内容正文:
专题(六) 简单机械
期末复习专题
01
分类突破
02
综合提升
目
录
考向一 杠杆
1. (2023·自贡)下列工具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是( C )
A. 食品夹 B. 筷子 C. 核桃夹 D. 镊子
C
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2. 如图甲所示的杠杆水平平衡。若如图乙所示,在支点两侧的钩码下方分别加挂一个等重的物体,则( B )
第2题
A. 左端下降 B. 右端下降
C. 仍然平衡 D. 都有可能
B
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3. 如图甲,方向盘相当于一个轮轴,若F1=20N,轮盘的半径为20cm,轴的半径为2cm,不计摩擦阻力,该轮轴平衡时,F2= 200 N。如图乙,门锁的把手相当于一个 省力 (选填“省力”或“费力”)轮轴。
第3题
200
省力
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考向二 滑轮
4. 如图所示,甲、乙两个滑轮组的滑轮重、物重均相同,把物体匀速提升相同的高度,绳子自由端受到的拉力大小分别为F1和F2。若不计绳重及摩擦,则下列说法中正确的是( C )
第4题
A. F1=F2 B. F1<F2
C. F1>F2 D. 无法判断
C
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5. 如图所示为工人往高处运送货物的两种方法,甲中滑轮的作用是 改变用力方向 ;乙中用滑轮拉动100N的货物上升1m时,不计滑轮重、绳重及摩擦,工人的拉力为 50 N,绳子的自由端上升 2m。
第5题
改变用力方向
50
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考向三 机械效率
6. (2023·盘锦盘山期末)如图,建筑工人通过动滑轮用500N的拉力F,将重为800N的建材在20s内匀速提高4m。忽略绳重和摩擦,下列判断正确的是( A )
A. 动滑轮所受的重力为200N
B. 建筑工人所做的功为2000J
C. 滑轮的机械效率为62.5%
D. 绳子自由端移动的速度为0.2m/s
第6题
A
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7. 用如图甲所示的滑轮组提升重为200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是 a (选填“a”或“b”),动滑轮重为 40 N,3s内对物体做的有用功为 300 J。
第7题
a
40
300
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8. 如图所示,用力F拉着重为400N的木箱在水平地面上做匀速直线运动,木箱受到的摩擦力为100N,方向为水平向 右 ;若木箱匀速运动了2m,则拉力F移动的距离为 4 m,拉力F为 50 N。(不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦)
第8题
右
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9. 小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图所示,实验数据如表所示。
第9题
实验次序 物重G/N 物体上升高度
h/cm 拉力F/N 绳端上升距离
s/cm 机械效率η
1 2 10 1.1 20
2 4 10 2.0 30
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(1) 表中第 1 次实验数据有错误,改正后计算出此时的有用功为 0.2 J,总功为 0.33 J。
(2) 对于同一滑轮组,被提升的物体重力变大,机械效率 变大 。若将此滑轮组换一种绕绳方法,物重不变,不计摩擦及绳重,则滑轮组的机械效率 不变 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
1
0.2
0.33
变大
不变
第9题
1
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10. (2024·长春)(多选)如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中( AD )
A. 人对车做功 B. 车是定滑轮
C. 车是费力杠杆 D. 车是省力杠杆
第10题
AD
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11. (2023·常德)如图所示为锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开。若OB=2m,OA=0.5m,阀门的底面积S=2cm2,锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa(杠杆的重力、摩擦均不计,p0=1×105Pa),则B端所挂重物的重力是( B )
A. 20N B. 25N C. 30N D. 120N
第11题
B
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12. 如图所示,重为50N的物体A在拉力F=5N的作用下沿水平地面做匀速直线运动。已知滑轮组的机械效率为80%,物体以1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s,下列分析计算正确的是( C )
A. 绳端移动的距离为10m B. 物体受到的摩擦力为15N
C. 拉力F做功的功率为15W D. 拉力F所做的有用功为150J
第12题
C
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13. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,如图所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,若使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是 动力臂变小 。
第13题
变大
动力臂变小
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14. 在劳动实践活动中,小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面的推力将重为600N的货物匀速从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长L为6m,斜面高h为1.5m,斜面的机械效率为60%。此过程中小明所做的有用功为 900 J,小明所用的推力大小为 250 N,货物受到斜面的摩擦力大小为 100 N;在高度h相同时,斜面L越长,越 省力 (选填“省力”或“费力”)。
第14题
900
250
100
省力
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15. 如图甲所示,用起子打开瓶盖,在图乙中,支点O、阻力F2已画出,请画出F2的力臂L2和作用在A点的能打开瓶盖的最小力F1的示意图,并画出其力臂L1。
第15题
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16. 如图所示,某工人站在地面上用一根绳子通过由三个滑轮构成的滑轮组提升重物,请画出最省力的绕绳方法。
