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第十二章简单机械第二节滑轮同步练习
(学生用卷)
完成时间:40分钟 全卷g=10N/kg
一、单项选择题
1.(江苏盐城中考)学校旗杆顶装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.省力,但不改变施力的方向
C不省力,但改变施力的方向
D.既不省力,也不改变施力的方向
2.如图所示,弹簧测力计下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B均处于静止状态,已知GB=100N,GA=10N,则弹簧测力计的示数为( )
100N B. 111N C. 21N D. 20N
2题图 3题图 4题图
的原因是认为弹簧测力计承担了所有物重,错误地分析了物体B的受力情况;容易错选D的原因是忽略了定滑轮的重力。故本题答案:C
3.对于如图所示滑轮的两种用法,以下说法正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力
B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力
D.乙是定滑轮,使用时不能省力
4.(河南中考)把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
A. A上升 B. A下降 C. A、B均静止 D.无法判断
5.(福州中考)小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手受拉力的大小实际应该是( )
A.小于0.75N B.等于0.75N C.大于0.75N D.等于0.5N
5题图 6题图 8题图
6.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500N,则米袋对地面的压力为( )
A.500N B.250N C.300N D.800N
7(台州中考)某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知( )
A. A是动滑轮 B. 如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
C. B是定滑轮 D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
8.(遂宁中考)用如图所示的四种简单机械,将同一物体从低处匀速搬到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
9.(聊城中考)用下图所示的滑轮或滑轮组将同一重物G匀速提高h高度,最省力的( )
10.(武汉中考)工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。其中最省力的方案是( )
二、填空题
11.如图所示,将在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧测力计和滑轮组相连接,不计摩擦和绳、滑轮、弹簧测力计的重,若拉力F=5N,则弹簧测力计P的读数是 N,弹簧测力计Q的读数是 N。
11题图 12题图
12.(河南中考)如图所示是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用 方案(选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以 。(不计机械的自重及摩擦)
13.如图所示,物体A和B所受重力都为120N,滑轮重力不计,当分别用力匀速提升物体A和B时,FA为 N, F B为 N。
13题图 14题图 16题图
14.(兰州中考)如图所示,利用滑轮组匀速提升重物,经过10s,重物被提升了3m,则绳子自由端移动的距离是 m,其移动的速度是 m/s。
15.(宜昌中考)物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,要用 N的力。如果用一个动滑轮提起它,要用 N的力。(不计摩擦及滑轮自重)
16.(兰州中考)如图所示,质量为60kg的人,站在质量为30kg的吊篮内,他至少用 N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。
三、作图题
17.一位同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组匀速提升重物,已知物重1000N,而绳子最多只能承受400N的拉力。请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。
17题图 18题图 19题图
18.(泰安中考)用如图所示的滑轮组提升重物,若拉力F将绳子的自由端移动1.5m时,重物升高0.5m,请你在图中画出绳子绕法。
19.( 桂林中考)如图所示,请根据弹簧测力计拉力的方向,画出滑轮组的绕线。
四、计算题
20.如图所示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力F=300N,重物与地面间的摩擦力f为多大?(不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦)
21. 用如图所示的滑轮组匀速提起货物,如果动滑轮所受的总重力是20N,所用的拉力是210N,求货物所受的重力。
22.(芜湖中考)定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O,画出拉力F、钩码的重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)。
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。
