2024-2025學年初中同步測控優(yōu)化設計物理八年級下冊配人教版第12章 第2節(jié)　滑輪含答案

2024-2025學年初中同步測控優(yōu)化設計物理八年級下冊配人教版第12章第2節(jié)滑輪含答案第2節(jié)滑輪知能演練提升一、能力提升1.如圖所示,用不同的機械勻速提升同一物體時,最費力的是(不計機械自重和軸摩擦)()2.某同學在研究動滑輪特點的實驗時,進行了正確操作,并記錄數(shù)據(jù)如下表,分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),實驗結(jié)果與課本中“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論不符。面對這一事實,下列做法最不可取的是()實驗次數(shù)物重G/N拉力F/N11.00.6521.50.9032.01.15A.與同學分析可能原因B.實驗失敗,停止實驗C.改進實驗條件,重新實驗D.查閱資料,了解結(jié)論的適用條件3.利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物,動滑輪重為10N(不計繩重與軸摩擦),則拉力F的大小為()A.70N B.100NC.105N D.110N4.如圖所示,在水平拉力F的作用下,使重300N的物體在水平桌面上以0.1m/s的速度勻速運動時,物體與桌面的摩擦力為60N(不計繩重、動滑輪重及摩擦),F及其功率的大小分別為()A.20N2W B.20N6WC.60N2W D.30N6W5.在日常生活中,用10N的拉力不能提起重力為15N的物體的簡單機械是()A.一個定滑輪 B.一個動滑輪C.杠桿 D.斜面6.一輛汽車不小心陷進了泥潭中,司機按如圖所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪,均可將汽車從泥潭中拉出,如果汽車受到的阻力為1000N,則甲圖中人勻速拉動汽車的拉力至少為,其中比較省力的是圖。(繩與滑輪間的摩擦不計)

7.小可在A端用如圖所示的動滑輪勻速提起200N的水桶,若不計繩重、滑輪重及摩擦,則人拉繩子A端的動力為N;實際測量A端的拉力為110N,不計繩重及摩擦,則滑輪重力為N。

8.如圖所示,工人用240N的拉力,在15s的時間內(nèi),將重600N的建筑材料提升到6m高的樓頂上,繩子自由端移動了m,拉力做的功是J,拉力的功率是W。

9.某小組同學研究動滑輪的使用特點,他們先用彈簧測力計緩慢提起鉤碼,如圖甲所示,再分別用重力不同的動滑輪A、B、C(GA>GB>GC)緩慢提起相同鉤碼,如圖乙、丙、丁所示。請仔細觀察圖示的操作和彈簧測力計的示數(shù),然后歸納得出結(jié)論。(1)比較圖甲與乙(或甲與丙,或甲與丁)兩圖可得

。

(2)比較圖乙、丙、丁三圖可得

。

★10.小軍同學為了探究使用動滑輪的省力情況,使用了如圖所示的實驗裝置。實驗前,小軍用彈簧測力計測得動滑輪的重力為1.0N,每個鉤碼的重力為0.5N;實驗過程中,小軍多次改變動滑輪所掛鉤碼的數(shù)量,分別記下每次所掛鉤碼的重力及對應的彈簧測力計示數(shù),并將其填寫在預先設計好的記錄表中(見下表)。動滑輪重G0/N1.01.01.01.01.01.01.01.0所掛鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0彈簧測力計示數(shù)F/N0.81.01.31.51.82.02.32.5分析實驗數(shù)據(jù)可以得出,在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下,彈簧測力計的示數(shù)F與鉤碼的重力G以及動滑輪的重力G0的關(guān)系為;在動滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下,使用動滑輪。

11.用如圖所示的滑輪組提升重物,要求繩子自由端移動的速度是物體上升速度的2倍,請在圖上畫出繞線的方法。二、探究創(chuàng)新★12.電氣化鐵路的高壓輸電線,無論在嚴冬還是盛夏都要繃直,才能使高壓線與列車的電極接觸良好,這就必須對高壓線施加恒定的拉力。為此,工程師設計了如圖甲所示的恒拉力系統(tǒng),其簡化原理圖如圖乙所示。實際測量得到每個水泥塊的體積為1.5×10-2m3,共懸掛20個水泥塊。已知水泥塊的密度為2.6×103kg/m3,g取10N/kg。(1)請指出圖乙中的動滑輪、定滑輪。(2)每個水泥塊的重力是多少?(3)滑輪組對高壓線的拉力是多大?

