人教版初中物理 八年级下册 第十二章：简单机械第二节：滑轮同步练习（全解全析）

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第十二章：简单机械第二节：滑轮同步练习
选择题
1．下面四句话摘自一位同学的“物理学习笔记”，其中错误的是（　　）
A．滑轮组既可以省力又可以改变力的方向 B．力是不能离开物体而独立存在的
C．三要素相同的两个力可能是一对平衡力 D．力学性能是选择材料的重要指标
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
2题 3题 4题
3．如图所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则（　　）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．三个力一样大
4．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
5．如图所示，水平桌面上有一铁块，由绕过定滑轮的细绳与重6N的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，以下分析正确的是（　　）
A．使用定滑轮是为了省力 B．铁块受到绳子的拉力为6N
C．铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力 D．若剪断绳子，铁块由于惯性将向左运动
5题 6题 7题
6．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1牛顿，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　）
A．1牛顿 B．1.5牛顿 C．2牛顿 D．0.5牛顿
7．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
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（　　）
B． C． D．
9．如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计摩擦），图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是（　　）
A．F1＝F2 B．F3＝F4 C．F1＝F3 D．F2＝F4
9题 10题 11题
10．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
11．小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（　　）
A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛 D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
12．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．B是定滑轮
C．如果电动机向下拉动绳子。电梯厢将上升 D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
13．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，手拉力的大小实际应该是（　　）
A．小于0.75 N B．等于0.75 N C．大于0.75 N D．等于0.5 N
14．如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，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题 13题 14题
15．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（　　）
A．300N 0.1m/s B．150N 0.1m/s C．60N 0.2m/s D．30N 0.2m/s
15题 16题 17题
16．在水平地面上放置一个重600N的物体，用如图所示的滑轮组匀速拉动物体（不计绳与滑轮的摩擦及滑轮重），拉力F为50N．则问题与地面间的摩擦阻力应为（　　）
A．50N B．60N C．300N D．150N
17．如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。使用时：
（1）瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使货物G匀速上升。（2）胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使货物G匀速上升。下列说法中正确的是（　　）
A．FA＜G B．FB＜G C．FA＝2G D．FB＝2G
18．在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是（　　）
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面
二．填空题
19．如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。分别用力F1、F2匀速提起重为10牛的物体，图　 　中的滑轮可以看作等臂杠杆；图（b）中力F2的大小为　 　牛；图（a）中物体被竖直提升1米过程中，力F1所做的功为　 　焦。
19题 20题 21题
20．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。
21．小谦想把被台风刮倒的树拉正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，这样做有　 　段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则小谦对绳子的拉力至少为　 　N。
22．如图，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为　 　N，图乙中人对绳子的拉力为　 　N。
22题 23题
23．图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12N，乙重8N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为　 　N。
24．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”）。
24题 25题 26题
25．如图所示，体重为500N的小强站在水平地面上，竖直向下拉动绳子使600N的物体匀速上升2m，绳端向下移动的距离为　 　m；若不计绳重，滑轮重及摩擦，小强对地面的压力是　 　N。
26．如图所示，利用滑轮组匀速提升重为10N的物体，动滑轮重2N，物体被提升了0.5m，不计绳重和摩擦，则绳子的自由端移动的距离是　 　m，绳端的拉力F是　 　N，其中定滑轮的作用是　 　。
