江苏省镇江市2024-2025学年九年级上学期期中物理复习(简单机械与功章节近三年组题汇编)
2024-10-29
|
34页
|
613人阅读
|
15人下载
内容正文:
江苏省镇江市2024-2025学年九年级上学期期中物理复习(简单机械与功章节近三年组题汇编)
一、单选题
1.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景,简化装置如图2所示,则下列杠杆中与之同类的是( )
A.夹起食物的筷子
B.拔钉子的羊角锤
C.托盘天平
D.钓鱼竿
2.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)下列关于功率的说法,不正确的是( )
A.功率越小,做功越慢 B.功率越小,做功一定越少
C.功率越大,做功不一定越多 D.功率越小,做同样多的功所用的时间越长
3.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)下图是筷子夹菜时的杠杆示意图,其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是( )
A.B.C.D.
4.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,AB、AC、AD为三个光滑的斜面,相同的时间内将同一物体分别从B、C、D点拉至A点,以下说法正确的是( )
A.沿着DA面拉力做功最多 B.沿着CA面拉力做功最快
C.沿着DA面所需拉力最小 D.沿着BA面拉效率最高
5.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.F甲=F乙
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的额外功多
6.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图是一个轻质杠杆的示意图,O是转动轴,不计绳重及摩擦,挂在中点B处的重物重力为150N,在竖直向上的拉力F作用下物体以速度上升。下列说法不正确的是( )
A.拉力
B.拉力F做功的功率是0.75W
C.该杠杆的机械效率是100%
D.杠杆转动到虚线位置的过程中,拉力F保持不变.
7.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图,斜面和的粗糙程度相同、倾斜程度不同,将两个物体沿斜面以相同的速度拉到A点,下列说法正确的是( )
A.物体受到的滑动摩擦力大小相同
B.两个拉力做功相同
C.两个拉力做功的快慢相同
D.两个斜面的机械效率相同
8.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,同一物体在拉力F1、F2的作用下,从底端分别沿光滑斜面AB和粗糙斜面AC的以相同的速度匀速运动到顶端。 则( )
A.拉力F1一定大于F2
B.拉力F1的功率一定大于F2 的功率
C.拉力F1做的有用功等于F2 做的有用功
D.拉力F1所做的功可能等于拉力F2 所做的功
9.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样大小的拉力把A、B两个物体以相同的速度匀速提升,、分别为甲、乙两图中物体的质量,、分别是拉力、的功率,、分别是甲、乙两滑轮组的机械效率,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体的质量:;功率;机械效率:
B.物体的质量:;功率;机械效率:
C.物体的质量:;功率;机械效率:
D.物体的质量:;功率;机械效率:
10.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,小明用两个不同的滑轮组,在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀速提高了相同的高度,若两个滑轮组的动滑轮重分别为G动1和G动2,机械效率分别为η1、η2,小明做功的功率分别为 P1、P2,不计绳重和摩擦。则( )
A.G动1<G动2,η1>η2,P1<P2 B.G动1<G动2,η1>η2,P1=P2
C.G动1>G动2,η1<η2,P1<P2 D.G动1=G动2,η1=η2,P1=P2
11.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图,小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动,在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,轻质杠杆AO可绕O点无摩擦转动,AB=BC=CO,用细线将重物悬挂在A点,在C点施加图示方向的拉力F,在杠杆保持水平静止的情况下( )
A.此杠杆属于省力杠杆 B.当重物的悬挂点右移时,F将增大
C.若改沿图中虚线方向施力,F将增大 D.若物重增加1N,F的大小增加6N
13.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,甲、乙两装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2,两装置的机械效率分别为η1和η2(不计绳重和一切摩擦),则下列选项正确的是( )
A.若G1=G2,则η1<η2 B.若G1<G2,则η1=η2
C.若F1=F2,则一定有η1>η2 D.若F1<F2,则一定有η1<η2
14.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大 ③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多
A.只有①③ B.只有②④
C.只有②③ D.只有①④
二、填空题
15.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为100N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂将 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),力F的大小将 。
