12.2滑輪-2021-2022學年八年級物理下冊高頻易錯必刷題匯編（人教版）

12.2滑輪高頻易錯必刷題匯編【高頻考點精講】1、定滑輪、動滑輪及其特點（1）定滑輪①定滑輪使用時，滑輪的位置固定不變。②定滑輪的特點：不省力也不費力，但可以改變作用力方向。③定滑輪的原理：定滑輪實質是個等臂杠桿，動力臂、阻力臂等于滑輪半徑，根杠桿平衡條件可以得出定滑輪不省力的結論。（2）動滑輪①動滑輪使用時，滑輪隨重物一起移動。②動滑輪的特點：使用動滑輪能省一半力，費距離。③動滑輪的原理：動滑輪實質是個動力臂（）為阻力臂（）二倍的省力杠桿，使用動滑輪時，鉤碼由兩段繩子吊著，每段繩子只承擔鉤碼重的一半，使用動滑輪雖然省了力，但動力移動的距離大于鉤碼升高的距離，即費距離。2、滑輪組及其特點（1）定滑輪和動滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組。使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向，但要費距離。（2）使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即動力F＝，若忽略滑輪重，則有F＝，其中n為承擔物重的繩子的段數。（3）用滑輪組提升物體時，雖然省力，但是費距離，滑輪組有幾段繩子吊著物體，繩子自由端移動的距離就是重物升高距離的幾倍。設物體升高的距離為h，則繩子自由端移動的距離為s＝nh（n表示承擔物重的繩子的段數）。3、斜面與輪軸（1）輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同軸線旋轉的簡單機械叫做輪軸，例如汽車方向盤、旋轉門把手等。（2）輪軸的實質：輪軸相當于一個杠桿，輪和軸的中心O是支點，作用在輪上的力是動力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪半徑OA就是杠桿的動力臂l1，軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。（3）輪軸的特點：因為輪半徑大于軸半徑，即杠桿的動力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動力F1總小于作用在軸上的阻力F2。使用輪軸可省力，但是動力作用點移動的距離大于用輪軸提升的重物（鉤碼）所通過的距離。（4）輪軸的公式：F1R＝F2r或＝。（5）斜面是簡單機械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。（6）用F表示力，l表示斜面長，h表示斜面高，物重為G，不計阻力時，根據功的原理得Fl＝Gh，斜面傾角越小，斜面越長，則越省力，但越費距離，例如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等?！疽族e題型精練】一、選擇題1．（2021?鹽城中考）旗桿頂端裝有定滑輪，升旗時旗手向下拉繩子，國旗冉冉升起。下列說法正確的是（）A．旗手對繩的拉力一定等于國旗重力 B．旗手對繩的拉力等于國旗重力的一半 C．國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離 D．國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離的一半解：AB、旗桿頂端裝有的定滑輪，實質是等臂杠桿，使用時，不省力也不費力。不計繩重和摩擦且國旗勻速上升時，旗手對繩的拉力一定等于國旗重力，若計繩重和摩擦，旗手對繩的拉力大于國旗重力，故AB錯誤；CD、旗桿頂端裝有定滑輪，定滑輪實質是等臂杠桿，使用時，不省距離也不費距離，則國旗上升的距離等于被旗手拉下的繩端移動距離，故C正確、D錯誤。答案：C。2．（2021?淄博中考）現有史籍中最早討論滑輪的是《墨經》。書中將向上提舉重物的力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個滑輪稱為“繩制”（圖1）。現分別用甲、乙兩個力替代“收”（圖2），使重物在相同的時間內勻速上升相同高度。不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．使用這個滑輪能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使繩自由端移動的速度小于乙拉力使繩自由端移動的速度解：A、由圖可知，圖中的滑輪是定滑輪，使用定滑輪只能改變力的方向，不能省力，故A錯誤；B、定滑輪是等臂杠桿，由于阻力和阻力臂不變，動力臂都等于滑輪的半徑，即甲、乙拉力的力臂相等，根據杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正確C、由題意可知，重物上升的距離相同；在使用定滑輪中，繩子移到的距離等于重物上升的距離；由于甲、乙拉力大小相等，根據W＝Fs可知甲、乙拉力做功的大小相等，故C錯誤；D、由題意可知，重物在相同時間內上升的距離相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑輪中，繩子移動的距離等于重物上升的距離，繩子移動的時間和重物上升的時間相同，根據v＝可知，甲、乙拉力移動的速度都等于重物上升的速度，故D錯誤。答案：B。3．（2021?煙臺中考）用如圖所示的四種方式勻速提升同一物體（不計機械自重和摩擦），其中最費力的是（）A．