最新九年级物理 第13章 五其他简单机械导学导练 人.docx
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最新九年级物理第13章五其他简单机械导学导练人
五、其他简单机械
5分钟训练（预习类训练，可用于课前）
1.定滑轮实质是________杠杆，不省力也不费力，但是可以改变________的作用方向；动滑轮实质是________________的杠杆，省力________，多费________的距离，不能改变________的作用方向。
思路解析：
定滑轮的动力臂与阻力臂都为滑轮的半径，所以为等臂杠杆，既不省力也不费力。
但可以改变力的作用方向。
动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，所以是省一半力的杠杆，多费一倍的距离，且不能改变力的方向。
答案：
等臂 力 动力臂为阻力臂的二倍
一倍 力
2.滑轮组是由________和________组成的，________省力，________改变力的作用方向（选填“能”或“不能”）；若滑轮组由n段绳子吊着物体，则提起物体所用的力是物重的________。
思路解析：
使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；使用动滑轮能省力但不能改变力的方向，很多情况下单独使用很不方便，因此动滑轮与定滑轮组合起来使用。
滑轮组由几段绳子吊着物体时，提起物体所用的力是物重的几分之一。
答案：
定滑轮 动滑轮 能 能
3.如图13-5-1所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，则最大拉力是________。
图13-5-1
思路解析：
根据F1=G/4，F2=3G，F3=G/3，则最大的拉力是F2。
答案：
F2
10分钟训练（强化类训练，可用于课中）
1.希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装在旗杆顶端的是（ ）
A.杠杆 B.动滑轮 C.定滑轮 D.斜面
思路解析：
旗杆顶端的滑轮应该是固定不动的，所以应使用定滑轮。
答案：
C
2.如图13-5-2所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（ ）
图13-5-2
A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大
思路解析：
由于定滑轮支点在轮中心，而轮中心到轮边的各点距离相等（半径），即三个力的力臂都相等且都等于物体重力的力臂。
答案：
D
3.要用30N的力刚好提起重40N的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦）（ ）
A.一个定滑轮B.一个动滑轮
C.杠杆D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
思路解析：
定滑轮不省力；一个动滑轮省力一半，不必用30N的力；一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提起重40N的物体时只需用力20N或
N。
答案：
C
4.如图13-5-3所示，G=200N，滑轮重G′=40N，要使物体能匀速上升2m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（ ）
图13-5-3
A.F=440N，并向上移动4mB.F=140N，并向上移动4m
C.F=440N，并向上移动1mD.F=480N，并向上移动1m
思路解析：
动滑轮两侧绳中拉力均为T=G=200N，所以向上的拉力为F=G′+2T=G′+2G=40N+2×200N=440N。
物体上升2m，动滑轮每侧绳子只需缩短1m，所以施力端向上移动1m。
答案：
C
5.如图13-5-4，滑轮A上挂一重10N的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）。
图13-5-4
思路解析：
在相等的时间t内，B上升的速度vB=
，A上升的速度vA=
，显然vA=
vB。
又因为滑轮A和绳重及摩擦均不计，故F＝2GB＝20N。
答案：
20
6.如图13-5-5所示，若拉力F=900N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。
当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_________N，物体A移动_________m。
图13-5-5
思路解析：
这是一类滑轮组常见的问题。
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，但是物体A与地面间是有摩擦力的。
分析可知：
有3段绳子分担了对A向左的拉力，即F=
F拉，因为物体A沿水平方向匀速前进，根据二力的平衡条件可知：
水平方向上物体A受的拉力与摩擦力大小相等，题中物体A的重力是干扰条件，所以f=F拉。