16.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=300N,拉动的距离s=4.5m,提升高度h=1.8m,所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W,此过程中物体受到的摩擦力为 N,该斜面的机械效率是 。
17.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动,重物上升了0.2m,该滑轮为 滑轮(选填“动”或“定”),不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦,则拉力F为 N,拉力移动的距离为 m。
18.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)重为450N的小明周末去爬山,他用了30min爬上一座高150米的小山,则小明克服自身重力做的功为 J,功率为 W,而同班的小华同学只用了25min爬上了此山,则小华的功率 (选填“定小于”、“定大于”或“可能小于”)小明的功率。
19.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,这是工人向高处运送材料的装置,图中右侧滑轮是 滑轮;若每个滑轮重为100N,某一次运送的材料重为400N,在拉力F作用下,材料匀速上升5cm,绳的自由端向下移动 cm不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率为 。
20.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图是一种升降晾衣架的结构简图,转动摇柄即可实现晾衣架的升降,在天花板上固定的四个滑轮属于 滑轮,能起到 (选填“改变力的方向”或“省力”)的作用。忽略绳重和摩擦,若增加晾晒的衣服,该装置的机械效率会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(22-23八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,有一根质量分布均匀的金属棒,现将部分搭在水平桌面上,已知金属棒长为L、重为300N,,为使金属棒保持图示位置静止,则在 (选填“A”、“B”或“C”)点施加的力F最小,该最小力 N,若保持与的作用点和方向均相同,则使金属棒在图示位置静止时所需的最大外力应为 N。
22.(22-23八年级上·江苏镇江·期中)如图所示一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,C点在F1作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)点。当G=150N时,F1的大小为 N。若将重物拿走,在A点施加一个与F1平行且大小等于150N的力F2(图中虚线所示),使杠杆处于水平平衡,则F1大小为 N。
23.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用拉力F将重G=40N的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则上述过程中所做的有用功是 J,总功 J,动滑轮的重为 N;如果用该动滑轮把重100N的一袋大米匀速提升相同高度,则动滑轮的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.(21-22九年级上·江苏镇江·期中)在劳动实践基地,身高相同的大李和小李用一根均匀的轻质木棒抬重物,如图所示,大李为了减轻小李的负担,他可以 (选填“将重物拉近小李”、“将重物拉近自己”);假如大李要承担的力,那么,小李的肩头到重物挂点O的距离与大李的肩头到重物挂点O的距离之比是 。
25.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,有一根质量分布均匀的金属棒CB,现将AC部分搭在水平桌面上,已知金属棒长为L、重为600N,CA:AB=1:3,为使金属棒保持图示位置静止,则在 (选填“A”、“B”或“C”)点施加的力F最小,该最小力F1= N,若保持与F1的作用点和方向均相同,则使金属棒在图示位置静止时所需的最大外力F2应为 N。
26.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)杆秤是中国最古老也是现今人们仍然在使用的衡量工具,可谓华夏“国粹”。某物理学习小组仔细观察杆秤(如图1所示)发现:杆秤有两排刻度和两个提纽,且都没有标记0刻度线的位置,为弄清这两个问题,他们进行了如下尝试:
(1)秤钩在A点,提纽分别在B、C两点,当提起提纽B且秤钩不挂重物时,秤砣挂在O点杆秤恰好平衡,如图2所示,秤砣质量为m,OA间距离为l1,OB间距离为l2.则O点就是此时杆秤 所在的位置,杆秤的重心应在B点的 (选填“左”或“右”)侧,杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是 (写出表达式,用给定字母表示);当提起提纽C时,O点位置会向 移;
(2)为弄清提纽与刻度的对应关系,物理学习小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:如图3所示。当秤钩挂一质量为M的物体时,提起提纽B,质量为m的秤砣移动到D位置杆秤恰好平衡,OD间距离为,根据杠杆平衡条件可得 (写出表达式,用给定字母表示);分析可知,当提起提纽C时,同一刻度线对应的读数应 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。至此,该学习小组的同学发现用提纽 称重时,测量更精确但量程小。
三、作图题
27.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)画出使轻质杠杆AO在图示位置静止A点所用最小动力F1的示意图及其力臂l1.