第16题
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17. (2023·汕头二模)如图,小明利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件,他所选择的器材有铅笔、橡皮若干(每块橡皮的质量为10g)、细线、刻度尺等。
第17题
(1) 他将细线大致系在铅笔的中部位置,铅笔静止后如图甲所示,若想调节铅笔水平平衡,他应将细线向 右 (选填“左”或“右”)移动。实验前调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响,在实验测量时保持铅笔水平平衡还有一个好处是 便于测量力臂 。
右
便于测量力臂
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(2) 调节铅笔水平平衡后,他用细线绑定数量不等的橡皮挂在铅笔支点两侧,如图乙所示。做了几次实验后将数据记录在表中,则表中漏填的数据为 0.2 N。同桌的小亮按现有方案得出如下结论:“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”,这个结论与杠杆平衡条件 不相符 (选填“相符”或“不相符”),为了进一步完善实验,得出普遍规律,接下来的做法应该是改变力的 B 。
A. 大小 B. 方向 C. 作用点
0.2
不相符
B
实验次序 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
1 0.1 0.02 0.2 0.01
2 0.1 0.04 0.02
3 0.2 0.04 0.1 0.08
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(3) 若在实验过程中,铅笔水平平衡后(如图乙),小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙),他立刻将铅笔稳住,并将铅笔芯放到右端细线处固定(如图丁),则松手后铅笔将会 A 。
A. 左端下沉 B. 右端下沉
C. 仍然水平平衡 D. 无法确定
A
第17题
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18. 某实验小组在探究“滑轮组机械效率与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示的装置,如表所示为各次实验记录的数据。(弹簧测力计未画出)
第18题
实验次序 钩码重力/N 动滑轮重力/N 拉力/N 机械效率
1 0.5 0.4 0.31 53.8%
2 1.0 0.4 0.5
3 1.0 0.5 0.54 61.7%
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(1) 实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 匀速缓慢 拉动弹簧测力计。
(2) 第2次实验中,滑轮组的机械效率约为 66.7 %。(结果精确到0.1%)
匀速缓慢
66.7
第18题
(3) 通过分析第1、2次实验的数据可得出结论:使用相同的滑轮组,重物越重,滑轮组的机械效率越 高 (选填“高”或“低”)。
高
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19. (2023·淄博)淄博城区东部快速路建设正在进行,施工现场一台起重机将质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度,用时60s,所做的额外功是7.2×104J。求:(g取10N/kg)
(1) 起重机做功的功率。
解:(1) 重物被提升的距离h=vt=0.1m/s×60s=6m,起重机做的有用功W有用=Gh=mgh=1800kg×10N/kg×6m=1.08×105J,起重机所做的额外功W额外=7.2×104J,起重机所做的总功W=W有用+W额外=1.08×105J+7.2×104J=1.8×105J,起重机做功的功率P===3000W
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(2) 起重机的机械效率。
解:(2) 起重机的机械效率η=×100%=×100%=60%
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20. (2024·无锡)如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为O1、O2,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置,O1A长为0.6m,O1O2长为1m,O2B长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取10N/kg)
第20题
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(1) 人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为 60 kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装 60 kg的水。
(2) 若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为 1200 J,人做功的功率为 120 W。
60
60
1200
120
第20题
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21. 阅读短文,回答问题。
中国古代农具——桔槔
桔槔俗称“吊杆”“称杆”,是一种原始的汲水工具。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆,如图甲所示。桔槔上端的横长杆相当于硬棒,横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,相当于支点,横长杆的一端用绳子与汲器(提水的容器)相连,另一端绑上或悬挂一块很重的石头(配重)。当不提水时,横长杆绑石头的一端位置较低,横长杆的汲器一端位置较高;当要提水时,人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器,与此同时另一端石头的位置则上升,当汲器装满水后,人缓缓放开绳子,通过另一端石头下降,就可将汲器提升。
第21题
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人这样汲水过程的主要用力方向是向下,因而给人以轻松的感觉,大大降低了人们提水的疲劳程度。
这种提水工具是中国古代社会的一种重要灌溉机械。在我国南方一些地区,至今仍然保留了用桔槔汲水的做法。
(1) 当汲器上升时,它的重力势能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
增大
第21题
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(2) 图乙是一种桔槔的简化模型,图中O是支点,BO=1m,AO=2m。假定空水桶重为20N,石头重为200N,水桶最大装水量为75N,不计横杆和绳子的重力。人用这个桔槔沿竖直方向提起一满桶水,使杠杆保持水平平衡时:
① 杠杆A端受到绳子向下的拉力是 100 N。
② 人施加力的大小是 5 N,方向是 竖直向下 。
100
5
竖直向下
第21题
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