2023-2024學年人教版八年級物理下冊同步訓練培優(yōu)卷：12.2 滑輪同步練習

2023-2024學年人教版八年級物理下冊同步訓練培優(yōu)卷：12.2滑輪一、選擇題1．如圖所示，不計滑輪重與摩擦，物體A質量為2kg，物體B質量為5kg，體積為103cm3．先用手托住A，待放手后（）A．物體B將沉到杯底 B．物體B將停留在水面下任何地方C．物體B將離開水面上升 D．物體B最后浮在水面上2．用圖甲所示滑輪組裝置將放置在水平地面上，重為100N的物體提升一定高度。當用圖乙所示隨時間變化的豎直向上的拉力F拉繩時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關系分別如圖丙和丁所示。（不計繩重和摩擦）下列計算結果不正確的是（）A．動滑輪重20NB．2s~3s內，拉力F的功率是24WC．0.5s時，物體對地面的壓力是10ND．1s~2s內，拉力F做的功是15J3．如圖所示，物體A、B的重分別為40N、20N，動滑輪重為10N，此時物體A在水平面上向右以2m/s做勻速直線運動，則下列說法正確的是（繩子和滑輪間的摩擦不計）（）A．A物體所受摩擦力方向水平向左大小為10NB．B物體下落速度為1m/sC．若用力F向左拉物體A，使物體A向左做勻速直線運動，所需力的大小為15ND．若用F＝15N向左拉物體A，可以使物體A向左做加速直線運動4．用如圖所示的滑輪組提升重80N的物體，在10s內勻速上升10m，拉力F為50N，則提升重物的過程中（）A．做的有用功是800J B．繩子自由端的速度為1m/sC．拉力的功率為80W D．滑輪組的機械效率為60%5．如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變，乙丙滑輪完全相同），G動<GM，則（）A．利用機械乙提升M時最省力B．F甲做的功的功率一定小于F乙的C．F乙和F丙兩個力所做的功相同D．丙的機械效率小于乙的6．工人師傅用如圖所示的兩種方式，分別將重力均為400N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離。已知F1、F2始終沿豎直方向，圖甲中OB＝2OA，圖乙中每個滑輪重50N，不計杠桿重、繩重和摩擦。則下列說法正確的是（）A．甲、乙兩種方式都能省功 B．F1大小為300N且保持不變C．乙方式的機械效率約為88.9% D．F2的功率為30W7．如圖甲所示，質量為40kg的小林同學站在高臺上豎直向上勻速拉動繩子，腳與地面的總接觸面積為0.04m2，現(xiàn)改變G物，計算并繪出機械效率η與G物的關系圖象，如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）①此滑輪組動滑輪的重力為20N②當G物＝150N時，小林對繩子的拉力為60N③當G物′=120N時，若此時的拉力的功率為15W，則物體上升的速度為0.3m/s④若水平高臺能承受的最大壓強為12500Pa，則該滑輪組所能提升物體的最大機械效率為90%A．只有②④ B．只有② C．只有①③ D．只有①②8．如圖所示，拉力F=20N，在拉力F的作用下，重為100N的物體M沿水平地面以2m/s的速度勻速運動10m，已知每個滑輪重10N，忽略繩子重和滑輪與軸間的摩擦，該過程中（）A．拉力F做的功為200JB．拉力F的功率為120WC．滑輪組對物體做的有用功為400JD．滑輪組的機械效率為75%二、填空題9．質量為50kg的工人要用如圖甲所示的滑輪組將一批建筑材料運送到樓頂，滑輪組的機械效率隨建筑材料所受重力變化的圖象如圖乙所示，若機械摩擦及繩重忽略不計，該工人豎直向下拉繩子自由端運送建筑材料，此滑輪組機械效率的最大值為。10．起重機吊臂上的滑輪組如圖所示。在勻速起吊重2.4×104N的物體時，物體在5s內上升了5m，此過程中有用功為J，鋼絲繩移動的速度為m/s；若滑輪組的機械效率為80%，拉力F等于N，克服繩重摩擦所做的功為2.4×104J，則動滑輪重N。三、作圖題11．如圖所示，利用滑輪組提起重物，畫出滑輪組最省力的繞法．四、實驗探究題12．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據如表所示，實驗裝置如圖所示。物理量實驗次數(shù)123鉤碼重G/N446鉤碼上升高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.81.62.4繩端移動距離s/m0.30.4

