教科版八年级下册物理跟踪训练 11.2滑轮
一、单选题
1.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重和摩擦,则最省力的是(?? )
A.????????????????????????B.????????????????????????C.????????????????????????D.?
2.小明用一个滑轮组把重物提起了0.5 m,绳子的自由端移动了1.5m,则小明所用的滑轮组可能是图中的哪一个?(??? )
A.?甲?????????????????????????????????????B.?乙?????????????????????????????????????C.?丙?????????????????????????????????????D.?三个都可以
3.如图,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦),图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是(? )
?
A.?F1=F2?????????????????????????????B.?F3=F4?????????????????????????????C.??????????????????????????????D.?
4.如图为家庭手摇升降晾衣架结构图,当顺时针摇动手柄时,横梁上升。下列滑轮属于动滑轮的是( )
A.?甲?????????????????????????????????????????B.?乙?????????????????????????????????????????C.?丙?????????????????????????????????????????D.?丁
5.如图甲所示,甲在用滑轮组提升重物,乙仅改变了滑轮组的绕法,使用改进后滑轮组来提升同样的重物,如图乙所示,(不计绳重和摩擦)则乙改进后与甲相比,下列说法正确的是(?? )
A.?比甲费力,械效率降低???????????????????????????????????????B.?比甲省力,机械效率提高C.?比甲省力,做的有用功相同????????????????????????????????D.?比甲省力,机械效率不变
6.如图所示,若不计滑轮重量及摩擦,在几种提升重物的方法中既省力又能改变力的方向是(?? )
A.????????B.????????C.????????D.?
7.如图所示,健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时,图中的滑轮是(?? )
A.?定滑轮,可省力??????????????????????????????????????????????????B.?动滑轮,可省力C.?定滑轮,可改变力的方向????????????????????????????????????D.?动滑轮,可改变力的方向
8.小明利用如图所示的简单机械移动物体A时.当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是(?? )
A.?F1=F2<F3???????????????????????B.?F1<F2<F3???????????????????????C.?F1>F2>F3???????????????????????D.?F1=F2=F3
9.使用滑轮组时正确的是(?? )
A.?要想改变力的方向,就不能省力?????????????????????????B.?要省力就不能改变力的方向C.?可以省力,也可以改变力的方向?????????????????????????D.?可以省力同时省距离
10.如图所示,在竖直向上大小为10N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()
A.?20N 0.4m/s??????????????????????B.?20N 0.1m/s??????????????????????C.?5N 0.4m/s??????????????????????D.?5N 0.1m/s
二、填空题
11.在水平桌面上放一个200N的重物,现用如图所示装置将物体匀速拉动,物体与桌面的摩擦力是48N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力 F为________?N.若绳子自由端移动速度为0.9m/s,则物体移动速度为________.
12.如图所示,要将房屋装修用的长木料、水泥、黄沙运到楼上,可用的简单机械有________和________.
13.如图所示,用F=20N的拉力将重G=30N物体匀速提升2m,不计轮轴间摩擦及绳重,则动滑轮G动=________N,上述过程中有用功W有=________J,动滑轮的机械效率η=________.
三、解答题
14.如图所示,弹簧测力计的示数是10牛,物体A的重力为50牛.在力F的作用下,物体A匀速移动了4米,所用的时间是10秒.求:
(1)物体A受到的摩擦力f?
(2)拉力F的大小?
(3)拉力在10秒内做了多少焦的功?
(4)拉力的功率是多少瓦?
四、实验探究题
15.小明同学按照如图所示装置对动滑轮特点进行了探究,记录的数据如表:
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
通过分析数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大,你一定也做过这样的实验.回想你的实验经历,回答下列问题:
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑________和________;
(2)在实验过程中,提升重物时应该注意________.
五、综合题
16.物理实验要遵循实事求是的原则.小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如图所示的实验并记录了数据.
实验次数
物重
G/N
使用定滑轮时测力计的示数 F1/N
使用动滑轮时测力计的示数F2/N
1
1.00
0.60
0.65
2
1.50
1.10
0.90
3
2.00
1.60
1.15
通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大偏差.你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么?