28.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,O为杠杆的支点,请在图中画出力F的力臂l。
29.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,工人站在高处利用滑轮组提升物体,请画出最省力的滑轮组的绕线方式。
30.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图是关闭水龙头的情景,水龙头手柄可视为一根杠杆(O为支点),请你画出施加在A点的最小动力F1。
31.(江苏省镇江市2022-2023学年九年级上学期期中物理试题)图中杠杆BOA,请画出作用于A点使杠杆在图示位置平衡的最小动力F的示意图及其力臂l1。
四、实验题
32.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)在“研究杠杆平衡条件”实验中,如图所示,当在A处挂三个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B处挂 个钩码,拿去B处的钩码,改在C处用弹簧测力计竖直向上拉,杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为 N;(每个钩码重0.5N),如果实验时作用于C处的弹簧测力计拉歪了,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
33.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)利用图1装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。
(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿 方向拉杠杆,并使之在 位置平衡;
(2)实验过程中所获得的一组数据如图2所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图3所示,则F1= N,此时杠杆属于 杠杆(选填“省力”或“费力”);
(3)根据图2的这组数据可得出的结论是:在 、 不变时, 。
34.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,杠杆此时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图2中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加 N的拉力(题中的每个钩码重力0.5N)。当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有同学根据自己的实验数据,得到如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有 (选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点);
(4)小明对原来装置进行改装如图3,与图2比较,同样用竖直向上的力,将两个相同的钩码,提升相同的高度,不计摩擦,则机械效率高的是图 (选填“2”或“3”)。若利用图3,小明先后将钩码悬挂点由A点改为C点,但保持钩码上升高度相同,不计摩擦,那么机械效率 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
35.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图所示,实验数据记录如下表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率n
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第2次实验是用图 所示装置来完成的;
(3)分析实验数据可得:用同一滑轮组提升相同重物,重物上升高度变大,滑轮组的机械效率 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(5)为提高滑轮组机械效率,你建议可采取的措施有 。
A、减轻动滑轮重 B、增加所提物体重
C、给机械加润滑油 D、增加重物上升高度
36.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”),为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,目的是便于直接测量 ;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,拉力最小时,大小为 N;
(3)在图乙装置中,为获得多组数据,小明将钩码挂到O点的右侧,他直接将弹簧测力计改为竖直 拉动,读出并记录数据。小明在实验的过程中遗漏了重要的步骤是 ;
(4)得到实验结论后,利用图丙所示装置,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为l,改变B点位置,F与的关系图像为图丁中的①;若将M从A移至P,再重复上述步骤,上述关系图像应为图丁中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
37.(22-23九年级上·江苏镇江·期中)在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中,小霞用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如表所示。
序
号
动滑轮重G动/N
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
绳自由端上升的高度s/m
动滑轮的机械效率η/%
1
0.3
1
0.2
0.70
0.4
71.4
2
0.3
2
0.2
0.4
3
0.3
4
0.2
2.4
0.4
83.3
(1)实验时,小霞应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)第2次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为 N,提升重物所做的有用功为 J,拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为 J,动滑轮的机械效率为 %;
(3)分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将 ,拉力所做的额外功占总功的比值将 (以上两空均选填“减小”、“不变”或“增大”)。
38.(21-22九年级上·江苏镇江·期中)用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 移动(选“左”或“右”),这样做的目的是 。
(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码。在刻度线“4“处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2 F1(选填“>”、“=”或“<”,下同);再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F3 F1。
(3)实验中某同学在杠杆左右两侧各挂如图丙所示的钩码,杠杆不会平衡,它的 (选填“左”或“右”)端会下降。要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码总数和悬挂点位置的情况下,他将如何操作: 。
五、计算题
39.(23-24九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,在竖直向下拉力F的作用下,使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升.如表是提升物体时采集到的信息:求:
物重G(N)
(m)
(m)
A端上升的高度h/m
B端下降的竖直距离s/m
100
0.8
0.4
0.4
0.2
(1)不计杠杆自重和摩擦,杠杆处于水平静止时,拉力F的大小;
(2)实际提升所用的拉力F为250N,拉力F做的总功;
(3)实际拉力F为250N时,杠杆的机械效率η。
40.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体在5s内竖直上升了2m,人拉绳的力为250N(不计绳重及摩擦)。求:
(1)对重物做的有用功是多少?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)人拉绳子做功的功率是多少?
