最新人教版八年级物理下册课时122 滑轮 同步检测 附答案解析.docx
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最新人教版八年级物理下册课时122滑轮同步检测附答案解析
第十二章简单机械
第2节滑轮
一.填空题(共6小题)
1.今年是中华人民共和国成立70周年,我区各个学校都开展“升国旗,唱国歌”的主题活动,如图所示为某学校升旗的情景,旗杆顶装的滑轮是
滑轮,它的作用是 。
【解析】由图可知,旗杆顶部滑轮的轴是固定的,所以该滑轮为定滑轮;使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力。
故答案为:
定;改变力的方向。
2.图中物块甲和乙处于静止状态。
已知甲重12N,乙重8N,不计绳重及一切摩擦,则甲受到地面的支持力为 N。
【解析】物体甲受竖直向下的重力G甲=12N、竖直向上的拉力F拉=G乙=8N、竖直向上的地面的支持力F支作用而静止,处于平衡状态,由力的平衡条件得:
G甲=F拉+F支,
则甲受到地面的支持力:
F支=G甲﹣F拉=12N﹣8N=4N。
故答案为:
4。
3.小谦想把被台风刮倒的树拉正。
他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有 段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦,甲树受300N拉力,则小谦对绳子的拉力至少为 N.
【解析】如图用绳子拉甲树时,甲相当于一个动滑轮,此时有两段绳子拉甲树;
不计绳重和摩擦,甲树受300N拉力,则每段绳子承担的力是300N的
,
所以人对绳子的拉力至少为:
F=
F甲=
×300N=150N。
故答案为:
2;150。
4.如图,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人对绳子的拉力为 N。
【解析】图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力F甲=G=400N;
图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力F乙=
(G+G动)=
(400N+20N)=210N。
故答案为:
400;210。
5.如图所示,绳子质量和摩擦都不计,人重力600N,平板重200N,小滑轮重力60N,要使平板处于平衡状态,则人拉绳子的力为 N,人对平板的压力为 N。
【解析】如图1所示,将人、平板看作一个整体,有3段绳子承担整体的重(注意:
3段绳子上的力不同),
整体处于平衡状态,则有:
F2+F1+F1=G人+G板=600N+200N=800N①,
如图2,以小滑轮为研究对象,由力的平衡条件可得:
F2=2F1+G轮②
②代入①可得:
2F1+G轮+F1+F1=800N,
整理可得:
4F1+G轮=800N,
所以,4F1=800N﹣G轮=800N﹣60N=740N,
解得人拉绳子的力:
F1=185N;
由于绳子对人有向上的拉力F1,则人对平板的压力:
F压=G人﹣F1=600N﹣185N=415N。
故答案为:
185;415。
6.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。
图为输电线的牵引装置。
钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为
N.若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了
cm.(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
【解析】
(1)20个坠砣的总重力:
G=mg=25kg×20×10N/kg=5000N,
由图知,使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,
图中坠砣挂在钢绳的自由端,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,可得G=
FA,
则输电线A端受到的拉力大小:
FA=2G=2×5000N=1×104N;
(2)图中坠砣挂在钢绳的自由端,则坠砣串下降高度h=2sA,
则输电线A端向左移动的距离:
sA=
h=
×30cm=15cm。
故答案为:
1×104;15。
二.选择题(共9小题)
7.如图所示,沿不同方向拉同一重物。
关于四个拉力大小关系说法正确的是( )
A.F1>F2>F3>F4B.F1>F2=F3>F4
C.F1>F2=F3=F4D.F1=F2=F3=F4
【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿四个不同方向,用的拉力大小相等,即F1、F2、F3、F4都等于物体的重力,故F1=F2=F3=F4,故D正确,ABC错误。
故选:
D。
8.如图所示,在研究动滑轮特点的实验中,如果物体重为1牛顿,不计动滑轮重、绳重及摩擦,则弹簧测力计的读数为( )
A.1牛顿B.1.5牛顿C.2牛顿D.0.5牛顿
【解析】使用动滑轮时,承担物重的绳子有2股,已知不计动滑轮重、绳重及摩擦,
所以提起物体的力,即弹簧测力计的示数为F=
G=
×1N=0.5N。
故选:
D。
9.下面四句话摘自一位同学的“物理学习笔记”,其中错误的是( )
A.滑轮组既可以省力又可以改变力的方向
B.力是不能离开物体而独立存在的
C.三要素相同的两个力可能是一对平衡力
D.力学性能是选择材料的重要指标
【解析】A、由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,通过改变绕线的方式,既可以省力、又可以改变力的方向,故A正确;
B、力是物体对物体的作用,力不能离开物体而独立存在,故B正确;
C、力的三要素相同,即大小、方向、作用点都相同,因为力的方向相同,所以一定不是一对平衡力,故C错误;
D、力学性能是选择材料的重要指标,通常包括弹性和塑性、硬度和韧性等,故D正确。
故选:
C。
10.关于简单机械的使用,说法不正确的是( )
A.
