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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.4.3简单机械（含答案）
一、选择题
1．如图，清晨，伴随着嘹亮的国歌声，五星红旗冉冉升起。旗杆顶部有一个滑轮，该滑轮的作用是（　　）
A．减小拉力
B．减少拉力做功
C．改变拉力的方向
D．增大绳子自由端移动的距离
2．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，物体A在拉力F的作用下向右做匀速直线运动，若地面对物体A的摩擦力大小为8N，则弹簧测力计的示数和拉力F的大小分别为（不计绳与滑轮的摩擦）（　　）
A．8N，4N B．8N，24N C．8N，16N D．4N，8N
4．如图是一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械，借助这种机械可以将较重的物体搬运到高处，某人借助该机械吊起一辆摩托车。不计绳和机械自重，下列说法错误的是（　　）
A．图中A部分可等效为定滑轮
B．该机械既可省力，也能改变力的方向
C．图中B部分可等效为动滑轮
D．若绳子被拉下6m时，摩托车上升1m
5．如图所示的滑轮组恰处于静止状态。甲物体所受重力为6N，两个滑轮的质量相等，拉乙物体的绳子所受的拉力为10N，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．使用A滑轮的作用是省力
B．若甲物体上升1m，则乙物体需要下降2m
C．A滑轮上的挂钩所受拉力为12N
D．单个滑轮受到的重力为2N
6．如图所示，在竖直向上F力的作用下，使20N的重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的拉力的大小和滑轮上升的速度分别为（　　）
A．20N 0.4m/s B．40N 0.1m/s
C．40N 0.4m/s D．20N 0.1m/s
7．如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计绳重和摩擦）。图中F1、F2、F3、F4之间的关系正确的是（　　）
A．F3＝F4 B．F1＝F2 C．F1＝F3 D．F2＝F4
（多选）8．重为40N的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，拉力F的大小是2N并保持水平，绳子的伸长及滑轮的摩擦不计。则（　　）
A．拉力F移动的速度是4m/s
B．A受到桌面的滑动摩擦力是4N
C．1s内拉力F做的功是4J
D．拉力做功的功率是4W。
9．物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．此滑轮是定滑轮
B．拉力F做功的功率为0.4瓦
C．使用此滑轮可以改变力的方向
D．物体A受到地面的摩擦力是4N
10．如图所示：人用200牛的水平拉力拉绳，使人与木板一起向左做匀速直线运动，则木板底部受到地面对它的摩擦力（　　）
A．400 N B．200 N C．0N D．100 N
二、填空题
11．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，挂钩上都吊着相同的物体，把物体匀速提升相同的高度，图甲中绳子的自由端受到的拉力大小F1＝2N，当物体上升1m，绳子的自由端移动s＝　 　m；若不计绳重及轴间摩擦，则图乙中绳子自由端受到的拉力大小F2＝　 　N，当物体匀速上升的速度为1m/s时，绳子自由端移动速度为v＝　 　m/s。
12．如图所示，物体A、B的重力分别为40N、20N，滑轮自重、绳重和滑轮与绳子之间的摩擦都忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到桌面的摩擦力方向为水平
　 　（选填“向左”或“向右”），摩擦力大小为 　 　N，若用力F水平向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，此时拉力F大小为 　 　N。
13．如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为180N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力为______N，方向______。物体B的重力为______N（滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计）。
三、解答题
14．如图所示，利用滑轮组装置匀速提升100N的物体A，已知动滑轮重2N，物体被提升的速度是0.1米/秒，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。g＝10N/kg。
求：（1）拉力F在10秒内移动的距离是多少？
（2）拉力F的大小是多少？
（3）如果利用滑轮装置提升另一个物体B时，拉力F的大小为50N，则物体B的重力是多少？
15．如图，杠杆在水平位置平衡，人的重量为600N，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N；在拉力F＝50N的作用下，物体 M2以5m/s的速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）求：
（1）物体M2的重力；
（2）绳子自由端F移动速度；
（3）地面对人的支持力；
（4）物体M1对水平地面的压力。
16．如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）
（1）如图所示，a是 　 　滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？
答案
1．解：旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮，它能改变动力的方向，但不能省力，也不会改变绳子自由端移动的距离。
故选：C。
2．解：A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F＝G；
B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G；
C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F＝G；
D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F＝G。
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C。
故选：C。
3．解：（1）因物体A做匀速直线运动，则作用在物体A上的拉力F拉＝f＝8N，F示＝F拉＝8N。
（2）如图所示，此时的动滑轮相当于阻力臂是动力臂2倍的杠杆，作用在动滑轮轴上的拉力：F＝2f＝2×8N＝16N。
故选：C。
4．解：AC、提升物体时，A的轴的位置固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮，故A、C正确；
B、利用该滑轮组装置既能省力，又能改变力的方向，故B正确。
D、由图知，A、B组成滑轮组，n＝5，则拉力端移动距离s＝5h；人将绳拉下5m时，摩托上升的高度h＝1m，故D错误。
故选：D。
5．解：A．图中A是定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．根据图中绳子的股数是n＝2，甲移动的距离是乙的2倍，若甲物体上升1m，则乙物体需要下降×1m＝0.5m；故B错误；
