物理北师大版八年级下册 第9章 二、滑轮 习题(带解析)

第9章二、滑轮
一、单选题
1.学校旗杆顶端装有定滑轮，定滑轮的作用是（）
A.不省力，但改变力的方向
B.省力，但不改变力的方向
C.既不省力，也不改变力的方向
D.既省力，也改变力的方向
2.小华用100N的力将重400N的物体提高一定距离，则他可能使用的是（）
A.斜面
B.定滑轮
C.动滑轮
D.一个定滑轮和一个动滑轮
3.工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（）
①滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
②图中动滑轮相当于一个省力杠杆
③绳子自由端下拉1m，桶上升2m
④质量为65kg的工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石
A.只有①②
B.只有②④
C.只有③④
D.只有②③
4.如图所示，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（）
A.A受到的绳子的拉力为30N
B.若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增加一倍
C.动滑轮的重力为10N
D.若将A匀速向左拉动，则需要给A施加一个水平向左的20N的拉力
5.到山区旅游，汽车通过盘山公路迂回向上行驶。

利用盘山公路（）
A.可以省力，又可以省功
B.不可以省力，但可以省功
C.可以省力，但不可以省功
D.不可以省力，也不可以省功
6.如图所示，用水平拉力F拉着重为50N的物块在水平桌面上做匀速直线运动拉力F的大小是30N，则物块受到的摩擦力是（）
A.60N
B.20N
C.15N
D.10N
7.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（）
A.30N
B.35N
C.40N
D.45N
8.小李的质量为60kg，可以举起90kg的杠铃，小胖的质量为80kg，可以举起70kg的杠铃。

他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来，比赛结果应是（）
A.小李把小胖拉起
B.小胖把小李拉起
C.两个都拉不起
D.两个都拉起
9.如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体，不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（）
A.20N
B.25N
C.30N
D.35N
二、填空题
1.小明将一面国旗在国歌声中匀速升到旗杆顶端，旗杆顶端装有定滑轮，其本质是一个______（选填“省力”、“费力”、“等臂”）杠杆，利用它来升国旗，目的是改变______。

2.使用定滑轮不能省力，但可以改变______；使用动滑轮可以省一半力。

国旗旗杆顶上的滑轮属于______。

3.如图所示，物体G重500N，滑轮重10N，当物体G匀速上升时，挂钩B
承受的拉力为______N，挂钩A承受的拉力为______N，拉力F=______N．若绳子自由端向上拉过0.5m，则物体向上移动了______m．（滑轮摩擦不计）
4.升国旗时，旗杆顶部的滑轮是______（选填“定”或“动”）滑轮，其作用是为了______。

5.如图所示，在一些建筑物的入口的楼梯旁边会修建一个斜坡用来方便残疾人通行，斜坡修建的倾角越______（大/小）越省力.
6. 如图所示，当分别沿力F1、F2和两个力之间的不同方向多次匀速提起物体A时，拉力大小都相等，说明定滑轮的工作特点是______.
7.如图所示，滑轮______是定滑轮（选填“A”或“B”）；若物体的质量均为30kg，不计摩擦和滑轮重力，分别用力F1、F2匀速提起物体时，力F2的大小为______牛，物体的机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（g=10N/kg）
三、实验探究题
1.
（1）在图A中，图______所示是小球在空中摆动时受重力的示意图。

（2）如图B所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆B点。

图中的线段______表示拉力F对支点O的力臂L．（选填“OA”、“OB”或“AB”）
（3）如图C所示，弹簧测力计的示数为______N。

（4）在图D中，请你用笔画线代替细绳，帮助小勇组装滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力F。

2.小明同学在学习滑轮时，老师讲到：理想的动滑轮最多省一半力，其实省力的多少与拉力和竖直方向的夹角大小有关，如图甲所示。

小明就此问题展开如图乙所示的实验探究，并将所测数据记录在表格中。

（1）如图丙所示，这是第三步实验时弹簧测力计的示数，则F3=______N；（2）通过分析实验数据可初步得出结论：使用动滑轮提升同一重物时，拉力F与竖直方向的夹角θ越大，需要的拉力F越大。

