人教版 八年级物理下册 12.2 滑轮 培优训练（含答案）

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八年级物理下册
12.2
滑轮
培优训练
一、选择题（本大题共8道小题）
1.
用如图所示的几种简单机械提起相同重物G，机械自重不可忽略，不考虑摩擦，则最小的力是(　　)
A.
F1
B.
F2
C.
F3
D.
F4
2.
如图所示，用20
N的力F拉着重为100
N的物体，使其沿水平面以2
m/s的速度匀速运动了5
s，若每个滑轮重10
N，忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是(　　)
A.
拉力F做的功为200
J
B.
拉力F的功率为120
W
C.
滑轮组对物体做的有用功为400
J
D.
滑轮组对物体所做有用功的功率为60
W
3.
用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦)，则(　　)
A.
η甲＝η乙，W甲＝W乙
B.
η甲>η乙，W甲>W乙
C.
η甲<η乙，W甲D.
η甲>η乙，W甲　　　　　　　　
4.
如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的是(忽略绳重和摩擦)(　　)
A.
改变绕绳方式
B.
减小动滑轮的质量
C.
减小提升重物的高度
D.
减小被提升物的质量
5.
重1
000
N的物体A，在4
s内匀速向前运动了4
m，A受到地面的摩擦力为300
N，拉力F为120
N，忽略绳与滑轮之间的摩擦，以下正确的是(　　)
A.
绳子自由端移动了8
m
B.
重力做功的功率为1
000
W
C.
物体A克服摩擦做功480
J
D.
机械效率为83.3%
　　　　　　
6.
一辆东风牌汽车发动机功率为160
kW，运送5
t的货物，以4
m/s的速度沿30°角的斜坡匀速到达坡顶，已知斜坡长60
m(g＝10
N/kg)，则下列说法错误的是(　　)
A.
汽车从斜坡底端到达坡顶的时间是15
s
B.
汽车上坡时的牵引力是4×104
N
C.
汽车上坡时受到的摩擦力为1.5×104
N
D.
汽车运送货物的机械效率是50%
　
7.
如图甲所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦，物体重力G从100
N开始逐渐增加，直到绳子被拉断．每次匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像．由此可知(　　)
A.
动滑轮重为200
N
B.
提升的重物越重滑轮组的机械效率越大
C.
绳子所能承受的最大拉力为700
N
D.
当重物G为1
000
N时，滑轮组的机械效率为80%
8.
(多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计，这三次拉力依次为F1、F2、F3，效率为η1，η2，η3，则(　　)
A.
F1＋F2＝F3
B.
F1＋F2＞F3
C.
η1＋η2＝η3
D.
η1＜η2＜η3
　　　　　　　　　　
二、填空题（本大题共6道小题）
9.
如图所示甲、乙两个滑轮，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.
　　　　
10.
如图斜面长6
m，高1.5
m，工人用沿斜面向上500
N的力，以1.5
m/s的速度把重1
600
N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是________W，该斜面机械效率是________%.
　　　　　
11.
某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率．将两个相同的钩码提升相同的高度，则________的机械效率较高，主要原因是：________________．
12.
如图所示，用F＝50
N的力通过滑轮组水平重力为80
N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40
J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60
N，则物体运动的距离为________
m，该滑轮组的机械效率为________(忽略绳子和动滑轮的重力)．
13.
用如图所示的滑轮组把800
N的重物匀速竖直提升1
m，绳端拉力F是500
N，拉力F做的功是________J;
该滑轮组的机械效率是______%.若不计摩擦和绳重，该滑轮组的动滑轮重______N.
　　　　　
14.
如图所示的滑轮组(不计绳重及摩擦)，工人师傅用40
N的拉力将质量为5
kg、底面积为1
600
cm2的空吊篮A匀速提升到二楼平台，此滑轮组的机械效率为______%；若静止在二楼平台的吊篮里装了1
020
N的砖块，绳子B和C能承受的最大拉力分别为1
000
N和600
N，当质量为50
kg的工人师傅拉绳子C时，吊篮对二楼平台的最小压强为________Pa.
三、作图题（本大题共2道小题）
15.
如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法．
16.
用如图所示的滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法．
四、解答题（本大题共4道小题）
17.
一个边长为1
m，重为2
000
N的正方体箱子静止在水平地面上．如图所示，某人利用滑轮组以0.2
m/s的速度匀速把箱子提高了4
m．则：
(1)箱子放在水平地面上静止时，它对地面的压强为多大？
(2)提起箱子的过程中，绳子自由端向下拉动的速度大小为多少？
(3)滑轮组的机械效率为80%，作用在绳子自由端的拉力F的功率为多少？
18.
在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图，为了尽快疏通道路，交警只用了30
s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5
t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6
m/s，绳子自由端的拉力F是500
N，该装置的机械效率为80%.求：
(1)故障车在30
s内通过的路程；
(2)拉力F在30
s内所做的功；
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力．
19.
