3.4 简单机械 第2课时 同步练习（解析版）

九年级上册3.4 简单机械（滑轮）
一、基础题
1.下列关于机械效率的说法正确的是（?? ）
A.?越省力的机械，机械效率越高?????????????????????????????B.?做功越少的机械，机械效率越低C.?做功越慢的机械，机械效率越低?????????????????????????D.?总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
2.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21世纪21世纪教育网有
3.一辆汽车不小心陷进泥源后，司机按图中所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置（端子与滑轮间的摩擦及滑轮自重不计），下列说法正确的是（? ）

A.?乙比甲省力???????????????????????B.?甲比乙省力???????????????????????C.?甲比乙省功???????????????????????D.?乙比甲省功
4.某种活动黑板的示意图如图，两块形状相同的黑板的重力均为C，其上端分别用两根绕过两只定滑轮的纸绳相连。当其中一块黑板沿竖直方向匀速运动时，另一块黑板同时做等速反向运动，不计一切摩擦力，每根绳的拉力为（?? ） 21教育网21世纪教育网版权所
A.?2G???????????????????????????????????????? ?B.?G????????????????????????????????????????
?C.?G/2?????????????????????????????????????????D.?0
5.如图所示，小青用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中小青用力最小的是（?? ） 21·cn·jy·com21cnjy.com
A.??????????????????B.??????????????????C.??????????????????D.?
6.如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ??） 2·1·c·n·j·y【来源：21·世纪·教育·网】
F1?B.?F2=1/2G???????
C.?F1的力臂为OA????????
D.?在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
7.用如图所示的动滑轮提起200牛的水桶，不计滑轮重及摩擦，人拉绳子的动力为（?? ）
A.?600牛?????????????????????????????????B.?400牛?????????????????????????????????C.?200牛???????????????????????????????D.?100牛
8.如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（?? ）
A.???????????????????????????B.??????????????????????????
?C.???????????????????????????D.?
9.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（???? ）2-1-c-n-j-y2-1-c-n-j-y
A.?F1较大?????????????????????????????B.?F2较大????????????????????????????
?C.?F3较大?????????????????????????????D.?三个力一样大
10.质量为0.5千克的塑料桶装满水后总质量为10 千克，小明将其从地面匀速搬到高度为1米的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________焦，有用功是________焦，机械效率是________。(g取10 牛/千克) 21*cnjy*com21*cnjy*com
11.如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是________，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是F1________F2。 【来源：21cnj*y.co*m】2·1·c·n·j·y
二、中档题
12.如图所示，三个滑轮拉同一物体在水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3 ， 那么有( ??)
A.?F1>F2>F3???????????????????????B.?F1F1>F3???????????????????????D.?F213.如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（ ??）
A.?滑轮A、B、C都是定滑轮 ????????????????B.?F1=G????????????????C.?滑轮 A、 C的作用相同????????????????D.?F114.如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1牛的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2牛，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙 ， 机械效率分别是η甲和η乙 ， 则（?? ） 【来源：21·世纪·教育·网】
A.?F甲＞F乙????????????????????????????B.?F甲＝F乙????????????????????????????
