内容正文:
检测内容:第十二章 简单机械
得分________ 卷后分________ 评价________
一、填空题(本题共6小题,每空2分,共28分)
1.生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙所示,它是以__B__(选填“A”或“B”)为支点的省力杠杆,手在__D__(选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。
2.如图所示,在某轻质杠杆B点,用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物,当杠杆水平静止时,弹簧测力计示数为10 N,若OA=10 cm,AB=40 cm,则物体的重力大小为__50__N,此杠杆属于__省力__杠杆。
3.如图所示,物体的重力是1 600 N,图中拉力F是1 000 N,物体在10 s内上升了5 m,物体的运动速度是__0.5__m/s,该滑轮组的机械效率是__80%__。
4.如图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计),则杠杆左右两边的力臂之比为__2∶1__,左右两边杠杆受的拉力大小之比为__1∶2__,1个甲球和1个乙球的质量之比为__1∶3__。
5.如图所示,斜面长1 m,高0.4 m,用大小为5 N沿斜面向上的拉力F,将重10 N的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为__80%__;若仅使倾角θ逐渐增大,沿斜面向上的拉力将逐渐__增大__(选填“增大”“不变”或“减小”),此斜面的机械效率将逐渐__增大__(选填“增大”“不变”或“减小”)。
6.如图所示,快递员为了较快地把货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物,应该选用__乙__装置,理由是__利用乙装置不仅可以省力,也可以改变力的方向__。
二、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
7.下列属于费力杠杆的是( C )
8.下列说法中,正确的是( A )
A.省力的机械一定费距离,且不省功
B.机械做的有用功越多,机械效率越高
C.机械效率越高,越省力
D.机械的功率越大,机械效率越高
9.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),其中最费力的是( A )
10.某天,“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说:“看,我能提起很重的物体哦(如图所示)!”“物理”大师竖起大拇指说:“真厉害!其实,你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中,分析合理的是( A )
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力
C.重物给前臂的力F2是动力
D.前臂是一根省力杠杆
11.如图所示,体积相同的实心铁球和实心铝球挂在杠杆两端使杠杆平衡,若将它们同时浸没在水中,则杠杆将( A )
A.左端下沉 B.仍平衡
C.右端下沉 D.无法判断
12.悬挂重物G的轻质杠杆,在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点,最小的力为FA;若力施加在B点或C点,最小的力分别为FB、FC,且AB=BO=OC。下列判断正确的是( C )
A.FA>G B.FB=G
C.FC<G D.FB>FC
13.(双选)如图甲所示,邻居大叔正吃力地把一重物搬上高台,放学回家的小亮看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板,搭成如图乙所示的斜面,结果非常轻松地把同样的重物推到了高台上。关于这两种方法,下列说法正确的是( BC )
A.两种方式做的总功一样
B.使用乙种方式比较省力
C.乙种方式的机械效率低
D.使用乙种方式做功的功率要大些
14.(双选)用如图所示的滑轮组提升重物,在电动机拉力的作用下,重为40 N的物体在10 s内匀速竖直上升了2 m,已知动滑轮重为8 N,忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是( BD )
A.电动机对绳的拉力为12 N
B.绳子自由端的移动速度为0.6 m/s
C.滑轮组的机械效率为80%
D.有用功的功率为8 W
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
15.如图甲所示是一个压饺子皮神器,其上部手柄在使用时是一个杠杆,图乙是其简化的示意图,O为支点,F2是使用时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及阻力臂l2。
解:
16.如图所示的滑轮组,要达到最省力的效果,请画出绕绳方法。
解:
四、实验探究题(本题共2小题,第17题8分,第18题6分,共14分)
17.如图所示是洋洋和聪聪利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向__右__(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后,若洋洋在杠杆的左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,则杠杆的__左__(选填“左”或“右”)端将会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变左右两侧钩码个数的前提下,只需将__右侧两钩码整体向右移动1格__即可。
(3)洋洋和聪聪又分别设计了两种实验方案,洋洋的方案如图丙所示,聪聪的方案如图丁所示。你认为__聪聪__的实验方案更好,请说明你的理由__力臂在杠杆上方便测力臂;__丙__(选填“丙”或“丁”)图中弹簧测力计示数更大一些。
(4)实验中洋洋发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时__不会__(选填“会”或“不会”)影响到杠杆的平衡,请说明理由:__力臂为零不影响杠杆平衡__。
18.小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验,如图所示,用相同的滑轮组提升不同数量的钩码,记录数据如表所示:
实验
次数
钩码的
重力G/N
钩码提升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
的距离s/m
机械效
率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74%
2
4
0.1
1.6
0.3
83%
3
6
0.1
①
0.3
②
(1)在实验过程中,应__匀速竖直__拉动弹簧测力计。
(2)第三次实验时,拉力的大小如图所示,观察弹簧测力计的示数,则表格中编号①的数值是__2.3__,②的数值是__87%__,若提升重物用时3 s,弹簧测力计对绳子拉力做功的功率是__0.23__W。
(3)小明通过分析表格中的数据,若想提高滑轮组的机械效率,可进行的操作是__增加提升物体的重力__。汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请你指出以下三种提高效率的方法中,方法__一__是与本实验同理的。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑
五、综合应用题(本题共2小题,第19题9分,第20题11分,共20分)
19.如图所示,质量为8 kg、棱长为5 cm的正方体物块A置于水平地面上,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=3BO,在C端用F=10 N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直(细绳重量不计,g取10 N/kg),求:
(1)物体A的重力。
(2)B端细绳的拉力F拉。
(3)物体A对地面的压强。
解:(1)物体A的重力:G=mg=8 kg×10 N/kg=80 N。
(2)由杠杆平衡条件得:F拉×OB=F×OC,则B端细绳拉力:F拉===30 N。
(3)物体A对地面的压力:F压=F支=G-F拉=80 N-30 N=50 N,物体A与地面的接触面积:S=a2=(5 cm)2=25 cm2=2.5×10-3 m2,物体A对地面的压强:p===2×104 Pa。
20.如图所示是一个从隧道中运矿石装置的原理图,用滑轮组拉着重800 N的货车A在50 s内沿水平方向匀速运动10 m,货车受到的摩擦力是车重的0.2倍,滑轮组的机械效率为80%,(不计绳重和摩擦)求:
(1)货车克服摩擦力所做的有用功为多少?
(2)滑轮组绳子自由端拉力F为多大?
(3)在此过程中滑轮组绳子自由端拉力F所做总功的功率为多少?
(4)动滑轮多重?
解:(1)货车受到的摩擦力:f=0.2G=0.2×800 N=160 N,货车克服摩擦力所做的有用功:W有=fs=160 N×10 m=1 600 J。
(2)根据η=可得,总功:W总===2 000 J;由图可知,n=2,则绳自由端移动的距离:s绳=2s=2×10 m=20 m,由W总=Fs绳得,滑轮组绳子自由端拉力:F===100 N。
(3)绳子自由端拉力F的功率:P===40 W。
(4)因为不计绳重和摩擦,分析动滑轮受力,所以有:2F=G动+F1,则G动=2F-F1=2F-f=2×100 N-160 N=40 N。
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