3.4简单机械(定滑轮与动滑轮) 同步练习(含解析)

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3.4简单机械(定滑轮与动滑轮) 同步练习(含解析)

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2021-2022学年浙教版科学定滑轮与动滑轮
一.选择题(共10小题)
1.在旗杆顶端安装小轮,其主要目的是为了(  )
A.改变力的方向
B.省力
C.省距离
D.省功
2.用如图所示的滑轮匀速提升重物,那么(  )
A.a方向的拉力最小
B.b方向的拉力最小
C.c方向的拉力最小
D.三个方向的拉力都一样大
3.关于滑轮,下列说法错误的是(  )
A.定滑轮实质是个等臂杠杆
B.使用动滑轮能省一半力,还能改变动力的方向
C.使用定滑轮不省力,但是能改变动力的方向
D.动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
4.如图所示使用下列三个装置分别用F1、F2、F3匀速提起同样的重物,不计滑轮的重力和摩擦,则F1、F2、F3的大小关系为(  )
A.F1<F2=F3
B.F1<F2<F3
C.F1=F3<F2
D.F1<F3<F2
5.如图所示三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所用拉力分别在一个平面上,所使用的拉力分别为F1,F2和F3,那么有(  )
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.F2<F1<F3
D.F2>F1>F3
6.如图,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)。图中F1、F2、F3、F4之间的关系正确的是(  )
A.F1=F2
B.F3=F4
C.F1=F3
D.F2=F4
7.如图所示,在研究动滑轮特点的实验中,如果物体重为1牛顿,不计动滑轮重、绳重及摩擦,则弹簧测力计的读数为(  )
A.1牛顿
B.0.5牛顿
C.2牛顿
D.1.5牛顿
8.如图所示,用大小相同的力F匀速提起两个物体,若不计滑轮重及摩擦,则两物体所受重力的大小关系是(  )
A.G1=2G2
B.G1=G2
C.G1=4G2
D.G1=G2
9.如图所示,滑轮分别在力Fl、F2、F3的作用下匀速提升物体,这三个力的大小关系是(  )
A.Fl>F2>F3
B.Fl<F2<F3
C.Fl<F2=F3
D.Fl=F2=F3
10.如图所示,G=200N,滑轮重G′=40N,要使物体能匀速上升2m,则下列说法正确的是(不计摩擦及绳重)(  )
A.F=440N,并向上移动4m
B.F=440N,并向上移动1m
C.F=240N,并向上移动4m
D.F=240N,并向上移动1m
二.填空题(共5小题)
11.两物体A和B的质量分别为M和m(M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上,如图所示,不计绳重和摩擦,地面对A的作用力大小为  。
12.如图,三个滑轮拉同一物体在水平面上做匀速直线运动,所使用的拉力分别为F1、F2和F3,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则图中属于定滑轮的是图  (填“甲”“乙”或“丙”),拉力F1、F2和F3的大小关系是  
13.如图所示,在水平拉力F的作用下重200N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为20N,则拉力F的大小为  N,物体A与水平桌面的摩擦力大小为  N。
14.如图所示,物体B重30N,A为一动滑轮,绳的一端固定在地面上,不考虑滑轮重及摩擦力,当滑轮在力F的作用下匀速上升0.5m时,所用拉力F为  N,物体上升的距离为  m。
15.如图是一些滑轮在使用时的情景,其中属于动滑轮的是  ,使用了动滑轮的好处是可以  。
 
