内容正文:
11.2滑轮及其应用 同步练习2025-2026学年沪科版物理八年级全一册
一、单选题
1.如图所示,国旗杆顶部装有一个滑轮,对于该滑轮的作用,下列说法正确的是( )
A.可以少做功 B.可以省距离
C.可以改变力的方向 D.可以改变力的大小
2.下列关于滑轮组的说法中正确的是( )
A.使用一只定滑轮能省力
B.使用一只动滑轮可以改变力的方向
C.使用滑轮组既可以省力又可以省距离
D.使用滑轮组既可省力,又可改变力的方向
3.忽略杠杆、滑轮的自重,绳重及摩擦,当匀速提升同一重物时,图中最省力的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示甲乙两套装置,滑轮重、绳重和摩擦力均不计。装置甲中F1和F2表示沿不同方向拉绳子,乙装置中F3表示竖直向上拉绳子;用F1、F2、F3分别将相同的重物匀速提升相同高度,则下列说法正确的是( )
A.甲装置为动滑轮,乙装置为定滑轮
B.拉力大小关系是:F1=F2=F3
C.F1、F2、F3所做的功相等
D.F1、F2所做的功相等,但比F3做的功少
5.某人到健身房进行健身运动,用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手臂的力量。使用时:(1)绳子固定在A处,用手在B处用力FB拉绳子,使重物G匀速上升;(2)绳子固定在B处,用腿在A处用力FA拉绳子,使重物G匀速上升。以下结论正确的是(不考虑滑轮重和摩擦)( )
A.FA>FB B.FA<FB
C.FA='FB' D.条件不足,无法确定
6.如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,不计滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦,所使用的拉力分别为F1、F2和F3,则( )
A.F2<F1<F3 B.F2>F1>F3 C.F1>F2>F3 D.F1<F2<F3
7.如图所示,在水平地面上,用力F拉动重500N的木箱,使它在3s内匀速直线运动了3m,受到的摩擦力为200N。不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为250N B.拉力F做的功为600J
C.拉力F做功的功率为100W D.绳端移动的速度为1m/s
二、多选题
8.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图所示的甲乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小,则甲图和乙图中人拉动汽车的拉力至少为(不计轮重、绳重及滑轮与轴间的摩擦)( )
A.甲图中人的拉力至少为 B.甲图中人的拉力至少为
C.乙图中人的拉力至少为 D.乙图中人的拉力至少为
9.对如图所示的几种简单机械,下列说法中不正确的是( )
A.图中OA是阻力臂
B.图中所示的装置可省一半力
C.装置是一种等臂杠杆
D.汽车驾驶盘也是一种简单机械
10.用滑轮组吊起90N的重物(如图),使重物在10s内匀速上升3m,此时滑轮组的效率为75%(忽略绳重和摩擦),以下说法正确的是( )
A.拉力为40N B.绳端移动了6m
C.拉力的功率为12W D.动滑轮重为30N
11.如图所示,物体A、B都处于静止状态,它们所受的重力分别是6N和14N,B的底面积为(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是( )
A.绳子对物体A的拉力是14N B.该滑轮是一个定滑轮
C.物体B受到的合力是8N D.物体B对地面的压强为1000Pa
12.在下列简单机械中,若不计机械本身的重力及摩擦,则既能省力又能改变力的方向的机械是( )
A.杠杆 B.滑轮组 C.一个定滑轮 D.一个动滑轮
13. 生活中,我们经常看到如图所示的起重机工作,它可以将很重的物体吊起并放到适当的地方,下列说法正确的有忽略空气作用( )
A.起重机工作时,放下支脚是为了增大压强
B.起重机钢绳下的动滑轮是为了省力
C.起重机的起重臂相当于省力杠杆
D.起重臂水平匀速转动的过程中,对重物不做功
14.用如图所示的滑轮将重3N的物体匀速提升10cm,如果动滑轮的重为1N,则下列说法正确的是( )
A.拉力F=2N B.拉力F=8N
C.绳子向上移动的距离为20cm D.绳子向上移动的距离为5cm
15.如图所示,水平固定的测力计左端挂一个滑轮组,滑轮组左端挂有质量为30kg的物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连,A的质量为5kg,物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动;用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A上升的速度大小为。若不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,g取,则下列说法中正确的是( )
A.物体B所受滑动摩擦力大小为150N
B.F做功的功率为18W
C.F的大小为300N
D.弹簧测力计的示数为150N
三、填空题
16.如图所示,物体A以2厘米/秒的速度,在水平地面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3牛,水平拉力F= 牛,物体A受到的摩擦力f= 牛,2秒内拉力F走过的距离 米。(不计轮、绳重、摩擦)
17.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。
18.用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为20N的物体A,滑轮处于静止状态,相当于一个 杠杆,力F的大小为 N。(不计绳重和摩擦,滑轮重10N)
19.如图所示,小明用动滑轮拉着重200N的水桶沿竖直方向做匀速直线运动,已知拉力,绳子自由端移动了0.5m,不计绳重及摩擦,则水桶上升的高度为 m,动滑轮的重力为 N。
20.如图所示的滑轮是 滑轮(选填“定”或“动”),它的实质是 杠杆(选填“省力”或“等臂”),若重为10牛的物体A在力F作用下上升2米,此过程中拉力F做的功为 焦。
21.用图所示的动滑轮把重10N的物体匀速提起时,弹簧测力计的示数为6N,则拉力F的大小是 N.若不计绳重及摩擦,动滑轮的重力是 N.