C.?η甲＞η乙????????????????????????????D.?η甲＜η乙
15.残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起匀速上升时，试求： 【出处：21教育名师】21·cn·jy·com
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）吊椅对运动员的支持力。

三、拓展题
16.小乐设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾角之间的关系，如图所示。她先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾角的大小多次实验，得到下表所示数据： 【版权所有：21教育】【来源：21cnj*y.co*m】
斜面倾角
小车重G/牛
斜面高h/米
斜面长S/米
拉力F/牛
有用功W有/焦
总功W总/焦
机械效率
12°
5
0.2
1
2.1
1.0
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
A
（1）表格中A处的数据应是________
（2）实验过程中应沿着斜面________拉动小车。
（3）分析表中数据，可以得出的结论是________
答案解析部分
一、基础题
1.【答案】 D
【解析】根据公式可知，机械效率的大小只与有用功和总功的大小有关，与省力与否、做功的快慢和多少都无关系。 【解答】A.机械效率的高低与是否省力无关，故A错误； B.机械效率的高低与做功多少无关，故B错误； C.做功的快慢用功率表示，与机械效率无关，故C错误； D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D正确。 故选D。21cnjy.com21教育网
2.【答案】 C
【解析】根据滑轮的位置是否移动，可将滑轮分为定滑轮和动滑轮。定滑轮的轴是固定不变的，动滑轮的轴随钩码仪器移动。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的作用方向。 www-2-1-cnjy-com21·世纪*教育网
【解答】由于图中的滑轮轴是固定不变的，故为定滑轮，提升物体的方向是竖直向上的，实际拉动的拉力方向为水平向右，故可以改变力的方向。 故答案为：C21教育名师原创作品【出处：21教育名师】
3.【答案】 A
【解析】定滑轮不省力也不费力，只能改变力的方向；动滑轮能省一半的力，不能改变力的方向，据此解答。 【解答】甲图中用的是定滑轮，不省力不费力，因此甲用的力等于汽车受到的阻力； 乙图中用的是动滑轮，可以省一半的力，因此乙用的力等于汽车受到的阻力的一半； 那么乙图比甲图省力，故A正确。 故选A。21*cnjy*com【版权所有：21教育】
4.【答案】 C
【解析】当黑板匀速直线运动时，它受到的力是平衡力，分析它的受力情况利用二力平衡知识解答即可。 【解答】黑板受到向下的重力G，向上的两个拉力都是F；当黑板做匀速直线运动时，它受到的是平衡力，即：；那么每根绳子上的拉力为：。 故选C。21教育名师原创作品
5.【答案】 B
【解析】（1）定滑轮不省力不费力，即拉力等于重力； （2）使用滑轮组提升重物时，省力程度由承担重力的绳子段数决定；绳子段数越多，拉力就越小。
【解答】A中承担重力的绳子段数n=2，B中承担重力的绳子段数n=3，D中承担重力绳子段数n=2，因此A、B、D中最小的力是B；C中都是定滑轮，不省力不费力，因此小青用力最小的是B。 故选B。21*cnjy*com
6.【答案】 D
【解析】动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，所以s=2h；不考虑动滑轮重时 F=1/2G。 【解答】A、由图可知拉力 F1的力臂l1小于拉力F2的力臂l2 ， 根据杠杆的平衡条件可知 F1＞F2 ，故A错误； B、只有不计动滑轮重时， F2=1/2G，故B错误； C、由于OA与拉力 F1不垂直，所以OA不是拉力 F1的力臂，故C错误； D、该动滑轮拉力 F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍，故D正确。 故答案为：D。
7.【答案】 D
【解析】动滑轮的省力特点：有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一。不计动滑轮、绳子的重量及摩擦时，动滑轮能省一半的力；
【解答】由题意可知，水桶重200N，根据图示可知，该滑轮是动滑轮，不计滑轮重及摩擦，所以人拉绳子的动力F=G=×200N=100N； 故答案为：D。
8.【答案】 C
【解析】使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮；动滑轮可以看做是一个省力杠杆；动滑轮的作用：可以省力，但不能改变力的方向；定滑轮的中心轴固定不动。定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力；动滑轮的省力特点：有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一；不计动滑轮、绳子的重量及摩擦时，动滑轮能省一半的力；
【解答】A、根据图示可知，该滑轮为动滑轮，拉力F1=G；故A错误； B、根据图示可知，该滑轮为定滑轮，拉力F2=G；故B错误； C、根据图示可知，拉力F3=G；故C正确； D、根据图示可知，F4=G；故D错误； 故答案为：C。
9.【答案】 D