由此可知：
f=3F=3×900N=2700N，绳子自由端移动距离s与物体A移动距离s′间有如下关系：
s=3s′，所以
s′=
=
=1m。
答案：
2700 1
快乐时光
张老师正在抽背单词，小明靠惯性往下背着，背到一小段，后面的忘记了。
小明好奇地问：
“老师我从头背起行吗？
”只听老师说：
“行，我先存盘，你再重启吧。
”
30分钟训练（巩固类训练，可用于课后）
1.如图13-5-6所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是（ ）
图13-5-6
思路解析：
图A中动力F=
G；图B中，由F·R=G·r，得动力F=
；图C中F=
；图D中F=
。
答案：
D
2.如图13-5-7所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。
不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
图13-5-7
A.G1B.G2C.G3D.G4
思路解析：
图
（1）是定滑轮：
其作用是不省力。
拉力大小与物重相同，即G1=F。
图
（2）是动滑轮：
其作用是省一半力，拉力F是物重的1/2，即G2=2F。
图（3）是滑轮组：
承担重物和动滑轮的绳子有三段拉力F是物重的1/3，即G3=3F。
图（4）的滑轮组：
承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是物重的1/2，即G4=2F。
物重最大的是G3，正确的选项是C。
答案：
C
3.如图13-5-8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，所用的拉力分别是F1、F2、F3。
则（ ）
图13-5-8
A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3
C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F3
思路解析：
图
（1）是定滑轮，其作用是不省力，但能改变力的方向，即物体前进过程中所受的地面摩擦力f=F1。
图
（2）是动滑轮，其作用是省一半力，拉力F2是摩擦力f的1/2，即f=2F2或F2=f/2。
图（3）是动滑轮，拉力F3是摩擦力f的2倍，即f=F3/2或F3=2f。
比较F1、F2、F3可知，F3＞F1＞F2
答案：
D
4.如图13-5-9所示，若每个滑轮重均为1N，在绳的自由端用力将重25N的物体匀速提起，不计摩擦，则拉力F=________N。
图13-5-9
思路解析：
滑轮A是定滑轮，滑轮B是动滑轮，承担重物和动滑轮的绳子有两段，拉力F是总重的1/2。
即F=
=
=13N。
答案：
13N
5.使用图13-5-10所示的滑轮，将重200N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120N，则拉力F=________N。
（绳子、滑轮重及摩擦不计）
图13-5-10
思路解析：
题图中所示的滑轮是动滑轮，其作用是省一半力，即拉力F是摩擦力f的1/2。
F=
f=
×120N=60N。
答案：
60
6.如果物体和动滑轮的总重是90N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。
（不计摩擦）
思路解析：
用一个定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，绳子的绕法有两种。
一种是由2段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力是总重的
，即F=G总/2=
=45N。
另一种绕法是由3段绳子承担重物和动滑轮，所用的拉力就是总重的
，
即F=G总/3=
=30N。
答案：
45N 30N
7.如图13-5-11所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600N。
要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F甲=_________，F乙=_________，F丙=_________，F丁=_________。
图13-5-11
思路解析：
根据同一根绳子中拉力处处相等和每个滑轮的受力平衡可知：
图甲，3F=G,F=
G=
×600N=200N
图乙，8F=G,F=
G=
×600N=75N
图丙，7F=G,F=
G=
×600N=85.7N
图丁，2F=G,F=
G=×
600N=300N。
答案：
200N 75N 85.7N 300N
8.如图13-5-12所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。
已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。
则：
图13-5-12
