2024-2025学年初中同步测控优化设计物理八年级下册配人教版第12章 第2节　滑轮含答案

2024-2025学年初中同步测控优化设计物理八年级下册配人教版第12章第2节滑轮含答案第2节滑轮知能演练提升一、能力提升1.如图所示,用不同的机械匀速提升同一物体时,最费力的是(不计机械自重和轴摩擦)()2.某同学在研究动滑轮特点的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符。面对这一事实,下列做法最不可取的是()实验次数物重G/N拉力F/N11.00.6521.50.9032.01.15A.与同学分析可能原因B.实验失败,停止实验C.改进实验条件,重新实验D.查阅资料,了解结论的适用条件3.利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与轴摩擦),则拉力F的大小为()A.70N B.100NC.105N D.110N4.如图所示,在水平拉力F的作用下,使重300N的物体在水平桌面上以0.1m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60N(不计绳重、动滑轮重及摩擦),F及其功率的大小分别为()A.20N2W B.20N6WC.60N2W D.30N6W5.在日常生活中,用10N的拉力不能提起重力为15N的物体的简单机械是()A.一个定滑轮 B.一个动滑轮C.杠杆 D.斜面6.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出,如果汽车受到的阻力为1000N,则甲图中人匀速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)

7.小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的动力为N;实际测量A端的拉力为110N,不计绳重及摩擦,则滑轮重力为N。

8.如图所示,工人用240N的拉力,在15s的时间内,将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上,绳子自由端移动了m,拉力做的功是J,拉力的功率是W。

9.某小组同学研究动滑轮的使用特点,他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码,如图甲所示,再分别用重力不同的动滑轮A、B、C(GA>GB>GC)缓慢提起相同钩码,如图乙、丙、丁所示。请仔细观察图示的操作和弹簧测力计的示数,然后归纳得出结论。(1)比较图甲与乙(或甲与丙,或甲与丁)两图可得

。

(2)比较图乙、丙、丁三图可得

。

★10.小军同学为了探究使用动滑轮的省力情况,使用了如图所示的实验装置。实验前,小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N;实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数,并将其填写在预先设计好的记录表中(见下表)。动滑轮重G0/N1.01.01.01.01.01.01.01.0所挂钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.01.31.51.82.02.32.5分析实验数据可以得出,在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为;在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用动滑轮。

11.用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。二、探究创新★12.电气化铁路的高压输电线,无论在严冬还是盛夏都要绷直,才能使高压线与列车的电极接触良好,这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此,工程师设计了如图甲所示的恒拉力系统,其简化原理图如图乙所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10-2m3,共悬挂20个水泥块。已知水泥块的密度为2.6×103kg/m3,g取10N/kg。(1)请指出图乙中的动滑轮、定滑轮。(2)每个水泥块的重力是多少?(3)滑轮组对高压线的拉力是多大?

知能演练·提升1.A解析设物体重力为G。图A中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,F1=2G;图B中为定滑轮,定滑轮不省力也不费力,F=G;图C中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轮上,则F3=12G;图D中为杠杆,动力臂等于阻力臂,则F4=G。因此动力最大的是F12.B解析实验结论与理论不符应与同学分析可能原因,或改进实验条件重新实验,或查阅资料,了解结论的适用条件,而不能因实验失败而停止实验。3.C解析由题图知,n=2,不计绳重和轴摩擦,则绳子自由端的拉力F=12(G+G动)=12×(200N+10N)=105N,故4.B解析由题图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,则绳端的拉力F=13Ff=13×60N=20N;绳子自由端的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;则拉力F的功率为P=Fv绳=20N×0.3m/s=65.A解析本题考查简单机械的作用。使用定滑轮不能省力,而使用动滑轮、杠杆、斜面都可以省力,故选A。6.解析甲图中滑轮为定滑轮,不能省力;乙图中滑轮为动滑轮,能省一半力。答案1000N乙7.解析不计动滑轮重、绳重和摩擦,拉力F=12G=12×200N=100N。若不计绳重及摩擦,实际测量A端的拉力为110N时,根据F=12(G+G动)得G动=2F-G=2×110N-200N=20答案100208.解析绳子自由端移动的距离s=3h=3×6m=18m,拉力做的功W=Fs=240N×18m=4320J,拉力的功率P=Wt=4答案1843202889.解析本题是考查使用动滑轮特点的探究题目,主要是比较使用动滑轮与不使用动滑轮用力大小的不同以及使用不同重力的动滑轮省力大小的不同,在几幅图中虽然不能读出力的大小,但也可以从指针的位置进行一定的描述。答案(1)使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向(2)使用动滑轮提起相同重物时,动滑轮的重力越小,所用的拉力越小10.解析本题考查对数据的分析、归纳能力。分析表中实验数据可以得出,弹簧测力计的示数F约为钩码的重力G和动滑轮的重力G0之和的一半,即F=12(G+G0)。表中前两组数据是动滑轮的重力大于或等于物体重力的情况,分析可知,在这两种情况下,答案F=12(G+G0)11.解析本题考查滑轮组的绕线方法。绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,则相同时间内绳子自由端移动的距离等于重物上升高度的2倍,可知有2段绳子承担总重,即连在动滑轮上的绳子为2段。答案如图所示12.解析(1)题图中C是动滑轮,A、B是定滑轮。(2)每个水泥块的质量m1=ρV1=2.6×103kg/m3×1.5×10-2m3=39kg。每个水泥块的重力G1=m1g=39kg×10N/kg=390N。(3)水泥块对钢丝绳的拉力为F1=20G1=20×390N=7.8×103N。由题图可知,动滑轮由3段绳子承担,所以滑轮组对高压输电线的拉力为F2=3F1=3×7.8×103N=2.34×104N。答案(1)C是动滑轮,A、B是定滑轮。(2)390N(3)2.34×104N第3节机械效率知能演练提升一、能力提升1.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是()A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是额外功C.绳子自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%2.工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度,若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1,忽略绳重与轴摩擦的影响,则机械效率为()A.10% B.45% C.80% D.90%3.如图所示,用滑轮组提升重物时,重力为800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中()A.做的有用功是800JB.拉力F的功率是80WC.绳子自由端被拉下3mD.滑轮组的机械效率是60%4.用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是()A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动B.测量机械效率的原理是η=WC.机械效率与动滑轮重力的大小有关D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现5.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为200N的物体,人对绳的拉力为125N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为。如果人的体重为600N,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为。

