2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练培优卷：12.2 滑轮同步练习

2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练培优卷：12.2滑轮一、选择题1．如图所示，不计滑轮重与摩擦，物体A质量为2kg，物体B质量为5kg，体积为103cm3．先用手托住A，待放手后（）A．物体B将沉到杯底 B．物体B将停留在水面下任何地方C．物体B将离开水面上升 D．物体B最后浮在水面上2．用图甲所示滑轮组装置将放置在水平地面上，重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和摩擦）下列计算结果不正确的是（）A．动滑轮重20NB．2s~3s内，拉力F的功率是24WC．0.5s时，物体对地面的压力是10ND．1s~2s内，拉力F做的功是15J3．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（）A．A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10NB．B物体下落速度为1m/sC．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15ND．若用F＝15N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动4．用如图所示的滑轮组提升重80N的物体，在10s内匀速上升10m，拉力F为50N，则提升重物的过程中（）A．做的有用功是800J B．绳子自由端的速度为1m/sC．拉力的功率为80W D．滑轮组的机械效率为60%5．如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变，乙丙滑轮完全相同），G动<GM，则（）A．利用机械乙提升M时最省力B．F甲做的功的功率一定小于F乙的C．F乙和F丙两个力所做的功相同D．丙的机械效率小于乙的6．工人师傅用如图所示的两种方式，分别将重力均为400N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。已知F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中每个滑轮重50N，不计杠杆重、绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）A．甲、乙两种方式都能省功 B．F1大小为300N且保持不变C．乙方式的机械效率约为88.9% D．F2的功率为30W7．如图甲所示，质量为40kg的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）①此滑轮组动滑轮的重力为20N②当G物＝150N时，小林对绳子的拉力为60N③当G物′=120N时，若此时的拉力的功率为15W，则物体上升的速度为0.3m/s④若水平高台能承受的最大压强为12500Pa，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%A．只有②④ B．只有② C．只有①③ D．只有①②8．如图所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个滑轮重10N，忽略绳子重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中（）A．拉力F做的功为200JB．拉力F的功率为120WC．滑轮组对物体做的有用功为400JD．滑轮组的机械效率为75%二、填空题9．质量为50kg的工人要用如图甲所示的滑轮组将一批建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料所受重力变化的图象如图乙所示，若机械摩擦及绳重忽略不计，该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料，此滑轮组机械效率的最大值为。10．起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×104N的物体时，物体在5s内上升了5m，此过程中有用功为J，钢丝绳移动的速度为m/s；若滑轮组的机械效率为80%，拉力F等于N，克服绳重摩擦所做的功为2.4×104J，则动滑轮重N。三、作图题11．如图所示，利用滑轮组提起重物，画出滑轮组最省力的绕法．四、实验探究题12．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。物理量实验次数123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4

机械效率η74.1%62.5%

（1）实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计使钩码上升。实验中若缺少刻度尺（“能”或“不能”）完成实验。（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，若不计绳重和摩擦，这组滑轮组的动滑轮总重为N。（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率（选填“越高”、“不变”或“越低”）。（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离sm，机械效率η=。（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，。五、计算题13．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，求：（1）绳子自由端受到竖直向下的拉力F；（2）绳子自由端拉力的功率P。

答案解析部分1．答案:B解析：根据题意可知，物体A的重力GA=mAg=2kg×10N/kg=20N，

物体B的重力GB=mBg=5kg×10N/kg=50N；

由图可知n=2，不计滑轮重与摩擦，则GA=12FB，

那么物体B受到向上的拉力FB=2GA=2×20N=40N，

物体B浸没在水中，V排=V=103cm3=1×10-3m3

受到的浮力为：F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。

则物体B竖直向上的合力为F=FB+F浮=40N+10N=50N；

因为F=GB，

所有物体B将悬浮，即可以停留在水面下任何地方。

故选B。

分析：利用G=mg求出物体的重力，根据滑轮组的使用特点求出动滑轮对物体B的拉力，利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排2．答案:C解析：A：由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，由图乙可知此时拉力F=40N，

由图甲可知，从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3，所以F=13(G物+G动)，即40N=13(100N+G动)，解得G动=20N，故A正确。

B：由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，v=0.2m/s，由图乙可知此时拉力F=40N，

由图甲可知，从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3，

所以拉力端移动速度v′=3v=3×0.2m/s=0.6m/s，

拉力做功功率（总功率）：P总=FV′=40N×0.6m/s=24W，故B正确。

C：由图丙可知，0.5s时，物体的速度为0，处于静止状态，图乙可知，此时拉力F=30N，设重物对挂钩的拉力为F拉，30N=3．答案:B解析：A.根据图片可知，动滑轮组由2段绳子承担物重，

所以A物体对绳子的拉力：FA=12（GB+G动）=12（20N+10N）=15N，

跟机物体间力的作用是相互的可知，物体A受到的拉力为：FA'=FA=15N，

此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到的摩擦力为：f=FA'=15N，故A错误；

B.B物体下落速度为：vB=12v4．答案:A解析：A.滑轮组做的总功W有=Gh=80N×10m=800J，故A正确；

B.自由端移动的距离s=nh=10m×2=20m，自由端移动的速度v=st=20m10s=2m/s，故B错误；

C.拉力的功率P=Fv=50N×2m/s=100W，故C错误；

D.滑轮组的机械效率η=W有W总=GnF=80N50N×2=80%5．答案:D解析：A.根据图片可知，甲：直接提升物体，那么F甲=G；乙：定滑轮不省力不费力，则F乙=G；丙：动滑轮省一半的力，即F丙=G+G动2。根据G动<GM可知，最小的力是F丙，故A错误；

