浙教版科学九年级上册3.4滑轮特点 同步练习

浙教版科学九年级上册3.4滑轮特点同步练习
考点一．定滑轮及其工作特点
1．（2020春?东丽区期末）用如图所示的滑轮匀速提升重物，那么（　　）
A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
2．（2018春?南昌期中）某人用如图定滑轮将重为G的重物匀速提起，若作用在绳的自由端的力分别为F1、F2、F3，则（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＝F3＜F2
3．（2017秋?慈溪市校级月考）如图所示，物体A通过某滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以1米/秒的速度匀速运动，此时弹簧秤B的读数为8牛顿，如果滑轮、绳子和弹簧秤的重力和摩擦均不考虑，那么物体A与水平面的摩擦力为　 　牛，2秒内F所做的功为　 　焦。
4．（2017秋?吴兴区期末）小科、小明和小红进行探究定滑轮的特点的实验。
（1）这个探究活动中弹簧测力计需要测量的量是　 　。
（2）小科、小明和小红分别利用如图甲、乙和丙所示方法对弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丁的实验操作，则正确的实验操作是　 　
A．甲 B．乙 C．丙 D．都可以
（3）本实验始终利用图丁的方式拉弹簧测力计，对下列实验探究方案的分析，最合理的是　 　。
A方案一：拉相同数量钩码，多次测量求平均值。
B方案二：拉不同数量钩码，各测一组数据。
5．（2017?慈溪市校级模拟）教科书上有一个活动“定滑轮”，这个活动目的是探究定滑轮的特点。
（1）这个活动除了要用到铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺外，还要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和　 　。
（2）实验前，弹簧测力计已经在竖直方向调零（如图甲），实验过程中不再进行调零，则进行图乙操作时，测得绳子自由端的拉力　 　绳子自由端真实拉力。（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）本探究活动需要进行多次实验，下列多次实验的方案比较合理的是　 　。
方案一：相同数量钩码，多次测量求平均值。
方案二：不同数量钩码，各测一组数据。
6．（2017秋?临海市期末）肥胖可能会引发许多慢性疾病。某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计。）
（1）拉力器上的滑轮均属于　 　滑轮。
（2）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，则拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量）
考点二．动滑轮及其工作特点
7．（2019?宁波模拟）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（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
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
8．（2017秋?上城区校级期中）如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为100N的物体。则该同学实际操作过程中所用拉力F的值可能是（　　）
A．45N B．50N C．55N D．60N
9．（2016?江北区模拟）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m．已知G＝18N，F＝10N．这一过程中摩擦和绳重不计，不能得到的结论是（　　）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为4N D．物体重力G做功3.6J
10．（2016春?苍南县校级月考）如图所示，用滑轮或滑轮组提起同一重物G，若不计绳子、滑轮的重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
11．（2015?海曙区模拟）如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，物体A沿竖直方向匀速上升，已知物体A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重与滑轮间摩擦，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
12．（2017?嵊州市模拟）生活中我们经常使用简单机械。如图是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是　 　。
13．（2019?吴兴区二模）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图甲（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验 序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验
序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验
序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）由所学知识我们知道：若不计绳重和摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，根据以上小组的实验，请求出他们所用动滑轮的重力为　 　N。