【解析】定滑轮的作用是可以改变力的方向但不能省力，定滑轮相当于一个等臂杠杆，动力臂和阻力臂都等于滑轮圆的半径。
【解答】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。故选D
10.【答案】 100；95；95%
【解析】
根据W=Fs即可求出竖直方向上所做的功。有用功是指对人们需要的，有价值的功。额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功，额外功加有用功就是总功。有用功和总功的百分比叫做机械效率。
【解答】竖直方向的力为塑料桶和桶内水的总重力G=mg=10kg10N/kg=100N，竖直方向所做的功W总=Fs=100 N1m=100J； 有用功为人对桶内水所做的功W有用=G水1m=（10kg-0.5kg）10N/kg1m=95J； 机械效率； 故答案为：100；95；95%。21世纪教育网21-cn-jy.comwww.21-cn-jy.com
11.【答案】 乙；＞
【解析】使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮；动滑轮可以看做是一个省力杠杆；动滑轮的作用：可以省力，但不能改变力的方向；定滑轮的中心轴固定不动。定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力。
【解答】甲图滑轮的中心轴固定不动，属于定滑轮，乙图滑轮的轴随物体一起移动，属于动滑轮；定滑轮的特点为：不省力，但可以改变力的方向，动滑轮的特点为：可以省力，但不能改变力的方向，所以当滑轮的自重和摩擦不计时，F1F2； 故答案为：乙；。
二、中档题
12.【答案】 D
【解析】三个滑轮拉动同一物体在水平面上做匀速直线运动，那么绳子上受到的拉力都等于物体与地面之间的摩擦力f，分析三个拉力和f的关系即可。 【解答】三个滑轮拉动同一物体在水平面上做匀速直线运动， 那么绳子上受到的拉力都等于物体与地面之间的摩擦力f； a图中，滑轮是定滑轮，不省力，即F1=f； b图中，滑轮是动滑轮，可以省一半的力，即F2=； c图中，拉力作用在动滑轮的轴上，是费力省距离的，那么F3=2f； 因此：F213.【答案】 C
【解析】（1）不随物体上下移动的滑轮是定滑轮，跟随物体上下移动的滑轮是动滑轮； （2）以滑轮B为对象受力分析，可得到F1与G的关系；以滑轮C为对象受力分析，可得到F2与G的关系，进而得到两个拉力的大小关系。 【解答】当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确； 因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1 ， 向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2 ， 故B、D错误。、 ???????故选C。21·世纪*教育网
14.【答案】 D
【解析】定滑轮的中心轴固定不动。定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力。使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮；动滑轮可以看做是一个省力杠杆；动滑轮的作用：可以省力，但不能改变力的方向；动滑轮的省力特点：动滑轮上有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一，绳子自由端移动的距离为重物上升高度的几倍。
【解答】A、甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮，根据动滑轮和定滑轮的特点可知，F甲F乙；故A错误； B、甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮，根据动滑轮和定滑轮的特点可知，F甲F乙；故B错误； C、在不计摩擦和绳重的条件下，甲装置绳子自由端的拉力要对动滑轮做功，所以 η甲η乙；故C错误； D、在不计摩擦和绳重的条件下，甲装置绳子自由端的拉力要对动滑轮做功，所以 η甲η乙；故D正确； 故答案为：D
15.【答案】 （1）解:设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析，则有：2F=（m人+m椅）g解得F=400N。（2）解:设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析，则有：F+FN=m人g 解得FN=250N。
【解析】（1）将运动员和吊椅看作一个整体，受到向下的总重力，向上的拉力2个且大小相等，根据 2F=（m人+m椅）g 计算即可； （2）对运动员进行受力分析，受到向上的支持力和拉力，向下的重力，根据F +FN=m人g 计算支持力即可。
三、拓展题
16.【答案】 （1）81%（2）匀速（3）斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。
【解析】（1）根据机械效率公式求出A处的数据；（2）该实验中应沿着斜面匀速拉动小车；（3）分析表中实验数据，找出不变的量和变化的量，分析实验数得出结论。 【解答】（1）由表中实验数据可知，表格中A处的数据应是：η=×100%=×100%≈81%； （2）实验过程中应沿着斜面匀速拉动小车； （3）分析表中数据可知：斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。 故答案为：（1）81%；（2）匀速；（3）斜面倾角越大,斜面省力越少,斜面的机械效率也越高。