三.解答题(共5小题)
16.如图所示,某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为60kg的物体往上拉,此人的质量为50kg。当此人用450N的拉力拉物体时,则物体  被拉上来,(填“能”“不能”)此时物体对水平地面的压力为  N.若此人用650N的拉力往上拉物体,则  将物体拉上来。(填“能”“不能”)(g=10N/kg)
17.有一质量为10kg边长为10cm的正方体A与一质量为8kg的物体B通过一滑轮竖直挂起,如图所示,绳子和滑轮的重力不计,取g=10N/kg,求:
(1)悬挂滑轮的杆OC受到的力是多大?
(2)物体A对地面的压强多大?
18.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按图中的甲、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  ;乙方式中滑轮的作用是  ;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“=”);如按乙方式,人拉绳头移动了0.5m,那么小汽车被拉动了  
m。
19.如图1所示,是探究“动滑轮工作时的特点”实验装置。
(1)实验时,应竖直拉动使钩码  上升。
(2)小军记录数据如表。分析数据可得:使用动滑轮可以  。
实验次数
1
2
3
钩码重/N
2
4
6
测力计示数/N
1.1
2.1
3.1
(3)小军继续实验,并作出“拉力与钩码重的比值随钩码重的变化”图象,如图2所示。分析图象可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值就越接近  (选填数值).由此他推理得出:在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省  的力。
20.如图所示,小芳在研究动滑轮时,她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升,测得的实验数据如下:G物=100N、h=0.3m,求:
(1)绳子移动的距离;
(2)(如不计滑轮及绳重和摩擦)手的拉力。
(3)(拓展)(又假如滑轮重G动=10N,不计绳重和摩擦)手的拉力。
2021-2022学年浙教版科学定滑轮与动滑轮
参考答案与试题解析
 
一.选择题(共10小题)
1.解:旗杆顶端小轮的轴固定不动,所以是定滑轮,目的是用来改变用力方向,使用它不省距离,也不省功。
故选:A。
 
2.解:因为定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,都等于物体的重力。故A、B、C错误。
故选:D。
 
3.解:AC、定滑轮实质是一个等臂杠杆,使用定滑轮不省力,但是能改变动力的方向,故AC正确;
BD、动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向,故B错误、D正确。
故选:B。
 
4.解:不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下;
左边的滑轮是动滑轮,能够省一半的力,故F1=G;
中间的滑轮是动滑轮,F2作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,则F2=2G;
右边的滑轮是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故F3=G;
所以,F1<F3<F2。
故选:D。
 
5.解:不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦:
假设物块与地面的摩擦力为f,
第一个图中滑轮为定滑轮,不省力,F1=f;
第二个图中滑轮为动滑轮,省一半的力,则F2=f;
第三个图中滑轮为动滑轮,但F3处作用在动滑轮上,费2倍的力,所以F3=2f;
故F2<F1<F3;
故选:C。
 
6.解:甲图是一个动滑轮,能够省一半的力,故F1=(G物+G动);当拉力与竖直方向有夹角,由于夹角越大,拉力越大,所以F2>F1;
乙图是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故F3=F4=G物;
由F1=(G物+G动),知F1>G物,即F1>F3;
四个力的关系是F1<F2<F3=F4,所以F2<F4
故选:B。
 
7.解:使用动滑轮时,承担物重的绳子有2股,已知不计动滑轮重、绳重及摩擦,
所以提起物体的力,即弹簧测力计的示数为F=G=×1N=0.5N。
故选:B。
 
8.解:用大小相同的力F匀速提起两个物体,
左图使用的是定滑轮,不计滑轮重及摩擦,拉力F=G1;
右图使用的是动滑轮,不计滑轮重及摩擦,拉力F=G2;
可得:G1=G2;
故选:B。
 
9.解:固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点,各力臂如下:
可知,F1的力臂为直径,力臂最大,F2的力臂较大,F3的力臂最小,
由杠杆平衡条件知,当阻力与阻力的力臂的积固定时,力臂越大,力越小,
故三个力的关系为:F1<F2<F3。
故选:B。
 
10.解:这是动滑轮的一种特殊使用方法,实质可看做杠杆的变形,支点为O,OA相当于动力臂,OB相当于阻力臂。它的特点是费1倍的力却省一半的距离,如图所示。
所以,施加的力F=2G=2×200N+40N=440N,
拉力作用点移动的距离S=h=×2m=1m。
故选:B。
 