22.如图所示,物体重力是300N,动滑轮重20N(不计摩擦和绳重).要使物体匀速升高2m,那么人的拉力是 N,绳子自由端被人拉下 m,使用该装置 (填“能”或“不能”)改变力的方向.
四、计算题
23.如图甲,为了保证起重机在吊起重物时不会翻倒,在起重机左边配有一个重物,已知,,。现用起重机把货物匀速提起,不计绳重、摩擦和起重机本身重力,取。
(1)起重机可吊起货物的最大重力是多少?
(2)起重机吊臂前端的滑轮组如图乙所示不考虑起重机倾倒,已知每个滑轮质量为,若要匀速提起第(1)问中的货物,则拉力是多少?
(3)若绳子以的速度匀速收紧,则内可以把货物提升多高?
五、作图题
24.如题图所示,请根据拉力F与重力G的关系连线(忽略动滑轮重、绳重及摩擦)。
六、实验探究题
25.在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时,小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次按图甲、乙进行,后两次按图丙进行,并将测得的数据记录在表格中。
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
1
1.0
20.0
1.0
20.0
2
2.0
20.0
2.0
20.0
3
1.0
20.0
0.7
40.0
4
2.0
20.0
1.2
40.0
(1)分析第1、2次的数据,可以得出结论:使用定滑轮 (选填“能”或“不能”)省距离;用图乙进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)用图丙进行实验时,最好 匀速拉动绳子自由端;分析第3、4次数据时发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为 ;
(3)在本实验中进行了多次实验,目的是 。
A.从多次实验中选取最准确的数据
B.多次测量取平均值,减小误差
C.从特殊现象中得到普遍规律
D.利用控制变量法
七、综合题
26.一工程队想从深井中打捞一块大石块,工人利用如图所示的装置进行打捞,已知该装置中动滑轮的重量为100N,工人对绳子自由端施加的拉力一直沿竖直方向,石块受到的重力为500N,工人在10s内匀速将石块在水中提升了2m,此过程石块未露出水面。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,石块的密度为ρ石=2.5×103kg/m3,g=10N/kg,不计绳重、滑轮与轮轴的摩擦及水的阻力。求:
(1)工人10s内做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)此过程中滑轮组的机械效率。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】D
【解析】【解答】A、定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向,A不符合题意;
B、动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,B不符合题意;
C、使用滑轮组,可以省力,但不能同时省距离,即不能省功,C不符合题意;
D、滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮相当于等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向.
动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向.
滑轮组结合了定滑轮和动滑轮,使用滑轮组既可以改变力的方向,又能省力,但不能同时省距离,即不能省功.
3.【答案】D
4.【答案】C
【解析】【解答】A.甲装置中的滑轮是固定不动的滑轮,是定滑轮,乙图中的滑轮和物体一起移动,是动滑轮,A不符合题意;
B.定滑轮中拉力方向不同,但力的大小相同,乙图中的动滑轮省力,拉力小,B不符合题意;
CD.在不计滑轮重、绳子重和摩擦力时,拉力做的功相等,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】固定不动的滑轮是定滑轮,和物体一起移动的滑轮是动滑轮,定滑轮可以改变力的方向,但不省力,动滑轮可以省力。
5.【答案】B
【解析】【分析】分析滑轮可知,有绳A和重物两个力在向下拉滑轮,向上的只有B处施加的拉力,故有G=FA,FB=2FA.
【解答】不论是在B处拉绳,还是在A处拉绳,滑轮和绳都没有变,故A、B处的拉力关系是不变的,即FB=2FA=2G,所以FA<FB.
故选B.
【点评】本题是考查滑轮的实质,在A处拉绳子,在B处拉绳子,使用的是相同的滑轮,故它们的大小关系是固定的.