请你从杠杆平衡条件的角度分析其中的原因：______。

四、简答题
1.解释如图的科学漫画。

一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮行吗？
应该怎么办？
2.话说三国时期，刘备、关羽、张飞“桃园三结义”之后，张飞对自己排在第三位总感到不服气。

有一天，兄弟三人饮酒聚会，张飞喝了不少酒，趁着酒劲提出要与关羽比力气，想出出这口气。

他提出：谁能把自己提起来，谁的力气就大。

说罢，他用双手紧抓自己的头发，使劲向上提。

尽管他使出了最大的力气，憋得满脸黑紫，甚至把头发都拔掉了一大把，结果还是不能使自己离开地面。

最后便气呼呼地坐到自己的椅子上去了。

关羽想了一下，找来一根绳子，把绳子的一端拴在自己腰上，另一端跨过一个树杈，双手使劲向下拉，结果身体慢慢离开了地面。

关羽胜了。

试解释，关羽为什么会赢呢？
五、计算题
1.如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为120kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，
=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
金属块一直匀速上升。

（ρ
水
（1）在金属块还未露出水面时，金属块的体积和金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力和人的拉力；
（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功。

第9章二、滑轮
【选择题答案】
1. A
2. A
3. B
4. C
5. C
6. C
7. D
8. B
9. D
【解析】
1.
解：定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力，故A正确，BCD错误。

故选：A。

解决此题要知道定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向。

解决此类问题要结合定滑轮的特点进行分析解答。

2.
解：A、斜面越长越省力，故A正确；
B、因为100N的拉力要提起重300N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在动滑轮、定滑轮、杠杆中，只有定滑轮不能达到省力的目的，故B错误；
C、一个动滑轮只能省一半的力，在不计机械自重和摩擦的情况下：动滑轮末端的拉力F=1/2G；而题目中是用100N的力提起一个重为300N的物体，故C错误；
D、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，滑轮组的连接方式为三股绳子的组装方式，即绳子的股数n=3，这时滑轮组最多提起的重物为G物=nF=3×100N=300N，此题成立的前提应该是在动滑轮重、绳重和摩擦不计的情况下，故D不能，只有使用杠杆，根据杠杆的平衡条件，可以用100N的力提起一个重为300N的物体，故D错误。

故选：A。

在不计机械自重和摩擦的情况下：
①滑轮组绳子末端的拉力F=1/nG；
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知动力：F1=F2L2/L1；
③动滑轮末端的拉力F=1/2G；
此题主要考查了动滑轮、杠杆的省力，滑轮组，以及斜面的有关知识，是一道综合题。

3.
解：
①定滑轮能改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小，故①错误；
②动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故②正确；
③由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，若绳子自由端下拉1m，则桶上升0.5m，故③错误；
④工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，
所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kg×10N/kg=650N；
不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大
=2×650N=1300N，
则提升物体的最大质量：m最大=130kg，若考虑绳重、动滑轮重和摩擦，则提升物体的最大质量会小于130kg，所以该工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石，故④正确；
综上可知，只有②④正确。

故选：B。

（1）定滑轮实质是等臂杠杆，能改变力的方向，但不能改变力的大小；
（2）动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆；
（3）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h；
（4）工人提供的最大拉力等于自身重力；利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大，利用G=mg求提升最大质量。