知能演練·提升1.A解析設物體重力為G。圖A中為動滑輪,動力作用在動滑輪的軸上,F1=2G;圖B中為定滑輪,定滑輪不省力也不費力,F=G;圖C中為動滑輪,動力作用在動滑輪的輪上,則F3=12G;圖D中為杠桿,動力臂等于阻力臂,則F4=G。因此動力最大的是F12.B解析實驗結(jié)論與理論不符應與同學分析可能原因,或改進實驗條件重新實驗,或查閱資料,了解結(jié)論的適用條件,而不能因?qū)嶒炇《Ｖ箤嶒灐?.C解析由題圖知,n=2,不計繩重和軸摩擦,則繩子自由端的拉力F=12(G+G動)=12×(200N+10N)=105N,故4.B解析由題圖可知,與動滑輪相連的繩子段數(shù)為3,則繩端的拉力F=13Ff=13×60N=20N;繩子自由端的速度為v繩=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;則拉力F的功率為P=Fv繩=20N×0.3m/s=65.A解析本題考查簡單機械的作用。使用定滑輪不能省力,而使用動滑輪、杠桿、斜面都可以省力,故選A。6.解析甲圖中滑輪為定滑輪,不能省力;乙圖中滑輪為動滑輪,能省一半力。答案1000N乙7.解析不計動滑輪重、繩重和摩擦,拉力F=12G=12×200N=100N。若不計繩重及摩擦,實際測量A端的拉力為110N時,根據(jù)F=12(G+G動)得G動=2F-G=2×110N-200N=20答案100208.解析繩子自由端移動的距離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.解析本題是考查使用動滑輪特點的探究題目,主要是比較使用動滑輪與不使用動滑輪用力大小的不同以及使用不同重力的動滑輪省力大小的不同,在幾幅圖中雖然不能讀出力的大小,但也可以從指針的位置進行一定的描述。答案(1)使用動滑輪能省力,但不能改變力的方向(2)使用動滑輪提起相同重物時,動滑輪的重力越小,所用的拉力越小10.解析本題考查對數(shù)據(jù)的分析、歸納能力。分析表中實驗數(shù)據(jù)可以得出,彈簧測力計的示數(shù)F約為鉤碼的重力G和動滑輪的重力G0之和的一半,即F=12(G+G0)。表中前兩組數(shù)據(jù)是動滑輪的重力大于或等于物體重力的情況,分析可知,在這兩種情況下,答案F=12(G+G0)11.解析本題考查滑輪組的繞線方法。繩子自由端移動的速度是物體上升速度的2倍,則相同時間內(nèi)繩子自由端移動的距離等于重物上升高度的2倍,可知有2段繩子承擔總重,即連在動滑輪上的繩子為2段。答案如圖所示12.解析(1)題圖中C是動滑輪,A、B是定滑輪。(2)每個水泥塊的質(zhì)量m1=ρV1=2.6×103kg/m3×1.5×10-2m3=39kg。每個水泥塊的重力G1=m1g=39kg×10N/kg=390N。(3)水泥塊對鋼絲繩的拉力為F1=20G1=20×390N=7.8×103N。由題圖可知,動滑輪由3段繩子承擔,所以滑輪組對高壓輸電線的拉力為F2=3F1=3×7.8×103N=2.34×104N。答案(1)C是動滑輪,A、B是定滑輪。(2)390N(3)2.34×104N第3節(jié)機械效率知能演練提升一、能力提升1.利用如圖所示的滑輪,在粗糙水平面上勻速拉動物體,下列敘述正確的是()A.重力做的功是有用功B.拉力F1做的功是額外功C.繩子自由端的拉力F做的功是總功D.該滑輪的機械效率可能等于100%2.工人用如圖所示的機械將物體勻速提升到某一高度,若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1,忽略繩重與軸摩擦的影響,則機械效率為()A.10% B.45% C.80% D.90%3.如圖所示,用滑輪組提升重物時,重力為800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為500N,則提升重物的過程中()A.做的有用功是800JB.拉力F的功率是80WC.繩子自由端被拉下3mD.滑輪組的機械效率是60%4.用如圖所示的裝置研究滑輪組機械效率,下列說法不正確的是()A.彈簧測力計通常要豎直向上勻速拉動B.測量機械效率的原理是η=WC.機械效率與動滑輪重力的大小有關(guān)D.提高機械效率可以通過減小鉤碼的重力來實現(xiàn)5.用如圖所示的滑輪組勻速提升重力為200N的物體,人對繩的拉力為125N,不計繩重和摩擦,滑輪組的機械效率為。如果人的體重為600N,拉動過程中繩始終未斷裂,他用此滑輪組能提升的最大物重為。