在一底面积为
4
m2的圆柱形深井底部，有一体积为2
m3，密度为1×104
kg/m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来．若牵引车以0.6
m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30
s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103
Pa(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10
N/kg)．求：
(1)物体的重力；
(2)物体浸没在水中时受到的浮力；
(3)牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度；
(4)物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；
(5)牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力．
20.
某工人使用如图所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60
N，物体匀速上升的速度始终为1
m/s(不计绳重、摩擦及阻力，ρ水＝1×103
kg/m3，g＝10
N/kg)．
求：(1)物体浸没在水中时受到的浮力；
(2)物体的密度；
(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率．
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12.2
滑轮
培优训练-答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1.
【答案】B　【解析】拉力F3和物重G相等，不考虑机械自重时，拉力F1、F2、F4对应的动力臂都是阻力臂的2倍，则拉力都是；考虑机械自重，拉力F1对应的杠杆和F4对应的动滑轮的自重都是阻力，所以实际的拉力要大于；而F2对应的杠杆重心在支点左边，杠杆重力是动力，所以其拉力F2要小于.故选B.
2.
【答案】D　【解析】拉力F做的功为W＝Fs＝Fnh＝Fnvt＝20
N×2×2
m/s×5
s＝400
J，拉力F的功率为P＝＝＝80
W；W有用＝W总－W额＝400
J－10
N×2
m/s×5
s＝300
J；P有＝＝＝60
W．故选D.
3.
【答案】A　【解析】钩码的重力G相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，动滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率η＝×100%，故也是相同的，即η甲＝η乙．故选A.
4.
【答案】B　【解析】由滑轮组的机械效率公式η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，滑轮组的机械效率与所提升的重物重量及动滑轮的重量有关，和绕绳方式无关，和重物的提升高度无关，所以A、C选项错误；减小动滑轮的质量或增加被提升物的质量都可以提高机械效率，所以B选项正确，D选项错误．故选B.
5.
【答案】D　【解析】物体向前运动4
m，绳子的有效股数为3，绳子自由端移动了12
m，A错误，重力没有做功，功率为0，B错误；物体A克服摩擦力做功W＝f摩s＝300
N×4
m＝1
200
J，C错误，η＝＝＝≈83.3%.故选D.
6.
【答案】D　【解析】汽车到达坡顶的时间t＝＝＝15
s，A选项正确，不符合题意；汽车上坡时的牵引力F＝＝＝4×104
N，B选项正确，不符合题意；汽车上坡做的总功W总＝Fs＝4×104
N×60
m＝2.4×106
J,
有用功W有＝Gh＝5×103
kg×10
N/kg×60
m×＝1.5×106
J，额外功W额＝W总－W有＝2.4×106
J－1.5×106
J＝9×105
J，摩擦力为f＝＝＝1.5×104
N，C选项正确，不符合题意；机械效率为η＝×100
%＝×100
%＝62.5
%，D选项错误，符合题意．故选D.
7.
【答案】BC　【解析】从图甲中可知，n＝3；从图乙中可知，当η＝50%时，G＝100
N，则η＝×100%得F＝＝
N，F＝得G动＝3F－G物＝3×－100
N＝100
N，A错误；不计绳重与摩擦，有η＝×100%，则物体越重，机械效率越大，B正确；F′＝＝＝700
N，C正确；当物体重为1
000
N时，得η＝×100%＝×100%≈90.9%，D错误．故选BC.
8.
【答案】BD　【解析】根据题图可知，绳子段数为n＝2，在绳重及摩擦均忽略不计的情况下，三次拉力分别为F1＝(G0＋G动)(G0表示一块砖的重力)，F2＝×(2G0＋G动)＝G0＋G动，F3＝×(3G0＋G动)＝G0＋G动，所以F1＋F2＝(G0＋G动)＋
G0＋G动＝G0＋G动>G0＋G动＝F3,
A项错误、B项正确．第一种情况下，滑轮组的机械效率可以表示为η1＝×100%＝×100%同样的道理，第二种情况下，滑轮组的机械效率可以表示为η2＝×100%，第三种情况下，滑轮组的机械效率可以表示为η3＝，显然可以看出，有用功在总功中所占的比例越来越大，所以机械效率是越来越高，即η1<η2<η3，D项正确；另外，η1＋η2＝×100%＋×100%≠×100%,
C项错误．故选BD.
二、填空题（本大题共6道小题）
9.
【答案】乙　＞　【解析】甲图中的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮．乙图中的滑轮在使用时，轴的位置随被拉物体一起运动，是动滑轮；在不计滑轮的自重和摩擦时，F1＝G，F2＝，所以F1＞F2.
10.
【答案】750　80　【解析】推力的功率为P＝Fv＝500
N×1.5
m/s＝750
W；推力做的总功为W总＝Fs＝500
N×6
m＝3
000
J，克服箱子的重力做的有用功为W有＝Gh＝1
600
N×1.5
m＝2
400
J，则该斜面的机械效率为η＝×100%＝×100%＝80%.