本题考查了动滑轮、定滑轮、滑轮组的特点，本题关键是知道：工人提供的最大拉力等于自身重力。

4.
解：
A、物体A受到的摩擦力：f=0.2G A=0.2×100N=20N；由于A物体向右做匀速直线运动，A物体受到的绳子的拉力F与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则F=f=20N，故A 错误；
B、若把B的重增加一倍，A与地面的粗糙程度不变，压力不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，F=1/2（G B+G动），则动滑轮的重力：
G动═2F-G B=2×20N-30N=10N，故C正确；
D、若把物体A匀速向左拉动，A受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力作用，由于A 匀速运动，故向左的拉力等于向右的作用力的合力；又因为接触面的粗糙程度、压力不变，摩擦力不变，所以A受到水平向左的拉力：F左=20N+20N=40N，故D错误。

故选：C。

（1）先根据“A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍”求出A受到的摩擦力，然后根据A受平衡力求A受到的绳子的拉力；
（2）影响滑动摩擦力大小的因素：压力、接触面的粗糙程度；
（3）不计绳重和摩擦，F=1/2（G B+G动），据此求出动滑轮的重力；
（4）若让A匀速向左运动，此时摩擦力方向向右，但摩擦力大小不变，再结合绳子的拉力和平衡力的知识就可以求出所需的向左的拉力。

本题考查了滑轮组的特点，力的平衡知识、影响滑动摩擦力大小的因素，考查知识点较多，关键是对物体进行正确的受力分析。

5.
解；斜面长了运动距离，减小了车辆上山时所需要的牵引力，可以省力；根据功的原理可知，使用任何机械都不省功。

故选：C。

盘山公路、用木板搭斜坡，都是要使物体向高处运动，所以我们可以从斜面模型上分析。

使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离。

本题考查了斜面在生活中的应用，属于基础知识。

6.
解：因为物体做匀速直线运动，所以它在水平方向受平衡力的作用，即它受的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力，图中是一个动滑轮，所以物块受到的拉力即摩擦力
f=30N×1/2=15N。

故选：C。

由物体做匀速直线运动，判定它在水平方向受平衡力的作用，即它受的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力。

该题比较综合，先判断二力平衡，再根据动滑轮的特点工作特点求出答案。

7.
解：
动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。

而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子。

不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，
当沿竖直方向拉动时，拉力F=1/2（G物+G动）=1/2（70N+10N）=40N；
图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是F＞40N。

故选：D。

不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，当沿竖直方向拉动时，拉力F=1/2（G物+G动）；
若斜向上拉绳子时，拉力会大于物体和动滑轮总重力的一半。

本题考查了动滑轮拉力的计算，关键要知道：斜向上拉绳子时，拉力大于物体和动滑轮总重力的一半。

8.
解：小李和小胖虽然他们能举起的杠铃重力不一样，但向下拉动定滑轮上的绳子的拉力与他们的胳膊的举力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大只能等于重力较小的小李的重力，则绳子上的作用力小于小胖的重力，即小胖能把小李拉起。

故选：B。

定滑轮是一个等臂杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向。

本题考查定滑轮工作的特点，注意人拉绳子施加的拉力与人举起杠铃施加的举力是不同的。

9.
解：由图可知，物体与滑轮的总重力由两段绳子承担，又由于两根绳子的拉力的方向不平行，
所以由力的合成可得：2F＞G滑轮+G物=10N+50N=60N，即：F＞30N，故ABC错误，D正确。

故选：D。

动滑轮有几段绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。

根据二力平衡平衡的知识，动滑轮以及物体的重力与拉力沿竖直方向的分力平衡，因此拉力大于此分力。

第9章二、滑轮
【填空题答案】
1. 等臂施力的方向
2. 力的方向定滑轮
3. 500 255 255 0.25
4. 定改变力的方向
5. 小
6. 定滑轮能改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小
7. A 150 增大
【解析】
1.
解：国旗杆上的滑轮为定滑轮，其本质是一个等臂杠杆，所以利用它来升国旗，不能省力，但可以改变施力的方向。

故答案为：等臂；施力的方向。

定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力的方向。

本题考查定滑轮及其工作特点；知道使用定滑轮不省力，定滑轮实际上是一个等臂杠杆。

2.
解：（1）使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮不能改变动力方向，但可以省一半力；
（2）国旗的旗杆顶部的滑轮是定滑轮，起重机挂钩上的滑轮是动滑轮。