二.填空题(共5小题)
11.解:不计绳重和摩擦,A受到的拉力等于B的重力,F拉=GB=mg;
因为A静止在水平地面上,
所以A受到的重力等于地面对A的支持力加上拉力,
即:GA=F支+F拉,则有:Mg=F支+mg,
地面对A的作用力:F支=Mg﹣mg。
故答案为:Mg﹣mg。
 
12.解:假设物块与地面的摩擦力为f,不计滑轮重力、轮与绳之间的摩擦,则
甲滑轮为动滑轮,F1处于绳端,所以F1=f;
乙滑轮为定滑轮,F2处于绳端,则F2=f;
丙滑轮为动滑轮,F3作用在动滑轮上,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即F3=2f;
故F3>F2>F1。
故答案为:乙;F3>F2>F1。
 
13.解:如图所示,弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为20N;则物体A受到拉力为20N;又因物体A做匀速直线运动,则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是20N;
拉力F=2f=2×20N=40N。
故答案为:40;20。
 
14.解:通常情况下,使用动滑轮能省一半的力,那是指当动力作用在动滑轮的边缘时;此题中,动力作用在动滑轮的轴上,可见F承担了两段绳子的力,两段绳子的力都等于物体的重力30N,故F=2G=2×30N=60N;
使用此动滑轮是费力的,但能够省距离;即力移动的距离(即动滑轮移动距离)是物体移动距离的一半;即物体上升距离是动滑轮移动距离的2倍,故h=2×0.5m=1m;
故答案为:60、1。
 
15.解:(1)(2)(4)滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,(3)中的滑轮与物体一起运动,是动滑轮。
使用动滑轮的好处是省一半力,但不能改变动力的方向。
故答案为:(3);省一半力。
 
三.解答题(共5小题)
16.解:(1)当此人用450
N的拉力拉物体时,绳子上的拉力为450N,此时物体受到绳子向上的拉力小于物体的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,故物体不能被拉上来,物体此时受到了绳子对物体向上拉力,地面对物体的支持力和本身的重力,由于物体处于静止状态,故受力平衡,所以F+N=G,故N=G﹣F=600N﹣450N=150N;
(2)若此人用650N的拉力往上拉物体,拉力大于了人的重力500N,则不能将物体拉上来。
故答案为:不能;150;不能。
 
17.解:(1)物体B受到的重力:GB=mg=8kg×10N/kg=80N,
悬挂滑轮的杆OC受到的力:F=2GB=2×80N=160N;
(2)物体A受到的重力:GA=mg=10kg×10N/kg=100N,
B物体通过定滑轮对A的拉力:F拉=GB=80N,
物体A受到重力、地面的支持力和B物体通过定滑轮对A的拉力,处于平衡状态,
所以物体A对地面的压力:F压=G﹣F拉=100N﹣80N=20N,
正方体A与地面的接触面积:s=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2,
物体A对地面的压强:P===2×103Pa。
答:(1)悬挂滑轮的杆OC受到的力是160N;
(2)物体A对地面的压强2×103Pa。
 
18.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,人拉绳头移动了0.5m,那么小汽车被拉动了
0.25m。
故答案为:改变力的方向;省力;>;0.25。
 
19.解:(1)实验时,为了使实验结果准确,应竖直拉动使钩码匀速上升。
(2)表中数据所示使用动滑轮可以省力;
(3)如图2分析图象可知:钩码越重,拉力F与钩码重的比值就越接近0.5.由此推理得出:在不计动滑轮重时,使用动滑轮可以省一半的力。
故答案为:(1)匀速;(2)省力;(3)0.5;一半。
 
20.解:(1)绳子移动的距离s=2h=2×0.3m=0.6m;
(2)手的拉力F===50N;
(3)考虑动滑轮重力,手的拉力F拉===55N。
答:(1)绳子移动的距离为0.6m;
(2)(如不计滑轮及绳重和摩擦)手的拉力为50N;
(3)(拓展)(又假如滑轮重G动=10N,不计绳重和摩擦)手的拉力为55N。
 

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