6.【答案】D
【解析】【解答】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,假设物体与地面的摩擦力为f,
左图的滑轮为动滑轮,省一半的力, ,
中间图的滑轮为定滑轮,不省力,F2=f,
右图的滑轮为动滑轮,但F3处作用在动滑轮上,费2倍的力,F3=2f,
故F1<F2<F3。
故答案为:D。
【分析】结合动滑轮和定滑轮的特点(动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力)分析解答.
7.【答案】B
8.【答案】B,C
9.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.动力臂是支点到动力作用线的距离,不是支点到动力作用点的距离,图中误把杠杆的长度当成了力臂;A错误,符合题意;
B.图中的装置是定滑轮,不能省力,只能改变力的方向,B错误,符合题意;
C.图中是一个动滑轮,其动力臂为阻力臂二倍,是省力杠杆;C错误,符合题意;
D.汽车驾驶盘是一个轮轴,是一种简单机械,可以省力但费距离,D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】力臂是支点到力的作用线的垂线;定滑轮可以改变力的方向;动滑轮可以省力一半。
10.【答案】A,D
【解析】【解答】A、根据滑轮组的机械效率,A正确
B、 绳端移动了9m ,B错误
C、 拉力的功率为40N*9m/10s=36W,C错误
D、根据拉力计算公式滑轮质量为30N,D正确
综上选AD
【分析】根据拉力计算公式绳子移动速度为重物移动速度的n倍,以及P=W/t计算分析
1、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
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,此题目n=3,所以s=3*3m=9m
2、功率的计算:P=Fv,据题计算拉力的大小,拉力移动的速度据此计算功率
11.【答案】B,D
【解析】【解答】A.物体A静止,则
故A错误;
B.由图可知,是一个定滑轮,滑轮不随物体升降,故B正确;
C.物体B处于静止状态,受到的合力是零,故C错误;
D.物体B受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力,因为力的作用是相互的,则
物体B对地面的压力
物体B对地面的压强为
故D正确。
故选BD。
【分析】(1)A受到重力和绳子的拉力,B受重力、绳子的拉力、地面的支持力;
(2)定滑轮是轴固定不动的滑轮;
(3)静止的物体所受合力为零;
(4)先对物体B进行受力分析,求得合力,再根据公式求得压强。
12.【答案】A,B
【解析】【解答】解:杠杆在使用时较为灵活,有时既能省力,也能改变力的方向;滑轮组综合了动滑轮和定滑轮的特点,既可以省力又可以改变力的方向.
故选AB.
【分析】滑轮组既可以省力又可以改变力的方向.
13.【答案】B,D
【解析】【解答】
A:起重机工作时,放下支脚是通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B:起重机钢绳下的动滑轮是为了省力,故B正确;
C:起重机的起重臂,动力臂小于阻力臂,相当于费力杠杆,故C错误;
D:起重臂水平匀速转动的过程中,拉力的方向为竖直向上,物体运动方向为水平方向,起重机对重物不做功,故D正确;
故答案为:BD。
【分析】
①压强大小与压力大小和受力面积有关。减小压强的途径有增大受力面积和减小压力,增大压强则相反;
②动滑轮相当于动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆,能省一半的力。
③当动力臂大于阻力臂时,为省力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,为等臂杠杆;当动力臂小于阻力臂时,为费力杠杆;
④做功的条件:物体受到力的作用,且在力的方向上运动一段距离。
⑤不做功的情况:a.物体受到力的作用但没有运动,有力无距不做功;b.物体在运动过程中不受到力的作用,有距无力不做功;c.物体受到力的方向与物体运动方向垂直,力矩垂直不做功。
14.【答案】A,C
【解析】【解答】不计摩擦和绳重,使用动滑轮时,拉力为动滑轮和重物总重的二分之一,所以拉力:F= (G物+G动)= (3N+1N)=2N.A符合题意、B不符合题意;绳子向上移动的距离:s=2h=2×10cm=20cm;C符合题意、D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】结合图像,拉力F=(G物+G动);绳子向上移动的距离:s=nh.
15.【答案】A,C
16.【答案】3;6;0.08
17.【答案】动滑轮;250;250
【解析】【解答】如图,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 1动滑轮;如果不计绳重和摩擦,甲树受到500N拉力,则对绳子的拉力为250N,乙树受到的拉力为250N.。
【分析】能移动的滑轮是动滑轮,动滑轮可以省力一半。
18.【答案】省力;15
19.【答案】0.25;20
【解析】【解答】图中为动滑轮,缠绕绳子数为2,则水桶上升的高度为绳子运动距离的2倍,即水桶上升的高度
动滑轮的重力为;
【分析】1、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。
2、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。
20.【答案】定;等臂;20
【解析】【解答】图中的滑轮轮轴是固定的,所以该滑轮是定滑轮;定滑轮实质是个等臂杠杆;使用该滑轮提升物体时,不能够省力,但可以改变力的方向;所以:拉力F=G=10N;物体通过的距离s=h=2m. 拉力F做的功为W=Fs=10N .
