内容正文:
第十二章 简单机械
一、选择题
1.关于功和机械效率,下列说法中正确的是( )
A.完成同一项工作,有用功越少,机械效率越大
B.使用机械,要尽可能减小额外功,也可能让额外功为0
C.使用滑轮组提升物体,所用力越大,功率越大,机械效率越大
D.用机械做功时,有用功总是会小于总功,因此机械效率总是小于1
2.如图所示,旗杆顶端装有滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是( )
A.该滑轮是动滑轮
B.使用该滑轮没有改变动力的方向
C.旗手对绳子的拉力等于国旗重力的一半
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动的距离
3.如图所示,下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
A.筷子 B.钓鱼竿
C.钢丝钳 D.食品夹
4.用如图滑轮组,在绳子的自由端施力,将重物匀速提高,重物重,每个滑轮置。若不计摩擦与绳重,拉力为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”。用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为50N的石块,B端挂有重为30N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是( )
A.向下拉绳放下空桶时拉力为20N
B.向下拉绳放下空桶时桔棒为省力杠杆
C.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N
D.向上拉绳提起装满水的桶时桔棒为省力杠杆
6.某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组每个滑轮重相同匀速提起相同的重物,所用的拉力分别为和,机械效率分别为和,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A., B.,
C., D.,
7.如图所示,把重为的物体沿高为,长为的粗糙斜面以速度由底端匀速拉到顶端的过程中,拉力做的功为。则下列选项正确的是( )
A.拉力大小为 B.物体所受摩擦力大小为
C.拉力功率的大小为 D.斜面的机械效率为
8.中国高铁运营里程突破4万公里,稳居世界第一。如图甲采用坠砣牵引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20个相同的坠砣,每个坠砣配重为2000N,不计滑轮和钢绳自重、摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮A为动滑轮,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4000N
D.若某段时间内坠砣串下降了20cm,输电线P端向左移动了10cm
二、填空题
9.如图所示,小瑞在家扫地时的情景。将扫把放在地上,向右拉动扫把,观察到扫把末端向左弯曲,此时扫把受到地面的摩擦力方向向 (填“左”或“右”),此时扫把可以看作 (填“省力“费力”或“等臂”)杠杆。
10.如图所示,物体和重均为,滑轮重均为,分别用力匀速提升重物和。若不计摩擦和绳重,则为 N,为 N。
11.如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图,杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,AO∶OB=3∶2悬挂在A端的桶与沙土的总重为100N,悬挂在B端的配重的重为90N。当杠杆AB在水平位置平衡时,加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F= (不计杠杆自重和绳重)N。其他条件不变,若O点向右移,则杠杆AB再次水平平衡时拉力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升12cm,如图可知,绳端受到的拉力F为 N,绳端移动的距离s为 cm,滑轮组的机械效率为 。(不计绳重和摩擦)
13.如图所示,所受重力为30N的物体A,在水平力F=20N的作用下,以10cm/s的速度沿水平桌面匀速运动4s。物体A受到的摩擦力是 N;拉力的功率是 W。(不计滑轮重、绳重和轴摩擦)
三、作图题
14.建筑工地用如图的简易滑轮组提升建筑材料,请你为其画出最省力的绕绳方法。
15.如图所示,在杠杆上的A点画出能使杠杆在图示位置保持平衡的最小动力F及其力臂L的示意图。
四、实验题
16.如图,是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节;
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若用一个滑轮水平推动右侧钩码的悬线到如图丙所示位置,就会发现杠杆 端下沉,此滑轮的作用是 ;
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 ;(选填“减小误差”或“寻求普遍规律”)
(4)图丁中,弹簧测力计的示数是 N,该杠杆此时属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
五、计算题
17. 如图所示,秤砣的质量为0.5kg,秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm,A与最左端的距离为2cm,挂上重物后,秤砣移至距O点24cm的B处时,秤杆正好水平。(g取10N/kg)
(1)求被称物体的重力;
(2)若秤杆长80cm,则这把秤最大能称量多少kg的物体?
(3)若秤砣磨损了,则称出物体的质量偏大还是偏小?请分析说明。
18.如图所示,利用滑轮组匀速提升重为100N的物体,动滑轮重20N,物体提升为5m,不计绳重和摩擦,则求下列要求:
(1)绳子的自由端移动的距离为多少?
(2)绳端的拉力F为多少?
(3)额外功为多少?
(4)机械效率为多少?
参考答案
1.D
2.D
3.C
4.B
5.D
6.A
7.B
8.D
9.左;费力
10.60;100
11.60;变大
12.2;36;
13.60;6
14.
15.
16.(1)平衡;左
(2)左;改变力的方向
(3)寻求普遍规律
(4)2.3;费力
17.(1)解:秤砣的重力
由,得
解得被称物体的重力
(2)解:动力臂的最大值
由,得称量的最大质量
(3)解:当秤砣磨损了一部分,相当于秤砣的质量减小了,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力减小,动力臂增大,所以测量结果偏大了。
18.(1)解: 由图示知,滑轮组承重绳子为2根,绳子的自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m
答:绳子的自由端移动的距离为10m;
(2)解:不计绳重和摩擦,绳端的拉力
答:绳端的拉力F为60N;
(3)解:提升物体所做的有用功W有=Gh=100N×5m=500J
总功W总=Fs=60N×10m=600J
额外功W额外=W总-W有=600J-500J=100J
答:额外功为100J;
(4)解: 机械效率
答:机械效率为83.33%。
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