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    12.2滑轮 专题练习(含答案)人教版八年级物理人教版下册

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    12.2滑轮 专题练习(含答案)人教版八年级物理人教版下册

    1、 12.2 滑轮滑轮 一、定滑轮一、定滑轮 1定义:轴线固定,只有轮绕轴线转动,其轴不随物体一起移动。 2实质:是一个_杠杆的变形。 3特点:不省力也不费距离,但可以改变力的方向。 4拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系:_。 5使用定滑轮时,不论向哪个方向拉弹簧秤的示数都_。 二、动滑轮二、动滑轮 1定义:轮绕轴线转动,轴线也同时随物体一起移动。 2实质:是动力臂为阻力臂两倍的杠杆的变形。 3特点:能省一半力,但_力的方向且_距离。 4省力情况:FG物/2(不考虑动滑轮重和摩擦) F(G物G动)/2(不考虑摩擦) 5拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系:s绳=2h。 6使用动滑轮时,如果跨过

    2、滑轮的两段绳子不平行,它们间的夹角越大,弹簧秤的示数_。 三、滑轮组三、滑轮组 1定义:由动滑轮和定滑轮组成的装置。 2特点:_。 3省力情况:(竖直提物,n 为跨在动滑轮上的绳子股数) (1)不考虑动滑轮重和摩擦:FG物/n (2)不考虑摩擦,但计动滑轮重 F(G物G动滑轮)/n (3)拉力绳子自由端伸长的距离 s 与物体上升的距离 h 的关系:snh (4)物体移动的速度 v物与绳子自由端绳子伸长的速度 v绳的关系:v绳nv物 等臂 s=h 不变 不改变 多费 越大 既能省力又改变力的方向 1定滑轮定滑轮 (1)定义:)定义:中间的轴固定不动的滑轮。 (2)实质:)实质:等臂杠杆 (3)特

    3、点:)特点:不能省力但是能改变动力的方向。 (4)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦):)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦):F=G,绳子自由端移动距离 sF(或速度 vF)=重物移动的 距离 sG(或速度 vG)。 2动滑轮动滑轮 (1)定义:)定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动) (2)实质:)实质:动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆。 (3)特点:)特点:省一半的力,但不能改变动力的方向。 (4) 理想的动滑轮 (不计轴间摩擦和动滑轮重力) :) 理想的动滑轮 (不计轴间摩擦和动滑轮重力) : F= 2 G , 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F= 2 动 GG , 绳子自由端移动

    4、距离 sF(或 vF)=2 倍的重物移动的距离 sG(或 vG)。 【例题【例题 1】工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了选项所示的四种方案(机器下方的小 圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)。其中最省力的方案是 A B C D 参考答案参考答案:C 够省一半的力,所以,此时的拉力等于物体与地面之间滚动摩擦力的一半,所以此时所用的力最小,即最 省力。故选 C。 3滑轮组滑轮组 (1)定义:)定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用。 (2)特点:)特点:使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但要多移动距离。 (3)滑轮组的计算:)滑轮组的计算:有几股绳子吊在动滑轮上,拉力就是物体重(包括

    5、动滑轮重)的几分之一(不计 绳重和摩擦)。 (4)公式:)公式:F= n G (G=G物+G动),绳子自由端移动距离:s=nh。 注意:注意:组装滑轮组时,吊在动滑轮上绳子股数为 n,若 n 为奇数时,则绳子的固定端挂在动滑轮上,若 n 为偶数时,绳子的固定端挂在定滑轮上。学*科网 【例题【例题 2】某人用如图所示的滑轮组提升重为 800 N 的重物,在拉力 F 作用下,30 s 时间内,物体向上 移动了 12 m,若滑轮组的机械效率为 80%,绳重、摩擦阻力不计,则 A拉力做的功为 12 000 J B拉力的功率为 50 W C绳子自由端被拉下距离为 36 m D动滑轮重力大小为 100 N

    6、 参考答案参考答案:A 1在研究定滑轮特点时,做的实验如图所示,弹簧测力计示数分别为 F1、F2、F3,则三个力的大小关系是 AF1最大 BF2最大 CF3最大 D三者一样大 2 如图所示, 物体 M 放在水平桌面上 现通过一动滑轮 (质量和摩擦均不计) 在绳子自由端施加一拉力 F, 拉着 M 向左做匀速直线运动,此时弹簧测力计(质量可忽略)示数为 10 N。若在 M 上加放一物块 m, 要保持 M 向左继续做匀速直线运动,需在绕过动滑轮绳子的自由端施加一拉力 F,则 AM 运动时受到向左的摩擦力 B加放 m 前,M 受到 20 N 的摩擦力 C加放 m 前,M 受到 10 N 的摩擦力 D加