参考答案:
1.B
【详解】由图知道,横杆在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
AD.夹起食物的筷子、钓鱼竿的动力臂比阻力臂短,属于费力杠杆,故AD不符合题意;
B.拔钉子的羊角锤动力臂比阻力臂长,属于省力杠杆,故B符合题意;
C.托盘天平使用时动力臂等于阻力臂是等臂杠杆,故C不合题意。
故选B。
2.B
【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量,功率大表示做功时快,功率小表示做功时做功慢,故A正确,不符合题意;
B.功率越小,如果做功时间短,则做功不一定越少,故B错误,符合题意;
C.由W=Pt可知,功率小,但时间不确定,故做功不一定多,故C正确,不符合题意;
D.功率越小,由W=Pt可知,做同样多的功所用的时间越多,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.B
【详解】手的作用力为动力,其方向与筷子垂直向下;食物对筷子的阻碍力为阻力,其阻力的作用点为筷子与食物的接触点,并且方向垂直筷子向上。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.C
【详解】AC.由题意可知,克服物体重力做的有用功相同;使用光滑的斜面时,物体不受摩擦力,没有做额外功,则拉力做的功等于克服物体重力做的功,所以三次拉力做的功相同;因为W总=Fs,且
sDA>sBA>sCA
所以
FD<FB<FC
即沿着DA面所需拉力最小,故A错误,C正确;
B.拉力做的功相同,做功时间相同,由可知拉力做功的功率相同,即拉力做功快慢相同,故B错误;
D.斜面光滑,没有摩擦力,不做额外功,机械效率都等于100%,所以沿三个斜面拉的效率相同,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A. 两幅图中的绳子股数都是n=2,所以拉力:
,
,
又因为G轮相同,所以F1>F2,选项不符合题意;
B. 用相同的滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度,由
可得,绳子自由端移动的距离:
,
;
故
,
由 可得,拉力移动的速度不相同,选项不符合题意;
CD. 在提升重物的过程中,若不计绳重及摩擦,那么,克服动滑轮重做的功为额外功,因为动滑轮重相同,提升高度相同,根据公式:
可知,拉力F1和F2所做的额外功相等,将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时,
因不计绳重和摩擦,拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功,克服物体重力做的功为有用功,所做的有用功相等,额外功相等,所以,拉力做的总功相等,由 可知,甲的功率等于乙的功率,C选项符合题意,D选项不符合题意.
6.B
【详解】AD.当杠杆在水平位置时,根据杠杆平衡的条件可得
代入数据为
解得,因为在移动过程中,力臂之间的关系始终不变,因此拉力不变,故AD正确,AD不符合题意;
B.拉力F做功的功率
B错误,故B符合题意;
C.不计绳重及摩擦,根据杠杆的平衡条件可知,阻力和阻力臂的乘积等于动力和动力臂的乘积,因此机械效率为100%,故C正确,C不符合题意。
故选B。
7.C
【详解】A.利用斜面可以省力,拉力小于重力,斜面的坡度越小越省力;由于,由此可知,坡度小的一侧的的物体质量大,即;影响滑动摩擦力大小的因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,物体分别沿斜面 BA和CA运动,接触面的粗糙程度相同,斜面越陡,则压力越小,滑动摩擦力越小,由图知CA斜面更陡一些,所以,故A错误;
B.因,且拉力相同,所以,由可知,F1做的总功多,故B错误;
C.两个拉力做功的快慢即为做功的功率,因为,两次物体的速度相等,由可知所以拉力做功的快慢相等,故C正确。
D.设斜面的倾角为,物体与斜面的摩擦系数为,斜面的机械效率
由上式可知,斜面的效率只与斜面的倾角有关,斜面的倾角越大,机械效率越高;两个斜面的倾角不同,因此两个斜面的机械效率不同,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.斜面AB的倾角大于AC的倾角,但斜面AB光滑、AC粗糙,所以拉力F1与F2的大小无法确定,故A错误;
