3.4简单机械（第3课时） 同步练习（含解析）

3.4简单机械（第三课时）
一、选择题
1．如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型和作用分别是（　　）
A．定滑轮，省力
B．定滑轮，改变力的方向
C．动滑轮，省力
D．动滑轮，改变力的方向
2．下列是四种挪动球形石墩的方法，其中最省力的方法是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，当同一物体（m）以相同的速度匀速上升相同的高度h时，所用的力分别是和，拉力做的功为和。若不计摩擦、绳重和动滑轮的重力，则与、与的大小关系是 （　　）
A．、
B．、
C．、
D．、
4．如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m。已知G＝18N，F＝10N。这一过程中，不能得到的结论是（　　）
A．绳子自由端上升0.4m
B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为2N
D．物体克服重力做功3.6J
5．下图是研究定滑轮和动滑轮特点的装置图，下列说法中正确的是（　　）
A．使用定滑轮能够省力
B．使用动滑轮能够省距离
C．使用定滑轮能够改变力的方向
D．使用动滑轮能够省功
6．如图所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，可以使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重50N，弹簧测力计的示数为4N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．地面受到的摩擦力为10N
B．滑轮移动的速度为0.4m/s
C．水平拉力F的功率为2.4W
D．在2s内绳子对物体A所做的功为2.4J
7．一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　）
A．甲可以省力
B．乙能改变力的方向
C．甲所用的力至少400牛
D．乙所用的力至少400牛
8．小实在家利用甲乙两个衣架组装成滑轮组进行实验。如图所示，小实将重为3牛的矿泉水瓶匀速提升0.5米。（不考虑衣架、绳子的自重和摩擦）下列说法正确的是（　　）
A．甲相当于定滑轮，可以省力
B．乙相当于动滑轮，可以改变力的方向
C．自由端绳子通过的距离为2.5米
D．拉力的大小是0.5牛
9．如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升，下列说法正确的是（　　）
A．，施力处向上移动 B．，施力处向上移动
C．，施力处向上移动 D．，施力处向上移动
10．质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则（　　）
A．作用在绳端的拉力F为9N
B．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C．在2s内拉力F做功1.2J
D．在2s内拉力F的功率是1.8W
二、填空题
11．定滑轮的实质是一个等臂杠杆，动滑轮的实质是一个 杠杆。如图，利用定滑轮匀速提升重物G，需要拉力F或，F和大小的关系是F （填“大于”“小于”或“等于”）。
12．某工程队用滑轮组将重为的物体匀速提起（将滑轮简化成甲）在内绳子自由端移动的距离为，图乙是工人的拉力与绳子自由端移动距离的关系图象（不计绳重和摩擦）
(1)物体上升的速度是 ；
(2)图乙面积表示的意义 。
13．在同一水平面上用滑轮以如图所示二种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力依次为，（滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的图是 ，二个力的大小关系为 。（填“>”“<”或“=”）
14．将物体A、B置于如图所示的装置中，已知物体A重80N。当物体B重为8N时，B恰好以0.5m/s的速度匀速下降，若不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦，则：
(1)A所受桌面的摩擦力为 N。
(2)此时机械克服桌面的摩擦力做功的功率为 W。
15．如题图，重100N的物体，以0.1米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是20N，此时滑轮组机械效率为80%，则物体A受到的滑动摩擦力是 N，10秒内绳子自由端通过的距离是 米，作用在绳子自由端的拉力F做功的功率为 W（不计滑轮及绳重，但绳与滑轮间的摩擦不可忽略）
16．如图所示， 是定滑轮， 是动滑轮，若每个滑轮重20N，人手拉绳的力F为50N，则物体重 N。（不计摩擦和绳重）
17．如图所示，用滑轮组提升重为220牛的物体，每个滑轮重20牛，不计绳重及摩擦。
（1）若匀速提升重物，拉力F的大小为 牛；当绳子自由端竖直向下拉动2米，则重物上升 米；
（2）若重物的重力不变，适当减轻动滑轮重力，则机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
18．如图，人重500N，AB板重100N，摩擦力与滑轮质量不计，人需 N的拉力，才可能使整个系统悬挂在空中不动。此时人对木板的压力为 N。
三、解答题
19．如图所示，小科用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。（绳子和滑轮间有摩擦且不能忽略）
(1)绳子自由端移动的速度是 ；
(2)物体受到的拉力为 ；
(3)拉力F做功的功率是 。
20．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
(1)汽车匀速前进的距离；
(2)动滑轮重力；
(3)汽车拉绳子时的拉力的功率。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《3.4简单机械（第三课时）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C C C D D C D D
1．B
【详解】根据图片可知，该滑轮固定在支架上，不随水桶一起移动，属于定滑轮，只能改变拉力方向，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【详解】A．该方式相当于用一根绳子直接拉石墩，不省力，故A不符合题意；
B．该方式相当于用双股绳子拉石墩，不省力，故B不符合题意。
C．该方法相当于使用了动滑轮，可以省力，故C符合题意
D．该方式使用的是定滑轮，不省力，故D不符合题意。
故选C。
3．C
