《1滑轮》同步练习【答案】

《12.2滑轮》同步练习参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）1．用如图所示的滑轮组提升货物，每个滑轮重为20N，作用在绳子自由端的拉力是60N，绳重及摩擦不计。则货物重应是（）A．80N B．90N C．100N D．120N【解答】解：图中承担物重的绳子股数n＝2，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），则提升的货物重：G＝2F﹣G动＝2×60N﹣20N＝100N。故选：C。2．用一个机械效率为70%的滑轮组，将重为2240N的重物提起，所用的拉力为800N，则滑轮组至少由（）组成。A．1个定滑轮和1个动滑轮 B．2个定滑轮和2个动滑轮 C．1个定滑轮和2个动滑轮 D．2个定滑轮和1个动滑轮【解答】解：∵η＝＝＝，∴n＝＝＝4；∴应该有4股绳子承物重，∵一个动滑轮只能有2段绳子承重，∴至少需要两个动滑轮如图所示：显而易见，至少需要一个定滑轮；故选：C。3．如图所示，分别用力F1、F2和F3，使用下列三个装置匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重，则F1、F2和F3的大小关系是（）A．F1＜F2＝F3 B．F2＜F1＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＜F3【解答】解：不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下；左边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1＝G。中间的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故F2＝G。右边的滑轮是动滑轮，F3作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F3＝2G，所以，F2＜F1＜F3。故选：B。4．如图所示的滑轮中作为动滑轮使用的是（）A． B． C． D．【解答】解：使用时与物体一起运动的滑轮为动滑轮，C与物体一起运动，故C正确，ABD错误。故选：C。5．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是（）A．定滑轮 B．动滑轮 C．斜面 D．滑轮组【解答】解：A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；故选：D。6．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路如图所示，这样车辆向上行驶时可以（）A．减小所必需的牵引力 B．减小所做的功 C．提高机械效率 D．提高发动机功率【解答】解：A、盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，故A正确。B、根据功的原理：使用任何机械都不省功，即使用机械（如斜面）时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，故B错误；C、从机械效率的公式η＝可知，有用功相同，盘山路越弯曲，额外功越多，机械效率越低，故C错误；D、汽车的功率决定于汽车的发动机，每辆汽车都有自己的输出功率，是一个不变量，故D错误。故选：A。7．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧测力计示数为10 N，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是（）A．F＝20 N，f＝20 N B．F＝10 N，f＝20 N C．F＝20 N，f＝10 N D．F＝10 N，f＝10 N【解答】解：图中实质是一个动滑轮，绳子两端的力相等，都为10N，轴上的力F等于绳子两端的力的和为20N；物体匀速运动，则绳子对物体的拉力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力，大小相等为10N。故选：C。二．填空题（共4小题）8．如图，物体的重力都是30N，（不考虑摩擦和动滑轮的重力）当物体处于平衡状态时，拉力F的大小分别是FA＝30N，FB＝15N。【解答】解：不考虑摩擦和动滑轮的重力，左图为两个定滑轮，不省力，则FA＝G物＝30N；右图为滑轮组，与动滑轮相连绳子段数n＝2，则FB＝G物＝×30N＝15N。故答案为：30；15。9．如图所示，画出使用图中所示滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。【解答】解：动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一，此题最多可由3段绳子承担动滑轮的重。故答案：10．定滑轮的实质：相当于一个等臂杠杆，竖直方向使用，拉力F和物重G物的关系是F＝G物，因此使用定滑轮省力。动滑轮的实质：相当于一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，竖直方向使用，其他因素不考虑，拉力F和重力G物的关系是F＝G物，如考虑动滑轮重G动，它们的关系是F＝（G物+G动），使用一个动滑轮可以省一半力。【解答】解：定滑轮相当于一个等臂杠杆，使用时不能省力，所以拉力F和物重G物的关系是F＝G物。动滑轮的实质：相当于一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，竖直方向使用，其他因素不考虑，拉力F和重力G物的关系是F＝G物，如考虑动滑轮重G动，它们的关系是F＝（G物+G动），使用一个动滑轮可以省一半的力。