11.
【答案】甲　做的有用功相同时，乙使用动滑轮做的额外功多
【解析】
根据题设情景“将两个相同的钩码提升相同的高度”可知，使用图甲中的定滑轮、图乙中的动滑轮所做的有用功是相同的．但是，在使用图乙中的动滑轮时，还必须克服动滑轮的重力做功，这一部分功是无用功，故使用动滑轮做的额外功多，总功也较多，根据机械效率的定义可知，动滑轮的机械效率低，定滑轮的机械效率高．
12.
【答案】0.4　60%　【解析】第一空：由W＝Fs可知，绳子自由端移动的距离s绳子＝＝＝0.8
m，由图知n＝2，则s物＝s绳子＝×0.8
m＝0.4
m；第二空：物体匀速向左运动，受到的拉力等于摩擦力f＝60
N，物体做的有用功W有＝fs物＝60
N×0.4
m＝24
J，滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%＝60%.
13.
【答案】1000　80　200
14.
【答案】62.5　625　【解析】吊篮的重力G＝mg＝5
kg×10
N/kg＝50
N，故滑轮组的机械效率是η＝＝＝×100%＝×100%＝62.5%.由F＝(G＋G动)可得，G动＝2F－G＝2×40
N－50
N＝30
N，工人师傅的重力G＝mg＝50
kg×10
N/kg＝500
N，刚好是绳子C能承受的最大拉力，此时对绳子B产生的最大拉力是FB＝2FC－G动＝2×500
N－30
N＝970
N(小于1
000
N，绳子不会断)，则吊篮对地面的最小压力是1
020
N＋50
N－970
N＝100
N，故其对地面的最小压强是p＝＝＝625
Pa.
三、作图题（本大题共2道小题）
15.
【答案】
如答图所示
答图
16.
【答案】
如答图所示：
四、解答题（本大题共4道小题）
17.
【答案】
解：
(1)箱子放在水平地面上静止时，箱子对地面的压力等于箱子的重力，箱子的底面积S＝1
m×1
m＝1
m2
箱子对地面的压强p＝
＝＝＝2
000
Pa
(2)由题意可知将箱子匀速提高4
m所用的时间
t＝＝＝20
s
又由题图可得n＝4，则绳子自由端运动的距离s1＝ns＝4×4
m＝16
m
则绳子自由端拉动的速度
v1＝＝＝0.8
m/s
(3)滑轮组做的有用功W有用＝Gh＝2
000
N×4
m＝8
000
J
拉力F做的总功W总＝＝＝10
000
J
拉力F的功率P＝＝＝500
W
18.
【答案】
(1)根据s＝vt可得，故障车在30
s内通过的路程为：s＝vt＝6
m/s×30
s＝180
m.
(2)根据W＝Fs可得，拉力F在30
s内做的功为：W＝Fs＝500
N×180
m×3＝2.7×105
J，
(3)根据η＝×100%可得：80%＝＝＝；解得f＝1
200
N，即所受阻力为1
200
N.
19.
【答案】
(1)G物＝m物g＝ρ物V物g＝1×104
kg/m3×2
m3×10
N/kg＝2×105
N
(2)F浮＝ρ水gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×2
m3＝2×104
N
(3)牵引车通过的路程s＝vt＝0.6
m/s×30
s＝18
m
物体提升的高度h＝＝＝9
m
(4)物体露出水面前，由平衡条件得
F拉＝G物－F浮＝2×105
N－2×104
N＝1.8×105
N
v物＝v＝×0.6
m/s＝0.3
m/s
物体受到绳子拉力的功率
P＝F拉v物＝1.8×105
N×0.3
m/s＝5.4×104
W
(5)由p＝ρgh
得水面下降的深度：
Δh＝＝＝0.25
m
此时物体露出水面的体积
ΔV＝Δh·S＝0.25
m×4
m2＝1
m3
物体浸在水面下的体积
V排′＝V物－ΔV＝2
m3－1
m3＝1
m3
物体受到的浮力
F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×1
m3＝1×104
N
牵引车对绳子的拉力
F＝(G物－F浮′)＝×(2×105
N－1×104
N)＝9.5×104
N
20.
【答案】
(1)由图像知，0～t1时间内，物体浸没在水中，人的拉力F＝＝＝＝150
N
对整体进行受力分析，受到向上的拉力、浮力和向下的重力，则2×150
N＋F浮＝G＋G动
①
t2时刻后，物体在空气中做匀速直线运动，不受水的浮力作用，此时
F′＝＝＝＝210
N
，则2×210
N＝G＋G动
②
联立①、②两式可得F浮＝120
N，G＝360
N.
(2)物体的体积等于它浸没在水中排开水的体积
V＝V排＝＝＝1.2×10－2
m3
物体的质量m＝＝＝36
kg，物体的密度ρ＝＝＝3×103
kg/m3.
(3)η＝×100%＝×100%＝×100%≈85.7%