内容正文:
第十二章 简单机械 高频考题组合卷
一、选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意,每小题 4 分,共 36 分)
1. 如图所示的各种装置,在正常使用过程中都可视为杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A
2. 如图所示,在均匀杠杆的 A 处挂 3 个钩码,B 处挂 2 个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为 50 g,若在 A、B 两处各加 1 个钩码,那么杠杆 ( )
A. 右边向下倾斜 B. 左边向下倾斜
C. 仍保持水平位置平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡
A
3. 很多封闭小区门口装有道闸,如图所示。有车的时候,道闸在力 F 的作用下开启。 道闸可视为杠杆,O 为支点,杠杆的重力为 G,则其阻力臂是 ( )
A. OA B. OB C. OC D. OD
D
4. 如图所示,在竖直向上的力 F 的作用下,重物 A 沿竖直方向匀速上升。已知 A 的重力 G=100 N,重物 A 上升速度为 0.2 m/s,不计绳与滑轮之间的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. 50 N 0.4 m/s B. 50 N 0.1 m/s
C. 200 N 0.4 m/s D. 200 N 0.1 m/s
D
5. 如图所示装置,在水平拉力 F 的作用下,物体 M 沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧测力计读数为 10 N,物体 M 的运动速度为 1 m/s(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间的摩擦),那么在此过程中 ( )
A. 物体 M 与地面间的摩擦力为 5 N
B. 物体 M 与地面间的摩擦力为 10 N
C. 水平拉力 F 做功的功率为 20 W
D. 1 秒内滑轮对物体 M 做功为 10 J
C
6. 如图所示,小王通过滑轮组向高处提升重 210 N 的物体,动滑轮重 10 N,定滑轮重 15 N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。 8 s 内物体匀速上升 4 m,则该 8 s 内 ( )
A. 小王做的有用功为 880 J
B. 小王做的额外功为 100 J
C. 小王做功的功率为 110 W
D. 小王对绳子的拉力为 70 N
C
7. 如图所示,斜面长 10 m,高 4 m,用沿斜面方向的推力 F,将一个质量为 50 kg 的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中克服摩擦力做功 500 J (g 取 10 N/kg),下列说法正确的是( )
A. 机械效率为 80%
B. F=300 N
C. 摩擦力为 100 N
D. 做的有用功为 500 J
A
8.[较难题] 如图所示,分别用甲、乙两个滑轮组匀速吊起重物 G1 和 G2,如果甲的机械效率是 90%,乙的机械效率是 80%,并且 F1∶F2=3∶2,那么 G1∶G2 是( )
A. 8∶9 B. 9∶8
C. 9∶4 D. 4∶9
B
9. 如图所示,在甲、乙两个滑轮组中,所有滑轮的质量都相同,在 FA 和 FB 的作用下,重物 A、B 分别以相同的速度匀速上升。已知 FA∶FB=3∶2,不计绳重和摩擦。 则下列说法正确的是 ( )
A. 两重物 A、B 所受的重力之比为3∶2
B. 在相同的时间内,拉力所做的额外功相同
C. 拉力 FA 和 FB 做功的功率之比为 3∶2
D. 甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
B
二、填空题(每空 3 分,共 30 分)
10. 如图所示的钢丝钳是 _______(选填“省力”或“费力”)杠杆,剪铁丝时动力臂长为 10 cm,阻力臂长为 2 cm,若铁丝被剪断需要 800 N 的力,小明至少用 _______ N 的力才能将铁丝剪断。 若在轴上加润滑油,则可以 ________(选填“增大”或“减小”)杠杆的机械效率。
省力
160
增大
11. 如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O 为支点,A 为重心,他的体重为 550 N。 地面对手的支持力 F 的力臂是 ________ m,支持力的大小为 ________ N。
1.5
330
12. 小明制作了如图所示的杆秤,秤盘上不放重物时,将秤砣移至 O 点提纽处,杆秤恰好水平平衡,将此处标为零刻度线。 当秤盘上放一质量为 2 kg 的物体时,秤砣移到 B 处,恰好能使杆秤水平平衡,测得 OA=5 cm,OB=10 cm。若 C 处的刻度为 5 kg,则图中 OC=____ cm。用该自制杆秤测待测物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡,其读数会偏 ____(选填“大”或“小”)。
25
小
13. 如图所示为辘轳和滑轮组合的机械装置,辘轳的轴半径 r 为 15 cm,摇把到轴心线的距离 R 为 40 cm, 利用该装置将重 800 N 的物体匀速提起。 若滑轮重和绳重均不计,机件间摩擦也不计,则摇把上至少应施加的力为 ______ N。
150
14. 如图所示,小刚站在高台上通过滑轮组竖直向上匀速提升物体 A。 假设在拉绳子的过程中, 小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上,不计绳重和摩擦。 已知小刚的质量为 50 kg,物体 A 的质量为 54 kg,动滑轮的质量为 6 kg。 当提升物体 A 时,滑轮组的机械效率为 ______,此时小刚对高台的压力是 ______ N。(g 取 10 N/kg)
90%
700
三、作图题(6 分)
15.(1)如图甲所示为某街道路灯悬挂的情景图。 画出斜拉钢丝对横杆拉力 F 的示意图和对应的力臂 l。
(2)请在图乙中,画出使用滑轮组时最省力的绳子绕法。
如下图所示
如下图所示
四、实验探究题(15 分)
16. 在探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,某同学用如下图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)表中标有编号①、②和③的空格处的数据为______,______,_____。(机械效率计算结果百分号前保留一位小数)
(2)在实验操作中应该 ________________ 拉动弹簧测力计。
(3)分析实验数据,同一滑轮组要提高其机械效率可以采取的方法是 _______________________。
88.9%
2.2
30
竖直向上匀速
增加被提升物体的重力
五、计算应用题(13 分)
17. 如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深 12 m,物体重 1 600 N,动滑轮重 400 N,汽车的最大输出功率为 15 kW,与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为 6 000 N(不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦),若物体以1 m/s 的速度匀速上升,求:
(1)将物体由井底拉至井口需要的时间;
(2)滑轮组提升物体的机械效率;
(3)整个装置工作过程中能提升物体的最大重力。
解:(1)物体由井底拉至井口需要的时间:t= = =12 s;
(2)由题知,不计摩擦阻力、绳重,则滑轮组的机械效率:
η = = = = =0.8=80%;
(3)由题图可知,n=3,汽车的运动速度v 车=3v=3×1 m/s=3 m/s,
根据 P=Fv,汽车能提供的最大拉力:F= = =5 000 N,小于绳子能承受的最大拉力 6 000 N,由 F= 得 G 最大=3F-G 动=3×5 000 N-400 N=14 600 N。
$$