内容正文:
第十二章 简单机械
一、选择题
1.如图所示为国旗杆顶部安装的升降国旗的一个滑轮。关于此滑轮,下列说法中正确的是( )
A.它是动滑轮 B.它是定滑轮
C.使用它费距离 D.使用它可以省力
2.下列关于机械效率的说法中正确的是( )
A.做功越快,机械效率一定越高 B.做功越多,机械效率一定越高
C.省力越多的机械,机械效率一定越高 D.有用功在总功中所占比例越大,机械效率一定越高
3.如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( )
A.铡刀属于费力杠杆 B.使用铡刀可以省距离
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断 D.甘蔗放在b点比a点更易被切断
4.如图所示,用同一定滑轮沿三个不同方向,以不同速度匀速提升同一重物G,所用的拉力分别为、、,重物G上升速度分别是0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s,则这三个力的大小关系是( )
A. B.
C. D.以上都有可能
5.物体重,滑轮重使物体匀速上升1m,不计摩擦,则( )
A.,滑轮向上移动 B.,滑轮向上移动2m
C.,滑轮向上移动 D.,滑轮向上移动2m
6.如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动,,在A点施加竖直向上的动力使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法正确的是( )
A.如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡,应变大
B.作用在A点的力的大小为0.5 G
C.如果保持的方向始终竖直向上不变,使物体从图中位置匀速升高,大小将不变
D.若将作用于A点的力变为图中,要使杠杆水平平衡,应小于
7.如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面的推力,将质量为40kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.使用该斜面可以省功 B.推力的功率为80W
C.斜面的机械效率为75% D.斜面对物体的摩擦力大小为100N
8.如图所示,工人利用轻质滑轮组水平匀速搬运重为1000 N的货物A,已知该滑轮组的机械效率为70%,工人施加在绳子端的拉力F为100 N,10 s内物体移动了2 m,则下列说法正确的是( )
A.拉力的功率为60 W B.重力对物体做功为2000 J
C.10 s内所做的有用功为120 J D.物体受到地面的摩擦力为140 N
二、填空题
9.在杭州第19届亚运会皮划艇静水项目上,中国代表队以9枚金牌的优异成绩完美收官。如图所示,运动员用船桨划水时船桨是 杠杆;为了更省力,应 (选填“增大”或“减小)两只手之间的距离;使用船桨的好处是可以省 (选填“力”“功”或“距离”)。
10.用如图所示的滑轮组提升重物,将质量为的重物内匀速提升,作用在绳端上的拉力为。不计绳重和摩擦,则动滑轮受到的重力为 N,该滑轮组的机械效率为 。
11.将边长为10cm、质量为2kg的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端,把质量为400g的物体乙悬挂在杠杆的B端,此时,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知:AO∶OB=1∶2,不计杠杆的质量,g取10N/ kg,地面对甲的支持力为 N,甲对地面的压强为 Pa。
12.如图所示,用8N的拉力F将重为60N的物体匀速向左拉动0.1m,已知物体与地面间的摩擦力为物重的0.3倍,此过程中绳子自由端移动的距离为 m,此时滑轮组的机械效率为 ,加速拉动物体时,物体所受的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.工人使用图-1所示的滑轮组提升一批重物,其中滑轮 (选填“A”或“B”)可以起到省力的作用。已知滑轮A、B的重力均为60N,在提升一个重为600N的重物时,绳子自由端的移动距离与时间的关系图像如图-2所示,若不计绳重及摩擦,绳端的拉力是 N,拉力做功的功率是 W,若想增大该滑轮组的机械效率,可行的措施是: (写出一种即可)。
三、实验探究题
14.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是为了 ;
(2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,应在B点挂 个相同的钩码;
(3)如图丙所示,用弹簧测力计分别按a、b两种情况用力,较省力的是 ;
(4)探究过程中必须多次实验,这是为了 。
15.“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表:
实验次数
物重G(N)
物体上升高度h(m)
拉力F(N)
绳子自由端移动距离s(m)
机械效率η
1
4
0.1
2.0
0.3
66.7%
2
5
0.1
0.3
69.4%
3
6
0.1
2.6
0.3
(1)实验时,应沿竖直向上的方向 拉动弹簧测力计;
(2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N;
(3)第3次实验滑轮组的机械效率是 ;(保留一位小数)
(4)如果用这个滑轮组提升7N的重物,则它的机械效率可能是 (选填序号)。
A.60% B.70% C.80%
四、作图题
16.如图所示,小明用滑轮组将重物提起,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。
17.如图所示,一根均匀直杆可绕点O转动,其中点A处挂一重物,画出重物G的力臂l2和作用在杠杆上的最小动力F1。
五、计算题
18.如图所示的AB为轻质杠杆,为悬点,放在水平地面上的物体用细线悬挂在杠杆端,当端末悬挂物体时,杠杆AB水平平衡,此时细线恰好伸直。已知,物体的密度为,体积为。请分析:取)
(1)当端悬挂一个质量为重物时。
①求物体受到的重力;
②求杠杆端受到的细线的拉力。
(2)若在端悬挂重物时,杠杆AB始终保持水平,求在端悬挂重物的质量范围。
19.如图所示每个滑轮均重50N,拉着重450N的物体以0.1m/s的速度上升了4m,拉力F的功率是60W(不计绳重)
(1)拉力做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)货物上升4m过程中,克服摩擦力做的功。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.C
5.A
6.C
7.D
8.D
9.费力;增大;距离
10.40;90%
11.12;1200
12.0.3;75%;不变
13.A;220;220;增加重物的重力
14.右;方便测量力臂;6;a;使实验结论具有普遍性
15.匀速;2.4;77.0%;C
16.
17.
18.(1)①解:由 得物体 的质量为:
物体 受到的重力为:
②杠杆B端受到的拉力为:
由杠杆的平衡条件 , 以及 可得:
即:
所以作用在端的细线对杠杆的拉力为:
(2)解:由题意可知, 当端不悬挂重物时, 轻质杜杆AB保持水平, 且细线恰好伸直, 说明端悬挂的重物的质量应大于零; 当增大端悬挂的重物的质量使物体对水平地面的压力恰好为零时, 轻质杜杆AB保持水平, 此时在端悬挂的重物的质量最大, 此时杜杆端受到的向下的拉力为:
由杠杆的平衡条件 , 以及相互作用力可得杠杆端悬挂的重物的重力为:
此时重物的质量为:
在端悬挂重物的质量范围为: 。
19.(1)解:拉力做的有用功:W有用=Gh=450N×4m=1800J,
答:拉力做的功为1800J;
(2)解: 由图可知,n=3,v绳=3v=3×0.1m/s=0.3m/s,
由
可得 ,
滑轮组的机械效率:;
答:滑轮组的机械效率为75%;
(3)解:提升动滑轮做功:W动=G动h=50N×4m=200J,
由可得总功:,
克服摩擦力做的功:
W摩擦=W﹣W有用﹣W动=2400J﹣1800J﹣200J=400J。
答:货物上升4m过程中,克服摩擦力做的功为400J。
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