    7、放 m 后,力 F保持 10 N 不变 3下图所示的滑轮或滑轮组,匀速提高同一物体,最省力的是(滑轮重和摩擦不计) A B C D 4工人师傅用拉力 F1将重物匀速搬运到 h 高处,对重物做的功是 W1;若工人改用动滑轮将该重物匀速提 升到 h 高处,拉力为 F2,对重物做的功是 W2(滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计),则下列说法正 确的是 AF1=F2 BF1W1 DW2=W1 5如图所示,两个物体的重量分别是 G1和 G2,当滑轮平衡时,G1:G2为(忽略绳子和滑轮的重力及绳子和 滑轮间的摩擦力) A1:1 B2:1 C1:3 D1:2 6如图中某同学体重为 500 N,他的手能承受的最

    8、大拉力为 600 N,动滑轮重 100 N,该同学利用如图所示 的滑轮组把物体 A 吊起来,物体 A 的重量不能超过 A1 000 N B1 200 N C900 N D1 100 N 7分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度时 A用装置甲或装置乙吊起重物所用拉力相同 B用装置甲吊起重物比用装置乙省力 C用装置乙吊起重物比用装置甲省力 D用装置乙吊起重物,动力移动的距离比用装置甲小 8用滑轮组牵引重物沿水平面匀速滑动,如图所示。已知重物 120 N,物体与地面的摩擦力为 90 N,不计 滑轮摩擦和重力,则拉力 F 为 A40 N B30 N C140 N D280 N 9 学校升旗仪

    9、式上, 当升旗手缓缓向下拉绳子时, 旗子就会徐徐上升, 这是由于旗杆顶部有一个_ 滑轮,它能改变力的方向,但_(选填“能”或“不能”)省力。 10 如图所示, 被提升的物体重100 N, 动滑轮重5 N, 忽略绳重和摩擦, 绳子自由端的拉力F是_N。 动滑轮的实质是一个_杠杆。 11如图所示,已知物体 A 重为 180 N,滑轮的重为 20 N,当物体 A 匀速上升高度为 1 m 时,绳子自由端 移动的距离为_m,拉力所做的功为_J(绳子的重力、绳子与滑轮的摩擦力、空气 阻力忽略不计)。 12如图所示,在拉力 F 的作用下,总重 60 N 的物体被匀速提升了 10 cm,若不计滑轮、绳的重和摩

    10、擦, 则拉力 F 及其向上移动的距离 s 分别为 AF=60 N,s=0.2 m BF=30 N,s=0.2 m CF=60 N,s=0.1 m DF=30 N,s=0.1 m 13对于使用滑轮组,下列说法正确的是 A可以省力,但必须改变用力的方向 B可以省力,但不能改变用力的方向 C可以省力,同时又可以省距离 D可以省力,同时可以改变用力的方向,但不能同时省距离 14使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体的四种方式如图所示,不计机械自重和摩擦,其中能省力又能改 变施力方向的是 15 如图所示, 是一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图。 已知井深 12 m, 石块重 G石=6 103 N

    11、,汽车重 G车=3 104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力 F拉=2.2103 N,汽车受到的阻力为车重的 0.1 倍, 忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力。 (g 取 10 N/kg)求: (1)动滑轮的重力; (2)将石块从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功? 16 如图所示, 通过滑轮组用 200 N 的拉力在 20 s 内将重为 480 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 150 N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大? 17(2017 六盘水卷)如图所示,在水平拉

    12、力 F 的作用下,使重 300 N 的物体在水平桌面上以 0.1 m/s 的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为 60 N(不计绳重、动滑轮重及摩擦),F 及其功率的大 小分別为 A20 N 2 W B20 N 6 W C60 N 2 W D30 N 6 W 18(2017 桂林卷)某升降式晾衣架的结构如图所示,该晾衣架没有应用到的简单机械是 A动滑轮 B定滑轮 C轮轴 D斜面 19(2017 黔南州卷)“每天锻炼一小时,幸福生活一辈子”的健康理念被人们接受,引导广大市民走向全 民健身行列。如图所示是某型号健身器的结构简化图,每个滑轮质量为 2 kg。小刚质量为 60 kg,他竖 直向下拉手柄

    13、, 将 20 kg 的配重匀速向上拉。 2 s 配重上升了 1 m, 不计绳重和摩擦,10 N/kgg 。 求: (1)手柄移动的速度; (2)小刚做功的功率; (3) 若小刚站立时, 鞋底与地面的接触面积为 2 500cm, 配重被匀速拉起时, 他对地面的压强是多少? 1D【解析】因为使用定滑轮不能省力,所以 F1=F2=F3=G,所以这三个力的大小相等。故选 D。 3C【解析】由题知,滑轮重和摩擦不计,A、图中使用的是动滑轮,则拉力 1 1 2 FG;B、图中使用的是 定滑轮,则拉力 F2=G;C、图中使用的是滑轮组,n=3,则拉力 3 1 3 FG;D、图中使用的是滑轮组, n=2,则拉