B．C．D．解：不計機械自重和摩擦，設物重為G，由圖知：A、使用此動滑輪時，由于動力作用在軸上，所以費一倍的力，即F1＝2G；B、此裝置是定滑輪，不能省力，所以F2＝G；C、此裝置是滑輪組，承擔物重的繩子有3股，所以F3＝G；D、此裝置是斜面，且L＝2h，所以F4＝G。比較可知，上述裝置中，最省力的是C，最費力的是A。答案：A。4．（2021?重慶模擬）如圖所示，三個滑輪拉同一物體在同一水平面做勻速直線運動，所用拉力分別為F1、F2、F3，不計滑輪重及繩與滑輪間摩擦，那么這三個力的關系是（）A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3解：由題意可知，滑輪的重和繩的摩擦不計，假設物體與地面的摩擦力為f，第一幅圖中滑輪為定滑輪，不省力，則F1＝f，第二幅圖中滑輪為動滑輪，省一半的力，則F2＝f，第三幅圖中滑輪為動滑輪，但動力作用在動滑輪的軸上，費1倍的力，則F3＝2f；所以，F2＜F1＜F3，故ABC不符合題意，D符合題意。答案：D。5．（2020?紹興中考）如圖，甲、乙實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結論。小敏想通過一次實驗既得出結論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側加上一個相同的彈簧測力計（彈簧測力計重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計）。下列四套裝置中能實現的是（）A．B．C．D．解：（1）在AC兩圖中，鉤碼掛在拉環(huán)上（即左邊測力計倒置使用），因為彈簧測力計本身有重力，所以此時測力計顯示的示數等于測力計自身的重力與鉤碼重力之和，則不能直接顯示出鉤碼的重力大小，故AC錯誤；（2）在BD兩圖中，鉤碼掛在掛鉤上（即左邊測力計正常使用），所以能直接顯示出鉤碼的重力大??；①B圖中，右邊的測力計倒置使用，此時右邊測力計的示數等于左邊測力計的重力與鉤碼重力之和，而左邊測力計的示數等于鉤碼的重力，所以兩邊測力計的示數不相等，不能得出正確結論，故B錯誤；②設兩測力計的重力均為G，由于定滑輪上的左邊都是鉤碼和一個測力計在拉繩子，則繩子的拉力為F＝G1+G；D圖中，左邊測力計的示數為：F左＝G1；手拉右邊測力計的掛鉤，由力的平衡條件可得，右邊測力計的示數（即測力計受到向下的拉力）：F右＝F﹣G＝G1+G﹣G＝G1；所以，F左＝F右＝G1，能得出正確結論，故D裝置中能實現所有的要求；答案：D。6．（2021?綿陽模擬）用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關系是（）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2解：由圖知，（1）動滑輪在水平方向上受到三個力的作用：水平向右的拉力F1，墻壁對它水平向左的拉力F墻，木板A對它水平向左的拉力F木板，由于木板向右勻速運動，所以F1＝F墻+F木板，由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板＝F1，由于力的作用是相互的，所以動滑輪對木板A的拉力為F動＝F木板＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；（2）物塊B在水平方向上受到兩個力的作用：繩子對它向左的拉力F2，木板A對它向右的摩擦力fA對B；由于物塊B保持靜止，所以F2＝fA對B；木板A在水平方向上受到三個力的作用：動滑輪對木板向右的拉力F動，物體B對木板向左的摩擦力fB對A，地面對木板向左的摩擦力f地面，由于木板向右勻速運動，所以F動＝fB對A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由于力的作用是相互的，所以fB對A＝fA對B＝F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得F動＝F2+f地面，即F1＝F2+f地面，也就是F1＝2F2+2f地面，所以F1＞2F2。答案：D。7．（2021?北京模擬）實心物體A由甲物質制成，實心物體B由乙物質制成，物體A和物體B的體積相同。甲、乙兩種物質的質量與體積的關系如圖1所示。把物體A掛在滑輪組下，如圖2所示，若使滑輪組處靜止狀態(tài)，則虛線框內應懸掛B物體的個數是（繩重、輪重均忽略不計）（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個解：由圖1可知，當m＝20g時，V甲＝10cm3，V乙＝40cm3，則ρA＝＝＝2g/cm3，ρB＝＝＝0.5g/cm3，所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；因為A、B的體積相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1；由圖2可知，使用的滑輪組中n＝2，不計摩擦和滑輪的自重，要使它們處于靜止狀態(tài)，設方框中掛N個B物體，則有：N?GB＝GA，則N＝×＝×＝2。故ACD不符合題意；B符合題意。答案：B。8．（2021?寧波模擬）如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端分別施加F1和F2的拉力，在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）A．