(2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】A、若不计滑轮自重和摩擦,使用动滑轮可以省一半力 ;
B、使用定滑轮能改变力的方向,但不省力,所以F2=G;
C、滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子股数n=3,所以 ;
D、滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子股数n=2,故 ,由分析可知,最省力的是C,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据不计滑轮自重和摩擦,拉力和物重及绳子的股数之间的关系,F=(G+G动)来分析。
2.【答案】 A
【解析】【解答】把重物提起了0.5 m,绳子的自由端移动了1.5m,所以承重的绳子段数为: 。
A、甲图的滑轮组由三段绳子承重,A符合题意;
B、乙图的滑轮组由两段绳子承重,B不符合题意;
C、丙图的滑轮组由四段绳子承重,C不符合题意,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】使用滑轮组时,物体由几股绳子承担,拉力就是总重的几分之一.
3.【答案】B
【解析】【解答】甲图是一个动滑轮,不计摩擦能够省一半的力,所以 ;当拉力方向与竖直方向有夹角时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,由杠杆平衡条件知动力变大,即F2>F1 , A不符合题意;乙图是定滑轮,只能改变施力的方向,不省力也不费力,所以 ,C、D不符合题意,B符合题意,
故答案为:B。
【分析】动滑轮上不同的方向上拉力大小不同,定滑轮可以改变力的方向,但力的大小不变。
4.【答案】 D
【解析】
【思路分析】
定滑轮和动滑轮的主要区别是:动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动.
【解析过程】
甲、乙、丙滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,D中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮.
【答案】
D
【总结】
本题考查定滑轮和动滑轮的特点,根据特点的不同分析判断哪一种是定滑轮.
5.【答案】 D
【解析】【解答】由图示可知,改进后的滑轮组承担物重的绳子的段数由2段变为3段,而提升的总物重是不变的,所以乙图更省力,故A错;当把物体提高相同的高度时,所做的有用功相同,额外功相同,则总功也是相同的,所以两个滑轮组的机械效率是不变的,故BC错,D符合题意;故答案为:D.【分析】甲乙两图中动滑轮的重相同,提升同样的重物G,由可知做的有用功相同;滑轮组的机械效率据此比较甲乙两图中滑轮组的机械效率大小关系
6.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、图是滑轮组,与动滑轮连接的绳子有两段,可以省力,拉力方向与重物被提升的方向相反,改变了力的方向,故A符合题意.
B、图是滑轮组,虽然可以省力,但拉力的方向和重物的提升方向相同,没有改变力的方向,故B不符合题意.
C、图是定滑轮,使用时不能省力、只改变力的方向,故C不符合题意.
D、图中直接提升物体,既不能省力也不能改变力的方向,故D不符合题意.
故选A.
【分析】使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向;使用动滑轮能省力,不能改变力的方向;
因此单独使用定滑轮或动滑轮都不能既省力、也不能改变力的方向.
而滑轮组是动滑轮、定滑轮的组合,可以省力,也可能改变力的方向.
7.【答案】C
【解析】【解答】解:由图知,图中用的是定滑轮,可以改变力的方向,但不省力.ABD不符合题意,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】掌握定滑轮和动滑轮的区别,轴固定不动的滑轮是定滑轮,随物体一起升降的物体是动滑轮;
定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:由图可知,图中滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,因为物体A匀速运动,所以F1、F2、F3都与物体A受到地面的摩擦力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故ABC错误;故D正确.
故选D.
【分析】定滑轮的工作特点是:使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力.
9.【答案】C
【解析】【解答】解:滑轮组是既省力又改变力的方向.
故选C.
【分析】滑轮组是将动滑轮和定滑轮结合在一起使用,既省力又改变力的方向.
10.【答案】 D
【解析】
【分析】要解答本题需掌握:动滑轮特殊使用时,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移动距离是重物移动距离的二分之一
【解答】根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G=10N,则G=5N;F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度就是0.1m/s.故选D.
【点评】此题灵活考查了对动滑轮的理解与应用,要结合实际情况分析拉力大小和移动速度.比较简单,属于基础知识
二、填空题
11.【答案】16;0.3m/s
【解析】【解答】解:(1)由图知,n=3,
不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力:
F= f= ×48N=16N;(2)因为拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍,时间相同,
所以由v= 可知拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍,
所以物体移动速度:
v物= v= ×0.9m/s=0.3m/s.
故答案为:16;0.3m/s.
【分析】由图知,是水平使用滑轮组,n=3.(1)不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,拉力F= f;(2)拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍,拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍.
12.【答案】定滑轮;动滑轮
【解析】【解答】解:将房屋装修用的长木料、水泥、黄沙运到楼上,如果下面的人用力使物体提升,可以使用定滑轮或滑轮组;如果上面的人用力使物体提升,可以使用动滑轮;
故答案为:定滑轮;动滑轮.
