内容正文:
第十二章 简单机械
一、选择题
1.下列关于功、功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A.功率越大,做的功越多 B.功率越大,机械的效率越高
C.机械效率越高,做的功越多 D.功率越大,做功越快
2.筷子,古称箸、挟,发明于中国,是中国饮食文化的标志之一、如图所示,使用筷子夹起物体时,筷子可以视作杠杆,此杠杆( )
A.费力,但省距离 B.省力,但费距离
C.不省力也不费距离 D.既省力也省距离
3.用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,则( )
A. B. C. D.
4.踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
A.脚后跟是支点,是省力杠杆
B.脚后跟是支点,是费力杠杆
C.脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D.脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
5.如图所示,形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上,OA=2OB.当B端挂30 N的重物G时,木板A端刚刚开始翘起,木板重为( )
A.10 N B.15 N C.30 N D.60 N
6.如图,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去。斜面长2m,斜面最高处高度为1m。工人师傅在5s时间内,用大小为600N的力将一个重为1000N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是( )
A.使用斜面,既可以省力,也可以省距离
B.物体所受到斜面的摩擦力方向沿斜面向下,大小为600N
C.推力做功的功率为24W
D.工人此次利用的斜面机械效率为83.3%
7.小明用如图所示滑轮组匀速提升重为120N 的物体,所用拉力为50N, 10s内物体上升的高度为2m。绳子能承受的最大拉力为100N。不计绳 重及摩擦,下列结论正确的是( )
A.有用功是240J B.动滑轮重15N
C.人做功的功率是30W D.最大机械效率是90%
8.用图甲的装置匀速拉动同一物体G,滑轮组的机械效率与动滑轮的重的关系如图乙。不计绳重及摩擦,则( )
A.被提升的物体重2N
B.当时,动滑轮重为3N
C.动滑轮越重,滑轮组的机械效率越大
D.物体被提升2m时,A点对应的拉力做功8J
二、填空题
9.学校举行以“学党史,忆初心”为主题的升旗仪式。如图甲所示,旗杆顶端的滑轮是一种简单机械,升旗时使用这种滑轮的目的是为了改变力的 。生活中我们经常用到各种简单机械,如图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,属于省力杠杆。使用这种剪刀的好处是可以省 (选填“力”或“距离”),如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝尽量 (选填“靠近”或“远离”)支点O。
10.如图所示为等刻度轻质杠杆,A处挂4N的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则应在B处施加的力方向向 (选填“上”或“下”), 大小为 N。
11.如图所示,甲乙两个滑轮组中每个滑轮重均相同,已知 G甲= G乙。用甲、乙两滑轮组分别匀速提升 A、B两物体,在相同时间内,提升相同的高度。若不计绳重和轴摩擦,甲和乙两个滑轮组机械效率的关系为: ,拉力 F1 和拉力F2功率的关系为:P甲 P乙。(均选填“>”、“<”或“=”)
12.如图所示,工人师傅用250N的拉力,使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍,动滑轮受到的重力为80N,则工人师傅拉力的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 。
13.如图甲所示的装置,A是重15N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小周同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,则动滑轮的重力为 N,1~2s内拉力做的功是 J,该装置最多能匀速提升 N的重物。
三、作图题
14.如图所示,人站在地上用滑轮组提升重物,请在图中画出滑轮的正确绕线。
15.请按要求作图:如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,O为杠杆的支点。请在杠杆上画出使杠杆保持静止的最小的动力F1的示意图,并作出阻力F2。
四、实验探究题
16.小明在实验室用如图所示的器材完成“探究杠杆平衡条件”的实验:
(1)杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,可使杠杆在水平位置平衡。此操作的目的是为了便于测量 ;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4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;当杠杆在水平位置平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡;
(3)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是 (填序号)。
A.使测量数据更准确
B.多次测量求平均值减小误差
C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
五、综合题
17.图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。轻质杠杆的支点距左端,距右端在杠杆左端悬挂质量为的物体,右端挂边长为的正方体,杠杆在水平位置平衡时,正方体对地面的压力为。求:
(1)此时杠杆右端所受的拉力大小;
(2)正方体的重力;
(3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为,为使杠杆仍在水平位置平衡。物体的重力至少为多少?
18.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速吊起重为的物体时,物体内上升了,在此过程中,拉力为。
求:
(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率。
参考答案
1.D
2.A
3.C
4.C
5.D
6.D
7.A,C,D
8.D
9.方向;力;靠近
10.上;2
11.<;>
12.100;80%
13.5;40;85
14.
15.
16.(1)是;右;力臂
(2)6;不能
(3)C
17.(1)解:物体的重力:,
杠杆左端受到的拉力:,
杠杆在水平位置平衡时,根据杠杆的平衡条件可得:,
即:,
解得,杠杆右端所受的拉力:;
答:此时杠杆右端所受的拉力大小为;
(2)解:由力的相互性可知,此时受到地面支持力等于对地面的压力,即,
受到的拉力等于杠杆右端受到的拉力,即,
此时受到竖直向上的拉力、支持力和竖直向下的重力作用,处于平衡状态,
由力的平衡条件可得,正方体的重力:
答:正方体的重力为;
(3)解:正方体对地面最大压力:,
则正方体受到的最小拉力:,
杠杆右端受到的最小拉力:
根据杠杆的平衡条件可得:,
即:,
解得,杠杆端受到的最小拉力:,
即的最小重力:。
答:物体的重力至少为
18.(1)解:起重机吊起重物过程中所做的有用功:
答:起重机吊起重物过程中所做的有用功为;
(2)解:由图知,,拉力端移动距离,
拉力做的总功:,
滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)解:拉力的功率:。
答:拉力的功率为
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