B.物体两次运动的速度相等,但拉力F1与F2的大小无法确定,由于
所以,拉力F1的功率与F2的功率大小无法确定,故B错误;
C.同一物体,则重力不变,两次物体上升的高度相等,根据W有=Gh知道,拉力F1做的有用功等于F2做的有用功,故C正确;
D.斜面AB光滑,则拉力沿斜面AB做的功等于有用功,斜面AC粗糙,拉力沿斜面AC做的功大于有用功,所以拉力F1所做的功一定小于拉力F2所做的功,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】由图可知,甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数分别为:,,由题意可知,两滑轮组中动滑轮的重力相等,绳子自由端的拉力相等,由不计绳重和摩擦时,拉力可知,A、B两物体的重力分别为
由,结合以上两式可知,则,由可知,;
由不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率
在动滑轮的重力一定时,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,因此;
用同样大小的拉力把A、B两个物体以相同的速度匀速提升,设物体上升的速度为v,甲图绳子自由端移动的速度为3v,乙图绳子自由端移动的速度为2v,拉力的功率分别为
由,结合以上两式可知,;
由以上分析可知,A正确,BCD错误。
故选A。
10.A
【详解】①若不计绳重及摩擦,则拉力
由图知道,n1=2,n2=3,所以,绳子受的拉力
根据题意知道
由此解得
所以
②同一重物的重力相同,且两次的拉力大小相同,由于
所以,两滑轮组的机械效率之比为
故
③根据题意知道,拉力相同,升高相同的高度,且时间相同,由于
拉力F的功率之比为
故
综上所述,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【详解】AB.AB间的距离s为
s=OB-OA= OB -vt
由于OB是一个定值,速度不变,则s随t的增大而减小,且是一条直线,故AB错误;
CD.杠杆始终处于水平位置平衡,根据杠杆平衡的条件可知
F×OB=G×(OA+vt)
则有
F和t符合一次函数关系,故C错误,D正确。
故选D。
12.D
【详解】A.由图可知,F与杠杆的夹角为30°,根据三角形知识可知,F的力臂为小于OA,即动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A错误;
B.当悬挂点右移时,动力臂、阻力不变,阻力臂变小,根据杠杆平衡的条件可知,动力F将变小,故B错误;
C.若改沿图中虚线方向施力,F与杠杆的夹角为30°,根据三角形知识可知,F的力臂为,动力臂、阻力臂、阻力不变,根据杠杆的平衡条件可知,F大小不变,故C错误;
D.若物重增加1N,此时的动力臂为阻力臂的六分之一,根据杠杆的平衡条件可知,动力会增加为1N的6倍,所以F的大小增加6N,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】AB.不计绳重和一切摩擦
又甲、乙两装置所用滑轮质量均相等,所以若G1=G2,则η1=η2,若G1<G2,则η1<η2,故AB错误;
C.据图可知,甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段,则
推理可得
G1=3F1﹣G动,G2=2F2﹣G动
因此若F1=F2,则G1>G2,那么一定有η1>η2,故C正确;
D.据C中等式可知,若F1<F2,G1、G2关系不确定,所以有可能η1<η2,但不一定有η1<η2,故D错误。
故选C。
14.B
【详解】由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W额=G动h知,提升A和B所做额外功相同,不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率:η==,额外功相同,提升A物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A物体所做的有用功较大,由于提升物体高度一样,所以A物体较重,提升A物体用的拉力较大,故ACD错误,B正确.
