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专题11 简单机械
1、(2021·重庆市A卷·T7)如图所示的滑轮组,500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.定滑轮的作用是省力
B.滑轮组机械效率为80%
C.动滑轮的重力为100N
D.拉力F的功率为100W
【答案】B
【解析】A.定滑轮既不省力也不费力,只能改变力的方向,故A错误;
B.有用功为克服物体重力做的功,所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股,物体上升2m,因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为
故B正确;
C.对动滑轮和物体做受力分析,向上受到两股绳子拉力,向下受到动滑轮和物体的总重力,因此有
带入数据得
故C错误;
D.拉力的功率
故D错误。
故选B。
2、(2021·重庆市A卷·T13)如图所示,ABC是以O为支点的轻质杠杆AB=40cm,OB=30cm,OC=60cm,水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N,用细线与C点相连,在A点用60N的力沿某方向拉杠杆,使M对地面的压力最小,且杠杆处于水平位置平衡,此时细线的拉力为___________N;保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变,要使M对地面的压强变为原来的,可将物块M沿竖直方向切去的质量为___________kg。(忽略支点处的摩擦)
【答案】50 1.75
【解析】[1]绳子对C点的拉力对应的力臂为OC,为定值,作用在A点的拉力为60N,为定值,为使M对地面的压力最小,则应使C点绳子拉力最大,由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知,此时作用在A点的拉力的力臂应最大,作图如下
由勾股定理可求拉力对应力臂为
由杠杆平衡公式可求细线的拉力为
[2]切去之前物块M对地面压强可表示为
设切去质量为m切,则此时M对地面压力和与地面接触面积分别为
此时对地面压强为
又有要使M对地面的压强变为原来的,即
解得
m切=1.75kg
3、(2021·重庆市B卷·T7)如图所示,老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物,将质量为36kg的重物在5s内匀速提升1m,他对绳的拉力F为200N。不计绳重和摩擦,则下列判断正确的是( )
A.动滑轮的重力为20N
B.拉力所做的功为200J
C.拉力做功的功率为40W
D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A.重物的重力
G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知,重物由2段绳子承担,即n=2,不计绳重和摩擦,动滑轮的重力
G动=2F-G=2×200N-360N=40N
故A错误;
B.绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
故B错误;
C.拉力做功的功率
故C错误;
D.有用功
W有=Gh=360N×1m=360J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
4、(2020·重庆市A卷·T7)滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用500N的拉力F,利用图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m下列判断正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.2m/s
B.该滑轮的机械效率为62.5%
C.工人师傅拉绳子的功率为200W
D.提升重物所做的有用功为3600J
【答案】C
【解析】A.重物在30s内匀速提高了6m,则重物的运动速度为
动滑轮上绳子的股数为2股,所以绳端移动的速度为0.4m/s,故A项不正确;
B.滑轮组的机械效率为
故B项错误;
C.工人师傅拉绳子的功率为
故C项正确;
D.提升重物所做的有用功为
故D项错误。
故选C。
5、(2020·重庆市B卷·T5)如图所示,下列描述正确的是( )
A.图甲中,滑冰运动员潜行过程中没有惯性
B.图乙中,压住粉笔写字是为了减小摩擦力
C.图丙中,园艺工人修剪花枝的剪刀属于省力杠杆
D.图丁中,飞机起飞利用了空气流速大压强大的原理
【答案】C
【解析】A.任何物体都具有惯性,所以滑冰运动员滑行过程中仍然有惯性,故A错误;
B.用力压住粉笔写字是通过增大压力来增大摩擦力的,故B错误;
C.园艺工人用来修剪树枝的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C正确;
D.飞机起飞利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故D错误。
故选C。
6、(2020·重庆市B卷·T7)如图所示,是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg,30s内货物A被匀速提升了3m,动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是( )
A.钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B.拉力F的功率为1.5×103W
C.滑轮组的机械效率为90%
D.钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
【答案】C