内容正文:
第九章 简单机械
一、单选题
1.如图是叉车在搬运货物时的情景,下列说法正确的是( )
A.叉车沿水平方向加速运动过程中,叉板上货物的惯性会增大
B.叉车在水平方向运动过程中,地面的支持力对它不做功
C.叉车的方向盘相当于一个滑轮,是为了省距离
D.叉车在减速运动时受到的力是平衡力
2.用如图所示的四种方式匀速提升同一物体,不计机械自重和摩擦,其中拉力最大的是( )
A. B.
C. D.
3.2024中华龙舟大赛(四川·恩阳站)的决赛在四川巴中的恩阳龙舟公园展开角逐。现场人山人海,热闹非凡。如图所示,比赛时运动员一只手紧握船桨的末端,另一只手用力划桨,此时的船桨可看成一个杠杆。下列各图能正确表示其原理的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,为光滑斜面,且的长度大于的长度。小明分别沿斜面用力将重为G的物体匀速推上同一辆货车。物体从斜面底被推上货车所用的时间分别为,推力的功率分别为,已知。不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.下列简单机械在正常使用时(不计机械自重),不能省力的是( )
A.钢丝钳 B.斜面
C.定滑轮 D.动滑轮
6.在不考虑摩擦的前提下,使用下列简单机械一定能省力的是( )
A.滑轮 B.杠杆 C.轮轴 D.斜面
7.如图用两个完全相同的滑轮分别将重力相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),则下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙
C.η甲<η乙 D.η甲=η乙
8.下列简单机械中,不可能实现省力目的的是( )
A.杠杆 B.定滑轮 C.滑轮组 D.斜面
二、填空题
9.如图所示,某工人师傅用500N的推力,把木箱从长4m高2m的斜面底端推到顶端用时10s,推力的平均功率为 W,斜面起到了 (选填“省力”、“省距离”或“省功”)的作用。
10.如图所示,物体A在水平桌面上,绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计,动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8N时,它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为 N。若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左匀速运动,则这个力F大小应为 N。
11.“文明城市”的创建让城市更美更洁净,如图所示,园林工人使用的剪刀可以省 ,把被剪物体尽量 (靠近/远离)剪刀的转动轴,可剪断物体时更省力;环卫工人使用的扫帚可以省 ;上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,可以省力。
12.如图所示,工人师傅用斜面把货箱推到货车上,使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”);此斜面长4m,工人师傅在20s内用1000N的推力将货箱从斜面底端匀速推至斜面顶端,推力的功率是 W;这个过程中人对货箱的推力 货箱受到斜面的摩擦力(选填“等于”或“不等于”)。
13.如图所示,A、B两个滑轮中, 是动滑轮,在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时,物体与桌面的摩擦力是60N,匀速移动物体,拉力F为 N。
三、实验题
14.实验是学习物理的重要手段。
(1)探究杠杆平衡条件实验前,要调节平衡螺母,使杠杆在 位置平衡;
(2)探究影响动能大小的因素实验,小球动能的大小是通过观察比较物块 反映出来的;
(3)探究滑动摩擦力实验中,要用弹簧测力计 拉动木块做 滑动;
(4)比较物质吸热能力实验中,煤油吸热的多少是通过 反映的(填“温度计示数“或“加热时间“);
(5)奥斯特实验表明通电导体周围存在 ;
(6)天宫课堂中的水球实验中能看到一个倒立缩小的像,这与 (选填“照相机”或“投影仪”)成像原理相同,太空微重下,水中的乒乓球 上浮(选填“会”或“不会”)。
15.如图甲所示,小明用沿斜面方向的拉力F,拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动,忽略空气阻力。
(1)在图乙处画出物体A在斜面上匀速运动时受力的示意图;
(2)以下能反映物块A的某些物理量随时间变化的关系正确的有 ;
(3)用受力图中的字母及图甲中的相关距离来表示输入、输出的能量,填入图丙能流图。
(4)判断物块A所受重力和支持力大小是否相等? 。判断拉力F与木块受到的摩擦力f谁大? (选填“F大”、“f大”或“相等”)
四、计算题
16.如图,一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重5.0×104N,发动机的功率50kW保持不变,山坡AB长2000m,高度h为300m,牵引力保持2.5×104N不变,不计空气阻力。求:
(1)从A行驶到B过程中,斜面的机械效率。
(2)货车在山坡上行驶时受到的摩擦力。
17.如图所示用一滑轮组拉着重8×104N的汽车沿水平方向匀速移动,汽车所受阻力为车重的0.03倍,此滑轮组的机械效率为80%,求
(1)拉力F为多少牛?
