浙教版科学九年级上册 3.4 简单机械—滑轮 同步练习

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浙教版科学九年级上册 3.42 简单机械之滑轮 同步练习
一、单选题
1.如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用沿着不同方向的拉力F1、F2和F3拉起钩码。则（? ）
A.F1较大????B.F2较大?????C.F3较大??? ?D.三个力一样大
2.如图所示的两个滑轮，用来提升同一重物并使之匀速上升，不计轮绳间摩擦及轮重，则下列拉力大小关系正确的是（? ）
A.F1=F2 ， F3=F4?? ??B.F1=F2 ， F3F2 ， F3>F4
3.如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（? ）
A.?? ?B.????C.?????D.
4.如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N，则总功和滑轮组的机械效率分别是（ ）
A.1400J? 80%???B.1800J? 80%????C.1800J? 83.3%????D.2160J? 83.3%

第2题图 第4题图 第5题图 第6题图
5.如图所示，在水平拉力F的作用下使物体G沿水平地面匀速直线运动，若滑轮与绳子质量及摩擦不计，已知物体与地面间的摩擦力为10N，物体运动速度为2m/s，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法正确的是（ ??）
A.拉力大小为10N??B.拉力大小为5N??C.拉力的功率大小为20W??D.拉力的功率大小为10W
6.小柯用图中提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（? ）
A.两个滑轮均为定滑轮????????????
B.人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛?????????
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
7.如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列判断正确的是（　　）
A.物体B受到的摩擦力为6N?????????B.拉力F2大小为10N
C.拉力F2的功率为1.2W?????? D.拉力F1的功率为0.4W
8.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动油轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（　　）
A.F甲F乙? Ｐ甲>P乙　 C.F甲>F乙? Ｐ甲=P乙?????D.F甲9.小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示）。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面。听主人的介绍，小明知道滚轮B的质量为5kg。小明对此装置充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，在20秒钟内，用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米！下列说法正确的是（?? ）
A.该装置可简化看成由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮的是滚轮A
B.重物上升3米，绳子自由端下降9米
C.若不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做功的功率为127.5瓦
D.该过程中，小明对重物做功为240J

第8题图 第9题图 第10题图
10.如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A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和地面之间有摩擦力??????D.如果增大F2 ， 物体A可能向左运动
二、填空题
11.?如图所示，建筑工人用滑轮组匀速提升重物，已知物重270N．动滑轮重30N，不计绳重及摩擦，测拉力大小为　________?N，若重物匀速上升1m，则此过程中拉力做的功为　________?　J．
12.如图所示，用F=10N水平拉力，使重为100N的物体A向左移动4m，已知物体受地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体所受摩擦力的大小为________?N，拉力做功为________?J．

第11题图 第12题图 第13题图 第14题图

13.如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体上升0.2m，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲＝________?N，图乙装置的手移动的距离s＝________m。
14.如图所示，物体A的质量m =20kg，在30 N的水平拉力F的作用下，物体A以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
（1）物体A与水平面间摩擦力为________N；
（2）拉力F做功的功率________W；
（3）如果将水平拉力F增加到60N，使物体A向右运动，此时物体A与水平面间摩擦力为________N
15.如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。
（1）以上装置中属于动滑轮的是________（填字母）。
（2）若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为________N。
三、解答题
16.如图，弹簧测力计、滑轮重力不计，动滑轮效率为75%，在拉力F作用下，物体A以4cm/s的速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计读数为6N，求：?
（1）物体A受到的摩擦力和拉力F的大小；?
（2）拉力F在4s内做的功和拉力F的功率





17.如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以力F向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10s，使绳端匀速向下移动了1.5m，重为G物=550N的物体匀速上升了0.5m，己知每个滑轮的质量均为m轮=5kg，滑轮与轴间的摩擦可以忽略不计(g=10N/kg)。
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。
（2）人所做功的功率多大？





18.如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未露出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力F浮；
（2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率P；
（3）动滑轮所受的重力G动。





19.利用如图所示的滑轮组，用F=800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：
（1）货物A在10s内移动的距离。
（2）该过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。