機械效率η74.1%62.5%

（1）實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計使鉤碼上升。實驗中若缺少刻度尺（“能”或“不能”）完成實驗。（2）通過表中數(shù)據可分析出第2次實驗是用（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實驗，若不計繩重和摩擦，這組滑輪組的動滑輪總重為N。（3）通過第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機械效率（選填“越高”、“不變”或“越低”）。（4）小組同學再用第1次實驗中使用的裝置做第3次實驗，表中第3次實驗中空缺的數(shù)據應為：繩端移動距離sm，機械效率η=。（5）比較第1次實驗和第3次實驗可得出結論：使用同一滑輪組，。五、計算題13．如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過程中滑輪組的機械效率為90%。已知物體A重540N，該工人重500N，兩個滑輪質量相等，不計滑輪組的繩重和摩擦，關于該過程，求：（1）繩子自由端受到豎直向下的拉力F；（2）繩子自由端拉力的功率P。

答案解析部分1．答案:B解析：根據題意可知，物體A的重力GA=mAg=2kg×10N/kg=20N，

物體B的重力GB=mBg=5kg×10N/kg=50N；

由圖可知n=2，不計滑輪重與摩擦，則GA=12FB，

那么物體B受到向上的拉力FB=2GA=2×20N=40N，

物體B浸沒在水中，V排=V=103cm3=1×10-3m3

受到的浮力為：F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。

則物體B豎直向上的合力為F=FB+F浮=40N+10N=50N；

因為F=GB，

所有物體B將懸浮，即可以停留在水面下任何地方。

故選B。

分析：利用G=mg求出物體的重力，根據滑輪組的使用特點求出動滑輪對物體B的拉力，利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排2．答案:C解析：A：由圖丙可知在2～3s內，重物做勻速運動，由圖乙可知此時拉力F=40N，

由圖甲可知，從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n=3，所以F=13(G物+G動)，即40N=13(100N+G動)，解得G動=20N，故A正確。

B：由圖丙可知在2～3s內，重物做勻速運動，v=0.2m/s，由圖乙可知此時拉力F=40N，

由圖甲可知，從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n=3，

所以拉力端移動速度v′=3v=3×0.2m/s=0.6m/s，

拉力做功功率（總功率）：P總=FV′=40N×0.6m/s=24W，故B正確。

C：由圖丙可知，0.5s時，物體的速度為0，處于靜止狀態(tài)，圖乙可知，此時拉力F=30N，設重物對掛鉤的拉力為F拉，30N=3．答案:B解析：A.根據圖片可知，動滑輪組由2段繩子承擔物重，

所以A物體對繩子的拉力：FA=12（GB+G動）=12（20N+10N）=15N，

跟機物體間力的作用是相互的可知，物體A受到的拉力為：FA'=FA=15N，

此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動，則物體A受到的摩擦力為：f=FA'=15N，故A錯誤；

B.B物體下落速度為：vB=12v4．答案:A解析：A.滑輪組做的總功W有=Gh=80N×10m=800J，故A正確；

B.自由端移動的距離s=nh=10m×2=20m，自由端移動的速度v=st=20m10s=2m/s，故B錯誤；

C.拉力的功率P=Fv=50N×2m/s=100W，故C錯誤；

D.滑輪組的機械效率η=W有W總=GnF=80N50N×2=80%5．答案:D解析：A.根據圖片可知，甲：直接提升物體，那么F甲=G；乙：定滑輪不省力不費力，則F乙=G；丙：動滑輪省一半的力，即F丙=G+G動2。根據G動<GM可知，最小的力是F丙，故A錯誤；

B.根據P=Fv可知，拉力的功率大小與拉力和速度有關，由于二者速度大小不知道，那么二者的功率大小無法比較，故B錯誤；

C.根據圖片可知，F(xiàn)乙只對物體M做功，F(xiàn)丙對動滑輪和M做功，因此二者做功不同，故C錯誤；

D.根據W有=Gh可知，丙和乙做的有用功相等。乙不對動滑輪做功，而丙對動滑輪做功，那么總功W乙<W丙。根據η=W有W總可知，丙的機械效率小于乙的機械效率，故D正確。

故選D。6．答案:C解析：A.在使用機械時，不可避免的克服摩擦等因素做額外功，因此甲和乙兩種方式都不能省功，故A錯誤；

B.根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：400N×OA=F1×OB，解得：F1=200N，故B錯誤；

