人教版物理八年级下册 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题(共12题)
1.如图所示的滑轮中作为动滑轮使用的是(??? )
A.??????????????????B.??????????????????C.??????????????????D.?
2.如图所示滑轮分别在力F1、F2、F3的作用下匀速提升物体,这三个力的大小关系是(? ??)
A.?F1>F2>F3????????????????????????B.?F1<F2<F3????????????????????????C.?F1<F2=F3????????????????????????D.?F1=F2=F3
3.利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为(?? )
A.?70N???????????????????????????????????B.?100N???????????????????????????????????C.?105N???????????????????????????????????D.?110N
4.关于滑轮组的叙述,较全面的是(??? )
A.?一定省力,又能改变力的方向??? ????B.?一定省力,但不能改变力的方向???C.?有时既能省力,又能改变力的方向;有时可以省力,但不能改变力的方向???D.?使用滑轮组一定能省力
5.如图所示,工人用动滑轮匀速提升重物,这样做(??? )
A.?省力,不改变施力的方向???????????????????????????????????????B.?不省力,改变施力的方向C.?既省力,也改变施力的方向???????????????????????????????????D.?既不省力,也不改变施力的方向
6.如图所示,工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦)下列说法正确的是()
A.?绳子自由端移动的距离是4m???????????????????????????????B.?动滑轮的重是50NC.?绳子自由端移动的速度为0.6m/s?????????????????????????D.?绳子自由端移动的速度为0.4m/s
7.如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3m(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),下列说法正确的是(?? )
A.?拉力F的大小为400N????? B.?拉力F的大小为200N?????
C.?绳自由端移动了6m????? D.?绳自由端移动了9m
8.如图所示,用不同的机械匀速提升同一物体时,最费力的是(不计机械自重和摩擦)(?? )
A. B. C. D.????
9.如图工具在使用过程中,能减少动力作用点移动距离的是(?? )
A.?食品夹???????????????????????????????????B.?动滑轮C.?水龙头???????????????????????????????????????D.?斜面
10.如下图处于平衡状态,在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下,G1∶G2为(??? )
A.?1∶2?????????????????????????????????????B.?1∶1?????????????????????????C.?2∶1?????????????????????????????????????D.?3∶1
11.小李的质量为50千克,可以举起80千克的杠铃;小胖的质量为70千克,可以举起60千克的杠铃.他们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来.比赛结果应是(?? )
A.?小李把小胖拉起?????????????????B.?小胖把小李拉起?????????????????C.?两个都拉不起?????????????????D.?两个都拉起
12.如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,则该同学所用拉力F的可能值是(?? )
A.?20N?????????????????????????????????????B.?25N?????????????????????????????????????C.?30N?????????????????????????????????????D.?32N
二、填空题(共5题)
13.图中用弹簧秤测得两个砝码的重力为12N,用动滑轮拉起两个砝码,弹簧秤的示数为7N,(不计绳重与摩擦)说明使用动滑轮可以________,但不改变力的________。动滑轮重力是________N。
14.小明通过仔细观察,发现简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个________ (选填“杠杆”、 “滑轮”或“轮轴”),属于________ (选填“省力”或“费力”)机械。
15.在生产生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有轮轴和斜面。如图所示,螺丝刀就是一个________的实例,手柄________(选填“粗”或“细”)些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉是一种类似斜面的机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度,螺纹________(选填“密”或”稀“)一些的螺丝钉拧起来更省力。
16.如图甲、乙所示,用两个相同的滑轮,提升相同的物体。其中图中的________滑轮是定滑轮,定滑轮的作用是________。若两绳子自由端的拉力分别为F甲和F乙且G物>G动 , 则F甲________F乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。若忽略绳重及摩擦,滑轮受到的重力为G滑轮=________(用拉力F甲、F乙或物重G物等表示)
17.如图所示,三个滑轮分别拉着同样的物体沿同一水平地面做匀速直线运动,有物体重300N,物体与地面之间的摩擦力为60N,则所用的拉力分别为:(不计绳与轮之间的摩擦及轮重)F1=________N;F2=________N;F3=________N。
三、计算题(共2题)
18.如图所示,动滑轮重4N,所吊重物B重20N,物体A重240N,此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求:
(1)水平面对物体A的摩擦力是多大?
(2)要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升,则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大?
19.用如图所示的滑轮组将一个重30N的物体用最省力的方法匀速提升10m。
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)不计摩擦、绳重,实际拉力F1=12N,动滑轮的重为多少?
(3)不计摩擦、绳重,若用此滑轮组提起重为120N的物体,实际拉力F2为多少?