故答案为：等臂；F＝G物；动力臂为阻力臂2倍；F＝G物；F＝（G物+G动）；一半。11．一辆小汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是改变力的方向；设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2；则F1＞F2（填“＞”“＜”或“＝”）。【解答】解：甲中使用的是定滑轮，不省力，但能改变用力的方向；乙中使用的是动滑轮，可以省力，但费一倍的距离；所以，F1＞F2。故答案为：改变力的方向；＞。三．作图题（共2小题）12．如图所示的滑轮组，物重G＝100N，用40N的力就能匀速提升重物，请在图中画出绕线方式。【解答】解：由题知，拉力F＝40N，G＝100N，使用滑轮组承担物重的绳子股数n至少是3，图中是一动一定，所以需要从动滑轮的上挂钩开始向上绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示：13．图甲中用到了一个定滑轮（填“定”或“动”），它不能省力，但能改变力的方向，为避免甲所示情形出现，改用图乙的滑轮组。要求：用最省力的方式绕好滑轮组后，地面的瘦子能把米袋向上拉。请用笔画线代替绳子在图乙中画出绕线方式。【解答】解：甲图中的滑轮轮轴是固定的，所以该滑轮是定滑轮；使用定滑轮不能够省力，但可以改变力的方向；人站在地面上向下拉绳子，且是最省力的方式，所以此滑轮组的绳子股数有3股，绕制图如下：四．实验探究题（共8小题）14．如图所示，在两墙之间同一水平面上的A、B两处用弹簧测力计和滑轮相连，不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦，若拉力F＝5N，则弹簧测力计P示数是15N，弹簧测力计Q的示数是10N。【解答】解：不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦，已知拉力F＝5N，由图知弹簧测力计P连接的滑轮上有3段绳子，则由力的平衡条件可得弹簧测力计P的示数：FP＝3F＝3×5N＝15N；由图知弹簧测力计Q连接的滑轮上有2段绳子，则由力的平衡条件可得弹簧测力计Q的示数：FQ＝2F＝2×5N＝10N。故答案为：15；10。15．小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F＝0.2G+0.5N。G/N2345678F/N0.91.11.31.51.71.92.1【解答】解：由表格数据可知，随着物重的增加，拉力均匀增大，即物重每增加1N，拉力增大0.2N，所以，拉力F与重力G的关系为一次函数关系，设F＝kG+b，分析表格第二、第三列的数据可得：0.9N＝k×2N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣①1.1N＝k×3N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣②②﹣①得：k＝0.2，将k＝0.2代入①得：b＝0.5N；所以力F与重力G的关系式是：F＝0.2G+0.5N。故答案为：0.2G+0.5N。16．实验设计题：小明利用机械想完成此操作﹣﹣﹣用50N的力恰好提起150N的重物。不计机械本身的重和摩擦，请你设计出两个可能的实验装配图，画在两个虚线框中。【解答】解：不计机械本身的重和摩擦，拉力F＝G，故n＝＝＝3，所以，可以利用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，绳子从动滑轮开始缠绕；也可以利用利用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，绳子从动滑轮开始缠绕，如图所示：17．小方同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。（1）小方在测量钩码重力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将测力计在竖直方向调零。测量钩码重力时，应将钩码挂在弹簧测力计下如图甲所示，并让它处于静止状态，这时弹簧测力计的示数大小就等于钩码的重力大小。（2）在探究定滑轮特点时，小方按照如图乙所示操作，觉得读数不太方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会变小（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是测力计本身受重力的作用。（3）在探究动滑轮特点时，小方按照如图丙所示操作，记录数据如下表。分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，其原因是动滑轮本身有重力，请给出减小此差异的建议将动滑轮的重力计算在提升物体的重力里。小方最终得出正确的实验结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离。实验次数物重G/N测力计的示数F/N11.000.6521.500.9032.001.15【解答】解：（1）测量物体重力前，由于重力是竖直向下的，所以应将弹簧测力计在竖直方向调零；当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等；所以，测量物体重力时，应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于静止状态；（2）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重；（3）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的，要减小此差异，则动滑轮的重力不能忽略，所以应该将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里；使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，同时绳子拉下的长度是物体上升高度的二倍，也就是费距离。