9.2　滑　轮 2023-2024学年物理鲁科版（五四学制）八年级下册

第二节　滑　轮 定滑轮及其工作特点 1.如图所示,旗杆顶部装有一个滑轮,这类滑轮的主要特点是( ) A.省力 B.改变力的方向 C.省距离 D.既省力又省距离 B 2.(2023自贡)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是( ) A.F1、F2、F3的大小相等 B.F1最大 C.F2最大 D.F3最大 A 动滑轮及其工作特点 3.如图所示是滑轮的两种用法,下列说法正确的是( ) A.甲是定滑轮,使用时可以省力 B.甲是动滑轮,使用时能改变力的方向 C.乙是定滑轮,使用时能改变力的方向 D.乙是动滑轮,使用时可以省力 D 4.如图所示为“观察滑轮的使用”的实验,每个钩码所受的重力为 2 N,动滑轮所受的重力为2 N,匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是( ) A.1.5 N B.2 N C.3.2 N D.6.4 N C 滑轮组 5.用如图所示的装置来提升物体,既能省力又能改变施力方向的装置是( ) C 6.某同学用如图所示的实验装置探究滑轮组的特点,相关数据记录在表中。 实验次数 钩码重/N 钩码上升的高 度/m 绳端的拉 力/N 绳端移动的距离/m 1 4 0.10 1.8 0.3 2 6 0.10 2.5 0.3 3 6 0.15 2.5 (1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。  (2)第2次实验中,2 s内钩码上升的高度为0.1 m,则它运动的速度为 　 　m/s。  (3)第3次实验中,绳端移动的距离为　 　m。  匀速 0.05 0.45 其他简单机械 7.下列四个简单机械中,不计摩擦,使用时一定省力的是( ) A.杠杆 B.斜面 C.滑轮 D.轮轴 8.如图甲所示,用扳手拧螺帽时,图　 　(选填“a”或“b”)的握法更有利于拧紧或松开螺帽,原因是动力臂更　 　 (选填“长”或“短”)。图乙中的螺丝刀也是一种简单机械,叫轮轴,手柄　　(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。  B 甲 乙 b 长 粗 C 9.如图所示,滑轮组悬挂在水平钢架上,某工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,通过滑轮A和滑轮B使物体C匀速上升,关于人拉动绳子时的过程,下列分析正确的是( ) A.滑轮A相对于物体C在运动,所以A是动滑轮 B.滑轮B相对于物体C静止不动,故B是定滑轮 C.滑轮A起到改变人所施加的拉力方向的作用 D.滑轮B起到改变人所施加的拉力方向的作用 10.如图所示,用水平拉力F通过滑轮匀速拉动重80 N的物体A,已知A与水平地面的滑动摩擦力为20 N。不计绳与滑轮间摩擦,则拉力F的大小为( ) A.10 N B.20 N C.40 N D.80 N 11.如图所示,滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计,利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时,下列组合中最省力的是( ) B C 12.如图所示,G=100 N,G动=10 N,用力F将重物G以0.1 m/s的速度匀速提升,(不计摩擦)则所需拉力F及力F拉绳的速度v分别为( ) A.50 N,0.2 m/s B.55 N,0.2 m/s C.200 N,0.05 m/s D.210 N,0.05 m/s D 13.如图所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N时,物体A在水平面上向右做匀速直线运动,滑轮和绳子的重忽略不计,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( ) A.F=20 N B.F=10 N C.F=5 N D.F=30 N B 14.如图所示,利用滑轮组在 2 s 内将重400 N的物体匀速提升了1 m,所用拉力F为 150 N。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( ) A.绳子自由端移动的速度为2 m/s B.动滑轮的总重为100 N C.绳子自由端移动的距离为5 m D.物体上升的速度是2 m/s A 15.如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的　 　,使用它可以省　 　。如图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图　 　(选填“乙”或“丙”)钉子,为了将它钉进木块,用　 　(选填“敲”或“拧”)的方式更好。  斜面 力 乙 拧 16.中国高铁运营里程突破4万公里,稳居世界第一,高速铁路的输电 线,无论冬、夏都绷得直直的,如图甲所示采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图,其中滑轮B为　 　滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重40 000 N的坠砣,若某段时间内坠砣下降了20 cm,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,输电线P端受到的拉力大小为　 　N,输电线P端向左移动了　 　cm。  动 8×104 10 17.用细绳将如图所示的滑轮连接成滑轮组,用该滑轮组提升重物时,承重绳为　 　(选填“2”或“3”)段时是最省力的绕线方式,并画出最省力的绕线方式。  3 答案:如图所示 18.如图所示,工人师傅用120 N的拉力,以0.2 m/s的速度匀速提升重为300 N的物体。(不计绳重及摩擦) (1)求5 s内绳子自由端移动的距离。 解析:(1)由题意可知,物体上升的速度为v0=0.2 m/s,由图可知,动滑轮上有3股绳子承重,故绳子自由端移动的速度为 v=3v0=3×0.2 m/s=0.6 m/s, 故5 s内绳子自由端移动的距离为s=vt=0.6 m/s×5 s=3 m。 答案:(1)3 m (2)求动滑轮的重力。 (3)若物重再增大300 N,求工人所用的拉力。 答案:(2)60 N　(3)220 N 19.(多选题)如图所示重为60 N的物体A,在10 N的拉力作用下,物体在水平路面上以1 m/s的速度做匀速直线运动6 s,(绳子和滑轮重不计,忽略绳子和动滑轮的摩擦力)则( ) A.物体A与水平路面间的摩擦力为120 N B.物体A与水平路面间的摩擦力为20 N C.在6 s内绳子自由端移动了12 m D.在6 s内绳子自由端移动了18 m BC 20.阅读全文,回答以下问题。 变速自行车的奥秘 变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。如图所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上:选择低挡位时,链条调整到半径较大的齿轮上;选择高挡位时,链条调整到半径较小的齿轮上。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬 力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。 骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。 在爬坡时自行车受到的摩擦阻力较大,而在下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,为了达到更好的骑行效果,变速自行车可以通过调节不同的“挡位”来应对不同的路面情况。 (1)自行车驱动结构中,前齿轮和脚踏板组成一个　 　杠杆,后齿轮和后车轮组成一个　 (选填“省力”“费力”或“等臂”) 杠杆。  (2)爬坡时,应将链条调整至半径较　 　 (选填“大”或“小”)的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。  省力 费力 大 (3)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是　 　。  A.相同时间转过的圈数相同 B.相同时间带动链条转动的长度相同 C.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同 D.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同 (4)自行车在水平道路上行驶时,后车轮所受的摩擦阻力约为30 N,一辆自行车后车轮的半径约为40 cm,若它此时链条挂在中间挡位的后齿轮上,其半径为5 cm,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为10 cm,脚踏板到轴心的长度为25 cm,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为　 　N。  B 96 解析:(2)由题意可知,绳子自由端的拉力为F=120 N,且动滑轮上有3股绳子承重,不计绳重及摩擦,故可得F=(G+G动), 解得动滑轮的重力为G动=3F-G=3×120 N-300 N=60 N。 (3)若物重再增大300 N,则此时物体的重力为G′=300 N+300 N=600 N, 由F=(G+G动)可得,此时工人所用的拉力为 F′=(G′+G动)=×(600 N+60 N)=220 N 。 $$