20.在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。





四、实验探究题
21.小科、小明和小红进行探究定滑轮的特点的实验。
（1）这个探究活动中弹簧测力计需要测量的量是________。
（2）小科、小明和小红分别利用如图甲、乙和丙所示方法对弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丁的实验操作，则正确的实验操作是（ ???）
A.甲? B.乙? C.丙?????D.都可以
（3）本实验始终利用图丁的方式拉弹簧测力计，对下列实验探究方案的分析，最合理的是________。
A方案一：拉相同数量钩码，多次测量求平均值。
B方案二：拉不同数量钩码，各测一组数据。
22.滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械.甲同学用定滑轮进行了如右图所示的三个实验

（1）甲同学研究的问题是____________________________?。
（2）研究该问题时,弹簧测力计的操作方法可以是________?(填序号)。
①拉着重物保持静止??? ②匀速向下拉动重物??? ③随意拉动重物
23.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”，使用了如图所示的实验装．实验前，小军用弹簧秤测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N；实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧秤示数，并将其填写在预先设计好的记录表中（见下表）。

分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，?
（1）请写出弹簧秤的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系________?；
（2）在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用动滑轮?________?。



参考答案
一、单选题
1.【答案】D
【解析】根据定滑轮的特点可知，定滑轮是一个等臂杠杆，分别用沿着不同方向的拉力F1、F2和F3拉起钩码时，所用的力大小相同，D选项正确。
2.【答案】B
【解析】由定滑轮相当于一个等臂杠杆，支点在圆心上可知，F1与F2的力臂都是滑轮的半径，所以由杠杆平衡原理可知阻力阻力臂不变，动力臂不变所以动力F1=F2。动滑轮相当于一个省力杠杆，支点在滑轮与固定端线的交点，由动滑轮的图可知，F3的力臂是滑轮的直径，F4的力臂小于滑轮的直径，由杠杆平衡原理可知，阻力阻力臂不变，F3动力臂大于F4的动力臂，所以F33.【答案】D
【解析】A、使用斜面时，不计机械自重和摩擦，则F1s=Gh，所以F1= G= G= G；
B、由图知滑轮组绳子的段数n=3，不计机械自重和摩擦，F2= G；
C、使用图中的动滑轮时，不计机械自重和摩擦，F3=2G；
D、不计机械重和摩擦，根据杠杆的平衡条件：F4×（l+3l）=G×l，所以F4= G；
由上述分析可知，动力最小的是D选项．
4.【答案】D
【解析】有用功W有用=Gh=200N×9m=1800J，动滑轮上有三段绳子，所以拉力移动的距离是物体升高高度的3倍，s=3h=3×9m=27m
总功W总=Fs=80N×27m=2160J．