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：　 　。
（3）如果家里安装日光灯，你认为更合理的为　 　图。
考点三．滑轮组及其工作特点
14．（2016秋?东台市月考）如图所示的滑轮组上挂砝码A、B后恰好静止（轮和绳子的重及摩擦不计）．若再在A、B下面各挂上一个质量相等的小砝码，将出现的情况是（　　）
A．A下降
B．A上升
C．保持静止
D．砝码质量未知，无法确定
15．（2014?河南）把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，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
16．（2017?龙游县模拟）如图所示，已知物体A重为180N，滑轮的重为20N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子自由端移动的距离为　 　m，拉力所做的功为　 　J（绳子的重力、绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）。
考点四．动滑轮拉力的计算
17．（2018秋?西湖区校级月考）物体A重为80N，在水平面以1米每秒速度匀速前进时受到的摩擦力为8N，动滑轮的机械效率为0.8，则拉力应为（　　）
A．20N B．8N C．16N D．80N
18．（2019?西湖区校级模拟）如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，那么拉力F为　 　N，若拉力F端移动了2m，则物体A移动了　 　m．（不计滑轮和绳重及它们间的摩檫）
19．（2019?庆阳）如图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为　 　N，木箱的重力势能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
浙教版科学九年级上册3.4滑轮特点同步练习
参考答案
一．定滑轮及其工作特点（共6小题）
1．（2020春?东丽区期末）用如图所示的滑轮匀速提升重物，那么（　　）
A．a方向的拉力最小
B．b方向的拉力最小
C．c方向的拉力最小
D．三个方向的拉力都一样大
【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，都等于物体的重力。故A、B、C错误。
故选：D。
2．（2018春?南昌期中）某人用如图定滑轮将重为G的重物匀速提起，若作用在绳的自由端的力分别为F1、F2、F3，则（　　）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＝F2＝F3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＝F3＜F2
【解答】解：如图所示，滑轮为定滑轮的使用；由于使用定滑轮不省力，但能改变用力方向，故三个方向的力的大小是相等的。
故选：B。
3．（2017秋?慈溪市校级月考）如图所示，物体A通过某滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以1米/秒的速度匀速运动，此时弹簧秤B的读数为8牛顿，如果滑轮、绳子和弹簧秤的重力和摩擦均不考虑，那么物体A与水平面的摩擦力为　16　牛，2秒内F所做的功为　32　焦。
【解答】解：（1）由图知该滑轮为动滑轮，则n＝2，
由题知测力计的拉力F＝8N，
由于物体做匀速运动，滑轮、绳子的重力和摩擦均不考虑，则F＝f，
所以，物体A与水平面的摩擦力：f＝2F＝2×8N＝16N；
（2）物体移动的路程：s′＝v物t＝1m/s×2s＝2m，
则拉力端移动的距离：s＝2s′＝2×2m＝4m，
拉力做功：W＝Fs＝8N×4m＝32J；
故答案为：16；32。
4．（2017秋?吴兴区期末）小科、小明和小红进行探究定滑轮的特点的实验。
（1）这个探究活动中弹簧测力计需要测量的量是　绳子自由端的拉力和物体的重力　。
（2）小科、小明和小红分别利用如图甲、乙和丙所示方法对弹簧测力计进行调零。然后他们进行图丁的实验操作，则正确的实验操作是　B　
A．甲 B．乙 C．丙 D．都可以
（3）本实验始终利用图丁的方式拉弹簧测力计，对下列实验探究方案的分析，最合理的是　B　。
A方案一：拉相同数量钩码，多次测量求平均值。
B方案二：拉不同数量钩码，各测一组数据。
【解答】解：（1）用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和物体的重力；
（2）图丁将弹簧测力计倒过来使用，引起误差的不是外壳重力，而是挂钩的重力。弹簧测力计倒过来使用，有两种方法减小误差：一、先水平调零，后竖直放置，读出挂钩重力，直接倒过来使用，读数加上挂钩重力；二、先水平调零，后竖直放置，读出挂钩重力，再水平调零使指针对准挂钩重力位置，倒过来使用后直接读数就行。故B正确；
（3）多次测量求平均值可以减小误差，而我们是研究定滑轮的特点，故应选不同数量钩码，各测一组数据。故方案二合理，故B正确。
故答案为：（1）绳子自由端的拉力和物体的重力；（2）B；（3）B。
5．（2017?慈溪市校级模拟）教科书上有一个活动“定滑轮”，这个活动目的是探究定滑轮的特点。
（1）这个活动除了要用到铁架台、定滑轮、细线、钩码、刻度尺外，还要用到弹簧测力计，因为需要用弹簧测力计来测绳子自由端的拉力和　重力　。
（2）实验前，弹簧测力计已经在竖直方向调零（如图甲），实验过程中不再进行调零，则进行图乙操作时，测得绳子自由端的拉力　＜　绳子自由端真实拉力。（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）本探究活动需要进行多次实验，下列多次实验的方案比较合理的是　方案二　。
方案一：相同数量钩码，多次测量求平均值。
