内容正文:
第十二章 简单机械
一、选择题
1.如下图所示的常用生活工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 树枝剪刀 B. 核桃夹
C. 食品夹 D. 起子
2.如图,轻质杠杆OA中点悬挂一个重力为40N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,下列有关说法正确的是( )
A.杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为80N
B.此杠杆为费力杠杆
C.使杠杆顺时针转动的力是物体对杠杆的拉力
D.将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将增大
3.如图所示工人用600N的拉力将重1000N的物体在5s内匀速提升了1m。不计绳重和摩擦,以下说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为400N B.工人做的有用功为600J
C.机械效率约为83.3% D.拉力F的功率为120W
4.如图所示,用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组,分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度,不计绳重和摩擦,则( )
A.甲、乙的拉力之比是2∶3 B.甲、乙的机械效率之比是1∶1
C.甲、乙拉力的功率之比是3∶2 D.甲、乙绳的自由端速度之比是1∶1
5.如图,斜面长为1m,高为0.5m,现将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为8N,则以下说法不正确的是( )
A.拉力所做的功为8J
B.斜面的机械效率为62.5%
C.物体受到的摩擦力为5N
D.斜面对物体的支持力没有对物体做功
6.如图所示,用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组(不计绳重和摩擦),在拉力、的作用下分别将重为、的A、B两个物体匀速提升相同的高度。若,拉力、所做的功分别为,,甲、乙两个滑轮组的机械效率分别为、,则下列判断正确的是( )
A., B.,
C., D.,
7.小明家在修建房屋时,用如图所示的滑轮组将重力为500N的物体匀速向上提升2m,所用时间是10s,已知拉力F为300N。在此过程中( )
A.绳子自由端移动的距离为6m B.提升重物所做的有用功为500J
C.工人师傅拉绳子的功率为100W D.该滑轮组的机械效率约为83.3%
8.如图所示,用滑轮组提升重物时,将重的物体在内匀速提升了,已知动滑轮重为(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中不正确的是( )
A.绳子自由端拉力移动的速度为
B.绳子自由端拉力F的大小为
C.绳子自由端拉力F的功率为
D.滑轮组的机械效率为
二、填空题
9.如图甲所示用定滑轮沿三种不同的方向拉绳使物体上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则 (选填“F1最大、F2最大、F3最大或三个力一样大”)。如图乙所示学校旗杆的顶部安装的装置A其实是 滑轮,这是为了改变力的 。
10.如图所示,用20N的拉力向上拉动绳子,使重为50N的物体5s内匀速升高5m(不计绳重和摩擦)。则绳子自由端拉动的速度为 m/s,拉力F的功率为 W,动滑轮重为 N。
11.在做俯卧撑时,人体可看成一个杠杆,如图所示,A为重心,O为支点,支撑点是B。此时,人体相当于一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若此人的质量是60kg,双手与地面的接触面积为,则此时人的双手对地面的压强为 Pa。(g取10N/kg)
12.如图所示,在200N拉力F的作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,在20s内货物竖直上升了2m。在这个过程中,绳子自由端移动的速度为 m/s,滑轮组的机械效率为 。
13.搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力G=500N,如图所示,独轮车相当于一个 杠杆,推车时,人手向上的力 F 为 N,手向上抬起独轮车时,手离车箱的距离越近,所用的力将越 (选填“大”或“小”)。
三、作图题
14.请在图中组装好滑轮组,使绳子拉力的方向向下。
15.如图为用钓鱼竿钓鱼时的示意图,O为支点,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F的力臂l。
四、实验题
16.如图所示,小明利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干每个钩码质量相同等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向 选填“左”或“右”调节;
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在点挂个钩码,则应在点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(3)如图丙所示,杠杆始终保持在水平位置平衡,小新将弹簧测力计从位置移动到位置时,测力计的示数将 选填“变大”“变小”或“不变”;
(4)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是____。
A.使测量数据更准确
B.多次测量取平均值减小误差
C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
五、计算题
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O距左端l1=0.5m,距右端l2=0.2m。在杠杆左端悬挂重为20N的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20N。求:(g=10N/kg)
(1)此时杠杆右端所受的拉力大小?
(2)正方体B的重力?
(3)此时物体B对地面的压强是多少?
18.汽车通过如图所示装置将物体从10 m深的井底匀速拉至井口用了40 s。已知物重为2.8×103N,其底面积为400cm2,汽车重2×104N,若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计,汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变,匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103N。求:
(1)提升物体过程中滑轮组的机械效率。
(2)提升物体过程中汽车的牵引力。
(3)当汽车对绳子的拉力为800N时,物体对地面的压强。
参考答案
1.C
2.C
3.C
4.B
5.C
6.B
7.D
8.C
9.三个力一样大;定;方向
10.3;60;10
11.省力;
12.0.2;75%
13.省力;150;大
14.
15.
16.(1)左
(2)2
(3)变大
(4)C
17.(1)解:A端所受拉力
根据杠杆平衡条件
可得右端所受的拉力大小为
答:此时杠杆右端所受的拉力50N;
(2)解:分析物体B受力,由物体受力平衡可知
支持力和压力是相互作用力,所以支持力为
所以B物体的重力为
答:正方体B的重力70N;
(3)解:因为B为正方体,当边长为0.1m时,底面积为
所以压强为
答:此时物体B对地面的压强是2×103Pa。
18.(1)解:提升物体过程中滑轮组的机械效率
答:提升物体过程中滑轮组的机械效率为87.5%;
(2)汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变,汽车的阻力为
对汽车进行受力分析,在水平方向上受向右的牵引力,向左的阻力和向左拉力,故提升物体过程中汽车的牵引力
答:故提升物体过程中汽车的牵引力 ;
(3)动滑轮重为
当汽车对绳子的拉力为800N时,钩对物体的拉力为
物体对地面的压力为
物体对地面的压强为
答:物体对地面的压强为 。
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