2021_2021学年八年级物理下册12.2滑轮同步作业含解析新版新人教版.docx

12.2滑轮一、选择题1如图所示的装置中，物体G1重为100N，物体G2重为10N，当G1不加外力时，G2恰能匀速下降。若在G1上加水平向左的拉力（如图虚线所示），恰能让G1匀速向左运动，则拉力F为（不计拉绳的重及摩擦）（）。A.10N B.20N C.50N D.110N【答案】B。【解析】当G1不加外力时，因为G2匀速下降，根据定滑轮的特点可知，G1受到的摩擦力f=G2=10N。当G1受到拉力水平向左匀速运动时，摩擦力的方向虽然变了，但大小不变，所以拉力F=f+G2=10N+10N=20N。故选B。2.如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力作用点移动距离分别是S1、S2、S3，移动速度分别为V1、V2、V3，不计滑轮摩擦，则（  ）。A.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:1:4； B.F1:F2:F3=2:1:4、S1:S2:S3=2:4:1；C.F1:F2:F3=2:4:1、V1:V2:V3=2:1:4； D.F1:F2:F3=2:1:4、V1:V2:V3=2:4:1【答案】B。【解析】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为v0，运动的时间为t，则对这三个图分析可得：（1） 甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；拉力的作用点移动的速度v1=v0，作用点移动的距离S1=v0t。（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速v2=2v0，作用点移动的距离S2=2v0t。（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F3=2f,拉力的作用点移动的速度，作用点移动的距离;综上分析可知：F1：F2：F3=f：f：2f=2：1：4；v1：v2：v3=v0：2v0：v0=2：4：1；S1：S2：S3=v0t：2v0t：v0t=2：4：1。故选B。3.弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F=10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为（ ）。A.30N和30N B.30N和20N C.20N和20N D.20N和30N【答案】B。【解析】由图可知，A、B两个弹簧测力计所连接的滑轮nA=3，nB=2；因为F=10N，故A弹簧测力计的示数为30N，B弹簧测力计的示数是20N。4.如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）。【答案】C。【解析】A和D都能省一半的力，B不省力，只有C用物重的1/3的力就能将重物提起，故C是正确的。二、填空题5.如图所示，在竖直向上大小为10N力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为和。【答案】5N、0.1m/s。【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G=10N，则G=5N；F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。故答案为：5N、0.1m/s。6.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是  。【答案】乙；F1=F3F2。【解析】不计摩擦和动滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1=G。用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2=。用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3=G。故答案为：乙；F1=F3F2。7.一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800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为，乙图中人拉动汽车的拉力至少为，其中比较省力的是图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。【答案】800N、400N、乙。【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F=400N，比较省力的是乙图。故答案：800N、400N、乙。三、综合题8.定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。（1） 请在图中标出这只"杠杆"的支点,画出拉力,钩码重力及它们的力臂(保留作图痕迹)。（2） 若不计摩擦、滑轮重与绳子重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。【解析】（1）在外力作用下，杠杆可以绕某一固定点转动，根据杠杆的定义中的某一固定点确定支点O；手作用在绳子上的力为拉力F，过钩码的重心作竖直向下的力即重力；最后根据力臂的定义画出相应的力臂；（2）从图中找出动力臂和阻力臂的关系，利用杠杆平衡条件的即可验证拉力和钩码重力的关系。（1） 定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点O为定滑轮的轴；拉力是自由端沿绳子斜向下的拉力，过钩码重心作竖直向下的重力；过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段（即动力臂L2和阻力臂L1），如图所示。（2）由几何知识知：l1=l2=R（R为滑轮半径），根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即Fll=Gl2，得：F=G。一、选择题1（2020·江西）如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（）。A. 绳子自由端被拉下1.2mB. 绳子对地面的拉力为1NC. 对物体所做的功为1.2JD. 横梁受到的拉力为9N【答案】CD。【解析】A滑轮组的动滑轮绕4段绳，绳子自由端移动的距离：s=4h=4×0.2m=0.8m；故A错误；B不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，地面对绳子的拉力：F=；绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力，所以绳子对地面的拉力是1.5N，故B错误；C对物体所做的功为：W=Gh=6N×0.2m=1.2J；故C正确；D横梁受到6段绳子的拉力，所以：F横梁=6F=6×1.5N=9N；故D正确。故选CD。2.（2020·四川南充）（多选）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是（）。A. B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力；B. 拉力F的大小为4N；C. 拉力F的功率为3.6W；D. B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J【答案】BC。