2022-2023学年度初中物理八年级（下）简单机械——滑轮练习题含解析.pdf

试卷主标题姓名：班级：考号：一、选择题（共10题）1、下列简单机械中，一定不省力的是（）A.动 滑 轮 B.定 滑 轮 C.滑 轮 组 D .杠杆2、如图所示，不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所 用 拉 力 分 别 为、F?、/-它们的大小关系正确的是（）A.F 火 FF 3B.F,F 2 F.F 2 F 3 F.F 3 F 2 F,3、如图，物 体 A、B 的重力分别为2 0 N、10N,动滑轮重力为2N,此 时 物 体 A 以 2m/s的速度水平向右做匀速直线运动，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（）A.桌面对物体A 的摩擦力大小为5NB.物 体 A 对桌面的摩擦力方向水平向右C.物 体 B 下落速度为4m/sD .用 6 N 的力向左拉物体A,可 让 物 体 B 匀速向上运动4、如图所示，物 体 A 所受的重力为130N,滑轮所受的重力是10N,当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N,不计绳重及滑轮摩擦，物 体 B 所受的重力是（）zyzwz/A .40NB.60NC.12ND.7N5、用如图所示的四种方式匀速提升同一物体，不计机械自重和摩擦，其中拉力最大的是（）利用如图所示的滑轮组，使 重 80N的物体A 沿水平地面匀速向左移动了 1m，物 体 A 与地面间摩擦力为30N,不计绳重、滑轮重以及滑轮与轴间摩擦，则下列说法正确（）A .拉 力 尸 为 30NB.滑轮组挂钩拉物体A的力为30NC.该滑轮组既能省力又可以省距离D.绳子自由端移动的距离为3m7、下列说法正确的是（）A.不相互接触的两个物体之间也可能发生力的作用B.一个物体受两个力的作用，如果这两个力的三要素相同，那么这两个力一定是二力平衡C.用滚动代替滑动，可以增大摩擦D.升国旗的旗杆上端是一个定滑轮，利用这个定滑轮是可以省力8、如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了 AB,5两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（）A 水 平 地 面 CA.沿 斜 面 推 动 更 省 力B.沿 斜 面C3推动，工人克服货物重力做的功更多C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大9、下列机械在使用时不能省力的是（）B.旗杆顶端的滑轮二、填空题（共10题）1、如图所示，体重为400N的小明站在水平地面上用定滑轮竖直向下匀速拉重为1OON的物体。小明与地面间的接触面积为200cm 2,不计绳重与摩擦，则小明对地面的压强为Pa o若 小 明 向 右 移 动 到A点 拉 住 同 一 物 体，则 他 需 要 施 加 的 拉 力 将 （选填“大 于”“小 于”或“等 于 ）100N。2、如 图 所 示，滑轮 （选 填A”或B”）可 以 看 作 等 臂 杠 杆；若 物 体 的 重 力 均 为30N且 处 于 静 止 状 态，不 计 摩 擦 和 滑 轮 重 力，力8的大小为 N，使 用B滑轮 （选填“能不能”）省 功。3、新 开 学，班 级 领 取 分 发 一 批 新 书，每 捆 新 书 重 为WON，小 明抱着一 捆 书 先 经 过5 0米的水平 过 道，此过程对书做功为 J；后 经 过10米 长 的 楼 梯，爬 上 层 高 为3米的二楼，爬 楼 过 程 人 对 书 做 功 为 J;为 了 省 力，后勤人员用如图所示的滑轮组进行搬 运 书 籍，每10捆 作 为 一 批 同 时 提 升，每 个 滑 轮 重10N,若 不 考 虑 绳 重 和 摩 擦，则在二楼 的 工 作 人 员 至 少 需 要 施 加 N的 拉 力；通 过 计 算 比 较，判定利用该滑轮组提升重 物，能 o （选 填“省 力 省 功”、“省 力 不 省 功”、“不 省 力 省 功”或“不 省 力 不 省 功”）/4、施 工 中，一工 人 利 用 如 图 所 示 的 滑 轮，若 沿 不 同 方 向 将 一 桶 建 筑 材 料 提 到 高 处（不 计 摩 擦），那 么 工 人 用 的 拉 力 大（选 填“片”、“居”、“靖”或“一样”）。/5、如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4 s 内上升2m,所用的拉 力 为 125N,此过程中，绳子自由端移动的距离为 m，拉力的功率是W，如果不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 N。6、在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个例子，如图所示。