拉力F1小于拉力F2 B．甲繩子自由端移動速度小于乙繩的 C．甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械 D．甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等解：A、不計繩重及摩擦，因為拉力F＝（G物+G動），n1＝2，n2＝3，所以繩端的拉力：F1＝（G物+G動），F2＝（G物+G動），所以F1＞F2，故A錯誤；B、由圖知，n甲＝2，n乙＝3，甲滑輪組繩子自由端移動的速度v甲＝2v物，乙滑輪組繩子自由端移動的速度v乙＝3v物，所以甲繩子自由端移動速度小于乙繩的自由端移動的速度，故B正確；C、使用動滑輪能夠省力，為省力杠桿，故C錯誤；D、因為繩子自由端移動的距離s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物體的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，則s1≠s2，故D錯誤；答案：B。9．（2021?大慶模擬）如圖所示，滑輪重及滑輪轉動時的摩擦均不計。向上拉繩的速度是1.2m/s，拉繩的力F是9N．由此可知（）A．物重是27N，物體的速度是0.4m/s B．物重是18N，物體的速度是0.6m/s C．物體受到的摩擦力是27N，物體的速度是0.4m/s D．物體受到的摩擦力是18N，物體的速度是0.6m/s解：本題滑輪組做功是克服摩擦力做功，有3段繩子承擔拉力，因此物體受到的摩擦力是f＝3×9N＝27N；物體移動的速度：v＝＝0.4m/s。答案：C。10．（2021?西安模擬）如圖所示為高速鐵路輸電線的牽引裝置工作原理圖，鋼繩通過滑輪組懸掛30個相同的墜砣，每個墜砣配重為150N，若某段時間內墜砣串下降了20cm，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，下列說法正確的是（）A．滑輪A為動滑輪，滑輪B為定滑輪 B．鋼繩上的拉力為150N C．輸電線P端受到的拉力大小為9×103N D．輸電線P端向左移動了40cm解：A、滑輪A固定不動，滑輪B可以移動，則A為定滑輪，B為動滑輪，故A錯誤；B、鋼繩上的拉力等于所有墜砣的總重力，而不是一個墜砣的重力150N，故B錯誤；C、鋼繩上的拉力為F＝30G墜＝30×150N＝4500N；不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，滑輪B受力平衡，則P端受到的拉力FP＝2F＝2×4500N＝9×103N，故C正確；D、繩端移動了20厘米，根據動滑輪的特點可知，P端向左移動的距離為×20cm＝10cm，故D錯誤。答案：C。二、填空題11．（2021?南陽模擬）如圖所示，物體重G＝500N，滑輪重10N，當物體G勻速上升時，則掛鉤B承受拉力為500N，掛鉤A承受350N的拉力，拉力F為170N，若繩子自由端向上拉動0.6m，則物體向上移動0.2m。解：（1）因為物體重G＝500N，掛鉤B受到的拉力FB＝G＝500N；掛鉤A承受的是定滑輪的重力和兩段繩子向下的拉力。每段繩子的拉力是170N，定滑輪重10N，則掛鉤A承受的拉力是170N×2+10N＝350N滑輪承重繩子的股數n＝3，拉力F＝（G+G動）＝×（500N+10N）＝170N，（2）n＝3，物體上升的高度h＝＝＝0.2m。答案：500；350；170；0.2。12．（2021?成都模擬）如圖所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起。使用定滑輪可以改變動力方向（選填“省力”、“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力。在拉起吊橋的過程中，阻力臂大小變小（選填：“變大”、“變小”或“不變”）。解：（1）圖中使用定滑輪的作用是改變動力的方向；（2）吊橋的重心在中點，重力的方向是豎直向下的，在吊起橋的過程中，從支點O到重力的作用線的距離變小，即阻力臂變小。答案：改變動力的方向；變小。13．（2021?曲靖模擬）如圖所示，繩子質量和摩擦都不計，人重力600N，平板重200N，小滑輪重力60N，要使平板處于平衡狀態(tài)，則人拉繩子的力為185N，人對平板的壓力為415N。解：如圖1所示，將人、平板看作一個整體，有3段繩子承擔整體的重（注意：3段繩子上的力不同），整體處于平衡狀態(tài)，則有：F2+F1+F1＝G人+G板＝600N+200N＝800N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，如圖2，以小滑輪為研究對象，由力的平衡條件可得：F2＝2F1+G輪﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②②代入①可得：2F1+G輪+F1+F1＝800N，整理可得：4F1+G輪＝800N，所以，4F1＝800N﹣G輪＝800N﹣60N＝740N，解得人拉繩子的力：F1＝185N；由于繩子對人有向上的拉力F1，則人對平板的壓力：F壓＝G人﹣F1＝600N﹣185N＝415N。答案：185；415。14．（2021?重慶模擬）如圖所示，重力G＝700N的水平木板在滑輪組的作用下保持靜止。三個滑輪等大、光滑，質量均忽略不計。