第十二章简单机械第二节滑轮同步练习
(教师用卷)
完成时间:40分钟 全卷g=10N/kg
一、单项选择题
1.(江苏盐城中考)学校旗杆顶装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.省力,但不改变施力的方向
C不省力,但改变施力的方向
D.既不省力,也不改变施力的方向
【解析】:定滑轮实质是一个等臂杠杆,既不省力也不费力,但能改变施力的方向。故本题答案:C。
2.如图所示,弹簧测力计下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B均处于静止状态,已知GB=100N,GA=10N,则弹簧测力计的示数为( )
100N B. 111N C. 21N D. 20N
2题图 3题图 4题图
【解析】:物体B受重力、支持力和物体A对它的拉力,因为力的作用是相互的,故B受到的向上拉力等于物体A所受重力,即大小为10N,所以弹簧测力计的示数为10N+10N+1N=21N。本题易错选B的原因是认为弹簧测力计承担了所有物重,错误地分析了物体B的受力情况;容易错选D的原因是忽略了定滑轮的重力。故本题答案:C
3.对于如图所示滑轮的两种用法,以下说法正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力
B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力
D.乙是定滑轮,使用时不能省力
【解析】:判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮,关键要看该滑轮的轴是否随物体一起运动。不随物体一起运动的是定滑轮,随物体一起运动的是动滑轮。甲滑轮是定滑轮,使用定滑轮不能省力;乙滑轮是动滑轮,使用动滑轮可以省力。故本题答案:B
4.(河南中考)把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )
A. A上升 B. A下降 C. A、B均静止 D.无法判断
【解析】:在不计绳子、滑轮重力和摩擦的情况下,图示滑轮组中由两段绳子承担着物体B,假设滑轮组处于静止状态,则绳子上的拉力F=GB,而mA=mB,由重力与质量的关系可知GA=GB,故F5.(福州中考)小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手受拉力的大小实际应该是( )
A.小于0.75N B.等于0.75N C.大于0.75N D.等于0.5N
5题图 6题图 8题图
【解析】:使用滑轮组提升重物,在不计动滑轮重力及摩擦时,提升的重物由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一,故F=;由于动滑轮的重力不能忽略,绳与滑轮以及滑轮轴之间存在着摩擦,所以实际提起重物所用的力要大于0.75N,故本题答案:C
6.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500N,则米袋对地面的压力为( )
A.500N B.250N C.300N D.800N
【解析】:米袋静止在地面上,受三个力的作用;重力、拉力、支持力。因为定滑轮不省力,米袋所受拉力与“绅士”的重力相等,为500N,故支持力为800N-500N=300N。支持力与压力是一对相互作用力,大小相等,所以压力大小为300N。故本题答案:C
7(台州中考)某同学设计了一种如图所示的简易电梯,由图可知( )
A. A是动滑轮 B. 如果电动机向下拉动绳子,电梯厢将上升
C. B是定滑轮 D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
【解析】:图中A滑轮固定不动,因此它是定滑轮,故A错误;图中B滑轮和电梯厢一块运动,因此它是动滑轮,故C错误;如果电动机向下拉动绳子,通过定滑轮改变了力的方向,所以电梯厢将上升,B正确;此滑轮组的绳子段数为2段,因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍,故D错误。故本题答案:B
8.(遂宁中考)用如图所示的四种简单机械,将同一物体从低处匀速搬到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
【解析】:由题意可知,不计摩擦和机械自重,使用定滑轮,动力臂等于阻力臂,所以F=G;使用动滑轮,动力臂等于2倍的阻力臂,所以F=G;使用题中的轮轴,由图可知动力臂小于阻力臂,所以F>G;根据功的原理,使用任何机械都不省功,所以Gh=FL,F=G=Gsin20°9.(聊城中考)用下图所示的滑轮或滑轮组将同一重物G匀速提高h高度,最省力的( )
【解析】:在忽略摩擦和不计绳、滑轮重的情况下,A中的滑轮是定滑轮,使用定滑轮不省力,只能改变力的方向,即F=G;B中的滑轮是动滑轮,使用动滑轮省一半的力,即F=G;使用滑轮组时,物体由几段绳承担,加在绳端的力就是物重的几分之一,所以在C中,F=G,在D中,F=G。故本题答案:D
10.(武汉中考)工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。其中最省力的方案是( )
【解析】:题中所列的四种方案中,D从两个方面进行了省力设计,一是变滑动摩擦为滚动摩擦,二是利用了动滑轮;B、C中定滑轮并不省力,只能改变力的方向,故B没有应用省力的方法,A、C只利用了变滑动摩擦为滚动摩擦来省力。故本题答案D正确。
二、填空题
11.如图所示,将在两堵墙壁之间同一水平面上的A、B两点用弹簧测力计和滑轮组相连接,不计摩擦和绳、滑轮、弹簧测力计的重,若拉力F=5N,则弹簧测力计P的读数是 N,弹簧测力计Q的读数是 N。
11题图 12题图