【分析】轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮,使用定滑轮不能省力,但能改变用力方向;轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮,使用动滑轮可以省一半的力,但不能改变用力方向;要既省力又改变用力方向可以使用滑轮组.
13.【答案】 10 ;60 ;75%
【解析】【解答】动滑轮绳子的有效股数为2,不计轮轴间摩擦及绳重,由F= (G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF﹣G=2×20N﹣30N=10N,有用功:W有=Gh=30N×2m=60J,总功:W总=Fs=20N×2×2m=80J,动滑轮的机械效率:η= ×100%= ×100%=75%。故答案为:10;60;75%
【分析】理解有用功、总功的定义和计算公式,求出动滑轮的大小和机械效率。
三、解答题
14.【答案】解:
(1)(2)由题知,物体做匀速运动,则拉力F等于弹簧秤的读数,即F=10N,
如图所示,使用的是动滑轮,物体A受到的摩擦力f=2F=2×10N=20N;
(3)拉力移动的距离:
s=2×4m=8m,
拉力做功:
W=Fs=10N×8m=80J;
(4)拉力的功率:
P=?=8W.
答:(1)物体A受到的摩擦力为20N;
(2)拉力F的大小为10N;
(3)拉力在10秒内做了80J的功;
(4)拉力的功率是8W.
【解析】【分析】(1)(2)由于物体匀速运动,拉力F的大小和弹簧测力计的示数相同;该滑轮为动滑轮,利用动滑轮省力特点求摩擦力的大小;
(3)知道物体移动的路程,计算拉力移动的距离,然后利用W=Fs公式计算拉力做的功;
(4)知道运动时间,利用功率公式P=计算拉力F的功率.
四、实验探究题
15.【答案】 (1)动滑轮具有重力;动滑轮与轴之间存在摩擦(2)竖直向上匀速拉动
【解析】【解答】解:
“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论,而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的;使用动滑轮提升物体时,只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使得弹簧测力计的示数稳定,便于读出拉力的大小.
故答案为:(1)动滑轮有重力;动滑轮与轴之间存在摩擦;(2)竖直向上匀速拉动.
【分析】“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重和摩擦的理想情况下才成立的,在实际生活中,动滑轮的重力和摩擦是客观存在的,使用动滑轮时,只有匀速竖直向上拉,拉力的力臂才等于滑轮的直径,也使得弹簧测力计的示数稳定,便于读出拉力的大小.
五、综合题
16.【答案】(1)由表中数据可看出,使用定滑轮时(乙图)这是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力;使用动滑轮时(丙图),是由于没有考虑动滑轮受到的重力.(2)使用定滑轮时(乙图),将弹簧测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计;或实验前先测出弹簧测力计自身的重力);使用动滑轮时(丙图),要先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重).
【解析】【解答】解:(1)对图乙:①分析:对弹簧测力计进行受力分析:受到向上绳子的拉力(大小等于钩码重),向下受到重力和手向下的拉力.图中手拉测力计挂钩,因此测力计测量的是手向下的拉力而不是绳子自由端的拉力.所以在匀速拉动时,根据二力平衡条件可知实验会造成 F1的测量会小于物重.②改进:弹簧测力计的挂钩应该挂在绳子自由端,其读数才是用定滑轮提升物体时绳子自由端的拉力值.(2)对丙图:①分析:“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的,在实际实验中,动滑轮的物重和摩擦是客观存在的.由表中数据可知,随着物重的增加,测力计的示数变大,但比物重的一半要大,这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大.其主要原因是没有考虑滑轮的自重.②改进:可以先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系或采用轻质滑轮.
故答案为:(1)由表中数据可看出,使用定滑轮时(乙图)这是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力;使用动滑轮时(丙图),是由于没有考虑动滑轮受到的重力.(2)使用定滑轮时(乙图),将弹簧测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计;或实验前先测出弹簧测力计自身的重力);使用动滑轮时(丙图),要先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重).
【分析】(1)根据表格记录的数据的分析可知3次定滑轮拉力的测量存在问题.根据图乙对弹簧测力计进行受力分析可以找到问题所在.(2)滑轮组中如果忽略滑轮自重和摩擦力的大小,使用动滑轮能省一半的力,如果考虑动滑轮自重,则F= (G动+G物).