    14、力 4 1 2 FG。由此可知,拉力 F3最小,即 C 图中最省力。故选 C。 4D【解析】用拉力 F1将重物匀速提升时,手对物体的拉力:F1=G;手对重物做的功为:W1=F1h=Gh;不 计摩擦、绳重及动滑轮重,这时绳端的拉力 2 1 2 FG;绳端向上移动的距离 s=2h,手拉绳子做的功: W2=F2s= 1 2 2 GhGh 2h=Gh;故 F1F2,W1=W2,故 ABC 错误,D 正确。故选 D。 5B【解析】图中是“一定一动”的滑轮组,可以将 G2对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力(该拉力 F=G2) ; 最后一段绳子是由定滑轮引出的, 绳子股数是 2, 不计摩擦及滑轮重 (即理

    15、想情况下) , 则 1 1 2 FG, 所以 21 1 2 GG,即 G1:G2=2:1。故选 B。 6C【解析】由图可知,n=2,因 G人=500 NF手=600 N,所以,绳端的最大拉力 F=G人=500 N,不计绳重 和摩擦时,提升物体的重力最大,由 1 FGG n 动 ()可得,最大物重:G=nFG动=2 500 N100 N=900 N。故选 C。 7C【解析】此图是滑轮组,甲图绕在动滑轮上的绳子由 2 股,则 1 2 FG。乙图绕在动滑轮上的绳子由 3 股,则 1 3 FG;故用装置乙吊起重物比用装置甲省力,则动力移动的距离甲图为 2h,乙图为 3h,故 ABD 错误,C 正确。故

    16、选 C。 8B【解析】由图可知,n=3,不计滑轮摩擦和重力,则拉力 11 90 N30 N 33 Ff。故选 B。 9定 不能 【解析】根据生活经验可知:旗杆顶部的定滑轮只能改变力的方向,而不能省力。 1052.5 省力 【解析】摩擦不计,动滑轮重 G轮=5 N,匀速提升重物时绳子的拉力: 11 100N 22 FGG 物轮 ()( 5N52.5N),由此可知,动滑轮的实质是一个省力杠杆。学#科网 112 200 【解析】由图可知 n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2 1m=2m;绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽 略不计,则人对绳子的拉力: 11 180N20N100N 22 A FGG

    17、动 ()(),则拉力所做的功: W=Fs=100 N 2 m=200 J。 12B【解析】由图知,此时拉力: 11 60 N30 N 22 FG拉力作用点上移的高度是物体上移的距 离的 2 倍,为:s=2h=2 10 cm=20 cm=0.2 m。故选 B。 13D【解析】AB、滑轮组可以省力,也可以改变用力的方向,但不是必须改变用力的方向,故 AB 错误。 C、滑轮组可以省力,但不能省距离,故 C 错误。D、滑轮组可以省力,也可以改变力的方向,省力一 定费距离,即不能同时省距离,故 D 正确。故选 D。 15(1)600 N (2)7.92 104 J 【解析】(1)由图可知,承担货物重的绳

    18、子股数 n=3, 由于忽略绳重及绳子与滑轮之间的摩擦力, 由 GG F n 石动 拉 得动滑轮的重力: G动=nF拉G石=3 2.2 103 N6 103 N=600 N, (2)绳子自由端移动的距离: s=3h=3 12 m=36 m, 汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功: W=F拉s=2.2 103 N 36 m=7.92 104 J; 16(1)120 N (2)0.3 m/s (3)250 N 【解析】(1)由 F= 1 3 (G+G动)可知,G动=3FG=3 200 N480 N=120 N; (2)物体移动的速度: 2m 0.1m/s 20s h v t , 自由端移动的速度:v=3v

    19、=3 0.1 m/s=0.3 m/s; (3)若重物再增加 150 N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力: 11 480N150N120N250N 33 FGG 动 ()()。 17B【解析】由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为 3,则绳端的拉力 F=f/3=60 N/3=20 N;绳子自由端 的速度为 v绳=3v物=3 0.1 m/s=0.3 m/s; 则拉力 F 的功率为 P=Fv 绳=20 N 0.3 m/s=6 W; 故 ACD 错误, B 正确,故选 B。 19(1)0.25 m/s (2)105 W (3)3 600 Pa 【解析】(1)由图可知,健身器是由两个定滑轮和一个费力

    20、的动滑轮组成(绳子的拉力作用在动滑轮 的挂钩上),则手柄下降的距离 11 1m0.5m 22 sh 配重 , 手柄移动的速度 0.5 m 0.25 m/s 2s s v t ; (2)小刚对配重做功 20 kg 10 N/kg 1m200 JWGhmgh 配重配重有 , 动滑轮上升的高度 11 1m0.5 m 22 hh 动配重 , 小刚对动滑轮做功 2 kg 10 N/kg 0.5m10 JWG hm gh 额动 动动动 , 小刚所做的总功 200 J10 J210 JWWW 总额有 , 小刚做功的功率 210 J 105 W 2s W P t 总 ; (3)手柄对小刚向上的拉力 22 20 kg 10 N/kg2 kg 10 N/kg420 NFGG 拉配重动 , 小刚所受重力60 kg 10 N/kg600 NGmg, 小刚对地面的压力 600 N420 N180 NFGF 拉 , 小刚对地面的压强 42 180 N 3600 Pa 500 10m F p S 。


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