12.3 滑轮同步练习题 2024-2025学年人教版物理八年级下册

人教版八年级物理下册12.3 滑轮同步练习题 一、单选题 1.如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物,绳子自由端的拉力是15N,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( ) A.若物体升高0.5m,则绳子自由端移动1.5m B.若绳子自由端的速度为0.2m/s,物体移动的速度为0.4m/s C.动滑轮重5N D.若使用该滑轮组匀速提升10N的重物,绳子自由端的拉力F为10N 2.如图所示的简单机械中,使用时能省力的是( ) A. B. C. D. 3.如图所示,用5牛的拉力F匀速竖直提升重为G的物体,使其上升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦,关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列判断中正确的是( ) A.G=2.5牛 s=0.1米 B.G=2.5牛 s=0.4米 C.G=10牛 s=0.1米 D.G=10牛 s=0.4米 4.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 5.对图中四个情景所描述的物理知识,正确的是( ) A.图甲,撞击锤柄时速度越大,锤头套得就越紧,说明速度越大,惯性越大 B.图乙,人提着滑板在水平路面上前行,向上提的力对滑板没有做功 C.图丙,用胶皮管把探头与U形管连接在一起制成液体压强计,这个装置是连通器 D.图丁,说明使用定滑轮省力 6.如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持水平,若衣服和晾衣架等总重30N,每个滑轮重10N(各种摩擦力及绳重忽略不计),则静止时绳子拉力为( ) A.25N B.12.5N C.22.5N D.20N 7.为了发展全民体育运动,深圳不断完善健身设施。小丽和家人来到社区健身房,见到了琳琅满目的健身器材。在社区健身器材中,我们可看到许多简单机械。下列说法错误的是( ) A.为了增强锻炼效果,坐蹬器应该设计成费力杠杆 B.为了方便用力,拉力器上应该安装动滑轮 C.为了使跷跷板水平平衡,小丽应该往左移动 D.为了均衡锻炼上肢力量,上肢牵引器应该设计成等臂杠杆 二、多选题 8.下列几种简单机械相关的说法中,错误的是( ) A.图甲中OA是阻力臂 B.图乙中的装置可以省一半力 C.图丙中的装置是一种省力杠杆 D.图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 9.如图,两个滑轮组,提升一个重为17N的物体A(每个滑轮重相同),使物体A在2s内拉升了20cm,拉力如图所示,下列说法正确的是( ) A.甲中,绳端移动的距离为60cm B.乙中,拉力的功率为1.8W C.甲中,动滑轮由两根绳子吊着 D.乙中,动滑轮的重力为1N 三、填空题 10.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力,为此,工程师设计了恒拉力系统,其简化原理图如图所示,图中A是 (定/动)滑轮,其优点是 。 11.如图所示,分别使用A、B两种滑轮匀速提起物体,若物体所受重力G=100N,不计绳重、滑轮重和绳与滑轮间摩擦,则拉力FA= N,FB= N。若使用滑轮A时,物体上升1m,则绳子自由端移动的距离为 m。 12.小金用如图所示装置提升重物G,已知每一个滑轮所受重力相等均为2N,物体所受重力G为20N,在不计摩擦的情况下,小金至少需要 N的力才能拉住物体G保持不动;天花板A点受到向下拉力为 N;地面B点受到向上的拉力为 N。 13.如图所示,物体A在水平桌面上,绳重及摩擦不计,每只滑轮重均为2N,当物体B 重为8N时,它恰好能匀速下降。该装置中属于动滑轮的是 (选填“N”或“M”);物体A所受的摩擦力为 N;若物体B下降高度为h,则物体A移动的距离为 。 14.用两个完全相同的轻质滑轮,分别以图2中两种方式将重为G的物体匀速提升相同高度(绳重及摩擦不计),使用 (选填“甲”或“乙”)滑轮可以改变用力方向,所用拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同),绳子末端移动的距离 。 15.如图所示,小明同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做时甲的树干相当于 (选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”)。如果不计绳重和摩擦,甲树受到500N拉力,则小明对绳子的拉力为 N,乙树受到的拉力为 N。 16.如图所示,分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h,已知两次拉力之比,则这两个过程中,有用功之比为 ,拉力做功之比为 。 四、科普阅读题 17.阅读短文,回答问题: “火箭”电梯 据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录,从1楼到118楼只需短短55s,电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等,如题图甲所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。 (1)图甲中A滑轮是 (选填“定”或“动”)滑轮,B滑轮 (选填“能”或“不能”)省力; (2)电梯在匀速上升过程中,轿厢的动能 ,配重的重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”); (3)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像,若配重的质量为450kg,空轿厢的质量是550kg,额定载重量是1100kg,(g取10N/kg)。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦,该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢的拉力是 N。 五、计算题 18. 如图甲所示,在小型建筑工地,常用简易的起重设备小型卷扬机竖直吊运建筑材料,其工作原理图如图乙所示,某次将重为的砖块儿匀速吊运到高为的楼上、用时,卷扬机提供的拉力F为。(绳重及摩擦忽略不计,g取) (1)砖块多重? (2)动滑轮多重? (3)绳子自由端的速度是多少? 六、作图题 19.某人用0.6N的力将重1N的物体提升0.1m,绳子自由端移动的长度是0.2m。请画出绳子的绕法。 20.要用如图所示的滑轮组将陷在烂泥中的小汽车拉出来,请你画出最省力的绕线方法。 七、实验探究题 21.阅读材料,回答问题。 物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益(用“MA”表示),根据机械效益可以比较省力程度。那么,滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢?小明提出三个猜想: 猜想一:与物体重力大小有关; 猜想二:与吊起动滑轮的绳子股数有关; 猜想三:与动滑轮重力大小有关; 小明组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组,其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1,图丙中每个滑轮的质量m2,m1=2m2,利用这三个滑轮组进行实验,测得5组数据,再将图丙的滑轮先后更换两次,测得2组数据。不计绳重和摩擦,实验数据如下表。 序号 物重G/N 吊起动滑轮的绳子股数n 拉力F/N 机械效益MA 1 6 2 4.0 1.5 2 8 2 5.0 1.6 3 10 2 6.0 1.7 4 8 3 3.3 2.4 5 8 4 2.5 3.2 6 8 4 3.0 2.7 7 8 4 3.5 2.3 (1)由1、2、3三次数据,可得出结论: ; (2)分析数据可知,当其它条件相同时,机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 ; (3)第 三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系。 八、综合题 22.(1)小红采用如图甲所示站姿锻炼手臂力量:双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手臂水平,手掌支撑在竖直墙壁上的A点,B为人体重心所在位置。锻炼时,躯体保持伸直,手臂弯曲、伸直交替进行。现要估测手掌对墙壁的压力F。(人体可视为杠杆,O点为支点,重力的力臂为L0) ①在图甲中画出人所受重力G的示意图; ②在图甲中画出墙壁对手掌a的支持力F的力臂LF; ③如图乙所示脚尖离开墙壁越远,手掌对墙壁的压力就越 (选填“大”或“小”),依据是 ; (2)工人用滑轮组把重物提升,请在如图所示的滑轮组上画出最省力的绕线方法。 答案解析部分 1.【答案】D 【解析】【解答】A滑轮组绳子股数n=2,如果物体升高h=0.5m,绳子自由端移动s=nh=1m,A错误; B 绳子自由端的速度v绳=0.2m/s,物体移动速度=0.1m/s,B错误; C根据,可得G动=10N,C错误; D当G物=10N时,根据,可计算出F=10N,D正确; 故选D。 【分析】本题考查滑轮组的综合计算,数清绳子股数,代入公式计算即可。 2.【答案】B 【解析】【解答】A.使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力省距离,故A不符合题意; B.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力费距离,故B符合题意; C.定滑轮实质上是一个等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离,也不费距离,故C不符合题意; D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力省距离,故D不符合题意。 故选B。 【分析】动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;瓶盖起子是省力杠杆。 3.【答案】D 4.【答案】B 5.【答案】B 6.【答案】B 7.【答案】B 【解析】【解答】A.由图知,坐蹬器设计成费力杠杆,是为了在使用时较费力,可以更好的达到锻炼的效果,故A正确,不符合题意; B.由图知,为了方便用力,拉力器上应该安装定滑轮来改变用力的方向,故B错误,符合题意; C.根据杠杆平衡的条件,小丽应增大力臂,因此为了使跷跷板水平平衡,小丽应该往左移动,故C正确,不符合题意; D.