【详解】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即 ；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即 ，故；又因为， ，根据公式可知， W甲=W乙，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A．由图示可知，滑轮承重绳子的有效股数n=2，绳子自由端上升的高度
s=nh=2×0.2m=0.4m
故A正确；
B．拉力的功
W=Fs=10N×0.4m=4J
故B正确；
C．如果不考虑摩擦力，则
G滑轮=nF-G=2×10N-18N=2N
实际上滑轮是存在摩擦的，因此滑轮的重力小于2N，故C错误；
D．物体克服重力做功
W有=Gh=18N×0.2m=3.6J
故D正确。
故选C。
5．C
【详解】AC．定滑轮的本质是等臂杠杆，使用时既不省力也不费力，也不能省距离，优点是可以改变力的方向；故A错误，C正确；
B．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，而且使用动滑轮不但不能省距离反而还会费距离，故B错误；
D．由功的原理可知使用任何机械都不省功，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A．物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB，向左的拉力为
而
fB=4N
所以
f地=F左-fB=6N-4N=2N
故A错误；
B．滑轮移动的速度
故B错误；
C．拉力做功功率
故C错误；
D．在2s内绳子移动距离
s=vt=0.2m/s×2s=0.4m
对A做功
W=F左s=6N×0.4m=2.4J
故D正确。
故选D。
7．D
【详解】AC．甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省 力，故AC错误；
BD．乙图滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，若绳与滑轮间的摩擦不计，乙所用的力至少为
故B错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．图中甲固定不动，相等于定滑轮，根据定滑轮的特点可知，可以改变力的方向，不可改变力的大小，故A错误；
B．乙可以上下运动，相当于动滑轮，根据动滑轮的特点可知，可以改变力的大小，不能改变力的方向，故B错误；
C．图中连接乙衣架的绳子股数为5，则矿泉水瓶匀速提升0.5米，自由端绳子通过的距离为2.5米，故C正确；
D．不考虑衣架、绳子的自重和摩擦，则可得
故D错误。
故选C。
9．D
【详解】AB．甲图是动滑轮，动力臂是阻力臂的二倍，绳端的拉力是物重的一半
绳端通过的距离是物体上升距离的二倍
故AB错误；
CD．乙图也是动滑轮，动力臂是阻力臂的一半，绳端的拉力是物重的二倍
绳端通过的距离是物体上升距离的一半
故C错误，D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．因为弹簧测力计的示数是3N，且同一根绳子各处的拉力大小相同，所以，作用在绳端的拉力F为3N，故A错误；
B．由图知道，n=3，因为不计绳重、测力计重和滑轮组内部的摩擦时
所以，水平桌面对物体A的摩擦力
故B错误；
C．由知道，物体A在2s内通过的距离
绳子自由端移动的距离
在2s内拉力F做功
故C错误；
D．在2s内拉力F的功率
故D正确。
故选D。
11． 动力臂是阻力臂两倍的省力 等于
【详解】[1]动滑轮在使用时，动力臂是阻力臂的2倍，根据杠杆平衡的条件可知，动力小于阻力，属于省力杠杆，实质是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。
[2]由定滑轮相当于等臂杠杆，动力与阻力大小相等，则
12．(1)0.2
(2)功
【详解】（1）据甲图可知，连接动滑轮绳子的股数是3股，内绳子自由端移动的距离为，绳子末端移动的速度为
则物体上升的速度是
（2）乙图中国横坐标是路程，纵坐标是力，根据可知，图乙面积表示的意义是功。
13． 乙 >
【详解】[1]两图中，乙图所示的滑轮轴心未固定，可以随物体一起运动，属于动滑轮。
[2]甲图为定滑轮，滑轮和绳的重及与绳间的摩擦不计，则绳末端施加的拉力与物体受到的摩擦力大小相等，即
乙图中是用的是定滑轮，则绳末端的拉力为物体受到摩擦力大小的一半，即
因此
14．(1)16
(2)4
【详解】（1）由图可知
n=2
绳子自由端受到的拉力
F=GB=8N
不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦时，物体A受到桌面的摩擦力
f=nF=2×8N=16N
（2）物体A的速度为
此时机械克服桌面的摩擦力做功的功率
P=fvA=16N×0.25m/s=4W
15． 32 2 4
【详解】[1]已知作用在绳自由端的拉力是20N，此时滑轮组机械效率为80%，即
将数据带入上式，可得物体A受到的滑动摩擦力是
[2]物体以0.1米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，连接动滑轮绳子的股数是2股，则10秒内绳子自由端通过的距离是
[3]作用在绳子自由端的拉力F做功的功率为
16． A B 80
【详解】[1][2]使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力。根据定滑轮和动滑轮的特点可知：图中的A是定滑轮，B是动滑轮；
[3]由于人手拉绳的力F为50N，所以动滑轮两端的绳子拉力都是50N，即滑轮和重物总共100N，因动滑轮重20N，所以重物为80N。
17． 120 1 增大
【解析】【小题1】[1]由图可知，动滑轮上有2股绳，则匀速提升重物，拉力F的大小
[2]由于动滑轮上有2股绳，则绳子自由端竖直向下拉动2米，则重物上升高度
【小题2】由于滑轮组的机械效率
所以减轻动滑轮重力，则有用功不变，总功减小，故机械效率将增大。
18． 150 650
【详解】[1]当人的拉力为时，板端受到的向上的拉力
板端受到的向上的拉力
因此
带入数据为
解得F=150N，即人的拉力为150N。
[2]对板的压力。
19．(1)
(2)300N
(3)360W
【详解】（1）由图可知，n=2，物体运动的速度为，则绳子自由端移动的速度为
（2）物体做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，故物体受到的拉力为
（3）拉力F的功率
20．(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）由图知，n=3，汽车匀速前进距离
s=nh=3×15m=45m
（2）不考虑绳与滑轮的摩擦和绳重，根据拉力可知动滑轮重力
G动=nF-G=3×2500N-7000N=500N
（3）拉力做的总功
W总=Fs=2500N×45m=1.125×105J
汽车拉绳子时的拉力F的功率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页