B.根据P=Fv可知，拉力的功率大小与拉力和速度有关，由于二者速度大小不知道，那么二者的功率大小无法比较，故B错误；

C.根据图片可知，F乙只对物体M做功，F丙对动滑轮和M做功，因此二者做功不同，故C错误；

D.根据W有=Gh可知，丙和乙做的有用功相等。乙不对动滑轮做功，而丙对动滑轮做功，那么总功W乙<W丙。根据η=W有W总可知，丙的机械效率小于乙的机械效率，故D正确。

故选D。6．答案:C解析：A.在使用机械时，不可避免的克服摩擦等因素做额外功，因此甲和乙两种方式都不能省功，故A错误；

B.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：400N×OA=F1×OB，解得：F1=200N，故B错误；

C.根据乙图可知，滑轮组的机械效率：η=W有W总=GG+G动分析：（1）根据功的原理判断；

（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算F1的大小；

（3）根据公式η=W有W总=7．答案:A解析：①计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η=由图象可知当物体的重力为120N时，滑轮组的机械效率80%，即80解得动滑轮重力为G动=30N故①错误；②图知绳子的有效段数n=3，不计绳重和摩擦，当G物=150N时，小林对绳子的拉力F=故②正确；③不计绳重和摩擦，当G物′=120N时，小林对绳子的拉力F根据P=可知，绳子自由端移动的速度v=则物体上升的速度v故③错误；④人的重力G人=m人g=40kg×10N/kg=400N由压强公式可知，水平高台能承受的最大压力F压=pS=12500Pa×0.04m2=500N则人受到的最大支持力F支=F压=500N由力的平衡条件可知，绳子的最大拉力F最大=F支-G人=500N-400N=100N因为不计绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的最大拉力为F则小林所能提升的最大物重G最大=nF最大-G动=3×100N-30N=270N根据①可知滑轮组的机械效率η=因动滑轮的重力不变，当重物的重力最大时，机械效率最高，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率η故④正确。综上所述：A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。

分析：根据公式η=W有W总=W有W有8．答案:D解析：A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离s绳=ns物=2×10m=20m拉力F做的功W总=Fs绳=20N×20m=400J不符合题意；B．由v=st可得，物体运动的时间即绳端移动的时间t=s拉力F的功率P=W总不符合题意；C．忽略绳子重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则拉力做的额外功W额=G动h=G动s物=10N×10m=100J滑轮组对物体做的有用功W有=W总﹣W额=400J﹣100J=300J不符合题意；D．滑轮组的机械效率η=W有W总符合题意｡故答案为：D｡

分析：根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据s绳=ns物求出绳子自由端移动的距离，利用W=Fs绳求出拉力F做的功；根据v=st求出物体运动的时间即绳端移动的时间，利用P=Wt求出拉力F的功率.

忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，此时动滑轮上升的高度等于物体水平方向移动的距离，根据W额=G动h求出拉力做的额外功，滑轮组对物体做的有用功等于总功减去额外功；根据η=9．答案:80%解析：根据图乙可知，当物体的重力为300N，机械效率为50%，

根据η=GG+G动得到：50%=300N300N+G动；

解得：G动=300N；

工人对滑轮组的最大拉力F'=G=mg=50kg×10N/kg=500N；

根据F=G+G动n得到：500N=G+300N3；10．答案:1.2×105；3；1×104；1200解析：（1）拉力做的有用功：W有=Gh=2.4×104N×5m=1.2×105J；

（2）由图可知，承担重力的绳子段数n=3，

绳子自由端移动的距离：s=nh=3×5m=15m，

则钢丝绳移动的速度：v=st=15m5s=3m/s；

（3）由η=W有W总=GnF得到：80%=W有W总=2.4×104N3F；

解得：F=1×104N；

（4）滑轮组做的总功：W总=W有η=1.2×105J80%=1.5×105J，

则滑轮组做的额外功：W额=W总-W有=1.5×105J-1.2×105J=3×104J；11．答案:解：如图所示：解析：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮为最省力的绕法，如图所示：。分析：此题主要考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到省力程度也不同．滑轮组绳子的绕法，有两种：

一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；

二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．

提升动滑轮绳子段数越多，越省力，故选第二种方法．12．答案:（1）匀速；能（2）乙；2.4（3）越低（4）0.3；83.3%（5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。解析：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；根据s=nh，可推导出滑轮组的机械效率公式为：η=W有用/W总=GhFs=GhFnh=GFn，由η=GFn可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度h和绳端移动距离s无关，所以物体上升高度h和绳端移动距离s不是必须要测量的量，即缺少刻度尺也能完成实验；

（2）由表中实验数据可知，根据s=nh，由第2次实验数据算出n=sh=0.4m/0.1m=4，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验；若不计绳重和摩擦，则F=（G+G动）/4，所以这组滑轮组的动滑轮总重为G动=4F-G=4x1.6N-4N=2.4N；

（3）由表中第1次实验和第2次实验