故答案为：力的方向；定滑轮。

定滑轮的工作特点是：使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力；动滑轮的工作特点是：使用动滑轮不能改变力的方向，但能省一半力。

本题考查了定滑轮和动滑轮的特点，属于基础题目。

3.
解：（1）因物体重500N，故挂钩B受到的拉力为500N；挂钩A受到的拉力等于绳端的拉力，为物体和滑轮总重的一半，即1/2×（500N+10N）=255N。

（2）因有两段绳子在拉物体，故绳端上升0.5m，物体上升距离即为绳端上升距离的一半，即0.5m÷2=0.25m。

故本题答案为：500；255；255；0.25。

（1）对动滑轮来说，挂钩B受到的拉力是由重物施加的，故大小等于重物的重力；因为是在同一根绳子上，故挂钩A受的拉力大小等于绳端拉力F，即物体和滑轮总重的二分之一。

（2）有几段绳子在拉物体，绳端移动的距离就是物体移动距离的几倍。

本题与通常滑轮组的题目有所不同，考查了滑轮上AB挂钩的受力，这需要学生对滑轮的受力情况有比较清楚的理解。

4.
解：旗杆顶部的滑轮的轴不能随物体一起移动，是定滑轮，因此本质是等臂杠杆，使用它尽管不省力，但是可以改变用力方向。

故答案为：定；改变力的方向。

定滑轮的本质是等臂杠杆，既不省力也不费力，但是可以改变力的方向。

此题考查的是定滑轮的特点及应用，是基础知识，难度不大。

5.
解：由题意和斜面的特点可知，斜面的高度一定，粗糙程度不变，斜面的倾角越小，斜面越长，则越省力。

故答案为：小。

在斜面的高度一定，粗糙程度不变时，斜面倾角越小，越省力。

本题主要考查了对斜面这一简单机械省力情况的了解，属基础知识的考查。

6.
解：由图知，图中滑轮是定滑轮，当分别沿力F1、F2和两个力之间的不同方向多次匀速提起物体A时，拉力大小都相等，说明定滑轮的工作特点是：定滑轮能改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小。

故答案为：定滑轮能改变拉力的方向，但不能改变拉力的大小。

定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。

本题考查了定滑轮及工作特点，属于基本内容，比较简单．知道定滑轮和动滑轮的定义及其特点是关键
7.
解：（1）物体的重力，G=mg=30kg×10N/kg=300N；
由图可知，滑轮A是定滑轮，不计摩擦和滑轮的重力，则
F1=G=mg=30kg×10N/kg=300N；
滑轮B是动滑轮，不计摩擦和滑轮重力，F2=1/2G=1/2×300N=150N；
（2）物体匀速上升，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增加，重力势能增大，总的机械能增大。

故答案为：A；150；增大。

（1）定滑轮的轮轴是固定的，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；动滑轮的轮轴与物体一起运动，使用动滑轮可以省力。

（2）在这个过程中，重物匀速上升，速度不变、高度增加，据此分析机械能的变化。

本题重点通过比较作用力的大小考查了定滑轮和动滑轮的特点，属于基础题目
【探究题简答题计算题答案】
1. 乙 OA 2
2. 4.6 使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大
1. 答：由图可知，一个小孩无法用定滑轮提起比自己重的物体；
使用定滑轮可以改变力的方向，但无法改变力的大小；要拉起比自己体重大的重物，要使用动滑轮，增加一个动滑轮可以省一半的力（忽略绳重、滑轮重及摩擦力的情况下）。

2. 解：当张飞自己提着自己的头发向上提起自己时，人处于二力平衡即手所施力的大小等于自己的重力，因而不能将自己提起；而关羽用绳子通过树杈将自己吊起时，身体受三个力而平衡，即重力竖直向下，腰间绳子和手中绳子的拉力竖直向上，在这三个力的共同作用下处于平衡状态，故F绳+F=G．所以关羽用力只相当于自己身体重力的一半，因此他获胜。