在拉起吊桥过程中，滑 轮 C 属于 （选 填“定”或“动”）滑轮，吊桥可 看 作 支 点 为 （选 填“力 、B 或 C ）点的杠杆。如图所示，在光滑的斜面上，将物块分别沿斜面4C 和 a 匀速拉到顶端C,拉力所做的功跖_ _ _ _ _ _吗,拉力&玛。（选 填“，v ”或“=”）C8、学校升国旗用的旗杆顶部装有一个定滑轮，使 用 它 的 好 处 是 ；如图所示，用手挤压矿泉水瓶，瓶子外形发生变化，说明力能改变物体的 。9、用如图所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体，每个滑轮重100N，拉 力F为 N；如果要用275N的拉力提升同一个重物，滑轮组承担重物的绳子的段数应为 段。（不计摩擦和绳重）*bIG10、如图所示，物 体A、B的重分别为4 0 N、20N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，物 体A在水平面上向右做匀速直线运动时受到桌面的摩擦力为 N，若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动，此时拉力F为 N o三、作图题（共5题）1、如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。在图中用线代表绳子，将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起，且绕线符合图中要求。3、小明 准 备 做 探 究“滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关”的实验。他根据探究目的先画出第一次实验装置图如图1所示。请 你 在 图2中画出第二次实验的装置图。图1 图24、如图所示的滑轮组，用300N向下的拉力将9 0 0 N的重物匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。要求标明各个力的大小。/5、根据要求作图。请在图中作出动滑轮的动力臂和阻力臂/2。四、计算题(共5 题)1、在资阳市地铁建设工地，有一“塔 吊”正在准备起吊一底面积为0.8 m 质量为2 4 0 0 kg的圆柱形重物；如图所示，A 为塔吊的配重，必为塔吊的起重臂，C 为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB=2 5 m ,当载重小车在8点时，能安全起吊重物的最大质量是1 2 0 0 kg。现在载重小车从距离0点 为 1 0 m 的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦。g=1 0 N/kg )问：(1 )起吊前，该重物对地面的压强为多大；(2 )起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大；(3 )如果将重物匀速提升2 0 m ,则拉力做功多少；(4 )塔吊将重物从起吊点提升2 0 m 后，载重小车最多能向B点方向再平移多少米，才能保证安全工作？2、如图所示是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其 中4 6是一个以。为支点的杠杆，l.w=1.8m,D是一个系在杠杆8端的配重物体，G=2500N,人可以通过固定在A端的滑轮组提升物体，有一位质量为75kg的工人站在水平地面上，他利用该装置以O.lm/s的速度匀速提升钢材时，他双脚与地面的接触面积为400cm 2,他拉力的功率为50W。每个滑轮重均为50N,绳和杠杆重及各种摩擦不计，g取10N/kg 求匀速提升钢材时：(1 )工人的拉力厂伊的大小；(2)工人对地面的压强；(3 )为了提升更重的物体，将杠杆的支点。向左移动20cm,同样提升该钢材时，配重物 体D对地面的压力增加了 600N,计算此时利用该装置最多可提升多重的物体。3、如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物 飞；已 知Q4=12m,05=4mo用它把质量为2.3xl03kg,底面积为0.5m?的货物G匀速提起，(g=10N/kg)求：(1)起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？(2)若起重机自重不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，右边的配重飞至少为多少千克？(3)如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100国，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6 k W,则 把2.3x103。的货物匀速提高2 0 m,拉力少的大小是多少？需要多少时间？4、如图所示，通过滑轮组用2 0 0 N 的拉力在2 0 s 内将重为4 8 0 N 的物体匀速提高2 m ,(不计绳重和摩擦)，求：(1 )动滑轮重；(2 )绳自由端的移动速度为多大？