上肢牵引器应该设计成等臂杠杆,根据杠杆平衡的条件可知,此时左右臂用力相等,可以做到均衡锻炼上肢力量,故D正确,不符合题意。 故选:B。 【分析】杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆;省力杠杆省力但费距离,费力杠杆费力但省距离,等臂杠杆不省力也不费力;定滑轮不能省力但可以改变力的方向;对于跷跷板,要达到水平平衡,需要满足杠杆平衡条件:动力x动力臂=阻力 阻力臂。 8.【答案】A,B 9.【答案】A,B,D 10.【答案】定;可以改变力的方向 11.【答案】50;100;2 12.【答案】20;42;40 13.【答案】M;5;2h 14.【答案】甲;大于;小于 【解析】【解答】(1)甲中的是定滑轮,能改变力的方向;乙中是动滑轮,能省力,所以F甲>F乙; (2)定滑轮不省距离,动滑轮省距离,所以s甲<s乙。 【分析】定滑轮是指轴固定不动的滑轮,动滑轮是指和物体一块移动的滑轮;定滑轮的特点是能够改变力的方向,但是不能省力;动滑轮的特点是能够省一半力,但是费距离。 15.【答案】动滑轮;250;250 16.【答案】1∶1;5∶6 17.【答案】(1)定;不能 (2)不变;减小 (3); 【解析】【解答】(1)图甲中,A、B滑轮不随物体移动而移动,是定滑轮,定滑轮不能省力,但能改变力的方向。 (2)电梯匀速上升,轿厢的质量不变,速度不变,轿厢的动能不变;配重的质量不变,高度下降,重力势能减小。 (3)图乙中,电梯匀速运行阶段,轿厢运行的时间,轿厢的速度, 计算配重下降的高度:, 配重的重力:; 则配重的重力做功:;电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力。 【分析】(1)固定不动的滑轮是动滑轮;定滑轮可以改变力的方向,不省力; (2)质量和速度一定时,动能一定;质量一定,高度减小,重力势能变小; (3)根据s=vt,计算路程;根据G=mg,计算物体重力大小;根据W=Gh,计算重力做功大小。 (1)[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动,即其轴心是固定不动的,所以A、B都是定滑轮,使用时不能省力,但能改变力的方向。 (2)[1][2]电梯匀速上升的过程中,轿厢的质量不变,速度不变,所以轿厢的动能不变;配重的质量不变,轿厢上升时配重高度下降,所以配重的重力势能减小。 (3)[1]由图乙可知,电梯匀速运行阶段,轿厢运行的时间 轿厢的速度 配重下降的高度等于轿厢上升的高度,配重下降的高度 配重的重力 则配重的重力做功 [2]电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力 18.【答案】(1)解:重为的砖块的重力为G=mg=500kg 10N/kg=5000N 答:砖块重为5000N (2)解:由图可知绳子的有效段n=2,绳重及摩擦忽略不计,根据可知,动滑轮重G动=2F-G=2 3000N-5000N=1000N 答:动滑轮多重为1000N; (3)解:某次将重为的砖块儿匀速吊运到高为的楼上、用时,则绳子移动的距离为s=nh=2 10m=20m 绳子自由端的速度是 答:绳子自由端的速度是0.5m/s。 【解析】【分析】(1)由G=mg求出砖块的重力; (2)据变形得 G动=2F-G 求出动滑轮重; (3)由 s=nh 求得绳子移动的距离,根据求出绳子自由端的速度。 19.【答案】 20.【答案】 21.【答案】(1)其它条件相同时,物重越大,滑轮组的机械效益越大 (2) (3)5、6、7 22.【答案】(1);;大;见解析 (2) 【解析】(1)重力的方向竖直向下,作用点在人的重心点B上,如下图所示: 力臂垂直于力的作用线,题目中力的作用下水平向右,据此做力臂,如下: 脚尖离开墙壁越远,动力臂减小,杠杆平衡条件可得得,墙壁对手的支持力F就越大,所以手掌对墙壁的压力就越大。 综上 第3空、 大, 第4空、见解析。 (2)最省力,则需要从动滑轮开始绕线,遵循一动一定原则,从动滑轮上端的挂钩绕起,滑轮组绕法如图所示: 【分析】1、杠杆原理的应用:杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,动力减小,阻力和阻力臂不变,则动力需要增加; 2、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。 3、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力 4、拉力的计算, ,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍. (1)[1]重力的方向竖直向下,作用点在人的重心点B上,如下图所示: [2]过支点O作力F的作用线的垂线段,即为F的对应力臂LF,作图如下: [3][4]动力为墙壁对手的支持力,动力臂为支点O到支持力的作用线的距离,阻力为人的重力, 阻力臂为支点到重力的作用线的距离,如图所示: 锻炼时,脚尖离开墙壁越远,小红重力不变,动力臂减小,阻力臂增大,而阻力重力的大小不变,由杠杆平衡条件可得得,墙壁对手的支持力F就越大,根据力的作用是相互的原理,手掌对墙壁的压力就越大。 (2)根据题意知道,使拉力为物体重的时最省力,所以滑轮组由3段绳子承担物重。 需要从动滑轮上端的挂钩绕起,滑轮组绕法如图所示: 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $$