内容正文:
第十二章 简单机械
一、选择题
1.如图所示的物品,在使用中属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.取碗夹
C.核桃夹 D.赛艇的船桨
2.如图所示,使用定滑轮匀速提升物体所用的拉力分别是F1、F2、F3,则下面说法中正确的是( )
A.F1最小 B.F2最小
C.F3最小 D.三个力一样大
3.为了消防安全,学校每个楼层必须配备灭火器,如图。下列说法正确的是( )
A.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个等臂杠杆
B.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个费力杠杆
C.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省力杠杆
D.用力压下手柄过程中,手柄相当于一个省距离的杠杆
4.如题图,一根轻质杠杆,支点为O,在杆的中点悬挂重物,在A点分别施加不同方向的作用力F1、F2、F3、F4,能使杠杆水平平衡且省力的是( )
A.仅有F2 B.仅有F2、F3
C.仅有F1、F2、F3 D.仅有F2、F4
5.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,是历史悠久的称重器具之一.如图是杆秤的结构示意图,秤盘上不放重物时,提起提纽,秤砣移至D处杆秤恰好可以水平平衡.关于杆秤下列说法正确的是 ( )
A.杆秤上的零刻度线就在提纽O处
B.被称物体质量一定大于秤砣质量
C.被称物体质量越大,秤砣离提纽越远
D.若秤砣磕掉一块,被称物体的称量值比真实值小
6.利用如图所示滑轮组,用10N的拉力将重为24N的物体匀速提升0.5m,下列说法正确的是(不计绳重和摩擦)( )
A.绳端移动的距离是1m B.拉力做的功是12J
C.滑轮组的机械效率是80% D.动滑轮受的重力是4N
7.用四个完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,滑轮重小于物重,则( )
A.使用两种装置,拉力不同,机械效率相同
B.使用两种装置,拉力相同,机械效率也相同
C.甲装置比乙装置省力且机械效率更高
D.乙装置更省力,但甲装置机械效率更高
8.高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直,以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣,每个坠砣配重为150N,若某段时间内坠砣串下降了20cm,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B.该牵引装置既能省力又能省距离
C.输电线P端受到的拉力大小为5000N D.坠砣对钢绳的拉力做功为900J
二、填空题
9.如图所示,起瓶器开启瓶盖时,是一个 杠杆,打开瓶盖时的支点位置是在 点处。
10.搬运砖头的独轮车,车体和砖头所受的总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图所示。独轮车属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。推车时,阻力臂是 m,人手向上的力F的力臂是 m,力F的大小为 N。
11.如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,已知AO∶OB=3∶2,质量为4kg的正方体甲的边长为10cm,物体乙的质量为1.5kg。当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B时,木棒在水平位置平衡。则物体甲受到木棒的拉力为 N,物体甲对水平地面的压强 Pa。
12.如图所示,在20N的水平拉力F作用下,重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为48N,则滑轮组的机械效率为 ;若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 J.
13.起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×104 N的物体时,物体在5 s内上升了5m,若滑轮组的机械效率为80%,则拉力F等于 N;若克服绳重和摩擦所做的功为2.4×104J,则动滑轮重 N。
三、作图题
14.如图所示,杠杆OA处于平衡状态,请你分别画出F1和F2的力臂l1和l2。
15.如图所示,人站在地面上用滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子画出由两段绳子承担动滑轮和物重的绕法。
四、实验探究题
16.如图所示,在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。实验过程中,总是使杠杆保持水平并静止,此操作可方便测量力臂,原因是此时 。
(2)如图乙所示,在A点挂3个钩码,应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。平衡后在 A、B两点各增加1个钩码,则杠杆 端(选填“左”或“右”)下降。
(3)当弹簧测力计由虚线位置倾斜至图乙所示位置过程中,杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数 (选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是 。
五、综合题
17.如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA=20cm,G1是边长为5cm的正方体,G2重为20N。当OC=10cm时,G1对水平地面的压强为2×104Pa。
(1)求G1的重力。
(2)现用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右做匀速直线运动,求经过多长时间后,可使G1对水平地面的压力恰好为零。
18.如图所示,体重50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量是48kg合金块匀速提高2m。(不计绳重及摩擦)求:
(1)物体所受的重力;
(2)此过程滑轮组的机械效率;
(3)小磊利用此滑轮组能提起的最大物重。
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参考答案
1.C
2.D
3.C
4.A
5.C
6.C
7.A
8.D
9.省力;A
10.省力;0.3;1;300
11.10;3000
12.80%;720
13.1×104;1200
14.
15.解:如图所示:
16.(1)是;力臂与杠杆平行
(2)2;右
(3)增大;阻力和阻力臂不变,动力臂变小
17.解:(1)当OC=10cm时,由平衡条件知道
G2×OC=F×OA
即
20N×10cm=FA×20cm
解得FA =10N ,故F拉= FA =10N
又因为G1对地面的压强为2×104Pa,即
根据题意知道,物体与地面的接触面积
S=0.05m×0.05m=2.5×10-3m2
解得G1=60N
(2)当G1对地面的压力为零时,G1×OA=G2×L,即
60N×20cm=20N×L
解得L=60cm
根据题意知道
OC+vt=L
即
10cm+5cm/s·t=60cm
解得t=10s
答:(1) G1的重力是60N;
(2)经过10s,可使G1对水平地面的压力恰好为零。
18.解:(1)物体所受的重力为;
答:物体所受的重力为。
(2)由图可知,有效绳子段数,
此过程滑轮组的机械效率为。
答:此过程滑轮组的机械效率为。
(3)动滑轮重力为;
小磊体重为;
则绳子自由端施加的最大拉力为500N,此时能提起的物重最大为
答:小磊利用此滑轮组能提起的最大物重为。
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