四、作图题(共2题)
20.用滑轮组拉出陷入泥中的汽车,在如图所示中画出最省力的绳子绕法。
21.如图所示,忽略动滑轮重、绳重及摩擦,根据拉力F与重力G的关系连线。
答案解析部分
一、单选题
1. C
解:动滑轮是可以和物体一起移动的滑轮,定滑轮是固定不动的滑轮,C符合题意。 故答案为:C.
【分析】定滑轮的位置不变,动滑轮可以和物体一起移动。
2. B
解:使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂是滑轮的直径,力臂最大,倾斜的方向力臂小于直径,当力臂减小时,拉力增大,所以最小的拉力是F1 , 其次是F2和F3 , B符合题意。 故答案为:B.
【分析】使用动滑轮时,竖直向上的拉力动力臂最大,最省力。
3. C
解:由图知,n=2,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力:
F= (G+G动)= (200N+10N)=105N,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】不计绳重和摩擦,利用F= (G+G动)求得绳子自由端的拉力.
4. C
解:A、如右图所示,
滑轮组有三段绳子,力的方向向上,因此可以省力但不能改变力的方向。A不合题意。B、如左图所示,滑轮组有两段绳子,力的方向向下,因此可以省力,同时能改变力的方向。B不合题意。C、左图滑轮组能省力、能改变力的方向;右图滑轮组能省力,不能改变力的方向。C符合题意。D、如果提升的物体重力远小于动滑轮重力,则使用滑轮组就不能省力,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
5. A
解:使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。A符合题意。
故答案为:A
【分析】动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮,其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆.
6. C
解:由图可知,承担物重绳子段数:n=3. A、绳子自由端移动距离:s=nh=3×2m=6m,故A错误; B、由得,动滑轮重:G动=nF-G=3×300N-500N=400N,故B错误; CD、绳子自由端移动速度:, 故C正确,D错误。 故答案为:C。 【分析】(1)利用s=nh计算绳子自由端移动距离; (2)利用计算动滑轮重力; (3)(4)利用计算绳子移动速度;
7. C
解:由图可知滑轮组的动滑轮绕2段绳;
AB.不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,则拉力:F= f= ×200N=100N,A、B不符合题意;
CD.绳的自由端移动的距离:s=2s物=2×3m=6m,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C
【分析】不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,拉力F= f,绳的自由端移动的距离s=ns物.
8. A
解:设物体重力为G,不计机械自重和摩擦:A、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F1=2G;B、图中为斜面,在直角三角形中,30°角所对的直角边h为斜边s的一半,不计机械自重和摩擦,总功与有用功相等,则F2s=Gh,所以F2= G=0.5G;C、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轮上,则F3= G;D、图中为杠杆,动力臂等于阻力臂,则F4=G;因此动力最大的是F1。
故答案为:A。
【分析】不计机械重和摩擦 ,斜面上拉物体的力:F=G;滑轮组的拉力:F=G; 使用定滑轮时,不省力;使用动滑轮,可以省一半的力. 根据杠杆的平衡条件分析解答.
9. A
解:A、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离,即能减少动力作用点移动距离,A符合题意;
B、动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,是省力杠杆,费距离,B不符合题意;
C、水龙头属于轮轴,其实质是一个省力杠杆,费距离,C不符合题意;
D、斜面只有一种情况就是只能省力不会费力,但是费距离.D不符合题意.
故答案为:A.
【分析】根据功的原理,要减少动力作用点移动的距离,则应费力,从各个选项中找出费力的机械便可.
10. C
解:使用定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省一半力,所以G2是G1的一半,G1:G2=2:1,C符合题意,ABD不符合题意.?故答案为:C.
【分析】使用动滑轮可以省力,动滑轮上的拉力是总重力的一半.
11. B
解:小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样,但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关;由于对绳子的拉力是靠自身的重力产生的,所以对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小,由于装置是定滑轮,只改变力的方向,不能省力,所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力,则绳子上的作用力小于小胖的重力,即小胖把小李拉起.
故答案为:B.
【分析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不省力也不费距离,但可以改变力的方向.
12.D
解:动滑轮之所以省一半的力,是因为其相当于杠杆的变形,轮的直径相当于动力臂,轮的半径相当于阻力臂,这样动力臂是阻力臂的二倍,自然就省一半的力了.而这一关系成立的前提是:必须竖直向上拉绳子.如果像本题中这样拉绳子动力臂会减小,自然动力就会增大了.