15. 50 不变 变小
【详解】[1]轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体,杠杆在A位置时,动力臂与阻力臂的关系为
LOA=2LG
由杠杆平衡条件可知
FLOA=GLG
则力F的大小为
[2][3]将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,保持F的方向始终与OA垂直,则动力F的力臂都是LOA,即力F的力臂将不变;在该过程中,动力臂不变,阻力大小等于物体的重力,即阻力不变,由图可知转动过程中阻力臂会变小,根据杠杆的平衡条件知,动力F会变小。
16. 45 60 80%
【详解】[1]拉力所做的总功
拉力做功的功率为总功率
[2]拉力所做的有用功等于直接把物体匀速举高1.8m所做的功
克服摩擦力做的额外功
由得,物体所受斜面的摩擦力
[3]此斜面的机械效率
17. 动 200 0.4
【详解】[1]如图所示的滑轮,工作时,滑轮的轴随物体一起运动,为动滑轮。
[2]不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,拉力为
[3]拉力移动的距离为
18. 6.75×104 37.5 可能小于
【详解】[1][2]小明克服自身重力做的功
W=Gh=450N×150m=6.75×104J
做功的功率
[3]由于不知道小华的重力,由
可知小华的功率可能小于小明的功率。
19. 定 10 80%
【详解】[1]由图可知,右侧滑轮的轴固定不动,因此右侧滑轮为定滑轮。
[2]由题知,绳子的有效段数,重物上升的距离,绳的自由端向下移动的距离
[3]由于不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
20. 定 改变力的方向 增大
【详解】[1][2]在天花板上固定的四个滑轮,它们的轴位置固定不动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向。
[3]忽略绳重和摩擦,若增加晾晒的衣服,升高相同高度时,即相当于额外功相同,但增加了有用功,因此提高了该装置的机械效率。
21. B 100 150
【详解】[1][2]由图可知,CA:AB=1:3,由于金属棒质量分布均匀,重心在O点,当以A为支点、AB为动力臂时,动力臂与阻力臂的比值为3:1,此时的比值是最大的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的;则
即在B点施加的力F最小。
[3]若保持与F1的作用点和方向均相同,则C为支点,BC为动力臂,动力臂与阻力臂的比值为2:1,此时的动力臂是最小的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的F2最大,则
22. D 900 450
【详解】[1]动力与阻力使杠杆的转动方向相反,一个顺时针则另一个为逆时针,在A点悬挂重物G,会使杠杆逆时针转动,所以C点在F1作用下使杠杆顺时针转动,硬棒的支点在杠杆上D点。
[2]由杠杆的平衡条件可知
G×AD=F1×CD×sin30°
150N×3CD=F1×CD×
F1=900N
[3]由杠杆的平衡条件可知
F2×AD×sin30°=F1′×CD×sin30°
150N×3CD×sin30°=F1′×CD×sin30°
F1′=450N
23. 40 50 10 变大
【详解】[1]上述过程中所做的有用功为
W有=Gh=40N×1m=40J
[2]由可得,总功为
[3]从图中可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×1m=2m
拉力为
不计绳重及轮与轴间的摩擦,根据可知,动滑轮的重为
[4]不计绳重及轮与轴间的摩擦,如果用该动滑轮把重100N的一袋大米匀速提升相同高度,由此得,滑轮组的机械效率为
因此动滑轮的机械效率将变大。
24. 将重物拉近自己 3︰2
【详解】[1] 对于小李来说,大李的肩膀与木棒的接触点为支点,重物的重力就是阻力;由杠杆的平衡条件可知,要减轻小李的负担,那么需要延长小李到O点的长度(增大动力臂)或者减小O点到大李的长度(减小阻力臂),故大李将重物拉近自己。
[2]对于大李来说,小李的肩膀与木棒的接触点为支点,重物的重力为阻力,那么小李肩膀到O点为阻力臂,令其为L',大李肩膀到小李肩膀为动力臂,令其为L,已知阻力也就是重物的重力为G,动力也就是大李承担的力为
由
得
则小李的肩头到重物挂点O的距离与大李的肩头到重物挂点O的距离之比为
25. B 200 300
【详解】[1][2]由图可知,CA:AB=1:3,由于金属棒质量分布均匀,重心在O点,当以A为支点、在B点施加一个竖直向上的力,则AB为动力臂,动力臂与阻力臂的比值为3:1,此时的比值是最大的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的;则
[3]若保持与F1的作用点和方向均相同,则C为支点,BC为动力臂,动力臂与阻力臂的比值为2:1,此时的动力臂是最小的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的F2最大,则
26. 0刻度线 右 mgl2 左 mgl3+mgl2 变大 B
【详解】(1)[1][2][3][4]秤砣挂在O点杆秤恰好平衡,因此点O是零刻度点,B点是支点,秤钩不挂重物,秤砣挂在O点与杆秤自重平衡,杆秤的重心应在支点B的另一侧,即重心C应在B点的右侧;根据杠杆条件得杆秤自身重力和它的力臂的乘积是mg×l2,当提起纽带C时,支点左移因此点O的位置向左移动。
(2)[5][6][7]根据得出的两个阻力的平衡规律,则存在如下关系
Mg(l1+l2)=mgl3+G杆秤l2
Mg(l1+l2)=mg×l3+mgl2
使用提扭C时,与使用B相比,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,由
m秤砣gl秤砣=m物gl物
因此统一刻度线对应的读数应变大,因此提B称量时,测量更精确但量程小。
27.