使用撬棒可以省力
B.
使用定滑轮不能省距离
C.
利用斜面可以省功
D.
使用滑轮组可以改变动力方向
【解析】A、撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,可以省力,故A正确;
B、定滑轮实质是等臂杠杆,不能省力,也不省距离,故B正确;
C、利用斜面可以省力,但费距离,但不能省功,故C错;
D、使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,故D正确。
故选:
C。
11.工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是( )
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C.绳子自由端下拉1m,桶上升2m
D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
【解析】A、定滑轮能改变力的方向,但不能改变力的大小,故A错误;
B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,属于省力杠杆,故B正确;
C、由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,若绳子自由端下拉1m,则桶上升0.5m,故C错误;
D、工人向下拉绳子时,绳子会对人施加向上的拉力,为避免人被绳子拉上去,
所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kg×10N/kg=650N;
不计绳重、动滑轮重和摩擦时,利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大=2×650N=1300N,
则提升物体的最大质量:
m最大=
=
=130kg,故D错误。
故选:
B。
12.为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。
若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D.将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
【解析】A、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,动滑轮能够省力,但不能改变力的方向;定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故A错误;
B、该滑轮组中n=2,由s=2h可知,拉力移动距离等于配重上升高度的二倍,故B错误;
C、如图所示,绳子最后绕过的是定滑轮,定滑轮相当于等臂杠杆,沿方向1与2匀速拉动配重,动力臂都等于定滑轮的半径,所以两次的拉力相等,若不计摩擦,均等于
(G+G动),故C正确;
D、直接提升配重做的功是有用功,用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功,即用该装置所做的功(总功)大于有用功,故D错误。
故选:
C。
13.如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则( )
A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30N
【解析】由图知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以FA=
GB=
×10N=5N;
在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以f=FA=5N,方向水平向左;
若使物体A向左作匀速直线运动,则A受摩擦力水平向右,则F′=FA+f=5N+5N=10N。
故选:
B。
14.如图,用一始终与斜面平行的推力F把物体从底部匀速推到斜面顶端,若物体的质量为m,斜面的长为L,倾角为α,则下列说法正确的是( )
A.重力G做功W=mgL
B.物体一共受到两个力的作用
C.物体受到的合力为零
D.斜面的倾角越大,推力F越小
【解析】A、克服重力G做功W=Gh=mgh,故A错误;
B、物体受到重力,斜面的支持力、斜面对物体的摩擦力和推力F四个力的作用,故B错误;
C、物体匀速运动,即处于平衡状态,所以物体受到的合力为零,故C正确;
D、由斜面的特点可知,斜面的倾角越大,越费力,即推力F越大,故D错误;
故选:
C。
15.山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路,这样车辆向上行驶时可以( )
A.减小所必需的牵引力B.提高机械效率
C.提高功率D.减小所做的功
【解析】山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路属于斜面的应用。
斜面加长了运动距离,但可以省力,减小了车辆上山时所需要的牵引力,但不能提高机械效率,也不能提高功率和减小所做的功,故只有A说法正确。
故选:
A。
三.作图题(共2小题)
16.用如图所示的滑轮组向下拉绳子提升重物,请画出该滑轮组的绕线方法。
【解析】由于向下拉绳子提升重物,所以从人的手开始,先绕过定滑轮,然后再依次绕过动滑轮和定滑轮的框架钩,如图:
17.利用滑轮组提升物体A,请用笔画线代替绳子,在图中画出最省力的绳子绕法及物体A所受重力的示意图。