重物和动滑轮的总重由2段绳子承担,则有2F=G物+G轮 , 故当沿竖直方向拉动时F=30N,
此题拉力方向不沿竖直方向,因此所用拉力变大,则该同学所用拉力F的可能值是32N.
故选D.
【分析】动滑轮有2段绳子承担,拉力就是物体和动滑轮总重的二分之一.
二、填空题
13. 省力;方向;2
解:根据拉力判断,使用动滑轮可以省力,但不改变方向,动滑轮的重力为。 故答案为:省力;方向;2. 【分析】使用动滑轮可以省力,但不改变力的方向。
14. 轮轴(或杠杆);省力
解:钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一轮轴,属于省力机械。
【分析】(1)轮轴是固定在同一根轴上的两个半径不同的轮子构成的杠杆类简单机械。半径较大者是轮,半径较小的是轴; (2)轮轴的形状不一定都是圆形的,但是运动轨迹是圆形; (3)轮轴是变形的杠杆,因为轮的半径大于轮的半径,所以轮轴是省力杠杆。
15. 轮轴;粗;密
解:螺丝刀属于轮轴;轮轴可以看成杠杆,根据杠杠平衡的原理,可知手柄越粗的螺丝刀用起来越省力;螺丝钉是一种类似斜面的机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长,斜面是一种省力机械,斜面越长越省力,所以螺纹越密,相当于斜面加长,螺丝钉拧起来越省力; 故答案为:轮轴;粗;密。
【分析】轮轴的定义:由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫做轮轴;轮轴的实质:能够连续旋转的杠杆,支点就在轴线,轮轴在转动时轮与轴有相同的转速;根据杠杆的平衡条件有:F1R=F2r,其中R为轮半径,r为轴半径,F1为作用在轮上的力,F2为作用在轴上的力;斜面是一种简单机械,可用于克服垂直提升重物之困难,省力但是费距离。
16. 甲;改变力的方向;大于;
解:(1)甲滑轮在使用时,其轴固定不动为定滑轮,使用定滑轮可以改变力的方向;(2)不计摩擦和绳重,使用定滑轮时, ;使用动滑轮时, ;因为 ,所以 。(3)忽略绳重及摩擦,则 ;所以 。故答案为:甲;改变力的方向;大于; 。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
17. 60N;30N;1210N
解:不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦:假设物块与地面的摩擦力为f,左滑轮为定滑轮, 处于绳端,所以 =60N;中滑轮为动滑轮, 处于绳端,则 =×60N=30N;右滑轮为动滑轮,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即F3=2f=2×60=120N;
故答案为:60N;30N;120N。
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,中心转轴移动的为动滑轮,动滑轮可以省力但不能改变力的方向。
三、计算题
18. (1)解:由图知,n=2,不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体B匀速下降时,物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小:
f=F拉= (GB+G动)= (20N+4N)=12N
答:水平面对物体A的摩擦力是12N。
(2)解:当物体B匀速上升时,绳子的拉力F拉不变,物体A受到的摩擦力大小不变,由力的平衡条件可得,对物体A施加水平向右的拉力:
F=f+F拉=12N+12N=24N,物体A向右运动的速度:
v=2VB=2×0.2m/s=0.4m/s,拉力F的功率:
p= = =Fv=24N×0.4m/5=9.6W
答:要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升,则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为9.6W。
【分析】(1)不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体B匀速下降时,物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小f=F拉=(GB+G动). (2)当物体B匀速上升时,对物体A施加水平向右的拉力等于摩擦力加上滑轮组绳子自由端拉力,物体A向右运动的速度等于物体B上升速度的2倍,利用P=Fv求拉力F的功率.
19. (1)从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最多有三段绳子承担物重,此时是最省力的绕法,如下图所示: (2)不计摩擦、绳重,由 可得,动滑轮的重: =3×12N-30N=6N;(3)不计摩擦、绳重,若用此滑轮组提起重为120N的物体,则实际拉力:(120N+6N)=42N
【分析】(1)在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离; (2)分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,结合自由端拉力与物体重力和滑轮重力关系求解动滑轮重力; (3)分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,结合物体重力和滑轮重力求解拉力大小即可。
四、作图题
20. 解:如图所示;
解:利用一个定滑轮和一个动滑轮拉动物体时,最省力的方法是动滑轮上绳子越大越省力,如图 。 【分析】使用滑轮组时,动滑轮上绳子的股数越多,越省力。
21. 如图所示:
解:左图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=3,从动滑轮开始绕线:右图中,由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,从定滑轮开始绕线,如图所示:
【分析】由F= G可知,滑轮组承重绳子的股数,绕线即可.