(2)若汽车移动的速度为0.2m/s,1分钟内拉力做了多少焦的功?
试卷第1页,共3页
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《第九章 简单机械》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
A
A
C
D
B
B
1.B
【详解】A.叉车沿水平方向加速运动过程中,物体的惯性只与质量有关,与运动状态无关,叉板上货物的质量不变,惯性不变,故A错误;
B.叉车在水平方向运动过程中,在地面的支持力方向上没有移动距离,地面的支持力未对叉车做功,故B正确;
C.叉车的方向盘相当于一个轮轴,动力作用在轮上,可以省力,故C错误;
D.叉车在减速运动时,不是平衡状态,受到的力是非平衡力,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】不计机械自重和摩擦,设物重为G。
A.此装置是定滑轮,不能省力,所以F1=G;
B.此装置是滑轮组,承担物重的绳子有3股,所以;
C.使用此动滑轮时,由于动力作用在轴上,所以费一倍的力,即F3=2G;
D.此装置是斜面,可以省力,所以F4<G。
比较可知,上述装置中,最费力的是C。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】图示中,运动员一只手紧握船桨的末端,则船桨的末端相当于杠杆的支点,另一只手用力划桨,手对船桨的作用力相当动力,方向水平向后,水对船桨的作用力相当于阻力,方向水平向前。故A正确,BCD错误。
故选A。
4.A
【详解】为光滑斜面且不计空气阻力,利用斜面(设长为l,高度为h)做的功等于不用斜面直接用手做的功,即
Fl=Gh
故推力F为
因的长度大于的长度,故有
推力做的功等于Gh,故推力做的功相等,根据,已知,故有
故A正确,BCD错误。
故选A。
5.C
【详解】A.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.根据斜面原理
因为
L>h
所以
F<G
因此斜面是省力机械,故B不符合题意;
C.定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不省距离,故C符合题意;
D.动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,因此动滑轮是省力机械,故D不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】A.滑轮包括动滑轮和定滑轮,使用定滑轮提升物体时不省力,故A不符合题意;
B.杠杆包括省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆,故B不符合题意;
C.轮轴由半径不同的两个同心圆组成,当动力沿着内圆的切线方向作用时,相当于费力杠杆,故C不符合题意;
D.使用斜面时,沿斜面匀速向上拉动物体,拉力大小等于斜面对物体的摩擦力,拉力小于物体的重力,省力,故D符合题意。
故选D。
7.B
【详解】AB.不计绳重与摩擦,定滑轮实质是等臂杠杆,则有F甲=G;由动滑轮的特点可知
因动滑轮重G动小于物重G,则F乙<G。比较可得F甲>F乙,故A错误,B正确;
CD.如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,则所做的有用功一样大,乙图由于要克服动滑轮重力做额外功,所以乙使用动滑轮做的总功多,由可知,定滑轮的机械效率高,即,故CD错误。
故选B。
8.B
【详解】A.杠杆有省力、费力和等臂三种类,其中省力杠杆能省力,故A不符合题意;
B.定滑轮不能省力,但能改变力的方向,故B符合题意;
C.滑轮组将定滑轮和动滑轮组合时,能省力,故C不符合题意;
D.斜面是一种省力费距离的简单机械,故D不符合题意。
故选B。
9. 200 省力
【详解】[1]整个过程木箱的平均速度
推力的平均功率
[2]由题意可知,工人师傅沿斜面把货箱推到货车上,比直接把货物装到车上费了距离,使用斜面可以省力,用任何机械都不能省功。
10. 5 10
【详解】[1]当A向右做匀速直线运动,A受力平衡,水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力,物体A所受的摩擦力
[2]当A向左做匀速直线运动使,A处于平衡状态,水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上绳子对A向右的拉力;滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,所以向右的摩擦力为
绳子对A的拉力不变,,A做匀速直线运动,受到平衡力的作用,A受到的水平向左的拉力为
11. 力 靠近 距离 斜面
【详解】[1]园林工人使用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,即园林工人使用的剪刀可以省力。