故答案为:定;等臂;20.
【分析】滑轮轮轴是固定的为定滑轮,实质是个等臂杠杆,使用时不能够省力,但可以改变力的方向.
利用W=Fs计算拉力F做的功.
21.【答案】6;2
【解析】【解答】解:弹簧测力计的示数为6N,作用在每段绳子上的力是6N,即拉力F的大小也就是6N,根据F拉= (G+G动),G动=2F﹣G=2×6N﹣10N=2N.
故答案为:6,2.
【分析】动滑轮,能够省一半的力,在不计绳重和摩擦的情况下F拉= (G+G动).
22.【答案】160;4;能
【解析】【解答】解:①由图知,滑轮组承担物重的绳子股数n=2,
∵在不计摩擦和绳重,计动滑轮重的情况下,
∴拉力大小:F=(G+G动)=(300N+20N)=160N;
②绳子自由端移动的距离:s=2h=2×2m=4m;
③使用该装置 既能省力,又能改变力的方向;
故答案为:160;4;能.
【分析】由图知,承担物重的绳子股数n=2,不计摩擦和绳重时,根据F=(G+G动)可求拉力,利用s=2h求出绳子自由端移动的距离s.
23.【答案】(1)解:将起重机看成杠杆,为支点,货物对起重机的拉力看成动力,且,配重的重力看成阻力,阻力臂,动力臂,
根据杠杆的平衡条件有:,
则:,
解得:;
答:起重机可吊起货物的最大重力为;
(2)解:由图知,,不计绳重和摩擦,则拉力为:;
答:拉力的大小为;
(3)解:内绳子自由端移动的距离为:,
则货物被提升的高度为:。
答:内可以把货物提升的高度为。
【解析】【分析】(1)货物对起重机拉力看成动力,大小等于货物重力,将配重的重力看成阻力,以C点为支点,根据杠杆的平衡条件F1L1= F2L2计算可吊起的最大货物重力;
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用求出拉力F;
(3)根据 和s=nh计算货物被提升高度。
24.【答案】
【解析】【解答】由题意可知, 忽略动滑轮重、绳重及摩擦 ,由滑轮组规律可知
n为承担动滑轮和物体重力的绳子股数,第一个滑轮组的绳子承重股数为n1=3,第二个滑轮组的绳子承重股数为n2=2,由奇动偶定可知,滑轮组的连线图如下:
【分析】由F与重力G的关系,确定承重绳子的股数,然后组装滑轮组的绕法。
25.【答案】不能;不变;沿着竖直方向;动滑轮自身受到重力;C
26.【答案】(1)根据G=mg=ρVg可得,石块的体积:
,
石块浸没在水中,排开水的体积等于石块的体积,即:V排=V=0.02m3,
石块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3 =200N,
根据力的平衡条件可知,动滑轮下端绳子对石块的拉力:F拉=G-F浮=500N-200N=300N,
工人10s内做的有用功,即该拉力对石块做的功:W=F拉h=300N×2m=600J.
答:工人10s内做的有用功为600J。
(2)不计绳重、滑轮与轮轴的摩擦及水的阻力,由图可知动滑轮上的绳子段数为n=2,
绳子自由端的拉力:,
工人拉力做的总功:W总=Fs=Fnh=200N×2×2m=800J,
工人做功的功率:。
答:工人做功的功率为80W。
(3)此过程中滑轮组的机械效率:。
答:此过程中滑轮组的机械效率为75%。
【解析】【分析】(1)根据G=mg=ρVg求石块的体积,石块浸没在水中,排开水的体积等于石块的体积,根据F浮=ρ液gV排求石块受到的浮力,根据力的平衡条件可知动滑轮下端绳子对石块的拉力,根据W=F拉h求该拉力对石块做的有用功;(2)不计绳重、滑轮与轮轴的摩擦及水的阻力,由图可知动滑轮上的绳子段数,根据求绳子自由端的拉力,根据W=Fs=Fnh求工人拉力做的总功,根据求工人做功的功率;
(3)根据求此过程中滑轮组的机械效率。
(1)石块的体积
石块受到的浮力
工人10s内做的有用功
(2)额外功
工人做的功
工人做功的功率
(3)滑轮组的机械效率
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