【解析】A由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，B拉A的力FA=( GB+G动)=×(5N+1N)=2NB匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则f=FA=2N故A错误；B当使物体B以0.3m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，所以F=FA+f=2N+2N=4N故B正确；C绳子自由端移动的速度为：vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s所以拉力F的功率：P=FvA=4N×0.9m/s=3.6W；故C正确；DB匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功：WF=Fs=F×3h=4N×3×0.6m=7.2J故D错误。故选BC。3（2018·滨州）如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（）。A绳子自由端移动的距离为3m B有用功为400JC拉力F的功率为9W D物体与地面间的滑动摩擦力为72N【答案】ACD。【解析】A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=3×0.1m/s×10s=3m，故A正确；B、拉力做功为：W总=Fs绳=30N×3m=90J，有用功：W有=W总=80%×90J=72J，故B错误；C、拉力做功的功率：P=9W，故C正确；D、有用功W有=fs物，拉力做的总功W总=Fs绳，由=得，物体与地面间的滑动摩擦力：f=×3F=80%×3×30N=72N，故D正确。故选ACD。4（2020·东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（）。A绳子自由端被拉下了10m；B这个滑轮组能省距离；C这个滑轮组能省力；D这个滑轮组能省功【答案】C。【解析】AB、由图知，n2，拉力端移动距离s2h2×2m4m，使用该滑轮组要费距离，故AB错误；C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重，能省力，故C正确；D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功，所以要多做功，故D错误。故选：C。5.（2020·孝感）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重900N、底面积为200cm2的方形货箱，货箱20s内匀速上升4m，工人所用拉力F为400N（不计绳重和摩擦），则（）。A. 人拉绳子的速度为0.2m/s；B. 动滑轮的重力为300N；C. 此段时间内，拉力F做功为3600J；D. 当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对地面的压强为4.5×104Pa【答案】BD。【解析】由图可知，A货箱20s内匀速上升4m，则货箱的速度则人拉绳子的速度；故A不符合题意；B不计绳重和摩擦，将动滑轮和货箱看做整体，整体匀速上升，则整体处于平衡态，受平衡力，对整体做受力分析可得则动滑轮重；故B符合题意；C货箱20s内匀速上升4m，则绳移动的距离此段时间内，拉力F做功；故C不符合题意；D当滑轮组对货箱的拉力为零时，货箱对水平面的压力则货箱对水平面的压强；故D符合题意。故选BD。二、填空题6.（2020·青岛）研究定滑轮的特点：(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是_和_。(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是_。(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮_的特点。【答案】(1)弹簧测力计对绳子末端的拉力；(2)物体的重力；(3)F1=F2=F3 ；(4)可以改变力的方向。【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即F1=F2=F3(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。7.（2020·广东）如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m， 人需用的拉力为_N，绳子自由端移动的距离为_m，人所做的有用功为_J。【答案】（1）230；（2）1；（3）200。【解析】由图知，n=2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力：F=230N；人需用的拉力为230N。绳子自由端移动的距离：s=2h=20.5m=1m；绳子自由端移动的距离为1m。人所做的有用功为：W有=Gh=400N0.5m=200J；人所做的有用功为200J。8.（2019·岳阳）如图，动滑轮实质上是一个_（填“省力”或“费力”）杠杆，用60N的拉力将沙桶从地面提到9m高的楼上，拉力做的功是_J。【答案】省力；1080。【解析】（1）动滑轮实质上是一个动力臂等于2倍阻力臂的省力杠杆；（2）使用动滑轮，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×9m=18m， 拉力做的功： W=Fs=60N×18m=1080j。故答案为：省力；1080。三、作图题9.（2020·威海）如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不考虑绳重及摩擦）【解析】滑轮的重力则滑轮和物体总重力为100N+20N=120N已知绳子能承受的最大拉力为50N，当绳子承担重物的段数为3时，则能够提升物体的最大重力为当绳子承担重物的段数为2时，则能够提升物体的最大重力为物体重100N，大于80N，小于130N，所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3，起点从动滑轮的挂钩开始，绳子末端的拉力向上，如图所示。四、计算题10（2020·衡阳）如图所示，用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m，绳子自由端所用的拉力F为6N。求：（1）绳子自由端移动的速度。（2）拉力F做的功。【解析】（1）由图知，n2，当物体升高0.2m时，绳子的自由端移动距离s2h2×0.2m0.4m，绳子自由端移动的速度：v0.08m/s；（2）拉力F做的功：WFs6N×0.4m2.4J。答：（1）绳子自由端移动的速度为0.08m/s；（2）拉力F做的功为2.4J。11.（2019·湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC。重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问：（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为N。（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是力杠杆。（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n3，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力：F（G+G动）×15000N5000N；（2）起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆；（3）钢丝绳自由端移动速度为v3×0.4m/s1.2m/s，绳自由端上作用力F的功率：PFv5000N×1.2m/s6000W。答：（1）5000；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。12