3.4 滑轮组专题练习---2024-2025学年浙教版科学九年级上册

滑轮组专题 一、选择题 1． 把质量相等的A．B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，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 2． 为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ） A．两个滑轮在装置中起的作用相同 B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等 3． 如图所示，用滑轮组提升重100N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为60N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（ ） A．物体被提升了2m B．所做的有用功是300J C．拉力F的功率是30W D．滑轮组的机械效率是 4． 如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。下列说法正确的是（ ） A．机械效率是80% B．有用功是1800J C．额外功是300J D．总功是2100J 5． 如图，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦。下列说法正确的是（ ） A．物体B受到的摩擦力为6N B．拉力F2大小为10N C．拉力F2的功率为1.2W D．拉力F1的功率为0.4W 6． 如图所示，物体A 的质量 m=12kg,在拉力大小为30N的F作用下，物体 A 以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动10秒钟，并且绳子足够长，此过程该装置的机械效率为80%.下列说法正确的是（ ） A．弹簧测力计的示数为15N B．拉力F 的功率为6w C．拉力F做功30J D．该过程中有用功为12J 7． 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间的高度．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＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙 8． 如图所示，吊篮重，动滑轮重，定滑轮重，人重，人在吊篮里拉着绳子不动时人需用力（ ） 9． 如图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮总重为50N，定滑轮总重为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时对吊篮的压力是（ ） A．380N B．390N C．510N D．600N 10．如图所示的滑轮组，挂上钩码、后，恰好静止，若不计动滑轮和绳子的自重及摩擦力的大小，在、下面再挂一个质量相等的钩码，将出现（ ） 上升，下降 下降，上升 仍然保持静止 无法判断 二、填空题 11．图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”；存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”。图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机。存车时，汽车开到存架A上，电动机M通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面。 请根据以上信息回答下列问题（忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力）: （1）图乙中使用了的简单机械称为，它的作用是__ _. （2）如图乙所示,小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中,作用在B点的动力如何变化?___.（选填“变大”、“变小”或“不变”），请分析说明理由。 12．如图所示，用滑轮组提起一个重为7N的物体，在拉力F＝4N的作用下，10s内物体滑竖直方向匀速升高了2m不计绳重和摩擦，可知拉力F的功率为___W，此滑轮组的机械效率为_______。 13．既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是______（选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”）；利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功，其中额外功是______J。 14．如图所示，人站在由滑轮组等组成的升降机内，（不计绳重和摩擦）人的质量60kg，吊篮质量为12kg，如果不计动滑轮重力，则吊篮中的人要将自己匀速拉高需要施加拉力 牛；若动滑轮质量8kg，则吊篮中的人要将自己匀速拉高1m需要拉力做功 焦；若动滑轮质量增加则该装置的机械效率将 （填“增加”或“减小”或“不变”）（g=10N/kg） 15．如图所示，物体重为10N，某人在10s内用4N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了2m，则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力做功为 J，此物体受到的摩擦力为 N．（不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦） 三、实验探究题 16．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”,于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置(如图甲),通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角0,进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表： （1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为__________牛。 （2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是__________。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：__________。 （4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角0时，同时动滑轮的支点也发生改变，如 图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因?__________。 17．某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验，如图所示，实验数据如下表。 次数 物理量 1 2 3 4 钩码重G/N 4 4 6 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.4 1.8 2.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.5 0.3 0.3 0.6 机械效率η 57% 74% 83% η4 （1）通过分析表中数据可知第2次实验是用___ ____（填“甲”或“乙”）图装置做到。 （2）计算第4次实验的机械效率η4=_______，通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是________。 （3）在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是___ ____W。 （4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为__ _ J。 四、综合题 18．重物的重力为220N，人的拉力为150N，人的质量为45kg。（不计绳重和摩擦）求： （1）物体在水中，匀速拉动时的机械效率为60%，求物体的密度。 （2）物体未离开水面前，人对地面的压强为1.2×104Pa，求重物离开水后人对地面的压强。 19．一辆质量是 3.5×103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。 （1）请在图中画出施加最小力的绕线方法； （2）已知整个过程中，水平拉力 F 是 1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了 2m，求：拉力F做的功为多大？汽车受到的阻力多大？（忽略滑轮和绳的重力及绳子与滑轮间摩擦、滑轮轴心处摩擦） 滑轮组专题（参考答案） 一、选择题 1． 【答案】B 2． 【答案】C 【解析】【考点】滑轮组及其工作特点，功的计算公式的应用 【解析】【分析】（1）通过判断滑轮的种类判断它们的作用是否相同； （2）使用滑轮组提升重物时，自由端的距离和物体上升高度之间的关系为：s=nh； （3）定滑轮不省力不费力，且与拉力的方向无关； （4）使用滑轮组时，要克服动滑轮的重力做功。 【解答】A.下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故A错误； B.因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的2倍，故B错误； C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故C正确； D.将配重提升相同高度，直接做的功为W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G动）h，因此二者不同，故D错误。 故选C 3． 【答案】B 【解析】解： A．由图可知n=2，由s=2h可得，物体被提升的高度h=s=×6m=3m，故A错误； B．所做的有用功：W有用=Gh=100N×3m=300J，故B正确； C．拉力做的总功：W总=Fs=60N×6m=360J， 拉力做功的功率：P===36W，故C错误； D．滑轮组的机械效率：η==×100%≈83.3%，故D错误。 故选：B。 （1）由图可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n，绳子自由端移动的距离s=nh，据此求物体被提升的高度； （2）利用W=Gh求拉力做的有用功； （3）利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P=求拉力做功功率； （4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关键。 4． 【答案】B 【解析】分析：已知物体的重力和升高的高度，根据公式可求有用功；已知物体上升的高度和动滑轮上绳子的段数以及拉力的大小，根据公式可求拉力做的总功；有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率。 解答：有用功；故B正确；拉力做的总功为 故D错误；，故C错误；动滑轮的机械效率故A错误。 故选：B。 【点睛】本题考查总功、有用功、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对动滑轮上绳子段数的判断。 5． 【答案】C 6． 【答案】D 7． 【答案】A 8． 【答案】 【解析】选取动滑轮、吊篮和人组成的整体作为研究对象，受力分析：整体的重力由5段绳子承担，则由力的平衡可得，则每一根绳子的拉力。这里特别注意明确研究对象，将“动滑轮、吊篮和人”整体作为研究对象，定滑轮就不计入。本题当然可以选取别的物体组合作为研究对象，解答的结果应该是一样的，只是过程会有些复杂。 如果人不在吊篮里面，而是站在地面上拉。这时一般选取动滑轮为研究对象更合适，此时动滑轮的受力情况为：四根绳子向上的拉力和吊篮、动滑轮和重力，很快就可以解答拉力大小。 9． 