5.【答案】C
【解析】此种动滑轮的拉力是所受阻力的2倍，即10×2=20N,A、B均不正确。
虽然力的大小改变，但是动滑轮不改变做功的大小。拉力F做功功率P=FS=10×2=20w
6.【答案】C
【解析】A．两个滑轮均为定滑轮，和物体一起上升的滑轮为动滑轮，A错误；
B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米，滑轮组省力但费距离，当人拉过1米时，物体上升只有0.5米，B错误；
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛，此滑轮组能省 的力，F= G，C正确；
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向，此滑轮组即能省力又能改变力的方向，D错误。
7.【答案】C
【解析】A、当B水平匀速向右运动时，f=3（F1+GA）=3×（2N+1N）=9N；故A错误；
B、水平向左拉物体B时，由平衡条件得：F2=3GA+f=3GA+f=3×1N+9N=12N；故B错误；
C、水平向左拉物体时，B的移动速度为，拉力F2功率为P2=F2×vB=12N×0.1m/s=1.2W；故C正确；
D、用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W，故D错误。
8.【答案】C
【解析】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F甲=2G；
乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙= G，故F甲＞F乙 ， AD错误；
物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲= v物 ， v乙=2v物 ，
甲图拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G× v物=Gv物；
乙图拉力的功率：P乙=F乙v乙= G×2v物=Gv物 ， 故P甲=P乙 ， C正确，B错误；
9.【答案】C
【解析】A、该装置可简化看成由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮的是滚轮A，B随物体一起上升，所以B是动滑轮，A错误；
B、重物上升3米，绳子自由端下降9米，由图中挂动滑轮的绳子数可知，重物上升3数，绳子自由端下降是3×5米=15米，B错误；
C、若不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做功的功率为127.5瓦，小明所用的力F=[（80kg+5kg）×10N/kg]/5=170N，v=(3×5m)/20=0.75m/s，P=170N×0.75m/s=127.5W，C正确；
D、该过程中，小明对重物做功为240J，小明对重物做的功等于，重物势能的增加，W=Gh=80kg×10N/kg×3m=2400J，D错误。
10.【答案】D
【解析】A．F2的功率为0.6W，将左侧滑轮看成定滑轮时，这个滑轮组能省1/2的力，费2倍的距离，所以绳子自由端的运动速率为0.2m/s，由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，说法正确，A错误；
B．弹簧测力计读数为9N，左侧滑轮有三根绳子拉着，每根绳的拉力都为3N，所以总拉力是9N，说法正确，B错误；
C．物体A和地面之间有摩擦力，因为B受到向左的拉力，向左做匀速直线运动，可知B受到平衡力的作用，B受到向左的拉力为6N，受到向右的摩擦力也为6N。由于力的作用是相互的，B也给A一个摩擦力且大小也为6N，方向向左，由于A保持静止所以A受到平衡力的作用，向应该受到向右的力也为6N，已知F1=4N，所以地面对A的摩擦力为2N方向向右，说法正确，C错误；
D．如果增大F2 ， 物体A可能向左运动，由于滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，而B对A的压力不变且粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力不变，A物体的受力不变，所以仍为静止，说法错误，D正确。
二、填空题
11.【答案】150；300
【解析】（1）拉力为F=（G+G动）=×（270N+30N）=150N；
（2）绳子拉下的长度为s=2h=2×1m=2m，
拉力做的功为W=Fs=150N×2m=300J．
12.【答案】20；80
【解析】（1）物体所受摩擦力；
f=0.2G=0.2×100N=20N；（2）由图知，n=2，
绳子移动的距离s′=2×4m=8，
拉力做功：W=Fs=10N×8=80J．
13.【答案】100；0.4
【解析】（1）∵甲是定滑轮，∴F甲=G物=100N：
（2）∵乙是动滑轮，∴s=2h物=2×0.2m=0.4m。
14.【答案】（1）15（2）6（3）15
【解析】（1）因物体A做匀速直线运动时受到的摩擦力和绳子对物体A的拉力是一对平衡力，所以，由动滑轮省一半的力可得，物体A与水平面间摩擦力：f=F=×30N=15N；
（2）拉力F移动的速度：vF=vA=×0.4m/s=0.2m/s，
拉力F做功的功率：PF=FvF=30N×0.2m/s=6W；
（3）因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以，如果将水平拉力F增加到60N，使物体A向右运动，此时物体A与水平面间摩擦力仍为15N不变。
15.【答案】（1）M（2）10
【解析】（1）根据动滑轮的定义可知，M是动滑轮；
（2）根据题中信息“动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降”此时物体A与B均匀速运动，受到的力都是平衡力，所以f=F1=(8N+2N)/2=5N。
当用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动时，物体A受力平衡，对物体A进行受力分析可知，物体A在水平方向受到向左的拉力，向右的力有摩擦力和绳子的拉力。所以F=F1+f=5N+5N=10N
三、解答题
16.【答案】（1）因物体在水平面上作匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力，所以f=6N
由η==，?F=16N
答：摩擦力为6N，拉力为16N。
（2）如图所示此时F移动的距离：s=vt=×0.04m/s×4s=0.08m，W=Fs=16N×0.08=1.28J；

