内容正文:
素养综合练测8 简单机械
(建议用时:30分钟)
2024达州物理
目
录
1
素 养 达 标
2
素 养 提 优
1
素 养 达 标
一、选择题
1.2023年2月10日,航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动,机械臂类似人的手臂,具有抓
住、拉回、锁死等功能。如图所示工具,正常使用时与机械臂属于同一类
杠杆的是( )
A.瓶起子
B.钢丝钳
C.核桃夹
D.食品夹
D
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2.在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式中,如果不计机械
自重、绳重和摩擦,所用动力最小的是( )
A B C D
D
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3.如图所示是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的
示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是( )
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
D.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
C
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4.杆秤是一种中国传统的称量工具,凝聚着中国人民的智慧。如图所
示,O为杆秤提纽,OA=8 cm,秤砣质量m=0.2 kg,不挂重物和秤砣
时,手提提纽,杆秤可水平平衡。用它称鱼,当秤砣置于B点时,杆秤
再次水平平衡,此时测得OB=32 cm,则鱼的质量为( )
B
A.1.0 kg B.0.8 kg
C.0.6 kg D.0.4 kg
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5.如图所示,在竖直向上的力F的作用下,重为10 N物体A沿竖直方向
匀速上升。已知重物上升速度为0.4 m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重
和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为( )
A.20 N 0.2 m/s B.20 N 0.8 m/s
C.5 N 0.2 m/s D.5 N 0.8 m/s
A
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6.工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是( )
A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m
D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石
B
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二、填空题
7.如图所示是常用的核桃夹,当用力摁住C点夹核桃时,可把______点
看作支点,此时核桃夹可看作__________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
A
省力
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8.如图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,
且OA长度为40 cm,AB长度为30 cm,在OA中点C处挂一质量为1 kg的物
块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力
F的力臂应是________cm,最小的力F是_______N。(g取10 N/kg)
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9.简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的
方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于__________;图乙所示晾衣
架在靠近天花板的轮子B是__________。(均选填“动滑轮”“定滑轮”或“杠杆”)
动滑轮
定滑轮
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三、作图题
10.如图所示,用杠杆将物体A提起,请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。
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11.如图所示,质量忽略不计的杠杆AB悬于O点,BO=3AO,其左端挂一个重30 N的物体,右端施加一个与水平方向成30°角的力F1,此时杠杆水平平衡。请在图中画出杠杆的动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2,并在横线上写出力F1的值。
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四、创新设计与实验探究题
12.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,则应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
右
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(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位
置平衡,应在B点挂__________个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B
两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆将__________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍保持静止不动”)。
4
左端下沉
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(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠
杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,
其示数会__________(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是___________
________________________________。
变大
阻力和阻
力臂不变,动力臂变小,动力变大
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素 养 提 优
13.如图所示,两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过光滑定滑轮的
轻绳相连,已知M>m,A静止在水平地面上。不计滑轮质量,则( )
A.转轴O对滑轮的作用力大小为(M+m)g
B.转轴O对滑轮的作用力大小为2mg
C.水平地面对物体A的作用力大小为Mg
D.物体A对水平地面的作用力大小为(M+m)g
B
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[解析] 由图可知是定滑轮的使用,则每股绳子上的拉力均为
物体B的重力mg,则转轴O与光滑定滑轮之间的摩擦力为零,
在不计滑轮重力的情况下,滑轮受转轴O对滑轮向上的拉力和
两股绳子的拉力,由物体受力平衡可知转轴O对滑轮的作用力
大小为2mg,故A错误,B正确;A受到三个力的作用,重力
G=Mg,绳子的拉力F=mg和地面对A的支持力FN,由于A静止,A所受的合力为0,即F+FN=G,所以,地面对A的支持力:FN=G-F=Mg-mg=(M-m)g,根据力的作用的相互性可知,物体A对水平地面的作用力与地面对A的支持力相等,为(M-m)g,故C、D错误。故选B。
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14.材料相同的甲、乙两个实心物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点
(OA<OB),如图所示,杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于
水)浸没于水中,(不考虑杠杆自身的影响)杠杆将会( )
A.A端下沉
B.B端下沉
C.仍保持平衡
D.无法确定
C
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[解析] 由题意可知,甲、乙两物体的密度相同,OA<
OB,即甲的力臂小于乙的力臂;根据杠杆的平衡条件可
知,G甲×OA=G乙×OB,即:ρgV甲×OA=ρgV乙×OB,
所以:V甲×OA=V乙×OB①。如果将甲、乙物体(不溶于
水)浸没于水中,此时甲、乙都要受到浮力的作用,根据阿基米德原理可知,甲、乙受到的浮力分别为:F浮甲=ρ水gV甲,F浮乙=ρ水gV乙,此时左边拉力与力臂的乘积为:(G甲-ρ水gV甲)×OA=G甲×OA-ρ水gV甲×OA②,此时右边拉力与力臂的乘积为:(G乙-ρ水gV乙)×OB=G乙×OB-ρ水gV乙×OB③,由于V甲×OA=V乙×OB,所以:ρ水gV甲×OA=ρ水gV乙×OB,且G甲×OA=G乙×OB,再结合②③两式可知,此时左右两边拉力与力臂的乘积相同,故杠杆仍然会保持平衡。故选C。
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15.(2019·达州) 如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当物体C浸没在
水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。
已知C是体积为1 dm3、重为80 N的实心物体,D是边长为20 cm、质量为
20 kg的正方体,OA∶OB=2∶1,圆柱形容器的底面积为400 cm2。(ρ水
=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)则下列结果不正确的是( )
A.物体C的密度为8×103 kg/m3
B.杠杆A端受到细线的拉力为70 N
C.物体D对地面的压强为1.5×103 Pa
D.物体C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大
了2×103 Pa
D
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16.某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30 dm3,密度为3×103 kg/m3。每个滑轮的重力为20 N,不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)工件浸没在水中时所受的浮力;
解:工件浸没在水中时,排开水的体积:V排=V=30 dm3=0.03 m3,
受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.03 m3=300 N;
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(2)工件受到的重力;
则工件受到的重力:G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N;
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(3)工件在水中上升6 m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做的功。
解:工件在水中上升受到的拉力:F拉=G-F浮=900 N-300 N
=600 N,
滑轮组的有效绳子股数n=2,
则绳子移动距离:s=nh=2×6 m=12 m,
则工人做的功:W总=Fs=310 N×12 m=3 720 J。
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本讲内容结束
[解析] 物体C的质量:mC===8 kg,物
体C的密度:ρC===8×103 kg/m3,故
A正确;物体C排开水的体积:V排=VC=1×10-3 m3,
物体C受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N;杠杆A端受到细线的拉力:FA=GC-F浮=80 N-10 N=70 N,故B正确;由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得,FA×OA=FB×OB,则杠杆B端受到细线的拉力:FB=×FA=×70 N=140 N,由于力的
作用是相互的,杠杆B端对物体D的拉力:F拉=FB
=140 N,D对地面的压力:F压=GD-F拉=mDg-
F拉=20 kg×10 N/kg-140 N=60 N,则D对地面的
压强:p===1.5×103 Pa,故C正确;物体C浸没在水中前后,水的深度变化:Δh====2.5 cm=0.025 m,则水对容器底的压强增大量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.025 m=250 Pa,故D错误。故选D。
解:由ρ=可得,工件的质量:m=ρV=3×103 kg/m3×0.03 m3=90 kg,
工人拉绳子的力:F=(F拉+G动)=×(600 N+20 N)=310 N,
$$