（1）不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（2）动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。
（3）当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲=_______m，s乙=_______m，s丙=________m。
（4）如果物体被提升的速度都是0.2m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：
v甲=________m/s，v乙=________m/s，v丙=________m/s。
思路解析：
定滑轮的实质是等臂杠杆，它的作用：
不省力，但是可以改变用力方向。
动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，它的作用是：
省力，但不能改变用力方向。
首先分清滑轮是定滑轮还是动滑轮，然后找F与G的关系。
答案：
（1）50 100 150
（2）47 97 147 （3）2 4 6 （4）0.2 0.4 0.6
9.如图13-5-13所示，若加在绳的自由端的拉力F=G/3，试画出绳子的绕法。
图13-5-13
思路解析：
若使拉力F=G/3，则承担重物和动滑轮的绳子段数应是三段。
绳子的起始端应先勾在动滑轮上，然后，再依次通过定滑轮和动滑轮，如下图。
答案：
如下图所示。
10.如图13-5-14所示，当水平拉力F为20N时，刚好使放在水平地面上的200N的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。
图13-5-14
思路解析：
本题考查学生能否根据物体的运动状态对物体进行受力分析，及对滑轮组的知识能否灵活运用。
因为物体在水平方向上受到滑轮组拉力F′和地面的摩擦力f作用，做匀速直线运动。
拉力等于摩擦力，即F′=f。
又因为动滑轮由两段绳子承担阻力F′，那么F′=2F，所以f=2F。
答案：
摩擦力f=2F=2×20N=40N
11.一根绳子只能承担5000N的力，用它提起1.8×118N的重物，应选什么样的滑轮组？
怎样绕线？
画出绕线图。
思路解析：
先利用滑轮组计算拉力的公式F=G总/n算出绳子的段数n。
n=G总/F=1.8×118N/5×118N=3.6，
应取4段绳子。
由此可以断定应把绳子固定在定滑轮上。
再确定滑轮组。
要使用2个动滑轮，才能有4段绳子承担重物。
如不改变力的方向，则只要1个定滑轮，如题图（甲）所示。
如果改变用力的方向，则要2个定滑轮，如题图（乙）所示。
本章测评
1.一根杆秤，因秤砣磨损一部分，由它称得的质量比被称物体的真实质量（ ）
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.条件不足，无法判断
思路解析：
正确选项为A。
杆秤是一个不等臂杠杆，秤纽为支点O，当称物体时，杠杆在水平位置平衡满足杠杆的平衡条件F1×l1＝F2×l2，其中F1＝m1g，F2＝m2g，l1＝AO，l2＝OB，若保持杠杆在水平位置平衡时，当m2减小时，则OB应增大，故秤砣被磨损后所称物体的质量比实际的偏大。
答案：
A
2.如图13-1所示，杠杆处于平衡状态。
若在两边的钩码下各加一个同样的钩码，则（ ）
图13-1
A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆A端下降
C.杠杆B端下降 D.无法判断
思路分析：
杠杆平衡时，应满足杠杆平衡条件：
F1×l1＝F2×l2。
从图中杠杆两端所挂的钩码数目可知F1＞F2，则l1＜l2。
当杠杆两端各增加一个相同钩码时，则动力和阻力同时增大F，则：
杠杆左端动力与动力臂的乘积为
（F1+F）×l1＝F1×l1+F×l1①
杠杆右端动力与动力臂的乘积为
（F2+F）×l2＝F2×l2+F×l2②
原来杠杆平衡，有F1×l1＝F2×l2，由①②可知：
如果F×l1＝F×l2，杠杆两端力和力臂的乘积仍相等，杠杆就仍能保持平衡。
如果不等，将失去平衡。
此题由于l1＜l2，所以F×l1＜F×l2，说明挂上一个相同钩码后，杠杆右端的力与力臂的乘积会大于左端，所以杠杆不能保持平衡，会向乘积大的右端即B端下降。
答案：
C
3.下列物品属省力杠杆的是（ ）
A.杆秤 B.天平 C.长把钳子 D.镊子
思路分析：
必须熟悉生活中各物体，才能正确选择。
答案：
C
4.（2018浙江台州）如图13-2所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动。
其中说法正确的是（ ）
图13-2
A.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
B.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
C.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
D.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
思路解析：
人拉牛牛没有动，对这一现象进行受力分析，牛在水平方向上受到人的拉力，仍然静止，说明了牛在水平方向上受到平衡力的作用。
与人的拉力相平衡的力只有地对牛的摩擦力。
所以ACD错，B正确。
答案：
B
5.有一弹簧测力计放在水平桌面上，两位同学各拉测力计的一端，使测力计在桌面上静止，测力计的示数为5N，忽略该测力计与桌面间的摩擦，则两位同学所用的力（ ）
A.均为5N B.均为10N C.均为2.5N D.分别为5N和10N
思路解析:
用弹簧测力计测量力的大小时，一般将测力计一端固定，另一端挂物体或施力，此时弹簧测力计示数表示出物重或拉力大小。
测力计静止，说明两端受到的拉力大小相等。
故选项A正确。
答案：
A
6.小强同学在锻炼身体时，沿竖直杆下滑，若他滑下的过程中某一段可看做匀速运动，则在这段过程中（ ）
A.杆对他的摩擦力和他的重力是一对平衡力
B.他对杆的压力和他的重力是一对平衡力
C.杆对他的摩擦力和他的重力的合力方向竖直向下
D.杆对他的摩擦力和他的重力的合力方向竖直向上
思路解析：
以小强为研究对象，他下滑过程中竖直方向受两个力作用，重力和摩擦力。
因为匀速下滑过程中，二力平衡，即重力与摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此，合力为零。
答案：
A
7.汽车在平直公路上做匀速直线运动时，关于汽车的受力情况，下面说法错误的是（ ）
A.汽车受平衡力作用B.汽车受到的牵引力与阻力大小相等
C.汽车受到的合力为零D.汽车受到的各个力大小都相等
思路解析:
以汽车为研究对象，水平方向受牵引力和阻力，竖直方向受重力和支持力。
因为匀速运动，所以两个方向均受力平衡。
因此ABC项正确。
而水平方向上的牵引力、阻力与竖直方向上的重力、支持力数值关系不能确定，因此D项错误。
答案：
D
8.关于自行车部件的设计意图，下列说法正确的是（ ）
A.尾灯只是一种装饰
B.车轮的外胎上做有凹凸花纹是为了节省材料
C.把套上做有凹凸花纹只是为了美观
D.车轴上装有滚动轴承是为了减小摩擦
思路解析：
自行车的尾灯能够将照射它的光原路反射回去，这样能保证骑车人的安全，A错。
车轮的外胎上做有凹凸花纹和把套上做有凹凸花纹都是为了增大摩擦，BC错。
车轴上装有滚动轴承是为了减小摩擦，D正确。
答案：
D
9.一辆汽车停在水平面上，下列叙述中正确的是（ ）
A.受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到向上的弹力，是因为汽车也发生了形变
C.车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力是因为汽车发生了形变
D.以上说法都不正确
思路解析：
从弹力的定义着手：
一个发生形变的物体由于要恢复原状，而对与它接触的物体产生力的作用，这个力就是弹力。
即可知C对。
答案：
C
10.如图13-3所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受三个力，即F1=10N，F2=2N，以及摩擦力的作用。
已知木块处于静止状态，若撤去F1，则木块在水平方向受到的合力应为（ ）
图13-3
A.10N，方向向左B.2N，方向向右
C.2N，方向向左D.零
思路解析：
物体相对地面静止，此时物体受8N的静摩擦力，方向水平向左。
这说明了地面与物体之间的最大静摩擦力fmax≥8N。
当撤去F1时，物体受水平向左的力F2=2N，小于fmax，因此物体并未被推动，受合力为零，此时物体受静摩擦力f（大小与F2等值，为2N）。
答案：
D
11.如图13-4所示，一斜面置于水平地面，地面粗糙。
斜面上放一物体，恰能匀速下滑。
由此可以判定地面对斜面体的摩擦力的方向应为（ ）
图13-4
A.左B.右
C.有摩擦D.上述三种可能都存在
思路解析：
由于物体匀速下滑，把斜面和物体看成一个整体，即可知：
地面对斜面没有摩擦力。
答案：
C
12.在水平木板上放一物体，物体与木板间的动摩擦因数为
，把木板的一端逐渐抬起至竖直的过程中，下列判断中正确的是（ ）
A.物体受到的摩擦力不断增大
B.物体受到的摩擦力先增大，后逐渐减小到零
C.物体受到的摩擦力先增大，后保持不变
D.物体受到的摩擦力不断减小
思路解析:
在逐渐抬起的过程中,物体开始静止,后来滑动;也就是起初物体受静摩擦力,随着倾角的增大,静摩擦力（等于重力沿斜面向下的分力）逐渐增大,当增大到最大静摩擦力时,达到最大值。
继续增大倾角,物体滑动,物体受滑动摩擦力,由f=μN和正压力（等于重力沿垂直斜面方向的分力）逐渐变小知,f也减小。
当板竖直：
N=0，此时f=0。
答案：
B
13.如图13-5，放在水平地面上的物体受重力G和很小的水平作用力F，处于静止状态。
现保持F方向不变，逐渐增大F的数值，此过程中物体所受的摩擦力f的大小（ ）
图13-5
A.不变B.先变小后变大
C.先变大后变小D.先变大后不变
思路解析：
当F逐渐增大时，如果物体仍然没有运动，摩擦力为静摩擦力，随着F的增大而增大；当F增大到一定值时，物体将开始滑动，此时的摩擦力为滑动摩擦力，为定值。
答案：