【答案】B 【解析】【分析】本题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么由5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和．可据此求出人的拉力，对吊篮的压力等于人的重力减去拉力． 【解答】解： 将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡． 人的拉力： F=（G人+G轮+G吊篮）=×（600N+50N+400N）=210N． 人在吊篮里拉着绳子不动时对吊篮的压力： F压=G人﹣F=600N﹣210N=390N． 故选B． 【点评】解答本题须采用整体思想，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体进行分析，这是解答此题的关键． 　 10．【答案】 【解析】在、下面各加上一个质量相等的钩码后，绕过滑轮的绳子的拉力将增加所加钩码的重力，对于动滑轮而言，向上的拉力将增加二倍的所加钩码的重力，而对它向下的拉力只增加了一倍所加钩码的重力。 二、填空题 11．【答案】（1） 定滑轮，改变力的方向; （2）变小。F1L1=F2L2 F1L1=GL2从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，G不变，L1变大，L2变小，所以L1变小。 【解析】考点：[杠杆的动态平衡分析, 定滑轮及其工作特点] 分析：（1）使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向； （2）OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当二者方向垂直时，拉力最小． 解答：（1）图乙中使用了定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；  （2）绳子的拉力和OB杆的支持力合力等于车及存车架的重力，当OB杆在提升过程，OB杆对B点的支持力方向与绳子拉力方向夹角越来越小，当BC绳与OB杆垂直时，绳子的拉力最小，在此过程中作用在B点的动力越来越小。 12．【答案】（1）．1.6 （2）．87.5% 【解析】解V物＝＝0.2m/s,因为n＝2所以V绳＝2V物＝0.4m/s,拉力的功率P＝FV＝4N, 滑轮组的机械效率为＝87.5%. 13．【答案】滑轮组   10 【解析】解： （1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向； （2）由题知，使用杠杆做的总功W总=100J，η=90%， 由η==90%可得做的有用功： W有用=W总×90%=100J×90%=90J， 则利用杠杆做的额外功： W额=W总-W有用=100J-90J=10J。 故答案为：滑轮组；10。 （1）用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向； （2）知道使用杠杆做的总功和机械效率，利用效率公式求做的有用功，利用杠杆做的额外功等于总功减去有用功。 本题考查了定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点以及额外功的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 14．【答案】180 640 增加 15．【答案】0.4；16；8 【解析】由图知，动滑轮上绳子的段数为2，则绳子自由端移动的距离：s=2s物=2×2m=4m； 绳子自由端移动的速度：v=s /t =4m/10s =0.4m/s； 拉力做的功：W=Fs=4N×4m=16J； 不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦， 由F=1 /2 f可得，物体受到的摩擦力：f=2F=2×4N=8N 三、实验探究题 16．【答案】（1）1 （2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。 （3）改变钩码的重力，重复上述实验。 （4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。 17．【答案】（1）甲 （2）83% ，同一滑轮组的机械效率与提升物体的高度大小无关 （3） 0.24（4） 0.04 【解析】【设计思路】本题是一道物理实验考查题,考查学生的实验设计能力,诸如变量的控制、实验现象的分析，考查难度----中等. 四、综合题 18．【答案】（1）由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则s＝2h； 在空气中时机械效率为：η＝＝＝＝×100%≈73.3%； （2）由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×150N﹣220N＝80N； 把物体在水中，此时的机械效率为60%，设此时动滑轮拉动物体的力为F'， 则 η＝＝＝＝＝60%，解得F'＝120N； 此时物体受到的浮力为：F浮＝F﹣F'＝220N﹣120N＝100N； 人的重力为：G人＝mg＝45kg×10N/kg＝450N； 物体未离开水面前，人受到重力G人、拉力F1和支持力的作用， 拉力F1的大小为：F1＝（F'+G动）＝（120N+80N）＝100N； 则此时支持力的大小为：F1支持＝G人﹣F1＝450N﹣100N＝350N； 重物离开水后，人受到重力G人、拉力F2和支持力的作用； 拉力F2的大小为：F2＝（G+G动）＝（220N+80N）＝150N； 则此时支持力的大小为：F2支持＝G人﹣F2＝450N﹣150N＝300N； 由于支持力和压力是一对相互作用力，故支持力等于压力； 在拉动物体的过程中，人与地面的接触面积不变， 由p＝可知：S＝；则S＝＝， 则重物离开水后人对地面的压强为：p2＝p1＝×1.2×104Pa≈1.0×104Pa。 19．【答案】（1） （2）由图知，通过动滑轮绳子的段数 n=3 拉力移动的距离：s=nh=3×2m=6m 拉力做的功：W=Fs=1×103N×6m=6×103J ∵汽车做的是匀速运动 ∴f=3F=3×103N 第 1 页，共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $$