2023学年八年级物理全册10.2滑轮及其应用检测含解析新版沪科版.docx

第2节滑轮及其应用 一．填空题（共7小题） 1．如图所示，升旗过程中，向下拉绳子，国旗向　　运动，旗杆顶端的滑轮是　　滑轮，升旗过程中所起的作用是　　。 【解析】旗杆顶端的滑轮不随国旗的运动而运动，滑轮是固定不动的，因此该滑轮是定滑轮，升旗过程中，向下拉绳子，国旗向上运动，滑轮所起的作用是改变力的方向； 故答案为：上；定；改变力的方向。 2．（2023年•安徽）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．如图所示，工人师傅用一轻质动滑轮将重400N的木箱从地面吊到8m高的阳台上，这种滑轮　　改变施力方向（选填“能”或“不能“），不计摩擦和绳重，若滑轮重为60N，工人至少要用　　N的拉力才能拉起木箱，吊到阳台时，绳子的末端移动了　　m。 【解析】由图知，提升重物时，滑轮的轴随物体一起运动，所以该滑轮为动滑轮，其特点是可以省一半力，但不能改变用力的方向； 不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力：F＝＝＝230N； 动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子的末端移动的距离：s＝2h＝2×8m＝16m。 故答案为：不能；230；16。 4．（2023年•海南）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。 5．小明利用如图所示的装置探究滑轮组的特点，他将重为5N的物体匀速提高了1m，每个滑轮重均为1N，不计绳重及摩擦，则绳端移动距离是　　m，施加在绳端的拉力F是　　N，悬挂定滑轮处拉力F′是　　N． 【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动距离s＝2h＝2×1m＝2m； （2）不计绳重及摩擦，绳端拉力F＝（G+G动）＝（5N+1N）＝3N； （3）滑轮组处于平衡状态，以定滑轮为研究对象，其受到向上的拉力F′、向下的重力G定和向下的3段绳子的拉力3F，由力的平衡条件可得，悬挂定滑轮处拉力F′＝3F+G定＝3×3N+1N＝10N，所以F′的大小为10N。 故答案为：2；3；10。 6．（2023年•河南模拟）如图所示是一种手动升降衣架的结构示意图，它用到了我们学过的简单机械﹣﹣﹣﹣滑轮组，使用这种机械的目的是　　（写出一点即可）。若图中虚线框内部分的自重为0.9kg，某次在衣架挂上总重为7.5kg的湿衣服匀速提升时，绳子自由端的拉力至少为　　N（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg） 【解析】（1）使用滑轮组时，由于有动滑轮可以省力，由于有定滑轮可以改变力的方向，所以使用滑轮组时，可以省力，可以改变力的方向； （2）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝4， 忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力： F＝（G+G动）＝×（mg+m动g）＝（0.9kg×10N/kg+7.5kg×10N/kg）＝21N。 故答案为：省力和改变用力方向；21。 7．（2023年•德阳）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。 二．选择题（共9小题） 8．（2023年•嘉兴）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。 9．（2023年•盐城）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（　　） A．省力，不改变施力的方向 B．不省力，改变施力的方向 C．既省力，也改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 【解析】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。 故选：A。 10．（2023年•西宁）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。 11．（2023年•陕西）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．（2023年•哈尔滨）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。 13．（2023年•自贡）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＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．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，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体，水平拉力F的大小为20N．若不计绳子与滑轮组之间的摩擦，则物体受到的摩擦力大小为（　　） A．10N B．40N C．100N D．400N 【解析】由图知，由2段绳子与动滑轮相连，n＝2， 若不计绳子与滑轮组之间的摩擦，且物体在水平地面上做匀速运动，则F＝f， 所以地面对物体的摩擦力：f＝2F＝2×20N＝40N，故B正确。 故选：B。 15．工人用如图所示的滑轮组提升重为1200N的物体，物体上升的速度为0.2m/s，工人对滑轮组绳子自由端的拉力为F，拉力移动的速度为v，考虑动滑轮重、摩擦等因素，下列各组值中可能的是（　　） A．F＝400N，v＝0.8m/s B．F＝300N，v＝0.8m/s C．F＝400N，v＝0.6m/s D．F＝300N，v＝0.6m/s 【解析】（1）由图知，n＝4，拉力移动的速度： v＝4v物＝4×0.2m/s＝0.8m/s； （2）若不考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力F＝G＝×1200N＝300N， 若考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力将变大，大于300N，可能为400N。 故A正确、BCD错。 故选：A。 16．斜面是一种简单机械，生活中经常用到它，工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是（　　） A．甲方法不可以省力，但能省距离 B．甲方法可以省力，也能省距离 C．乙方法可以省力，也能省距离 D．乙方法可以省力，不能省距离 【解析】由功的原理可知使用任何机械都不省功。功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的。所以选项A、B、C错误；D正确； 故选：D。 三．作图题（共2小题） 17．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： 18．图中用笔画线代替绳子画出用该滑轮组提升重物时最省力的绕法。 【解析】图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，要求最省力，则由3段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示： 。 四．实验探究题（共2小题） 19．同学们共同研究滑轮的特点： （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮　　。 （2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示。据此可知，使用动滑轮　　。 （3）他们组装了滑轮组，使用滑轮组匀速提升重物，如图丙所示，拉力为　　N．据此可知，使用滑轮组不仅可以　　，还可以　　。 【解析】（1）由图甲可知，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同，都能使物体竖直上升；每次测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 （2）在图乙中，拉力F＝0.6N＜G＝1N，说明使用动滑轮时能省力，但不能改变力的方向。 （3）由图丙可知，测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N；使用定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，可以省力，也可以改变力的方向； 故答案为：（1）能改变力的方向，但不