D
图13-6
14.如图13-6所示，一木块位于粗糙斜面上，在力F作用下处于静止状态，F与斜面平行。
如果将力F撤去，可能出现的情况是（ ）
A.木块下滑
B.木块仍静止不动
C.木块受的摩擦力方向改变
D.木块受的摩擦力变为零
思路解析：
如果摩擦力很小，物体可能因失去F的支持而下滑；因F可能很小，当撤去F后静摩擦力仍可使物体静止在斜面上；如果原来物体受到的力F较大，撤去F后，摩擦力可能变为向上；撤去F后，因斜面粗糙、物体和斜面间有挤压且有下滑的趋势，摩擦力不可能为零。
答案：
ABC
15.如图13-7所示，在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体，让小车自斜面顶端同一高度从静止开始滑下，小车在不同表面运动的距离见下图，通过探究，我们可以反驳如下说法中的哪一条（ ）
图13-7
A.摩擦力越小，小车速度减小得越慢
B.小车受到力就运动，小车不受力就不运动
C.若平面非常平滑，小车的速度将保持不变，永远运动下去
D.运动物体不受力，将保持匀速直线运动
思路解析：
由图中数据可知力是改变物体运动的原因，不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要力来维持，所以B说法不正确，A、C、D说法正确。
答案：
B
16.重50N的物体悬于氢气球下匀速上升，氢气球受到的合力大小为________N。
当悬挂的绳突然断裂后,物体的运动情况为________________。
思路解析：
物体跟着气球匀速上升，做匀速直线运动，合力一定为零。
当悬绳断裂后在惯性作用下物体先上升，而后在重力作用下将会下降。
答案：
0 先上升后下降
17.山区铁路往往在爬坡时采用双车头牵引，一个在前拉，另一个在后推。
如两个车头工作时分别有8×118N和2×118N作用于火车，则这列车受到车头的合力大小是___________。
思路解析：
这是同一直线的方向相同的两个力的合成问题，所以合力的大小等于两个力的大小之和，方向与两个力的方向相同。
答案：
2.8×118N
18.用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm，手向下压杠杆的力是220N，手下降的高度是________cm，人做的总功是________J，有用功是________J，这根杠杆的机械效率是________。
思路解析：
使用杠杆做功时，动力作用点下降的高度h1与阻力作用点上升的高度h2之比等于杠杆两力臂之比（由几何相似三角形可得），即h1∶h2=l1∶l2，h1=
h2=
×0.2m=0.4m
人对杠杆做的功是总功，W总=Fh1=220N×0.4m=88J
杠杆提取重物做功是有用功W有=Gh2=400N×0.2m=80J
杠杆的机械效率η=
=
=83.3%。
答案：
0.4 88 80 83.3%
19.某同学做“研究杠杆平衡条件实验”时，把杠杆挂在支架上，杆左端向下倾斜。
（1）若使杠杆在水平位置平衡，需把螺母向________端调节。
（填“左”或“右”）
（2）杠杆在水平位置平衡以后，他先在右端支点2cm处挂3个钩码，那么他应将1个钩码挂在左端离支点________cm处，杠杆才能恢复平衡（钩码相同）。
思路解析：
在研究杠杆平衡条件时，首先要使杠杆在水平位置平衡，如果左端向下倾斜，应将平衡螺母向右端调节，在右端离支点2cm处挂3个钩码，经过实验中反复试做，结果应将1个钩码挂在左端6cm处，杠杆才恢复平衡。
答案：
（1）右
（2）6
20.一根杠杆长1m，支点O在它的最左端，现将一G为90N的重物放在距O点20cm处，若使杠杆处于水平静止状态，则动力作用在杠杆最右端时，方向________时，动力最小，此动力的大小是________N。
思路解析：
根据题意画出示意图，如图所示。
根据杠杆平衡条件：
阻力×阻力臂=动力×动力臂。
设F1=G=90N l1=0.2m F1l1=90×0.2（N·m）=18（N·m）
要使动力最小，则动力臂应最大
由图中可知，只有当F竖直向上时，动力臂最大
l2=OB=1m 因为F1l1=F2l2
F2=
=
=18N。
答案：
竖直向上 18
21.一条绳子最多能承受1000N的拉力。
请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图。
（动滑轮重及摩擦不计）
思路解析：
在处理这类问题时，首先要计算出承担物重的绳子段数n，即n=
。
注意n取整数，若计算出n是小数，都采用“入”的办法。
例如：
本题中的n=3.3，则n应取4，不能按四舍五入去处理。
然后，根据n的数值及所需的拉力方向去确定动滑轮与定滑轮个数及绕线方法。
如果不要求改变用力方向，则只需要用一个定滑轮，绕线如图甲；如果要改变用力方向，则需要两个定滑轮，绕线如图乙。
答案：
如图所示。
22.用图13-8中所示的滑轮组，将陷在泥地中的汽车拉出。
若拉力F为900N，当匀速拉绳前进3m时，汽车受到泥地的阻力是多大?
汽车前进了多少?
（不计机械自身摩擦）
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