【详解】根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,当动力臂最大,当OA作为动力臂时,动力臂是最大的,动力F1最小,动力作用在A点,方向垂直于OA斜向上,如图所示:
28.
【详解】力臂是指支点到力的作用线的距离,所以从支点O向F的作用线作垂线,并标上垂直符号,垂线段的长度为F的力臂l。如图所示:
29.
【详解】图中的滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成;工人站在高处利用滑轮组提升物体,则绳子自由端的拉力方向应向上;所以,需要从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这也是最省力的绕法,如图所示:
30.
【详解】由题意可知,阻力和阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,动力要最小,动力臂需最长,OA作为动力臂时,动力臂最长,动力最小,阻力F2使杠杆沿逆时针转动,动力F1应使杠杆顺时针转动,所以施加在A点的力应向下,因此连接OA,过A点作OA的垂线,即为在A点施加的最小动力F1,如下图所示:
31.
【详解】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,动力作用于A点,当OA作为动力臂l1时,动力臂最长,此时动力最小;由图知动力的方向应该向上,过A点垂直于OA向上作出最小动力F的示意图,如下图所示:
32. 4 3 变大
【详解】[1]根据杠杆平衡原理可知,B处受到的力为
每一个钩码0.5N,故需要挂4个钩码。
[2]改在C处用弹簧测力计竖直向上拉,杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为
[3]如果实验时作用于C处的弹簧测力计拉歪了,动力臂变小,阻力与阻力臂的乘积不变,则弹簧测力计的示数将变大。
33. 竖直 水平 4.8 费力 阻力(或F2) 动力臂(或l1) 动力(或F1)与阻力臂(或l2)成正比
【详解】(1)[1][2]竖直向下拉测力计,使杠杆在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合一起,便于测量。
(2)[3]测力计分度值为0.1N,此时示数为4.8N。
[4]用4.8N的拉力使4N的物体静止,属于费力杠杆。
(3)[5][6][7]数据中,阻力与动力臂保持不变,改变阻力臂,研究动力的大小变化规律,发现动力与阻力臂的比值为定值。得出的结论是:在阻力与动力臂不变的情况下,动力与阻力臂成正比。
34. 平衡 右 0.5 变大 ② 2 变大
【详解】(1)[1][2]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3][4]设杠杆一格长度为L,一个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得
2G×2L=F2×4L
解得F2=G=0.5N;当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力F的力臂变小,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的拉力变大。
(3)[5]“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向,故选②。
(4)[6][7]小明对原来装置进行改装如图3所示,3与2相比,根据机械效率公式,3要克服更多的额外功,所以3机械效率更低,2的机械效率更高;小明先后将钩码悬挂点由A点改为C点,但保持钩码上升高度相同,不计摩擦,钩码在A点时杠杆重心上升的高度更大,克服杠杆重力做的额外功更多,总功更多,则机械效率更低,所以在C点时机械效率更高。
35. 匀速 甲 不变 1、3 ABC
【详解】(1)[1]在测滑轮组机械效率的实验中需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,承担物重的绳子的拉力等于物体和动滑轮的拉力。
(2)[2]由表中数据可知,在第2次实验中,,,承担物重的绳子股数
所以该实验是由图甲所示装置来完成的。
(3)[3]比较1、2两次实验数据,n的值相同,提升的物体重力相同,改变了物体被提升的高度,机械效率不变;可得出结论:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4)[4]比较1、3两次实验数据,n的值相同,提升的物体重力变大,物体被提升的高度相同,机械效率变大,可得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5)[5]A.减轻动滑轮重量,在有用功不变时,额外功减小,总功减小,机械效率变大,故A符合题意;
B.增加所提物体重量,根据(4)的结论,可提高滑轮组机械效率,故B符合题意;
C.机械加润滑油,可以减小摩擦,减少额外功,在有用功不变时,总功减小,机械效率变大,故C符合题意;
D.增加重物上升高度,根据(3)的结论,机械效率不变,故D不符合题意。