(3 )若重物再增加1 5 0 N ,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？5、小亚同学用如图所示的滑轮组用时1 0 s 匀速提升质量2 0 kg 的物体，物体向上移动了 2 m ,此时他对绳的拉力为1 2 0 N ,不计绳重和摩擦，绳子能承受的最大拉力为3 0 0 N ；g取1 0 N/kg ,求：(1 )所提物体的重力；(2 )绳子自由端的移动速度；(3 )该滑轮组能提升的最大物重。五、简答题(共5 题)1、反思是一种良好的学习品质。在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力产小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物 重 G和动滑轮重C 动 之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。2、拧开水龙头，让水流平稳地流出，形成如图所示形状的水柱。请看图回答：(1)简述水龙头把手的作用；(2)为什么流出的水柱呈上粗下细的形状？3、通常情况下使用滑轮组既可以省力又可以改变施力方向，其实滑轮组只有在一定的条件下才心会省力。请证明：在不计绳重与摩擦的情况下，当 时，绳自由端的拉力少V G （其中n为与动滑轮相连的绳子的股数，G 为所提物体重，G动为动滑轮总重）。4、小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木根，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用较小的力便拉动，为什么？5、图中的剪刀是园艺师傅用来修剪树枝的剪刀，细心的小浩发现，园艺师傅常把树枝尽量往剪刀轴处靠近，请你应用相关公式及控制变量法分析这样做的目的.=参考答案=一、选择题1、B【详解】A.理想状态下，动滑轮相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆，故 A 不符合题意；B .定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故 B 符合题意;C .滑轮组兼顾了动滑轮省力与定滑轮改变力的方向的作用，故 C 不符合题意;D .杠杆分三类，有省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆，故 D 不符合题意。故 选 B o2、A【详解】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，假设物块与地面的摩擦力为f,左滑轮为定滑轮，尸,处于绳端，所以F产f中滑轮为动滑轮，处于绳端，则玛右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2等于向右的拉力63,即F 3=2 f所以歹2 夕,2,所以用（招。8、可以改变力的方向形状【详解】1旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向。2力能改变物体的形状和运动状态；用手挤压矿泉水瓶，瓶子受到力的作用，外形发生变化，表明力能改变物体的形状。9、300 5【详解】1不计摩擦和绳重，由图可知，滑轮组由4段绳子承担物重，则拉力大小F=(G+%)=x(1000N+100Nx2)=300N 2如果要用275N的拉力提升同一个重物，滑轮组承担重物的绳子的段数G+GM 1000N+100Nx2,，n=-T =-4.4275N所以滑轮组承担重物的绳子的段数应为5段。10、10 2 0【详解】1滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，由图知，此滑轮组由2段绳子承担B物体的重力，所以绳子上的拉力二 GB=-x20N10N2A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以/=FA=10N方向水平向左。2若使物体A向左做匀速直线运动，此 时A受向左的拉力尸、向右的摩擦力和向右的绳 子 拉 力 产 一 且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍 为1ON）。因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力尸=纭+/=10N+10N=20N三、作图题1、【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子 股 数 为n=3 ,如果将绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的动滑轮，再绕过定滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为=2 ,更费力。