11.2滑轮提优练习 --2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

第十一章简单机械和功 第二节滑轮题型提优训练 【知识梳理】 1. 定滑轮定义：工作时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。 2. 定滑轮杠杆分析：如图所示是定滑轮，工作时它的支点是O，动力臂是OB阳力臂是OA。拉动物体匀速上升时，若不计摩擦阻力，拉力F= G。如果重物 G 被提高0.3m，绳子的自由端(即动力作用点)向下拉0.3m。 3. 定滑轮工作特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变 施力方向。 4. 动滑轮定义：工作时，轴的位置随被拉动的物体 一起运动 的滑轮，称为动滑轮。 5. 动滑轮杠杆分析：如图所示是动滑轮，工作时它的支点是A，动力臂是AB阻力臂是 AO拉动物体匀速上升时，若不计滑轮、绳的自重及摩擦阻力，拉力F=½G.如果重物G 被提高 0.3m，绳子的自由端(即动力作用点)向上拉0.6 m。 6. 动滑轮工作特点：使用动滑轮可以 省力，但不能改变 施力方向。 7. 滑轮组思路：定滑轮和动滑轮的组合装置称为滑轮组，它既可以省力，还可以改变力的方向。 8. 组装滑轮组的原则：(奇动偶定)。 (1)滑轮组绳子的段数n是指连接在动滑轮上的绳子的段数。 (2)绳子段数"是奇数，则绳子的起点固定在动滑轮的钩子上;绳子段数n是偶数，则绳子的起点固定在定滑轮的钩子上。 (3)滑轮组绕线时，绳应该“从里向外”绕滑轮组。 9.滑轮组的特点：(设用n段绳子吊起重物) (1)绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h之间的关系：s= nh。 (2)绳子自由端移动的速度v绳与物体上升的速度v物之间的关系：v绳=v物·。 (3)不计滑轮重、绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的拉力F与物体的重力G，之间的关系：F= 。 (4)不计绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的拉力F与物体的重力G和动滑轮的重力G动之间的关系：。 【题型分类】 类别1 定滑轮和动滑轮 【例1】简单机械在生活中应用广泛，下列简单机械属于费力机械的是（　　） A．托盘天平 B．斜面 C．筷子 D．动滑轮 【例2】如图所示，不计滑轮及绳重力，不计滑轮与转轴间的摩擦前提下，用三个同样的滑轮以不同的绕线方式分别拉同一物体，使物体沿不同粗糙程度的水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F，比较它们的接触面粗糙程度的关系是（　　） A．条件不足无法比较 B．甲最粗糙 C．乙最粗糙 D．丙最粗糙 类别2 探究定滑轮和动滑轮工作时的特点 【例3】如图，是科技制作小组，制作的塔吊模型，这里面应用到有关滑轮（    ） A．A滑轮是动滑轮 B．使用B滑轮能省力，但不能改变用力的方向 C．使用A滑轮能省力，也可以改变力的方向 D．A、B滑轮构成滑轮组既可以省力也可以省距离 【例4】如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为_______N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为_______N。 类别3 滑轮组的工作特点 【例5】用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A 水平向左移动2m， 物体A 受 到地面对它的摩擦力为30N（不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦），下列说法正确（   ） A．拉力 F 为15 N B．绳子自由端移动的距离为6m C．物体A 受到的摩擦力方向水平向左 D．物体A 受到的重力和物体A 对地面的压力是一对平衡力 【例6】如图所示，不计滑轮自重及绳子与滑轮之间的摩擦，三个弹簧测力计拉力FA、FB、Fc三者的关系正确的是 A．FA：FB：Fc＝3：2：1 B．FA：FB：Fc＝1：2：3 C．FA：FB：Fc＝6：3：2 D．FA：FB：Fc＝2：3：6 【例7】如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作_______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。如图乙所示，手柄_______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹_______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。图丙中，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L阻和动力F动的变化情况是L阻_______，F动_______ 。（选填“变大”或“不变”或“变小”） 类别 4 滑轮组的绕绳方法 【例8】按要求作图： （1）如图甲所示为钓鱼竿简化示意图，O为支点，F1为动力。请在图中画出动力臂； （2）如图乙所示高台上的工人提升重物，画出最省力的绳子绕法； （3）图丙中，小明欲将自行车前轮抬起，越过障碍，在A、B、C、D、E几点中选择施加最小动力的点并画出最小动力的示意图。 【例9】（1）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，l1为动力F1的力臂，请在图中作出动力F1的示意图和阻力臂l2。 （2）如图所示是小明为新装的空调室外机设计的支架，支架可以看作杠杆，以O为支点，在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定，要使铁线受到的拉力最小，请从P孔处画出铁线到墙的连线，并画出铁线拉力F的力臂l。 （3）如图所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起，请画出滑轮组的绕线。 