方案二：不同数量钩码，各测一组数据。
【解答】解：（1）要弹簧测力计，测拉力和重力；
（2）拉力向下，由于测力计外壳本身受重力，所测拉力偏小；
（3）多次测量求平均值可以减小误差，而我们是研究定滑轮的特点，故应选不同数量钩码，各测一组数据。
故答案为：（1）重力；（2）＜；（3）方案二。
6．（2017秋?临海市期末）肥胖可能会引发许多慢性疾病。某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计。）
（1）拉力器上的滑轮均属于　定　滑轮。
（2）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，则拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量）
【解答】解：
（1）由图示可知，两滑轮均不随物体运动，所以拉力器上的滑轮均属于定滑轮；
（2）他选择6块金属块时，此时的拉力：
F′＝G′＝m′g＝6×10kg×10N/kg＝600N，
把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，则拉力共做功：
W＝F′s＝600N×0.5m×100＝3×104J，
由题意可得，消耗脂肪的质量：
m脂肪＝＝8g。
故答案为：（1）定；（2）拉力共做功3×104J，相当于消耗8克脂肪。
二．动滑轮及其工作特点（共7小题）
7．（2019?宁波模拟）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（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
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
【解答】解：
A、由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即F1＞F2；故A错误；
B、在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则F2＝（G+G动），故B错误；
C、由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C错误；
D、根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D正确。
故选：D。
8．（2017秋?上城区校级期中）如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为100N的物体。则该同学实际操作过程中所用拉力F的值可能是（　　）
A．45N B．50N C．55N D．60N
【解答】解：重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，不计摩擦和绳重时，则有2F＝G物+G轮，F＝（G物+G动）＝×（100N+10N）＝55N；实际是有摩擦力的，故大于55N，故D正确，ABC错误。
故选：D。
9．（2016?江北区模拟）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m．已知G＝18N，F＝10N．这一过程中摩擦和绳重不计，不能得到的结论是（　　）
A．绳子自由端上升0.4m B．拉力F做功4J
C．动滑轮重为4N D．物体重力G做功3.6J
【解答】解：A、由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×0.2m＝0.4m，故A结论可以得到；
B、拉力做的功：W＝Fs＝10N×0.4m＝4J，故B结论可以得到；
C、不计摩擦和绳重，拉力F＝（G+G动），则G动＝2F﹣G＝2×10N﹣18N＝2N，故C结论不可以得到；
D、物体重力G做功：WG＝Gh＝18N×0.2m＝3.6N，故D结论可以得到。
故选：C。
10．（2016春?苍南县校级月考）如图所示，用滑轮或滑轮组提起同一重物G，若不计绳子、滑轮的重及摩擦，其中最省力的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：
若不计绳子、滑轮的重及摩擦；
A、由两段绳子承担物体的重，即F＝G；
B、是定滑轮，不能省力，即F＝G；
C、由3段绳子承担物体的重，即F＝G；
D、由两段绳子承担物体的重，即F＝G。
综合分析最省力的是C。
故选：C。
11．（2015?海曙区模拟）如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，物体A沿竖直方向匀速上升，已知物体A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重与滑轮间摩擦，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
【解答】解：以动滑轮为研究对象进行受力分析，如下图所示：
根据同一根绳子的拉力相等，即F1＝F2＝G，
由力的平衡条件可得，F＝F1+F2＝G+G＝2G，
则物体的重力：
G＝＝＝5N，
因为滑轮（或F）移动的距离是物体移动距离的二分之一，
故滑轮上升的速度是重物A上升速度的二分之一，
即v＝v物＝×0.2m/s＝0.1m/s。
故选：D。
12．（2017?嵊州市模拟）生活中我们经常使用简单机械。如图是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是　B　。
【解答】解：
图中A滑轮的轴不移动，属于定滑轮；B滑轮的轴随物体一起运动，属于动滑轮。
故答案为：B。
13．（2019?吴兴区二模）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图甲（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。各小组的实验数据记录在表格中。