故答案为：（1）竖直；静止；（2）变小；测力计本身受重力的作用；（3）动滑轮本身有重力；将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里；省力；力的方向；距离。18．小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。实验次数物重G/N测力计的示数F/N11.000.6521.500.9032.001.15（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会变小（“变大”、“变小”或“不变”）。（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是动滑轮本身有重力。请给出一条减小此差异的建议将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里。【解答】解：（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上；此时弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的自身重力和手的向下拉力；这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计重力之差，所以在匀速拉动时，会造成测力计的示数变小。（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力也会增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的，要减小此差异，则动滑轮的重力不能忽略；减小此差异的方法：将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里。故答案为：（1）变小；（2）动滑轮本身有重力；将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力里。19．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动，分别测得数据如表所示：钩码重G/N钩码升高高度h/m测力计示数/F/N测力计移动距离s/m（a）10.210.2（b）10.21.10.2（c）10.20.60.4请你分析：（1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是能省力。（2）比较弹簧测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。（3）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮费距离。（4）根据（c）实验的数据可计算出动滑轮的自重为0.2N（不计摩擦和绳重）。【解答】解：（1）在（c）中，拉力F＝0.6N＜G＝1N，故使用动滑轮时省力；（2）在（a）中，拉力F＝1N＝G＝1N，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；（3）（b）中拉力移动的距离为0.2m，（c）中拉力移动的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离；（4）根据s＝nh可得，绳子股数n＝＝＝2，所以F＝（G+G动）所以动滑轮重为G动＝2F﹣G＝2×0.6N﹣1N＝0.2N。故本题答案为：（1）能省力；（2）可以改变力的方向；（3）费距离；（4）0.2。20．图是小云和小宁研究使用动滑轮提升钩码时，作用在绳子自由端的拉力与钩码重力的关系实验，小云匀速竖直向上拉弹簧测力计，测力计的示数为F1；小宁也用此装置（滑轮、钩码、绳子均不变）进行实验，测力计的示数为F2；他们发现F1≠F2，经核实两人测力计读数均准确无误。（1）请你猜想出现此情况的原因是小宁没有匀速竖直向上拉弹簧测力计；（2）写出检验猜想的方法：竖直向上匀速拉弹簧测力计，读出测力计示数为F2，如果F1＝F2，则猜想正确，反之错误。【解答】解：（1）在探究使用动滑轮作用在绳子自由端的拉力与钩码重力的关系时，拉力的方向应该是竖直向上，否则测得的拉力值将偏大，可见F1≠F2的原因是：小宁没有匀速竖直向上拉弹簧测力计；（2）可以这样检验猜想是否正确：竖直向上匀速拉弹簧测力计，读出测力计示数为F2，如果F1＝F2，则猜想正确，反之错误。故答案为：（1）小宁没有匀速竖直向上拉弹簧测力计；（2）竖直向上匀速拉弹簧测力计，读出测力计示数为F2，如果F1＝F2，则猜想正确，反之错误。21．某小组同学研究使用动滑轮匀速提起物体时，竖直向上的拉力F的大小的变化情况。他们按图23所示方式用三个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小分别记录在表一、表二和表三中。表一：动滑轮G甲＝5N表二：动滑轮G乙＝4N表三：动滑轮G丙＝2N实验序号G物（牛）F（牛）实验序号G物（牛）F（牛）实验序号G物（牛）F（牛）144.5623.01111.5265.5744.01222.0386.5865.01343.04107.5981464.05128.510107.01585.0（1）分析比较表一中F与G物的大小及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体时，滑轮重力相同，物体重力越大，拉力越大。（2）完成表格中数据的