类别 5 轮轴 【例10】如图所示的机械模型，推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法不正确的是（    ） A．硬棒CD（或EF）及转轴组成的装置是省力杠杆 B．滑轮B为动滑轮，它的作用是省力 C．绕轴O上增加的绳长等于重物上升的高 D．滑轮A是定滑轮，它的作用是能改变力的方向 【素质提升练习】 1. 如图所示，不计滑轮、弹簧测力计及轻绳的质量，当拉力时，整个装置处于静止状态，则甲、乙两个弹簧测力计的示数分别为（　　） A．12N、8N B．8N、8N C．8N、12N D．12N、12N 2. 用如图所示的简单机械（O是杠杆的中点），使重力同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦力、机械自重及绳重，其中拉力最大的是（　　） A． B． C． D． 3. 用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上、重100N的物体向上提升。当用图乙所示的随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系图像分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果正确的是（　　） A．动滑轮的重为50N B．1~2s，物体对地面的压力为10N C．匀速拉动时，拉绳子的速度为0.4m/s D．后2秒物体的平均速度为0.15m/s 4. 如图所示，水平地面上放一个重800N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时，物体与地面间的摩擦力为160N，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，下列选项正确的是（　　） A．A是动滑轮 B．拉力F为80N C．物体移动10cm，绳子自由端移动30cm D．增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大 5. 如图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为，若不计滑轮重及滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，以下正确的是（　　） A． B． C． D． 6. 如图所示，用下列简单机械，使重力为G的物体都处于静止状态，若不考虑机械自重、摩擦等因素，其中用力最大的是（　　） A．F₁ B．F₂ C．F₃ D．F₄ 7. 将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，A所受地面的摩擦力为f；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦。下列说法中（　　） ①　　②　　③　　④ A．只有①④正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有②③正确 8. 如图所示，用机械提起同一重物，不考虑绳重和摩擦，其中最省力的是（　　）（滑轮的重力相同，且等于提升物体的重力） A． B． C． ． 9. 如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为（　　） A．200 N，10 N B．200 N，20 N C．20 N，10 N D．20 N，20 N 10. 如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重力为100N，定滑轮总重力为50N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（　　） A．218N B．220N C．210N D．236N 11. 如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（　　） A．物体A 对物体 B 的摩擦力为 6N B．弹簧测力计读数为 9N C．地面对物体 A 的摩擦力为 2N D．如果增大 F2，物体 A 可能向左运动 12. 如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（　　） A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 13. 如图所示，水平桌面上A、B两物体重力分别为6N、10N，由跨过定滑轮的轻绳相连。当弹簧测力计示数为7N时，两物体均做匀速直线运动，地面对B的摩擦力为3N，滑轮到两物体的轻绳均水平。忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，下列分析正确的是（　　） A．B对地面的压力大小为10N B．轻绳对A物体的拉力大小为2N C．滑轮对竖直墙面的拉力大小为6N D．A对B的摩擦力大小为2N，方向水平向右 14. 小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉。使用时，若绳a处固定不动，手在b处需用力Fb拉绳，使重物G匀速上升；若绳b处固定不动，腿在a处需用力Fa拉绳，使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦，则（　　）    A．Fb＝Fa B．Fb＝2Fa C．Fb＜2Fa D．Fb＞2Fa 15. 建筑工地上常用的吊装工具如图所示，为重的配重，杠杆的支点为，已知。滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重为，工人重为。杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。下列说法正确的是（　　） A．建筑材料P的上升速度为绳自由移动速度的倍 B．当工人拉绳的力为时，建筑材料P重为 C．工人能提升的建筑材料的最大重为 D．当工人拉绳的力为时，对地面的压力为4500N 16. 