27．如图所示，重力为50N的物体在拉力F的作用下沿水平向左匀速运动，若物体受到地面摩擦力的大小为10N，不计粗绳、滑轮的重力及细绳与滑轮的摩擦，则拉力F的大小为　 　N；在这个过程中，物体的机械能　 　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
27题 28题 29题
28．如图所示，物体重G＝50N，在F＝5N的拉力作用下向左匀速运动，若不计细绳与滑轮的摩擦，则物体受到地面摩擦力的大小为　 　N，方向向　 　。
29．使用简单机械可以给人们的生活带来便利。如图甲所示，旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来改变拉力的　 　；如图乙所示，把手尽量远离钢丝钳的转动轴，这是为了增大　 　，从而在使用时更加省力。
三．作图题
30．请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果。
30题 31题 32题 33题
31．如图所示，某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起，请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子绕法。
32．如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N，请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不考虑绳重及摩擦，g取10N/kg）
33．如图所示，画出用该滑轮组提升重物时最省力的绳子绕法。
四．计算题
34．如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端，使重物匀速上升0.5m，已知被吊起重物的质量为170kg．不计摩擦。（g＝10N/kg）求：
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。绳端向下移动的距离？
（2）动滑轮的重量多大？
（3）若使用此装置提起另一重3500N的重物，实际拉力是多大？
参考答案与试题解析
一．选择题
1．【解答】解：
A、由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，通过改变绕线的方式，既可以省力、又可以改变力的方向，故A正确；
B、力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在，故B正确；
C、力的三要素相同，即大小、方向、作用点都相同，因为力的方向相同，所以一定不是一对平衡力，故C错误；
D、力学性能是选择材料的重要指标，通常包括弹性和塑性、硬度和韧性等，故D正确。
故选：C。
2．【解答】解：由图知，图中用的是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力。所以ABD错误，C正确。
故选：C。
3．【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，故用定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故选：D。
4．【解答】解：
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。
故选：A。
5．【解答】解：A、使用定滑轮不能省力但可以改变力的方向；故使用定滑轮是为了改变力的方向，故A错误；
B、铁块受到绳子的拉力大小等于沙桶的重力为6N，故B正确；
C、滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力。故C错误；
D、剪断绳子前，铁块是静止的，剪断绳子后，铁块由于惯性要保持原来的静止状态，故D错误。
故选：B。
6．【解答】解：使用动滑轮时，承担物重的绳子有2股，已知不计动滑轮重、绳重及摩擦，
所以提起物体的力，即弹簧测力计的示数为F＝G＝×1N＝0.5N。
故选：D。
7．【解答】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，故C正确；
故选：C。
8．【解答】解：A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F＝G；
B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G；
C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F＝G；
D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F＝G。
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C。
故选：C。
9．【解答】解：甲图是一个动滑轮，能够省一半的力，故F1＝（G物+G动）；当拉力与竖直方向有夹角，由于夹角越大，拉力越大，所以F2＞F1；
乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F3＝F4＝G物。
故选：B。
10．【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。
11．【解答】解：
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选：C。
12．【解答】解：A、图中A滑轮固定不动，因此它是定滑轮，故A错误；
B、图中B滑轮和电梯厢一块运动，因此它是动滑轮，故B错误；
C、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，正确；
D、此滑轮组的绳子股数为2股，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。
故选：C。
13．【解答】解：因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内，所以F＞G＝×1.5N＝0.75N。
故选：C。
14．【解答】解：根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F＝2G，则G＝5N；
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。
故选：D。
15．【解答】解：（1）由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力F＝f＝×60N＝30N。
（2）有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍，即v＝0.1m/s×2＝0.2m/s；
故选：D。
16．【解答】解：从图可知，有三段绳子在拉物体，
所以水平拉力F为摩擦力f的三分之一，即F＝f，
