八年级下册物理滑轮专项练习题

八年级下册物理滑轮专项练习题一、滑轮核心知识回顾滑轮是物理学中简单机械的重要组成部分，它主要分为定滑轮、动滑轮以及由它们组合而成的滑轮组。理解滑轮的工作原理，关键在于把握其“省力”、“省距离”以及“改变力的方向”这三个核心特点，并能结合力的平衡和机械效率进行分析与计算。*定滑轮：轴的位置固定不动的滑轮。其实质是一个等臂杠杆。使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。*动滑轮：轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。其实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。理想情况下（不计摩擦和动滑轮重力），使用动滑轮能省一半的力，但费一倍的距离，且不能改变力的方向。*滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成。使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向（根据绕线方式而定）。其省力情况取决于承担物重的绳子段数（n）。理想情况下，拉力F=G/n（G为物重，不计动滑轮重、绳重及摩擦）；若考虑动滑轮重（G动），则拉力F=(G+G动)/n。绳端移动的距离s与物体上升高度h的关系为s=nh。*机械效率：有用功跟总功的比值。对于滑轮组，η=W有/W总=(Gh)/(Fs)=G/(nF)（理想情况下，若不考虑摩擦和绳重，η=G/(G+G动)）。提高滑轮组机械效率的方法通常有增加物重、减小动滑轮重、减小摩擦等。二、专项练习题（一）选择题1.关于定滑轮和动滑轮，下列说法正确的是（）A.定滑轮的实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮可以省力B.动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮可以省距离C.使用定滑轮提升重物时，拉力的大小一定等于重物的重力D.使用动滑轮提升重物时，若不计摩擦和动滑轮重力，拉力的大小等于重物重力的一半2.如图所示（此处假设有一简单滑轮组示意图，由一个定滑轮和一个动滑轮组成，绳子从动滑轮顶端开始绕，向下绕过定滑轮，再向上绕过动滑轮，最后拉力方向向下），用此滑轮组提升重物，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.该滑轮组由2段绳子承担物重B.拉力F的大小等于重物重力G的三分之一C.物体上升高度h，绳子自由端移动距离为2hD.若将重物提升速度加快，则拉力F会变大（二）填空题3.用一个定滑轮匀速提升一个重为G的物体，若不计摩擦，则拉力F的大小为______；若改用一个动滑轮匀速提升同一个物体，同样不计摩擦和动滑轮重力，则拉力F的大小为______。4.某同学用一个动滑轮（重为G动）匀速提升一个重为G的物体，若不计绳重和摩擦，则所用拉力F的表达式为F=______。若物体被提升的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=______。5.一个滑轮组的机械效率为η，用它将重为G的物体匀速提升高度h，所做的有用功为______，若此时的拉力为F，绳子自由端移动的距离为s，则总功为______，额外功为______。（三）计算题6.用一个定滑轮将重为50N的物体匀速提升2m，不计摩擦，求拉力做的功。7.用一个动滑轮将重为80N的物体匀速提升1m，若动滑轮重20N，不计绳重和摩擦，求：（1）拉力的大小；（2）拉力做的总功；（3）有用功；（4）该动滑轮的机械效率。8.某滑轮组由两个定滑轮和一个动滑轮组成，用它匀速提升一个重为120N的物体时，所用的拉力为50N（不计绳重和摩擦）。求：（1）动滑轮的重力；（2）若用此滑轮组提升200N的物体，所需拉力为多大？9.用如图所示的滑轮组（此处假设有一滑轮组示意图，能看出承担物重的绳子段数n=3），将重为180N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F为80N，不计绳重和摩擦。求：（1）动滑轮的重力；（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率。10.某同学用滑轮组提升重物，他用250N的拉力将重为600N的物体匀速提升了2m，此时滑轮组的机械效率为80%。不计绳重和摩擦，求：（1）拉力做的有用功；（2）拉力做的总功；（3）绳子自由端移动的距离；（4）动滑轮的重力。三、答案与解析（一）选择题1.答案：D解析：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力但能改变力的方向，A错误；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，能省力但费距离，B错误；若考虑摩擦，使用定滑轮提升重物时，拉力大小会大于重物重力，题目未明确“理想情况”或“不计摩擦”，C错误；不计摩擦和动滑轮重力（理想情况），动滑轮省一半力，D正确。2.答案：C解析：绳子从动滑轮顶端开始绕，向下绕过定滑轮，再向上绕过动滑轮，此时承担物重的绳子段数n=2，A错误；拉力F=G/2（理想情况），B错误；s=nh=2h，C正确；匀速提升时，拉力大小与速度无关，D错误。（二）填空题3.答案：G；G/2解析：定滑轮不省力，F=G；理想动滑轮省一半力，F=G/2。4.答案：(G+G动)/2；2h解析：动滑轮有两段绳子承担物重（包括动滑轮重），故F=(G+G动)/2；s=nh=2h。5.答案：Gh；Fs；Fs-Gh或W总-W有解析：有用功W有=Gh，总功W总=Fs，额外功W额=W总-W有=Fs-Gh。（三）计算题6.解：定滑轮不省力，F=G=50N。拉力移动距离s=h=2m。拉力做的功W=Fs=50N×2m=100J。答：拉力做的功为100J。7.解：（1）动滑轮有2段绳子承担物重，F=(G+G动)/2=(80N+20N)/2=50N。（2）s=2h=2×1m=2m，W总=Fs=50N×2m=100J。（3）W有=Gh=80N×1m=80J。（4）η=W有/W总=80J/100J=80%。答：（1）拉力大小为50N；（2）总功为100J；（3）有用功为80J；（4）机械效率为80%。8.解：两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，通常有两种绕线方式，n=3或n=2。根据拉力F=50N，物重G=120N，F<G/2（60N），故n=3。（1）不计绳重摩擦，F=(G+G动)/n，G动=nF-G=3×50N-120N=30N。（2）提升200N物体时，F'=(G'+G动)/n=(200N+30N)/3≈76.7N。答：（1）动滑轮重力为30N；（2）所需拉力约为76.7N。9.解：n=3。（1）不计绳重摩擦，F=(G+G动)/n，G动=nF-G=3×80N-180N=60N。（2）物体速度v物=0.1m/s，拉力端速度v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s。拉力功率P=Fv=80N×0.3m/s=24W。（3）η=W有/W总=Gh/Fs=G/(nF)=180N/(3×80N)=75%。答：（1）动滑轮重力为60N；（2）拉力功率为24W；（3）机械效率为75%。10.解：（1）W有=Gh=600N×2m=1200J。（2）η=W有/W总，W总=W有/η=1200J/80%=1500J。（3）W总=Fs，s=W总/F=1500J/250N=6m。（4）n=s/h=6m/2m=3。不计绳重摩擦，η=G/(nF)，这里已给出η，也可通过W额=W总-W有=G动h求G动。W额=1500J-1200J=300J，G动=W额/h=300J/2m=150N。答：（1）有用功1200J；（2）总功1500J；（3）绳端移动距离6m；（4）动滑轮重力150N。四、解题思路与技巧总结在解决滑轮相关问题时，首先要明确滑轮的类型（定滑轮、动滑轮、滑轮组），并能准确判断滑轮组中承担物重的绳子段数n，这是解决大部分计算题的关键。对于理想情况（不计绳重、摩擦、动滑轮重），拉力F=G/n；对于非理想情况，需考虑动滑轮重力