所以最省力的绕法如图所示:【详解】由图可知，物体上升的高度为0.5 m,绳子自由端通过的距离为1.5 m,绳子自由端通过的距离为物体上升高度的3倍，则有三段绳子拉着动滑轮；先把绳子固定在动滑轮的上面的挂钩上，然后依次连接下面的定滑轮、动滑轮、最上面的定滑轮，最后连接到人的手上，如图所示：3、【详解】由题知，本实验的目的是滑轮组的机械效率是否与滑轮组细绳的绕法有关，则应该控制其他因素都相同，改变绳子的绕法进行探究。图 1中绳子从定滑轮绕起，由图得，连接动滑轮的绳子的股数为2 股；要改变滑轮组的绕线方式，则 图 2 中绳子需从动滑轮绕起，连接动滑轮的绳子的股数为3 股；因为滑轮组的机械效率还与被提升物体的重力有关，所以被提升的物体和物体上升的高度应相同，如下图所示：w w 、/F=300Nf-900NU=900N【详解】重物在上升过程中受到竖直向下的重力G 及绳子对物体竖直向上的 拉 力 7 的作用，作用点在物体的重心，由二力平衡的条件T=900N因绳、滑轮的自重及摩擦不计，重物绳子的条数为所 以 需 要3条绳子提升重物，应该将绳子的一端固定在动滑轮的挂钩上，依次绕过下面的定滑轮、动滑轮、上面的定滑轮，如图所示：/1r=900NG=900N5、【详解】动滑轮的支点在绳与轮最左边的接触点；夕为动力，支点到动力作用线的垂直距离为动力臂1物体对滑轮的拉力为阻力，支点到阻力作用线的垂直距离为阻力臂1 2；如图所示：四、计算题1、(1 )3 x 1 0 P a ；(2 )6 0 0 0 N ；(3 )4.8 x 1 05J；(4 )2.5 m【详解】解：(1 )圆柱形重物的重G=mg=2 4 0 0 k g x 1 0 N/k g=2,4 x 1 04N在水平地面上，对地面的压力F=G=2,4X104N对地面的压强3 _ 2.4xlONS _0,8m2=3xlO4Pa(2 )由图可知，承担重物的钢丝绳的股数n=4 ,不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦,载重小车下每段钢丝绳的拉力&=4G=1x 2.4 xl0N=6000N出 4 4(3 )绳子自由端移动的距离为s=4A=4 x 20m=80m拉力做功 =s=6000Nx 80m=4.8 x 105J(4 )由题知，当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1 2 0 0 k g ,则根据杠杆平衡原理可知QAX LQA m耍 太 g x LQB当提升2 4 0 0 k g 重物时%x LQA=X 经整理可知耀&大 gxoB=、gxoc即1200kg xgx 25m=2400kg xgxZ 0C经整理可知Lo c=12.5m载重小车最多能向B点方向平移的距离s=1 2.5 m-1 0 m=2.5 m答：(1 )起吊前，该重物对地面的压强为3 x lO4P a；(2)起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳的拉力为6 0 0 0 N ；(3)如果将重物匀速提升2 0 m,则拉力做功为4.8 X 1 0 5 J；(4)塔吊将重物从起吊点提升20m后，载重小车最多能向B点方向再平移2.5 m,才能保证安全工作。2、(1 )2 5 0N ；(2 )1.2 5 x 10 P a ；(3 )12 5 0N 【详解】解：(1 )由图可知，动滑轮上的绳子根数n=2 ,当钢材以0.1m/s的速度匀速上升时，绳子移动的速度为笠=2 x 0,1m/s=0.2 m/s由尸=曲可知，拉力为(2)工人的重力为G =M g =7 5 k g x 10N/k g=7 5 0N地面对工人的支持力为/=G -线=7 5 0N-2 5 0N=5 00N由于力的作用是相互的，工人对地面的压力为盘=4=5 00N由*=?可知，工人对地面的压强为(3)设原来0 A的距离为1，则0 B的距离为41=1 8m-狐将杠杆的支点0向左移动20cm,则此时O A的距离为-02m此 时0 B的距离为=2m-/A1由图可知，力点的作用力为绳子自由端拉力的3倍与滑轮的重力之和，力点的作用力为FA=3Ft p+GT=3x250N+50 牟800N由杠杆平衡原理可得，原 先B点的作用力为Fkd线】=年ai此 时B点的作用力为32配重物体D对地面的压力增加了 600N,说明作用在B点的力减小了 600N,即800Nxf _&0 2ml =6 Q Q NJ 8m 1 2 2m&解得/A1=1.2m则=lm/B2=0.8m当作用在B点的力等于配重时，A点的拉力最大，此 时A点的拉力为酗 空 处”000N此时绳子自由端的拉力为%=g (%-GJ E)=g x (2 000N-5 0N)=6 5 0N利用该装置最多可提升物体的重力为G物=2%-%=2 x 6 5 0N-5 0N=12 5 0N答：(1 )工人的拉力F甲的大小为2 5 0N ；(2 )工人对地面的压强为1.2 5 x 10 1 P a ；(3 )为了提升更重的物体，将杠杆的支点0向左移动2 0c m ,同样提升该钢材时，配重物 体D对地面的压力增加了 6 00N ,计算此时利用该装置最多可提升12 5 0 N的物体。