答：4s内做的功为1.28J，拉力F的功率位0.32W
【解析】（1）由“物体A以4cm/s的速度在水平面上作匀速直线运动”这一条件，根据二力平衡的条件即可知物体A受到的摩擦力f的大小；由“滑轮的机械效率为75%”根据机械效率的计算公式可求出拉力F的大小；
（2）由功的计算公式和功率的计算公式可直接得出答案。
17.【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：每个滑轮的重力G轮=m轮g=5kg×10N/kg=50N根据绕绳情况可知，拉力F=（G物+ G轮）/3=（550N +50N）/3=200N
拉力的功率P=W/t=Fs/t=200N×1.5 m/10s=30W
【解析】（1）根据绳子自由端移动的距离与物体上升的高度可以确定省力的倍数，且绳子自由端的方向与物体的运动方向相反，据此可确定绕线的方式；
（2）先算出人的拉力F，再根据公式W=Fs计算出人所做的功，再由功率公式P=W/t计算出做功的功率。
18.【答案】（1）F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N
（2）?拉力端移动的速度v=2vA=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力F的功率：P=Fv=400N×0.2m/s=80W
（3）动滑轮的重力为G动 ， A完全在水中时绳上拉力为T
GA=F浮+T????
所以T= GA-F浮=800N－200N=600N
所以G动=2F－T=2×400N－600N=200N
【解析】（1）物体A在水中受到的浮力可以通过公式F浮=ρ水gV排来计算。
（2）物体A在水中匀速竖直上升时，拉力F的功率可用公式P=Fv来计算，但先要计算出速度v。（3）不计绳重和摩擦，拉力F=1/2（G-F浮+G轮），由此计算动滑轮重力。
19.【答案】（1）S=Vt=0.6m/s×10s=6m
（2）解:n=3，绳子自由端拉力F的速度为V=0.6m/s×3=1.8m/s
???? P=FV=800N×1.8m/s=1440w
（3）η=W有/W总 ， W总=Pt=FS=14400J，W有=14400J×75%=10800J，
有滑轮组水平移动重物过程中，克服重物受到的摩擦力做功为有用功，W有=fS物
??? 故f= W有/S物=10800J/6m=1800N
【解析】（1）由题可知，A的运动速度为0.6m/s，运动时间是10s，S=Vt=0.6m/s×10s=6m；
（2）由图分析可知n=3，所以绳子自由端拉力F的速度为VF=3VA=0.6m/s×3=1.8m/s；根据? P=FV，PF=800N×1.8m/s=1440W；
（3）W总=Pt=FS=14400J，根据η=W有/W总可得，W有=W总η=14400J×75%=10800J；因为滑轮组水平移动重物过程中，克服重物受到的摩擦力做功为有用功，所以W有=fS物 ， 故f= W有/S物=10800J/6m=1800N。
20.【答案】（1）解：s=2×2米=4米W=Fs=18牛×4米=72焦
（2）解：
（3）解：f=0.35G=0.35×100牛=35牛；
【解析】（1）滑轮组省力费距离，由可知动滑轮上的绳子段数n，而绳子自由端移动的距离是物体移动的n倍；所以绳子自由端移动的距离为S=2×2m=4m；W=FS=18N×4m=72J；故答案为：S=2×2m=4m；W=FS=18N×4m=72J；
功率是做功与时间的比值，而由题可知W=72J；t=4s；所以 ；故答案为： ；
（3）人通过滑轮组拉动物体匀速运动，说明处于平衡状态；所以动力等于阻力；阻力包括物体受到的摩擦力、滑轮的重力两部分；而滑轮组省力的，则拉力的n倍等于阻力；f=0.35G=0.35×100牛=35牛； ；故答案为：f=0.35G=0.35×100牛=35牛； ；
四、实验探究题
21.【答案】（1）钩码重力与弹簧测力计拉力（2）B（3）B
【解析】（1）探究定滑轮特点时需要比较拉力也重力的关系，所以需要测量的量有钩码的重力与弹簧测力计拉力；
（2）根据实验时弹簧称的放置情况可知，弹簧称的自身重力不能计算进入拉力，所以调零的正确实验操作是乙图；
（3）实验目的是为了得到一般规律所以选择不同数量钩码更具一般性，所以方案二：拉不同数量钩码，各测一组数据最合理。
22.【答案】（1）使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关（2）①②
【解析】（1)由图一、二、三可知，当使用定滑轮提升同一重物时，改变拉力的方向，观察拉力的大小是否改变，研究拉力的大小与拉力的方向是否有关。故答案为：使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关。
（2)研究该问题时，应该让物体保持静止状态或匀速运动状态，故弹簧测力计的操作方法可以是拉着重物保持静止或匀速向下拉动重物。故答案为：①②。
23.【答案】（1）??（2）不省力
【解析】（1）根据动滑轮可以省一半力的特点可得 ；
（2）根据表中数据可以看出在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下拉力F大于物体的重力，所以不省力。















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