【解析】:图中用力F牵引绳的一端,相当于有三段绳子拉弹簧测力计P,因此P的示数为3F,即15N;从另一角度分析,相当于有两段绳子拉弹簧测力计Q,因此Q的示数为2F,即10N。本题答案为:15 10
12.(河南中考)如图所示是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用 方案(选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以 。(不计机械的自重及摩擦)
【解析】:本题甲图中人对绳子的拉力是滑轮拉船的力的,而乙图中人对绳子的拉力是滑轮拉船的力的2倍,若拉船的力需要很大,则使用滑轮的目的是为了省力,因此应选用甲方案。故本题答案:甲 省力
13.如图所示,物体A和B所受重力都为120N,滑轮重力不计,当分别用力匀速提升物体A和B时,FA为 N, F B为 N。
13题图 14题图 16题图
【解析】:图甲中的滑轮为动滑轮,且不计滑轮重、FA=;图乙中的滑轮为定滑轮,FB=GB=120N.故本题答案:60 120
14.(兰州中考)如图所示,利用滑轮组匀速提升重物,经过10s,重物被提升了3m,则绳子自由端移动的距离是 m,其移动的速度是 m/s。
【解析】:该滑轮组由2段绳子承担重物,故绳子自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m;则绳子自由端移动的速度。故本题答案:6 0.6
15.(宜昌中考)物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,要用 N的力。如果用一个动滑轮提起它,要用 N的力。(不计摩擦及滑轮自重)
【解析】:使用定滑轮不省力,使用动滑轮省一半的力。故本题答案:1000 500
16.(兰州中考)如图所示,质量为60kg的人,站在质量为30kg的吊篮内,他至少用 N的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。
【解析】:如图所示,设人拉绳子所用的力为F,由图知F1=F。对下面滑轮进行受力分析,滑轮受向上的拉力F2,向下的拉力F、F1,由于滑轮组处于静止状态,所以F2=F+F1=2F,由图知F3=F2=2F,因此人和吊篮受到的向上的拉力为4F。由于人和吊篮在空中保持静止,人和吊篮受到向下的重力与绳对人和吊篮的拉力是一对平衡力,重力大小为G=mg=(60kg+30kg)×10N/kg=900N,拉力为4F,依据平衡条件可知4F=900N,则F=225N。故本题答案:225
三、作图题
17.一位同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组匀速提升重物,已知物重1000N,而绳子最多只能承受400N的拉力。请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。
【解析】:因绳子最多能承受400N的拉力,提起重1000N的物体所需要绳子的段数n=,根据实际情况绳子的段数应取整数3。因为3是奇数,绳子的固定端应固定在动滑轮上。又因同学站在地上,应使绳子自由端向下,答案如图所示。
18.(泰安中考)用如图所示的滑轮组提升重物,若拉力F将绳子的自由端移动1.5m时,重物升高0.5m,请你在图中画出绳子绕法。
【解析】:有几段绳子承担物重,绳子自由端移动的距离就是重物升高高度的几倍,所以绳子段数,因为3是奇数,所以绳子固定端应固定在动滑轮上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮,答案如图所示。
19.( 桂林中考)如图所示,请根据弹簧测力计拉力的方向,画出滑轮组的绕线。
【解析】:根据图中拉力的方向,绳子的固定端应拴在定滑轮上,然后依次绕过动滑轮、定滑轮,如图所示。
四、计算题
20.如图所示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力F=300N,重物与地面间的摩擦力f为多大?(不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦)
【解析】:分析滑轮组结构可知,拉重物的力由3段绳承担,所以动滑轮拉物体的力=3F,由二力平衡条件可知摩擦力等于动滑轮拉物体的力,即f==3F=900N。故本题答案:900N
21. 用如图所示的滑轮组匀速提起货物,如果动滑轮所受的总重力是20N,所用的拉力是210N,求货物所受的重力。
【解析】:由图可知重物与动滑轮由4段绳子承担,即n=4。拉力F=(G物+G轮),所以G物=nF-G轮=4×210N-20N=820N。故本题答案:820N
22.(芜湖中考)定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O,画出拉力F、钩码的重力G及它们的力臂(保留作图痕迹)。
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。
【解析】:
(1)如图所示。
(2)证明:由几何知识知L1=L2=R(R为定滑轮半径),根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,即FL1=GL2,得F=G
分析:(1)支点是杠杆上能够绕着转动的固定点,对定滑轮来说就是定滑轮的轴心位置(如图中O点)。力臂是支点到力的作用线的距离,所以作力臂时,先过力的作用点沿力的方向画出力的作用线,然后过支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂,图中所示的动力臂和阻力臂都是这种作法。
(2)证明时根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,只要知道动力臂L1和阻力臂L都等于定滑轮的半径R,就不难得到拉力F与重力G相等的结论。
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