6.用一个动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速向上提升3m,动滑轮的机械效率是75%,则拉力大小为N;若忽略绳重与轴摩擦,动滑轮的重力为N。

7.下图是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。工人在2s时间里,用100N的力,竖直向下压动摇臂50cm,把重力为1000N的重物匀速抬高4cm,则重物上升的速度是m/s,所做的有用功是J,千斤顶的机械效率是。

8.如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端。斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的功为J,拉力所做的额外功为J。(g取10N/kg)

9.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表:实验序号钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率/%①40.11.80.374.1②60.12.40.3(1)实验时,应沿竖直方向拉动弹簧测力计。

(2)第2次实验中,拉力做的总功是J,滑轮组做的有用功是J,滑轮组的机械效率η=(结果保留一位小数)。

(3)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是。

★10.如图所示,物体A受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,试问:(1)5s内拉力F所做功的大小是多少?(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?二、探究创新★11.在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关,小华提出了以下猜想:A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关;B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了验证自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:实验次数斜面倾角θ物块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J斜面的机械效率①30°5.00.64.21.23.05.0②30°3.00.62.51.21.860%③45°3.00.82.81.22.43.471%(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向(选填“左”或“右”)移动。

(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为%,第②次实验中总功为J。

(3)通过对比实验①②数据,可验证小华的猜想(填写字母);通过对比实验②③数据,可以得出的探究结论是

。

(4)此实验主要用到的研究方法是。

(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与

(写出一个)有关。

知能演练·提升1.C2.D解析物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1,即G物=9G滑轮。忽略绳重与轴摩擦的影响,则机械效率η=W有W总3.A解析在提升重物的过程中W有=Gh=800N×1m=800J;拉力F的功率是P=500N×2×1m10s=100W;绳子自由端被拉下s=2×1m=2m;滑轮组的机械效率是4.D5.解析本题考查滑轮组的机械效率的有关计算。题图中的滑轮组有2段绳子分担物重,所以当用它匀速提升200N的重物时,η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=200N2×125N=80%。在不计摩擦与绳重时,F=12(G物+G动),所以G动=50N。因为人站在地面上施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力为F'=600N,因为答案80%1150N6.解析使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动距离s=2h。动滑轮的机械效率η=W有W总=GhFs=GhF·2h=G2F=300N2F=75%,则拉力F=200N;若忽略绳重与轴摩擦,拉力F=1答案2001007.解析物体上升的速度v=st=0.04m2s=0.02m/s;有用功W有=Gh=1000N×0.04m=40J;总功W总=Fs=100N×0.5m=50答案0.024080%8.解析本题考查斜面机械效率的有关计算。根据木箱的质量可以求出木箱的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N;克服木箱的重力所做的功就是有用功,即W有=Gh=1000N×1.6m=1600J;拉力F所做的总功是W总=W有η=1600J80%=2000J;所以拉力所做的额外功是W额=W总-W有=2000J-1答案20004009.解析本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;第2次实验中,拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J,滑轮组做的有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J,则滑轮组的机械效率η=W有W总=0.6J0.72J≈83.答案(1)匀速(