内容正文:
考点12 简单机械
一.选择题(共2小题)
1.(2020•广州)如图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变),测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示,则( )
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5N
12N
5.5N
8N
5N
10N
A.甲的机械效率比丙的大
B.乙、丁的机械效率相同
C.使用丙提升物体M时省力
D.实验测得的数据无法算出机械效率
【答案】A
【解答】解:
设承担物重的绳子股数为n,则拉力端移动的距离s=nh,
拉力做的有用功W有用=Gh,拉力做的总功W总=Fs=F×nh=nFh,机械效率η===。
甲图中,使用的是定滑轮,n甲=1,机械效率η甲==×100%≈90.9%;
乙图中,使用的是定滑轮,n乙=1,机械效率η乙==×100%≈83.3%;
丙图中,使用的是动滑轮,n丙=2,机械效率η丙==×100%≈45.5%;
丁图中,使用的是滑轮组,n丁=2,机械效率η丁==×100%=62.5%。
A、由上面计算可知,η甲≈90.9%,η丙≈45.5%,所以甲的机械效率比丙的大,故A正确;
B、由上面计算可知,η乙≈83.3%,η丁=62.5%,所以乙的机械效率比丁的大,故B错误;
C、使用丙提升物体M时,GM=5N,F丙=5.5N,F丙>GM,是费力的,故C错误;
D、由上面计算可知,利用实验测得的数据可以算出机械效率,故D错误。
故选:A。
2.(2020•东莞市)在有着“世界工厂”之称的东莞,车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度,下列关于这个滑轮组工作的说法中,正确的是( )
A.绳子自由端被拉下了10m
B.这个滑轮组能省距离
C.这个滑轮组能省力
D.这个滑轮组能省功
【答案】C
【解答】解:
AB、由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m,使用该滑轮组要费距离,故AB错误;
C、使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重,能省力,故C正确;
D、使用该滑轮组要提升动滑轮、克服摩擦做额外功,所以要多做功,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共3小题)
3.(2020•广东)如图所示,人向下拉绳提升重物。已知物体重400N,动滑轮重60N,不计绳重及摩擦,将重物匀速提升0.5m,人需用的拉力为 230 N,绳子自由端移动的距离为 1 m,人所做的有用功为 200 J.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)由图知,n=2,不计绳重及摩擦,人需用的拉力:
F=(G+G动)=(400N+60N)=230N;
(2)绳子自由端通过的距离:
s=2h=2×0.5m=1m;
(3)人所做的有用功为:
W=Gh=400N×0.5m=200J。
故答案为:230;1;200。
4.(2019•广州)如图1所示,A点为硬棒的重心,O为支点,硬棒水平静止,弹簧测力计的示数为 2.4 N,硬棒所受的重力为 7.2 N.能否用图1中的弹簧测力计按图2所示的方法测量同一硬棒所受的重力? 不能 ,依据是 弹簧测力计的最大测量值只有5N,而硬棒的重力为7.2N,超出弹簧测力计的量程 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
由图1知,弹簧测力计的分度值为0.2N,指针刚好指在2N~3N之间的第2条刻度线处,所以读数为2.4N;
设弹簧测力计对硬棒的拉力为F,硬棒所受的重力为G,两个力的力臂分别为L1和L2,由杠杆的平衡条件得GL2=FL1,即G×0.2=2.4N×0.6,解得G=7.2N;
用图1中的弹簧测力计不能测量出硬棒所受的重力,原因是弹簧测力计的最大测量值只有5N,而硬棒的重力为7.2N,超出弹簧测力计的量程。
故答案为:2.4;7.2;不能;弹簧测力计的最大测量值只有5N,而硬棒的重力为7.2N,超出弹簧测力计的量程。
5.(2018•广州)小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
(1)以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η? 不能 ,如果能,写出η的表达式;如果条件不足,写出还需补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式 摩擦力f,η=×100% (η用题目已知及补充的物理量符号表示)
(2)若A在10s内运动了4m,A的速度为 0.4m/s 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)根据η==可知,要求出滑轮的机械效率,补充的物理量为:摩擦力f;
测量摩擦力时应水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于拉力;
作用在动滑轮上有两段绳子,所以拉力F通过的距离为物体A移动距离的2倍,
滑轮的机械效率为:η====×100%;
(2)物体A的速度为:v===0.4m/s。
故答案为:(1)不能;摩擦力f,η=×10