故选ABC。
36. 平衡 右 测量力臂 2 向上匀速 将弹簧测力计调零 ④
【详解】(1)[1][2][3]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,此时力臂恰好沿着杠杆的方向,可以直接从杠杆上读出力臂,因此目的是便于测量力臂。
(2)[4]根据杠杆的平衡条件可知,要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得
3G×4l=FB×3l
解得最小的力
FB=4G=4×0.5N=2N
(3)[5][6]将钩码挂到O点的右侧,动力和阻力在杠杆支点的同一侧,弹簧测力计需要向上拉动,才能使杠杆平衡,其次弹簧测力计在使用前要进行调零,使测量结果更准确。
(4)[7]由题意可知,保持杠杆水平静止,将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,根据杠杆平衡条件可得
F×l=G×OA
解得
……①
将M从A移至P,由杠杆平衡条件可得
F×l=G×OP
解得
……②
由数学知识可知,①②两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数,由图1可知,OP<OA,则②式的斜率小于①式的斜率,因此将M从A移至P,F与的关系图线为过原点且斜率比图线①小的图线④。
37. 匀速 1.3 0.4 0.06 76.9 增大 减小
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使整个装置处于平衡状态,弹簧测力计示数不变,便于读数。
(2)[2]第2次实验中,由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数为1.3N。
[3]拉力做的总功为
W总=Fs=1.3N×0.4m=0.52J
滑轮对钩码所做的有用功为
W有=Gh=2N×0.2m=0.4J
[4]额外功为
W额=W总-W有=0.52J-0.4J=0.12J
克服动滑轮重力做的额外功为
W额动=G动h=0.3N×0.2m=0.06J
拉力克服绳重及轮与轴的摩擦所做功为
W额摩擦=W额-W额动=0.12J-0.06J=0.06J
[5]动滑轮的机械效率为
(3)[6][7]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知:第一次拉力所做的额外功为
W额1=W总1-W有1=F1s-G1h=0.70N×0.4m-1N×0.2m=0.08J
第二次拉力所做的额外功为
W额2=W总2-W有2=F2s-G2h=1.3N×0.4m-2N×0.2m=0.12J
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,由表格数据最后一列可知,动滑轮的机械效率增大,有用功占总功的比值将增大,则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。
38. 右 使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂的大小 > > 左 取下左边3 个钩码挂在右边钩码下
【详解】(1)[1][2]由图甲可知杠杆不在水平位置,根据“左偏右调,右偏左调”的原理,左边偏低,左边偏重,所以平衡螺母向右调节,这样的目的是使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂的大小。
(2)[3][4]让杠杆在水平位置平衡,将弹簧测力计斜向左拉或将弹簧测力计斜向右拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位置平衡时,拉力变大,所以,F2>F1,F3>F1。
(3)[5]根据杠杆平衡的条件,设每个钩码为G,每格的长度为d,由丙可得,左边为,右边为,显然左边大于右边,所以杠杆会向左端倾斜。
(3)[6]在不改变钩码总数和悬挂点位置的情况下,设左边悬挂钩码为n个,右边则为6-n个。要使杠杆在水平位置平衡,则有,即,可计算得到,因此可取下左边3个钩码挂到右侧,杠杆会重新平衡。
39.(1)200N;(2)50J;(3)80%
【详解】解:(1)不计杠杆自重和摩擦,杠杆处于水平静止时,根据杠杆的平衡条件可得
带入数据为
解得。
(2)实际提升所用的拉力F为250N,拉力F做的总功为
(3)实际拉力F为250N时,所做的有用功为
杠杆的机械效率为
答:(1)不计杠杆自重和摩擦,杠杆处于水平静止时,拉力F的大小为200N;
(2) 实际提升所用的拉力F为250N,拉力F做的总功为50J;
(3)实际拉力F为250N时,杠杆的机械效率为80%。
40.(1)700J;(2)70%;(3)200W
【详解】解:(1)对重物做的有用功是
(2)拉力做的总功是
滑轮组的机械效率是
(3)人拉绳子做功的功率是
答:(1)对重物做的有用功是700J。
(2)滑轮组的机械效率是70%。
(3)人拉绳子做功的功率是200W
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。