压强:
答:若牵引车的拉力为时,物体对地面的压强为。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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】【分析】(1)、绳子承重段数为,牵引车运动的距离为s=nh;
(2)、将机械效率定义式化简即可求解机械效率;
(3)、当牵引车的拉力为时,由求出动滑轮重力,当牵引车的拉力为时,仍根据等式求出此时物体受到的拉力,以物体为研究对象,由力的平衡条件可得,由力的作用是相互的可知,物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力大小,由求解此时物体对地面的压强。
24.(2024八下·宁明期末)如图甲,为了保证起重机在吊起重物时不会翻倒,在起重机左边配有一个重物,已知,,。现用起重机把货物匀速提起,不计绳重、摩擦和起重机本身重力,取。
(1)起重机可吊起货物的最大重力是多少?
(2)起重机吊臂前端的滑轮组如图乙所示不考虑起重机倾倒,已知每个滑轮质量为,若要匀速提起第(1)问中的货物,则拉力是多少?
(3)若绳子以的速度匀速收紧,则内可以把货物提升多高?
【答案】(1)解:将起重机看成杠杆,为支点,货物对起重机的拉力看成动力,且,配重的重力看成阻力,阻力臂,动力臂,
根据杠杆的平衡条件有:,
则:,
解得:;
答:起重机可吊起货物的最大重力为;
(2)解:由图知,,不计绳重和摩擦,则拉力为:;
答:拉力的大小为;
(3)解:内绳子自由端移动的距离为:,
则货物被提升的高度为:。
答:内可以把货物提升的高度为。
【知识点】速度公式及其应用;杠杆的平衡条件;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)货物对起重机拉力看成动力,大小等于货物重力,将配重的重力看成阻力,以C点为支点,根据杠杆的平衡条件F1L1= F2L2计算可吊起的最大货物重力;
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用求出拉力F;
(3)根据 和s=nh计算货物被提升高度。
六、综合题
25.(2018八下·乐平月考)如图所示的3个滑轮组,当物重为50N时,绳端需用15N的拉力才能使物体匀速上升。
(1)计算出滑轮组的绕线方式并选择下图中一个滑轮组完成该滑轮组完整的绕线方式;
(2)计算你所选的滑轮组的每个动滑轮的重力是多少N?
(3)如果绳子能承受的最大拉力是60N,那么所选的滑轮组最大可吊起多重的物体?
【答案】(1)解:根据物重与拉力的比确定绳子的段数。
,即拉力是物重的三分之一多一点,所以取绳子段数为4;
如图的滑轮组,第一个滑轮组,同一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法为3段绳子承担物重,故不符合题意;
第二个滑轮组,由一个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,绕绳的方式唯一,由四段绳子承担物重,符合题意,如图:
第三个滑轮组,由两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,根据“奇动偶定”的原则,从定滑轮开始绕绳,得到如图的四段绳子承担物重的绕法;(绕出五段绳子承担物重的方式 也是符合题意的)
(2)解:由上图可知,四段绳子承担物重时,由两个动滑轮,可得关系:
,由每个动滑轮的重为:
(3)解:如果绳子能承受的最大拉力是60N,可得:

解得由四段绳子承担物重时,第二、三个滑轮组最大可吊起的重物为:

【知识点】滑轮组及其工作特点;滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】(1)根据F=G求出不考虑动滑轮重力时滑轮组绳子的有效股数,然后根据滑轮组绳子可能的有效股数,然后根据要求作出绕线方式;
(2)根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力;
(3)根据F=(G+G动)求出所选的滑轮组最大可吊起物体的重.
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