6.用一個動滑輪在5s內(nèi)將一重為300N的物體勻速向上提升3m,動滑輪的機械效率是75%,則拉力大小為N;若忽略繩重與軸摩擦,動滑輪的重力為N。

7.下圖是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D,當手往下壓動搖臂時,能把重物抬高一段較小的距離。工人在2s時間里,用100N的力,豎直向下壓動搖臂50cm,把重力為1000N的重物勻速抬高4cm,則重物上升的速度是m/s,所做的有用功是J,千斤頂?shù)臋C械效率是。

8.如圖所示,將質(zhì)量為100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力從底端勻速拉到斜面頂端。斜面長5m、高1.6m,在此過程斜面的機械效率為80%。則拉力做的功為J,拉力所做的額外功為J。(g取10N/kg)

9.某實驗小組利用如圖所示的裝置測滑輪組機械效率,記錄數(shù)據(jù)如下表:實驗序號鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m機械效率/%①40.11.80.374.1②60.12.40.3(1)實驗時,應沿豎直方向拉動彈簧測力計。

(2)第2次實驗中,拉力做的總功是J,滑輪組做的有用功是J,滑輪組的機械效率η=(結(jié)果保留一位小數(shù))。

(3)由記錄數(shù)據(jù)分析,兩次機械效率不同的主要原因是。

★10.如圖所示,物體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勻速直線運動。已知拉力F=5N,滑輪組的機械效率為80%,試問:(1)5s內(nèi)拉力F所做功的大小是多少?(2)物體A受到水平地面的摩擦力大小是多少?二、探究創(chuàng)新★11.在湛江港碼頭,小華看到工人利用斜面把貨物推到車上,聯(lián)想到上物理課時老師講過的知識,小華想探究斜面的機械效率可能與哪些因素有關(guān),小華提出了以下猜想:A.斜面的機械效率可能與物體的重力有關(guān);B.斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。小華同學為了驗證自己的猜想是否正確,于是他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗探究,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗次數(shù)斜面傾角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有/J總功W總/J斜面的機械效率①30°5.00.64.21.23.05.0②30°3.00.62.51.21.860%③45°3.00.82.81.22.43.471%(1)在實驗操作過程中,應沿斜面向上拉動木塊;實驗時要使木板的傾斜角變大,應該把木板下面的木塊向(選填“左”或“右”)移動。

(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),第①次實驗斜面的機械效率為%,第②次實驗中總功為J。

(3)通過對比實驗①②數(shù)據(jù),可驗證小華的猜想(填寫字母);通過對比實驗②③數(shù)據(jù),可以得出的探究結(jié)論是

。

(4)此實驗主要用到的研究方法是。

(5)除了小華的猜想以外,請你猜想斜面的機械效率還可能與

(寫出一個)有關(guān)。

知能演練·提升1.C2.D解析物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1,即G物=9G滑輪。忽略繩重與軸摩擦的影響,則機械效率η=W有W總3.A解析在提升重物的過程中W有=Gh=800N×1m=800J;拉力F的功率是P=500N×2×1m10s=100W;繩子自由端被拉下s=2×1m=2m;滑輪組的機械效率是4.D5.解析本題考查滑輪組的機械效率的有關(guān)計算。題圖中的滑輪組有2段繩子分擔物重,所以當用它勻速提升200N的重物時,η=W有W總=GhFs=GhFnh=GnF=200N2×125N=80%。在不計摩擦與繩重時,F=12(G物+G動),所以G動=50N。因為人站在地面上施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力為F'=600N,因為答案80%1150N6.解析使用動滑輪時,承擔物重的繩子股數(shù)n=2,拉力端移動距離s=2h。動滑輪的機械效率η=W有W總=GhFs=GhF·2h=G2F=300N2F=75%,則拉力F=200N;若忽略繩重與軸摩擦,拉力F=1答案2001007.解析物體上升的速度v=st=0.04m2s=0.02m/s;有用功W有=Gh=1000N×0.04m=40J;總功W總=Fs=100N×0.5m=50答案0.024080%8.解析本題考查斜面機械效率的有關(guān)計算。根據(jù)木箱的質(zhì)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所做的總功是W總=W有η=1600J80%=2000J;所以拉力所做的額外功是W額=W總-W有=2000J-1答案20004009.解析本題考查測量滑輪組的機械效率。實驗時,要豎直向上勻速拉動彈簧測力計;第2次實驗中,拉力做的總功W總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J,滑輪組做的有用功W有=Gh=6N×0.1m=0.6J,則滑輪組的機械效率η=W有W總=0.6J0.72J≈83.答案(1)勻速(