[2]被剪物体越靠近支点,阻力臂越小,越省力。
[3]环卫工人使用的扫帚,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离。
[4]盘山公路相当于简单机械中的斜面,多移动了距离,但可以省力。
12. 省力 200 不等于
【详解】[1]由题意可知,工人师傅沿斜面把货箱推到货车上,比直接把货物装到车上费了距离,使用斜面可以省力,用任何机械都不能省功。
[2] 推力的功率
[3]整个过程中推力做的功等于克服摩擦力和物体的重力做的功,克服重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为总功,推力做的功大于物体克服摩擦做的功;推力和摩擦力的方向都与斜面平行,物体在推力和摩擦力的方向上移动的距离相同,根据可知 ,这个过程中人对货箱的推力不等于货箱受到斜面的摩擦力,推力大于摩擦力。
13. B 20
【详解】[1]由图可知,滑轮A不随物体移动是定滑轮,B随物体移动是动滑轮。
[2]由图可知,通过动滑轮绳子的段数n=3,物体匀速移动,水平方向物体受到的拉力F物和摩擦力f是一对平衡力,所以
F物=f=60N
在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时,匀速移动物体,拉力
14. 水平 运动的距离 水平 匀速直线 加热时间 磁场 照相机 不会
【详解】(1)[1]在探究实验过程中,要调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,支点到力的作用线的距离就是力臂,便于从杠杆上测量力臂。
(2)[2]小球A的动能的大小是通过观察比较物块运动距离反映出来的,运动距离越大,动能越大。
(3)[3][4]实验中必须沿水平方向拉动物体,使物体做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是平衡力,大小相等。
(4)[5]用相同的酒精灯加热,在相等时间内煤油和水吸收的热量相等,加热时间越长,液体吸收的热量越多,可以用加热时间的长短反映煤油和水吸收热量的多少。
(5)[6]通电导体周围存在着磁场,磁场方向与电流方向有关,这种现象叫电流的磁效应。
(6)[7]凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机。
[8]太空微重下,水没有受到重力作用,水中没有压强,水中的乒乓球也没有受到浮力,因此不会上浮。
15. C 不相等 F大
【详解】(1)[1]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动,物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力,这四个力都作用在物块A的重心上,如图所示
(2)[2] A.物体沿斜面向上做匀速运动,根据s=vt可知,路程与时间成正比,故A错误;
BCD.物体沿斜面向上做匀速运动,质量不变,速度不变,动能不变;质量不变,高度变大,重力势能变大;机械能为动能和势能的和,所以机械能变大,故C正确,BD错误。
故选C。
(3)[3]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中,拉力所做的功为总功,总功为W总=FL;提升物块所做的功为有用功,有用功为W有=Gh;克服摩擦力所做的功为额外功,额外功为W额=fL,如图所示
(4)[4]A在斜面上,A对斜面的压力要小于自身的重力;根据物体间力的作用是相互的,斜面对A的支持力与A对斜面的压力相同,所以斜面对A的支持力要小于A的重力;
[5]拉着物块A在斜面B上做匀速直线运动的过程中,物体在拉力、摩擦力的方向上移动的距离相同,拉力所做的总功要大于摩擦力所做的额外功,跟W=FL可知,拉力大于摩擦力。
16.(1)30%;(2)1.75×104N
【详解】解:(1)由题意可知,车从山底开到山顶所做的有用功
由可知,汽车从山底开到山顶所做的总功
由可知,山坡的机械效率
(2)由题意可知,额外功
由可知,汽车在山坡上行驶时的摩擦力
答:(1)山坡的机械效率为30%;
(2)汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
17.(1)1000N;(2)36000J
【详解】解:(1)汽车所受阻力
由图知,与动滑轮相连的绳子股数n=3,则绳子自由端移动距离s2=3s1,使用滑轮组
解得F=1000N;
(2)拉力移动的速度
1min内移动距离
拉力做功
答:(1)拉力F为1000N;
(2)若汽车移动的速度为0.2m/s,1分钟内拉力做了36000J的功。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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