如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是_______N，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将_______（选填变大、变小或不变）。小谦想把被台风刮倒的树拉正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。 17. 图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则： （1）拉力F的大小为_______N。 （2）物体A上升的速度为_______m/s。 （3）天花板对定滑轮拉力大小为_______N。 18. 如图所示，每个滑轮重5N（绳重和摩擦不计），物体A重80N，B、C均为轻质弹簧测力计，用手拉着弹簧测力计C，使整个装置处于静止状态，此时测力计B读数为50N，则物体A对地面压力为_______N。 18 19 19. 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，图乙中_______为定滑轮，（选填“A” 或“B”）。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为200N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，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。 20. 如图所示，一质量为55kg的人站在重为200N的木块上，人拉绳使木块和人一起向左做匀速直线运动，人与木块相对静止。若地面对木块的摩擦力是木块对地面压力的0.2倍，不计滑轮及绕绳的摩擦，人受到木块的摩擦力为_______N。（g取10N/kg） 36 37 38 21. 下图所示，小明体重550N，滑轮组上方绳子A能承受的最大拉力为1600N，每个滑轮重为100N，不计绳重与摩擦，当小明把重为400N的物体匀速拉起时，人对地面的压力为 N，小明利用这个滑轮组最多可以拉起 N的重物。 22. 如图所示，F1=6N，F2=5N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。①弹簧测力计计数为 N；②地面对物体A的摩擦力 N，方向水平向 （选填“左”或“右”） 23. （1）如图所示，请画出人站在地面上利用滑轮组提起物体时的最省力的绕绳方法； （2）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中作出F2的力臂l2及力F1； （3）如图甲所示是个压核桃钳子，其中OAB可以看成是一个杠杆，其简化示意图如图乙所示，O点是支点，A点是阻力的作用点，B点是动力的作用点。请在乙图中画出压核桃时，作用在A点的阻力F2的阻力臂l2，以及作用在B点的最小动力F1。 24. 如图所示，工人站在高处利用滑轮组提升物体，请画出最省力的滑轮组的绕线方式。 25. 建筑工地上，工人师傅将图所示的滑轮装配成滑轮组，利用它通过机车提升重物，绳索经地面上的滑轮改变拉力方向后与机车尾部水平相连，请画出滑轮组的绕线方式。    26. 西安某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置如图所示：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。 （1）放学时，值班教师可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆相对于铁夹向上运动，因此，标志牌杆受到铁夹所给的摩擦力方向______________（选填“竖直向下”或“竖直向上”），经测量：值班教师可用13N的力将重4N的标志牌竖直向上匀速拔出，通过受力分析得，摩擦力大小为_______N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们对此展开合理猜想； （2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是：膨胀导致铁夹张开幅度越大，压力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”），标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大； 猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是：湿润导致______________变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小； （3）同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案，如图所示； ①改进方案中使用的定滑轮作用是_____________________； ②实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N：拔出后静止时测力计示数为1.6N，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦，则淋湿吸水后标志牌重为_______N；雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为_______N，由此说明猜想2起主导作用。 27. 如图所示，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO∶OB=2∶3，OD∶DB=1∶1，滑轮重G动=100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长L=0.2m的正方体M对水平地面的压强p1=7500Pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强p2=15000Pa。（若不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向，g=10N/kg）求： （1）拉力F和物体M的重力G； （2）若将物体刚好被拉离地面，作用在B点施加的拉力F。 学科网（北京）股份有限公司 $$