所有細繩的重力均不計，與天花板間的固定點分別叫做A、B、C，與木板間的固定點分別叫做D、E；各條細繩中不與滑輪接觸的部分均豎直。則B點處的細繩對天花板的拉力大小為140N。解：由題知，滑輪光滑（即摩擦不計），細繩、滑輪重力不計，如圖，水平木板受到F1、F2、F3和G的作用，且木板保持靜止，則有：F1+F2+F3＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，由于中間滑輪受到兩個向上的拉力（每個力均為F1）、向下的拉力F2，則有F2＝2F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②且下面滑輪上的兩個拉力F2＝F3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③將②③代入①可得：F1+2F1+2F1＝G＝700N，解得：F1＝140N，因同一根繩子各處的拉力大小相等，所以B點處的細繩對天花板的拉力大小為140N。答案：140N。三、實驗探究題15．（2021?南京模擬）在“探究定滑輪和動滑輪的特點”實驗時，小明用同一個滑輪做了四次實驗，前兩次按圖甲、乙進行，后兩次按圖丙進行，并將測得的數據記錄在表格中。實驗序號鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動的距離s/cm11.020.01.020.022.020.02.020.031.020.00.740.042.020.01.240.0（1）分析第1、2次的數據，可以得出結論：使用定滑輪不能（選填“能”或“不能”）省距離；用圖乙進行實驗時，若小明將繩子的自由端沿著水平向右的方向勻速拉動，拉力的大小將不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）。（2）用圖丙進行實驗時，最好沿著豎直方向勻速拉動繩子自由端；分析第3、4次數據時發(fā)現，拉力的大小總比鉤碼重力的一半要大，這主要是因為動滑輪自身受到重力；（3）在本實驗中進行了多次實驗，目的是C。A．從多次實驗中選取最準確的數據B．多次測量取平均值，減小誤差C．從特殊現象中得到普遍規(guī)律D．利用控制變量法解：（1）第1、2次的數據中拉力不變，則說明使用定滑輪不能省力，也不能省距離；但能改變力的方向，所以若小明將繩子的自由端沿著水平向右的方向勻速拉動，拉力的大小將不變。（2）用圖乙進行實驗時，一定要沿著豎直方向勻速拉動繩子自由端；實際在實驗時，動滑輪自身的重量、動滑輪與繩子之間存在摩擦阻力等，都會影響實驗的結果，所以拉力大小并不等于鉤碼重力的一半的原因是：動滑輪自身受到重力。（3）使用中要進行多次測量，目的是為了得到普遍規(guī)律，故C正確。答案：（1）不能；不變；（2）沿著豎直方向；動滑輪自身受到重力；（3）C。16．（2021?南昌模擬）學習了簡單機械后，小明了解到斜面也是一種機械，于是他想探究這種機械的特點。（1）小明用彈簧測力計測木塊的重力，如圖a所示，測量時應讓木塊保持靜止狀態(tài)，并依據二力平衡條件得出木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數。（2）他將木塊放在如圖b所示的斜面上，并用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉木塊，收集到表中的實驗數據：斜面傾斜程度木塊重力G/N斜面高度h/m斜面長S/m沿斜面拉力F/N較緩50.212較陡50.312.6①比較表中木塊重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面時能（選填“能”或“不能”）省力；斜面長度相同時，斜面高度越小越省力（選填“省力”或“費力”）；②實驗時，可以通過移動木塊A來改變斜面的傾斜程度，要減小斜面的傾斜程度，木塊A要向右（選填“左”或“右”）移；③請舉出應用斜面的一種實例：盤山公路。（寫出一種即可）解：（1）測量木塊的重力時，讓木塊處于靜止狀態(tài)，此時木塊受到重力和彈簧測力計拉力的作用，此二力為平衡力，木塊重力的大小等于彈簧測力計的示數；（2）為了能夠準確的測量出拉力，應使彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動木塊；①由表中數據可知，斜面的傾角變大，則沿斜面拉力F的數值也隨之變大，但始終小于物體的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面長度相同時，斜面高度越低越省力；②要減小斜面的傾斜程度，木塊A應向右移動；③盤山公路是斜面應用的一個很好的例子。答案：（1）靜止；二力平衡；（2）勻速；①能；省力；②右；③盤山公路。四、計算題17．（2021?濰坊模擬）如圖所示，通過滑輪組用200N的拉力在20s內將重為480N的物體勻速提高2m，（不計繩重和摩擦），求：（1）動滑輪重；（2）繩自由端的移動速度為多大？（3）若重物再增加150N，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力至少多大？解：（1）由F＝（G+G動）可知，G動＝3F﹣G＝3×200N﹣480N＝120N；（2）物體移動的速度：v＝＝＝0.1m/s；自由端移動的速度：v′＝3v＝3×0.1m/s＝0.3m/s；（3）若重物再增加150N，要使重物勻速上升，作用在繩自由端的拉力：