【解析】图中滑轮组有两种绕线方法,一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕;
过物体A的重力,竖直向下画出带箭头的线段,用G表示,如图所示:
四.实验探究题(共2小题)
18.如图所示是某学习小组探究斜面的实验装置,表中是他们记录的实验数据。
斜面的倾斜程度
物块重G/N
斜面高度h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长度s/m
较缓
10
0.1
5.0
1
较陡
10
0.3
6.7
1
最陡
10
0.5
7.5
1
(1)根据表格中的数据可知,使用斜面的好处是 ;
(2)通过计算可知,使用斜面跟使用其他机械一样都不能省 ;
(3)上述第3次实验中克服物重所需要的拉力为 N;
(4)进一步研究还会发现:
使用同一木板制成的斜面提升同一物体,增大斜面的倾斜程度,摩擦力 (变大/变小/不变)。
【解析】
(1)根据表格中的数据可知,使用斜面后,拉力要小于物体的重力,故好处是省力;
(2)根据公式W=Gh可知,克服重力所做的功分别为1J、3J、5J,根据W=Fs可知,对应的拉力所做的功为:
5J、6.7J、7.5J,由此可知,拉力做的功要大于克服重力所做的功,故使用斜面不省功;
(3)由表格中的数据可知,上述第3次实验中克服物重所做的功为W=Gh=10N×0.5m=5J,拉力移动的距离为1m,则克服重力所需的拉力为:
F=
=
=5N;
(4)根据公式W=Gh可知,克服重力所做的功分别W有为1J、3J、5J,根据W=Fs可知,对应的拉力所做的功W总为:
5J、6.7J、7.5J,根据W额=W总﹣W有可知,这三次克服阻力所做的功W额分别为:
5J﹣1J=4J、6.7J﹣3J=3.7J、7.5J﹣5J=2.5J;
根据W额=fs可知,三次的摩擦力分别为:
4N、3.7N、2.5N,故斜面越陡,摩擦力越小。
故答案为:
(1)省力;
(2)功;(3)5;(4)变小。
19.同学们共同研究滑轮的特点:
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:
使用定滑轮 (填“能”或“不能”)省力, (填“能”或“不能”)改变力的方向。
(2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示。
据此可知,使用动滑轮 (填“能”或“不能”)省力, (填“能”或“不能”)改变力的方向。
(3)他们组装了滑轮组,发现使用滑轮组提升重物时能省力,于是他们想:
利用滑轮组提升重物能否省功呢?
为此,他们进行了如图丙所示的实验并记录部分数据填入相应表格中
钩码重G(N)
钩码上升高h(m)
测力计拉力F(N)
测力计移动距离s(m)
2
0.1
0.3
①请你为该组同学补齐实验记录。
测力计的读数为 。
②由实验数据可知,用该滑轮组提升钩码时所做的有用功为 ,拉力做的总功为 ,由此可得出的结论是 。
【解析】
(1)从甲图中可看出,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同。
在实验过程中不断改变拉力的方向,
观察测力计的示数都为1N,等于物重,可得出结论:
定滑轮能改变动力方向,但不能省力。
(2)在图乙中,拉力F=0.6N<G=1N,故使用动滑轮时省力,同时发现使用动滑轮不能改变力的方向。
(3)①测力计的最小分度的最小分度值为0.2N;示数为0.8N;
②提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J,
使用滑轮组时所用拉力F=0.8N,弹簧测力计移动距离s=30cm=0.3m,
所做的总功W总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J。
经比较W有用<W总,所以使用轮组不能省功。
故答案为:
(1)不能;能;
(2)能;不能;
(3)①0.8N;②0.2J;0.24J;使用滑轮组不能省功。
五.计算题(共2小题)
20.如图所示,用滑轮组将质量为70kg的物体提高5m,每个滑轮质量是2kg,忽略绳重和摩擦,(g取10N/kg)求:
(1)绳子自由端移动的距离是多少?
(2)绳子自由端的拉力F是多少牛?
【解析】解:
(1)由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,
则绳子自由端移动的距离:
s=3h=3×5m=15m;
(2)忽略绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:
F=
(G+G动)=
×(mg+m动g)=
(70kg×10N/kg+2kg×10N/kg)=240N。
答:
(1)绳子自由端移动的距离是15m;
(2)绳子自由端的拉力是240N。
21.汽车重2×104N,陷入泥中,受到的阻力为3×103N,用如图所示装置,
(1)如果汽车需要移动2m,则绳头需要拉动多少距离?
(2)至少要用多大的力才能将汽车拉出?
【解析】解:
由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,
(1)拉力端移动的距离:
s=3s车=3×2m=6m;
(2)若不计绳重和摩擦以及动滑轮重力,此时拉力最小,
则拉出汽车的最小力:
F=
f=
×3×103N=1×103N,
即至少要用1×103N的力才能将汽车拉出。
答:
(1)如果汽车需要移动2m,则绳头需要拉动6m的距离;
(2)至少要用1×103N的力才能将汽车拉出。