3、(1 )4.6 x l O4P a;(2 )6.9 x 103 k g；(3 )8 000N,80 s【详解】解：(1 )货物对水平地面的压力F =G=mg=2.3 X 10 3k g X 10N/k g=2.3 X 10 4N则对地面的压强FP =2.3 x 10 N0.5 m24.6 x l O P a(2 )由杠杆平衡条件可得OA X mg=OB X m()g所以，右边配重代=OAxm 12 m x 2.3 x 103 1cgOB 4 m=6.9 x l 03k g(3 )由图甲可知滑轮组绳子的有效股数为3根，由于绳重和摩擦不计。则拉力尸=；(G +G切)=於J g =x(2.3 x!03k g +100k g)x l 0N/k g =8 000N由于绳端移动的距离s =3 /?=3 X 2 0m=6 0m则总功甲=Fs=8 000N X 6 0m=4.8 X 10 5 J由=工得，需要的时间t =W -4-.-8 x-i-o-s-j =8o0nsP 6 000W答：(1 )起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是4.6 x 10 J；(2 )若起重机自重不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，右边的配重力。至少为6.9 X 103 k g ;(3 )拉 力F的大小是8 000N ；需 要8 0 s的时间。4、(1 )12 0N ；(2 )O.3 m/s ；(3 )25ON【详解】解：(1 )由图可知，承担重物的绳子股数n=3 ,所以绳端的拉力为叫(G+G J变形可得，动滑轮的重力为G 动=3 F-G=3 X 2 00N-4 8 0N=12 0N(2 )物体移动的速度为v=0.l m/st 2 0s自由端移动的速度为vf=v=3 x 0.1m/s =0.3 m/s ；(3 )若重物再增加15 O N ,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力F=g(G +%)=；(4 8 0N+15 0N +12 0N)=2 5 0N答：(1 )动滑轮重为12 0N ；(2 )绳自由端的移动速度为0.3 m/s ；(3 )若重物再增加15 0N ,要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少为2 5 0N 05、(1)2 00N ；(2 )0.4 m/s ；(3 )5 6 0 N【详解】解：(1 )货物的重力G=mg=2 0k g X 10N/k g=2 00N(2 )由图可知，动滑轮绕绳子股数n=2 ,绳子自由端移动的距离s=nh=2X 2 m=4 m绳子自由端的移动速度s 4 m 八.v =0.4 m/st 10s(3 )不计摩擦和绳重，动滑轮的重力G 动=nF-G=2 X 12 0N-2 00N=4 0N绳子能承受的最大拉力为3 00N ,该滑轮组能提升的最大物重G .=nF u-G 动=2 X 3 00N-4 0N=5 6 0N答：(1 )所提物体的重力为2 00N ；(2 )绳子自由端的移动速度为0.4 m/s ；(3 )该滑轮组能提升的最大物重为5 6 0 N。五、简答题1、见解析【详解】由于动滑轮上有两段绳子，则在不计摩擦的情况下，绳子拉力为G+GF=_2则要满足竖直向上的拉力/小于物重G,即为故GG动。2、(1)见解析；(2)见解析【分析】从轮轴的特点分析水龙头把手的作用；当流量确定时，截面积越小，流速越大。【详解】(1)水龙头的开关由转轴和上面的把手组成，相当于简单机械中的轮轴，动力作用在把手即轮上面，力臂较大；阻力作用在轴上，力臂较小，是一个省力杠杆，所以只需要较小的力即可拧开水龙头。(2)在单位时间内，从水龙头中流出水的体积是等的，由于水在重力作用下，速度越来越快,即下部水流速度大于上部水流速度，所以上部水柱的横截面积较大，下部水柱的横截面积较小，即水柱呈上粗下细的形状。3、见解析所示【详解】在使用滑轮组提升重物时，与动滑轮相连的绳子股数为，不计绳重和摩擦时，绳自由端的拉力 切，若 尸 G ,则有工(G +%)Gn即G 动 G可得即：在不计绳重与摩拣的情况下，当 时，绳自由端的拉力F G 04、见 解 析【详解】从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组。由图可见，两根木棍之间有5 根绳子承担拉力，则每根绳子所用力约为总的5,所以用较小的力便可拉动。5、减小阻力臂，可以省力【详解】图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，往 剪 刀 轴。靠近,减小了阻力臂，由产夕可知：在阻力大小，动力臂大小一定时，阻 力 臂 越 小,越省力.因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力