表一（甲小组） 表二（乙小组） 表三（丙小组）
实验 序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验
序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛） 实验
序号 物体的重力（牛） 弹簧测力计的示数（牛）
1 1.0 0.6 4 1.0 0.7 7 1.0 0.8
2 2.0 1.1 5 2.0 1.3 8 2.0 1.6
3 3.0 1.6 6 3.0 1.8 9 3.0 2.3
（1）由所学知识我们知道：若不计绳重和摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，根据以上小组的实验，请求出他们所用动滑轮的重力为　0.2　N。
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：　拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大　。
（3）如果家里安装日光灯，你认为更合理的为　甲　图。
【解答】解：
（1）甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，由第1次实验数据可知G＝1.0N，F＝0.6N；
不计绳重和摩擦，由动滑轮的特点可得F＝（G+G动），
则动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×0.6N﹣1.0N＝0.2N；
（2）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时，测力计与竖直方向夹角不同，拉力的大小不同，并且拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大。
（3）根据（2）得出的结论“拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大”可知，图乙绳子承受的拉力大，应该选用甲图比较合理。
故答案为：
（1）0.2；（2）拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大；（3）甲。
三．滑轮组及其工作特点（共3小题）
14．（2016秋?东台市月考）如图所示的滑轮组上挂砝码A、B后恰好静止（轮和绳子的重及摩擦不计）．若再在A、B下面各挂上一个质量相等的小砝码，将出现的情况是（　　）
A．A下降
B．A上升
C．保持静止
D．砝码质量未知，无法确定
【解答】解：由图知，此滑轮组由两段绳子承担物重，所以绳端拉力是物重的二分之一。
又不计轮重，所以物体静止时，GB＝GA，若A和B处各挂上质量相等的钩码时，GB＞GA，所以A将上升。
故选：B。
15．（2014?河南）把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，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
【解答】解：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。
故选：B。
16．（2017?龙游县模拟）如图所示，已知物体A重为180N，滑轮的重为20N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子自由端移动的距离为　2　m，拉力所做的功为　200　J（绳子的重力、绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）。
【解答】解：由图可知n＝2，
绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m；
绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计，则人对绳子的拉力：
F＝（GA+G动）＝×（180N+20N）＝100N，
则拉力所做的功：W＝Fs＝100N×2m＝200J。
故答案为：2；200。
四．动滑轮拉力的计算（共3小题）
17．（2018秋?西湖区校级月考）物体A重为80N，在水平面以1米每秒速度匀速前进时受到的摩擦力为8N，动滑轮的机械效率为0.8，则拉力应为（　　）
A．20N B．8N C．16N D．80N
【解答】解：
图中是水平使用动滑轮，并且拉力作用在动滑轮的轴上，则拉力端移动距离s＝s物，
所做的有用功：W有用＝fs物，
拉力做的总功：W有用＝Fs，
该动滑轮的机械效率η＝＝＝＝，
即80%＝＝，
解得拉力：F＝20N。
故选：A。
18．（2019?西湖区校级模拟）如图所示，物体A在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，那么拉力F为　10　N，若拉力F端移动了2m，则物体A移动了　4　m．（不计滑轮和绳重及它们间的摩檫）
【解答】解：
图示滑轮为动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力、省一半的距离，已知弹簧测力计的示数为5N，不计滑轮和绳重及它们间的摩檫，则拉力等于弹簧测力计示数的两倍，即拉力F＝2F示＝2×5N＝10N；
因拉力端移动距离s＝s物，
则物体移动的距离：s物＝2s＝2×2m＝4m。
故答案为：10；4。
19．（2019?庆阳）如图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，工人用的拉力为　200　N，木箱的重力势能　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：F＝G＝×400N＝200N，由于物体被提高，所以根据重力势能定义，它的重力势能将增大。
故答案为：200N；增大。