CD．已知拉乙物体的绳子所受的拉力为10N，甲物体所受重力为6N，不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝2G甲﹣F＝2×6N﹣10N＝2N。每个滑轮重为G轮＝2N，A滑轮上的挂钩所受拉力：
F拉＝2F+G轮＝2×6N+2N＝14N，故C错误，D正确。
故选：D。
6．解：由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A上升速度为0.2m/s时，滑轮上升速度应该是物体速度的一半，即v＝0.1m/s；
此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小为40N；
故选：B。
7．解：
（1）甲图是一个动滑轮，当拉力竖直向上时，不计绳重和摩擦，则F1＝（G物+G动）；
当拉力与竖直方向有夹角时，拉力的力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知拉力变大，则F2＞F1，故B错误；
（2）乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不计绳重和摩擦，则F3＝F4＝G物，故A正确；
因为F1＝（G物+G动），
所以F1＞G物，
即F1＞F3＝F4；
又因为F2＞F1，
所以F2＞F4，故CD错误。
故选：A。
8．解：由图示可知，滑轮为动滑轮；
A、拉力F移动的速度vF＝2vA＝2×2m/s＝4m/s，故A正确；
B、A受到桌面的滑动摩擦力f＝2F＝2×2N＝4N，故B正确；
C、1s内拉力做的功W＝Fs＝FvFt＝2N×4m/s×1s＝8J，故C错误；
D、拉力做功的功率P＝＝＝8W，故D错误；
故选：AB。
9．解：AC、滑轮随物体一起运动，所以滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，故AC错误；
B、有两端绳子拉着动滑轮，则拉力F的运动速度v＝2×0.2m/s＝0.4m/s；功率为P＝＝＝Fv＝2N×0.4m/s＝0.8W，故B错误；
D、使用动滑轮能省一半的力，所以物体A受到的摩擦力f＝2F＝2×2N＝4N，故D正确。
故选：D。
10．解：
人用200牛的水平拉力拉绳，将人和木板作为一个整体，整体受到2段绳子向左的拉力，即整体受到的拉力为400N；因为人与木板一起向左做匀速直线运动，所以整体受到的拉力与地面的摩擦力平衡，即f＝F整体＝400N，则木板底部受到地面对它的摩擦力是400N。
故选：A。
11．解：由图甲可知，n1＝3，当物体上升1m，绳子的自由端移动s＝n1h＝3×1m＝3m；
根据F1＝G总可知，甲滑轮组动滑轮和物体的总重力为：
G总＝n1F1＝3×2N＝6N；
已知两滑轮组中动滑轮重力相等，提升物体的重力也相等，即总重力相等，
由图知，乙滑轮组由2段绳子承担物重，即n2＝2；不计绳重及轴间摩擦，则拉力F2＝G总＝×6N＝3N；
乙滑轮组绳子自由端移动的速度为：
v＝n2v物＝2×1m/s＝2m/s。
故答案为：3；3；2。
12．解：滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，由图知，此滑轮组由2段绳子承担B物体的重力，
所以绳子上的拉力FA＝GB＝×20N＝10N；
A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f＝FA＝10N，方向水平向左；
若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的绳子拉力FA，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为10N），
因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力F＝FA+f＝10N+10N＝20N。
故答案为：向左；10；20。
13．物体A在物体B的重力作用下向右做匀速直线运动时，A受到的摩擦力等于动滑轮对A的拉力，即f＝F动；
当物体A向左做匀速直线运动时，受到向左的拉力F、向右的摩擦力f和F动，
即；F＝f+F动，
因f＝F动，所以F＝2f，即180N＝2f，
解得f＝F动＝90N，且此时摩擦力方向水平向右。
动滑轮上有2段绳子承担拉力，滑轮与绳间摩擦、绳重和滑轮重均不计
那么动滑轮上受到的拉力和物体B的重力的关系为：F动＝2GB；
则GB＝F动＝×90N＝45N。
故答案为：90；水平向右；45。
14．解：（1）从图中可知n＝3，
物体移动的距离s物＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，F移动的距离sF＝3s物＝3×1m＝3m；
（2）根据F＝（G+G动）可知拉力F＝（GA+G动）＝（100N+2N）＝34N；
（3）根据F＝（G+G动）可知物体B的重力GB＝nF'﹣G动＝3×50N﹣2N＝148N。
答：（1）拉力F在10秒内移动的距离是3m；
（2）拉力F的大小是34N；
（3）如果利用滑轮装置提升另一个物体B时，拉力F的大小为50N，则物体B的重力是148N。
15．解：（1）由图可知，n＝2，绳的自重、摩擦均不计，每个滑轮重为20N，根据F＝（G+G动）可知，物体M2的重力为：
G2＝nF﹣G动＝2×50N﹣20N＝80N；
（2）物体M2以5m/s的速度匀速上升了5m，则绳子自由端F移动速度为：
v绳＝nv物＝2×5m/s＝10m/s；
（3）当人用50N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对人会施加竖直向上的拉力，其大小也为50N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，
由力的平衡条件可得：F+F支＝G人，
则F支＝G人﹣F＝600N﹣50N＝550N；
（4）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：
FB′＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝FB′＝170N，
根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，OA：OB＝2：3，
故绳子对杠杆A端的拉力为：
FA＝×FB＝×170N＝255N，
力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N，
根据力的平衡，地面对M1的支持力：
F支′＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：
F压＝F支′＝245N。
答：（1）物体M2的重力为80N；
（2）绳子自由端F移动速度为10m/s；
（3）地面对人的支持力为550N；
（4）物体M1对水平地面的压力为245N。
16．解：（1）如图所示强夯机工作时a滑轮的轴心会上下移动，因此a是动滑轮；
（2）不计滑轮、钢绳自重及摩擦，动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，夯锤受到的重力：G＝mg＝4×104kg×10N/kg＝4×105N；
因此，钢绳至少能承受的拉力：F＝G＝×4×105N＝2×105N；
（3）夯锤重力做的功：W＝Gh＝4×105N×10m＝4×106J。
答：（1）动；
（2）钢绳能承受的拉力至少为2×105N；
（3）重力做功4×106J。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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