C.根據乙圖可知，滑輪組的機械效率：η=W有W總=GG+G動分析：（1）根據功的原理判斷；

（2）根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計算F1的大??；

（3）根據公式η=W有W總=7．答案:A解析：①計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率η=由圖象可知當物體的重力為120N時，滑輪組的機械效率80%，即80解得動滑輪重力為G動=30N故①錯誤；②圖知繩子的有效段數(shù)n=3，不計繩重和摩擦，當G物=150N時，小林對繩子的拉力F=故②正確；③不計繩重和摩擦，當G物′=120N時，小林對繩子的拉力F根據P=可知，繩子自由端移動的速度v=則物體上升的速度v故③錯誤；④人的重力G人=m人g=40kg×10N/kg=400N由壓強公式可知，水平高臺能承受的最大壓力F壓=pS=12500Pa×0.04m2=500N則人受到的最大支持力F支=F壓=500N由力的平衡條件可知，繩子的最大拉力F最大=F支-G人=500N-400N=100N因為不計繩重和摩擦時，作用在繩子自由端的最大拉力為F則小林所能提升的最大物重G最大=nF最大-G動=3×100N-30N=270N根據①可知滑輪組的機械效率η=因動滑輪的重力不變，當重物的重力最大時，機械效率最高，則該滑輪組所能提升物體的最大機械效率η故④正確。綜上所述：A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A。

分析：根據公式η=W有W總=W有W有8．答案:D解析：A．由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，則繩子自由端移動的距離s繩=ns物=2×10m=20m拉力F做的功W總=Fs繩=20N×20m=400J不符合題意；B．由v=st可得，物體運動的時間即繩端移動的時間t=s拉力F的功率P=W總不符合題意；C．忽略繩子重和滑輪與軸間的摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，則拉力做的額外功W額=G動h=G動s物=10N×10m=100J滑輪組對物體做的有用功W有=W總﹣W額=400J﹣100J=300J不符合題意；D．滑輪組的機械效率η=W有W總符合題意?故答案為：D?

分析：根據圖示滑輪組可知繩子的有效股數(shù)，根據s繩=ns物求出繩子自由端移動的距離，利用W=Fs繩求出拉力F做的功；根據v=st求出物體運動的時間即繩端移動的時間，利用P=Wt求出拉力F的功率.

忽略繩重和滑輪與軸間的摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，此時動滑輪上升的高度等于物體水平方向移動的距離，根據W額=G動h求出拉力做的額外功，滑輪組對物體做的有用功等于總功減去額外功；根據η=9．答案:80%解析：根據圖乙可知，當物體的重力為300N，機械效率為50%，

根據η=GG+G動得到：50%=300N300N+G動；

解得：G動=300N；

工人對滑輪組的最大拉力F'=G=mg=50kg×10N/kg=500N；

根據F=G+G動n得到：500N=G+300N3；10．答案:1.2×105；3；1×104；1200解析：（1）拉力做的有用功：W有=Gh=2.4×104N×5m=1.2×105J；

（2）由圖可知，承擔重力的繩子段數(shù)n=3，

繩子自由端移動的距離：s=nh=3×5m=15m，

則鋼絲繩移動的速度：v=st=15m5s=3m/s；

（3）由η=W有W總=GnF得到：80%=W有W總=2.4×104N3F；

解得：F=1×104N；

（4）滑輪組做的總功：W總=W有η=1.2×105J80%=1.5×105J，

則滑輪組做的額外功：W額=W總-W有=1.5×105J-1.2×105J=3×104J；11．答案:解：如圖所示：解析：繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪為最省力的繞法，如圖所示：。分析：此題主要考查滑輪組承擔物重繩子股數(shù)，滑輪組的繞線方法不同，拉力的方向不同，達到省力程度也不同．滑輪組繩子的繞法，有兩種：

一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過下面的動滑輪，再繞過上面的定滑輪；

二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪．

提升動滑輪繩子段數(shù)越多，越省力，故選第二種方法．12．答案:（1）勻速；能（2）乙；2.4（3）越低（4）0.3；83.3%（5）增大提升的物重，可以提高滑輪組的機械效率。解析：（1）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定；根據s=nh，可推導出滑輪組的機械效率公式為：η=W有用/W總=GhFs=GhFnh=GFn，由η=GFn可知，滑輪組的機械效率與物體上升高度h和繩端移動距離s無關，所以物體上升高度h和繩端移動距離s不是必須要測量的量，即缺少刻度尺也能完成實驗；

（2）由表中實驗數(shù)據可知，根據s=nh，由第2次實驗數(shù)據算出n=sh=0.4m/0.1m=4，由圖示滑輪組可知，實驗使用的是乙圖所示裝置做的實驗；若不計繩重和摩擦，則F=（G+G動）/4，所以這組滑輪組的動滑輪總重為G動=4F-G=4x1.6N-4N=2.4N；

（3）由表中第1次實驗和第2次實驗