所以摩擦力f＝3F＝3×50N＝150N。
故选：D。
17．【解答】解：读图分析可知，上下两只都是定滑轮，只是改变了力的方向，而中间一只相对于瘦子来讲，只是改变了力的方向，为定滑轮，相对于胖子来讲，则是一只费力的动滑轮，因此，可知当装置匀速运动时，各力的关系为FB＝G，FA＝FB+G，所以FA＝2G符合题意。
故选：C。
18．【解答】解：因为10N的拉力要提起重15N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆和斜面中，只有定滑轮不能达到省力的目的，所以用10N的拉力不能提起重15N的物体。
故选：A。
二．填空题（共11小题）
19．【解答】解：由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；
不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×10N＝5N；
（15）当物体上升1米的过程中，A中绳子的拉力F1＝G＝10N，绳端向下移动的距离s＝1m，力A所做的功：W＝F1s＝10N×1m＝10J。
故答案为：（a）；5；10。
20．【解答】解：
①图乙的滑轮随物体一起运动，属于动滑轮；
②不计摩擦和动滑轮重：用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1＝G；
用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；滑轮的自重和摩擦不计，根据动滑轮能够省一半的力，故F2＝G；
所以F1＞F2。
故答案为：乙；大于。
21．【解答】解：如图用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子拉甲树；
不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则每段绳子承担的力是300N的，
所以人对绳子的拉力至少为：F＝F甲＝×300N＝150N。
故答案为：2；150。
22．【解答】解：
图甲中使用的是两个定滑轮，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，车对绳子的拉力F甲＝G＝400N；
图乙中使用的是一动一定的滑轮组，n＝2，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，人对绳子的拉力F乙＝（G+G动）＝（400N+20N）＝210N。
故答案为：400；210。
23．【解答】解：
物体甲受竖直向下的重力G甲＝12N、竖直向上的拉力F拉＝G乙＝8N、竖直向上的地面的支持力F支作用而静止，处于平衡状态，由力的平衡条件得：G甲＝F拉+F支，
则甲受到地面的支持力：F支＝G甲﹣F拉＝12N﹣8N＝4N。
故答案为：4。
24．【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。
25．【解答】解：
由图知，有2段绳子承担物重，则绳端向下移动的距离：
s＝nh＝2×2m＝4m；
若不计绳重，滑轮重及摩擦，则绳子的拉力：
F＝G＝×600N＝300N，
人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用的力，大小相等，
人受到绳子竖直向上的拉力、地面向上的支持力和向下的重力而静止，
所以F支+F＝G人，
则F支＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N，
因支持力与压力是一对相互作用力，大小相等，
所以，小强对地面的压力：F压＝F支＝200N。
故答案为：4；200。
26．【解答】解：
（1）由图知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×0.5m＝1m；
（2）滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，
因为绳重和摩擦不计，所以绳端的拉力：
F＝（G物+G动）＝×（10N+2N）＝6N；
（3）根据定滑轮的特点可知，使用定滑轮，不能省力，但可以改变力的方向。
故答案为：1；6；改变力的方向。
27．【解答】解：
由图可知，该滑轮组作用在动滑轮上的绳子有2股，不计细绳与滑轮的摩擦，则拉力F＝f＝×10N＝5N，方向水平向右；
物体在水平地面上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，高度不变，则动能和重力势能均不变，所以物体的机械能不变。
故答案为：5； 不变
28．【解答】解：
由图可知，是水平使用动滑轮，不计细绳与滑轮的摩擦，拉力F＝f，则物体受到的摩擦力f＝2F＝2×5N＝10N，方向水平向右。
故答案为：10；右。
29．【解答】解：国旗杆上的滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向；
把手尽量远离钢丝钳的转动轴，这样增大了动力臂，使其用起来更加省力。
故答案为：方向；动力臂。
三．作图题（共4小题）
30．【解答】解：由图示可知，此滑轮组绕线时，可将绳子固定在定滑轮上，此时承重绳子为2根；还可将绳子固定在动滑轮上，此时承重绳子为3根。要使滑轮组最省力，应将绳子固定在动滑轮上，故作图如下：
31．【解答】解：因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始绕线，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；如图所示：
32．【解答】解：
动滑轮的重力：
G动＝m动g＝2kg×10N/kg＝20N，
不考虑绳重及摩擦，若n＝2，拉力F＝（G+G动）＝（100N+20N）＝60N；
若n＝3，拉力F′＝（G+G动）＝（100N+20N）＝40N；
因为绳子能承受的最大拉力为50N，
所以，承担物重的绳子股数应该是n＝3，
从下面动滑轮的上挂钩开始绕起，向上绕过定滑轮，再绕过下面的动滑轮，如图所示：
33．【解答】解：将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上，此时有4段绳子拉着动滑轮，是最省力的，如图所示：
四．计算题（共1小题）
34．【解答】解：（1）先画出绳子末端的拉力，然后根据定滑轮和动滑轮交替连接，如下图所示：
根据图示可知，n＝3，因此当重物匀速上升0.5m时，绳端向下移动的距离：s＝3h＝3×0.5m＝1.5m；
（2）重物的重力：G＝mg＝170kg×10N/kg＝1700N；
∵F＝（G+G动）
∴G动＝3F﹣G＝3×600N﹣1700N＝100N；
（3）若使用此装置提起另一重3500N的重物，实际拉力：F′＝（G′+G动）＝×（3500N+100N）＝1200N。
答：（1）绳端向下移动的距离为1.5m；
（2）动滑轮的重量为100N；
（3）若使用此装置提起另一重3500N的重物，实际拉力是1200N
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