1. 解：（1）由ρ=m/V知，
金属块的体积：
V=0.015m3，
因为金属块浸没水中，V排=V，
金属块所受的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m3=150N；
（2）由图知，使用的滑轮组n=2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计
动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力：
F=G-F浮=mg-F浮=120kg×10N/kg-150N=1050N；
人的拉力：
F1=1/2（G金-F浮+G动）=1/2（F+G动）=1/2×（1050+100N）=575N；
（3）拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m
人的拉力所做的功：
W=F1S=575N×4m=2300J。

答：（1）金属块的体积和金属块所受到的浮力分别为0.015m3和150N
（2）动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力和人的拉力分别为1050N和575N
（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为2300J。

【解析】
1.
解：（1）小球的重心在小球的球心，不管物体怎样运动，其所受重力的方向总是竖直向下的，所以小球在空中摆动时受到重力的方向也是竖直向下的，故只有乙图正确。

（2）图中OA是从支点到力的作用线F的距离，故OA是F的力臂。

（3）1N被分成了5份，所以最小格表示的就是它的分度值，为0.2N；由指针位置可知，测力计的读数：2N。

（4）对由一个动滑轮和一1个定滑轮组成的滑轮组，使绳子自由端施加竖直向上的拉力，故如下图所示：
故答案为：（1）乙；（2）OA；（3）2；（4）见上图。

（1）重力的方向总是竖直向下的；规则物体的重心在物体的几何中心；据此分析即可。

（2）要解决此题需要掌握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离；（3）观察量程和分度值，是弹簧测力计使用前必须要做的，只有这样才能保证读数正确。

（4）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，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重。

本题考查的知识点比较多，主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力，相对比较简单，属于基础题。

2.
解：
（1）弹簧测力计的量程为0～5N，1个大格为1N，分为5个小格，每个小格为
0.2N，分度值为0.2N，示数为4.6N，即F3=4.6N；
（2）在图乙使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。

故答案为：（1）4.6；（2）使用动滑轮提升同一重物时，阻力、阻力臂不变，当拉力F与竖直方向的夹角θ增大时，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知拉力增大。

（1）观察图丙的弹簧测力计，确认其量程和分度值，再根据指针位置读数；
（2）在使用动滑轮的过程中，支点在绳与滑轮左边缘的接触点，阻力作用点在动滑轮转轴，动力作用在绳与滑轮的右边接触点，分析拉力F与竖直方向的夹角变化时动力臂的变化得出拉力变化。

本题考查了弹簧测力计的读数方法、杠杆平衡条件的应用，明确动滑轮的实质、知道动滑轮这个杠杆的五要素是关键。

1.
定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不省力不费力，不省距离也不费距离，据此分析。

本题考查了定滑轮的特点，理解定滑轮的实质是解题的关键。

2.
力是物体对物体的作用；物体间力的作用是相互的；对人进行受力分析，根据平衡力的条件求解自己将自己吊在树上手所施力大小。

此题主要考查学生对受力分析的理解与掌握情况，会结合平衡状态的条件进行分析解答有关问题。

1.
（1）由于金属块浸没水中，金属块排开水的体积等于金属块的体积，利用密度公式求解，再利用阿基米德原理求金属块所受的浮力；
（2）由图知，使用的滑轮组n=2，绳重和摩擦、滑轮与轴的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，根据F=G-F浮=mg-F浮算出动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力；由F=1/2（G金-F浮+G动）算出人的拉力；
（3）拉力端移动距离s=2h，利用W=Fs求人的拉力所做的功。

本题考查了密度公式、阿基米德原理、功的公式的应用，计算时注意：在金属块未露出水面时，人的拉力F=1/2（G金-F浮+G动）。