内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
期末复习专题:简单机械
【分类突破】
考向一 杠杆
1. 用如图所示的“开瓶起子”开瓶盖,A、B两点中_____点是支点,开瓶盖时在C点处施加_______(向上/向下)的力,“开瓶起子”是_______(省力/等臂/费力)杠杆。
2. 人体中有很多结构可简化为杠杆。如图,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,这是一种______杠杆,此过程中肱二头肌收缩的距离______(大于/等于/小于)手移动的距离。
3. 小明用如图所示的装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡,此时弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是( )
A. 钩码的数量适当增加
B. 钩码的位置适当左移
C. 弹簧测力计转到图中虚线位置
D. 弹簧测力计位置适当向左平移
4. 如图所示,O为拉杆式旅行箱的轮轴,OA为拉杆。现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F,使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置,则力F的大小( )
A. 一直变大 B. 始终不变
C. 一直变小 D. 先变小后变大
5. 小猴与小兔在分一个胡萝卜,它们想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,然后沿竖直方向切开,如图所示。则切开的胡萝卜质量( )
A. 左边的大 B. 右边的大
C. 两边一样大 D. 无法判定
6. 小兰自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成,如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物质量为______g;往秤盘中再增加20g的物体,秤砣需要从B处向_____(左/右)移动_____cm才能维持秤杆水平平衡。
7. 如图,O是轻杠杆OA的支点,A为动力作用点。请在图中画出动力的力臂l1及阻力F2的示意图。
8. 如图甲所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),如图乙所示为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂l1和阻力F2。
考向二 滑轮
9. 一辆卡车陷进了泥潭,司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮,均可将卡车从泥潭中拉出,你认为甲方式中滑轮的作用是________________;设两种不同方式将卡车拉出泥潭施加的力分别为F1、F2,则F1____(填“>”“<”或“=”)F2;如果按乙方式,人拉绳子移动了1m,那么卡车被拉动了____m。
10. 图中的每个滑轮重为0.5N,物体A重为6N,托板重为1N。在2s的时间内,拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m,这个过程中,不计摩擦和绳重,则:
(1) 拉力F的大小为______N。
(2) 物体A上升的速度为______m/s。
(3) 天花板对定滑轮的拉力大小为______N。
11. 如图所示是家用手摇晾衣架,衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、绳重及摩擦。下列分析判断正确的是( )
A. 滑轮B为定滑轮
B. 使用滑轮A是为了省力
C. 使用该滑轮组可以省功
D. 晾衣架静止时,绳的拉力F为30N
考向三 机械效率
12. 建筑工地上起重机把重为1×104N的建筑材料匀速提升了9m,起重机做的有用功为__________J,若起重机的机械效率为45%,则做的总功为________J。
13. 如图甲所示,小科分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端,做功情况如图乙所示。
(1) 小科对B做的额外功是______J。
(2) ____(填“左”或“右”)侧斜面的机械效率更高。
14. 如图所示,有一根质量均匀的杠杆OA,B是OA的中点,在C处挂重为80N的物体,用竖直向上的力F大小为25N,杠杆可处于静止状态。若F的方向始终竖直,将物体匀速缓慢提升20cm,拉力F的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”),若拉力F移动的距离为80cm,杠杆的机械效率为______,杠杆的重为______N。若将物体的质量适当增加,仍用该杠杆将物体提升相同高度,则杠杆的机械效率将______(填“变大”“变小”或“不变”)(不考虑摩擦)。
15. 如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 甲做的有用功多
B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大
D. 乙所用装置的机械效率小
16. 如图所示,将一个重为9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6N,在斜面上移动的距离s=1.2m,物体升高的高度h=0.3m,则 ( )
A. 物体所受的摩擦力为3.6N
B. 物体克服重力做功为4.32J
C. 拉力做功为2.7J
D. 斜面的机械效率为62.5%
17. 如图所示,用质地均匀的杠杆匀速提升重物(不计摩擦),若想提高杠杆的机械效率,可采取的方法是( )
A. 将悬挂点B向右移动
B. 将提升点A向左移动
C. 减小物体所受的重力
D. 增加重物上升的高度
18. 如图是利用动滑轮提升物体的示意图,绳末端的拉力F为1.2×103N,物体竖直匀速上升,已知物体重2.1×103N,物体在20s内上升了4m,不计绳重与摩擦。
(1) 20s内物体克服自身重力做功是多少?
(2) 拉力F做功的功率是多少?
(3) 如果用该滑轮竖直向上匀速提升重力为2.7×103N的物体,那么滑轮组的机械效率是多少?
【综合提升】
19. 如图甲是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具——桔槔,其简化示意图如图乙所示。该装置工作时,可利用“坠石”的重力,帮助人们轻松地从井中提水。
(1) 不改变支点O的位置和“坠石”的重力,想要提水时更省力,可以将“坠石”悬挂点B适当______(填“靠近”或“远离”)支点O。
(2) 若OA的长度为1m,OB的长度为1.5m,“坠石”的重力为100N,桶的重力为20N,不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦,若要竖直匀速提起180N的水,人还需要施加______N的拉力,此过程中,“坠石”下降的高度为3m,则“坠石”的重力做功为______J。
20. 将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为______N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为______N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
21. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为O1、O2,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置,O1A长为0.6m,O1O2长为1m,O2B长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取10N/kg)
(1) 人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为______kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装______kg的水。
(2) 若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为______J,人做功的功率为______W。
22. 如图所示的轻杆(不计杠杆重力),O为支点,物重为30N,OA∶AB=1∶2,轻杠在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法正确的是( )
A. 图甲位置,仅增加物重,则拉力变化量与物重变化量之比为3∶1
B. 图甲位置时,拉力大小为15N
C. 图甲位置时,该杠杆与镊子类型相同
D. 如图乙所示,保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变
23. 如图所示,小明分别使用滑轮和滑轮组匀速提升质量为m1的物体。滑轮的质量均相等且为m2,在相同的时间内物体被提升的高度均为h,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端受到的拉力关系为F甲<F乙<F丙
B. 绳子自由端移动的速度关系为v甲>v乙>v丙
C. 甲、乙、丙三种装置做的功相同
D. 甲装置的机械效率高于乙
24. 图(a)是关闭水龙头的情景,图(b)为其杠杆原理模型,O 为支点,请你画出施加在 A 点的最小动力 F1。
25. 用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验,回答下列问题。
(1) 实验前杠杆状态如图甲所示,应当向____调节平衡螺母使杠杆呈水平状态。
(2) 如图乙所示,在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码,在支点的右侧悬挂1个钩码,发现无论怎样调节右边钩码的位置,都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平,可以通过______________________
__________________________________________(只填一种可行的操作即可)来实现。
(3) 调整后继续实验,从支点处缓慢向右移动钩码,直到杠杆再次呈水平,同时记录左、右两侧悬挂的钩码______和______的大小。
26. 如图甲是一底面积为1m2的货物静止在地面上,其重力为1200N;图乙是小明用拉力F将货物竖直向上匀速提升2m,动滑轮的机械效率为80%,g取10N/kg。
(1) 求货物静止时对地面的压强。
(2) 求绳端的拉力F做的总功。
(3) 若动滑轮的质量为10kg,求克服摩擦和钢绳
重所做的功。
参考答案
1、A;向上;省力;2、费力;小于;
3、D;4、B;5、A;
6、600;右;1;7-8、如图所示;
9、改变力的方向;>;0.5;
10、2;0.15;4.5;11、D;
12、9×104;2×105;13、0.5;右;
14、不变;80%;10;变大;
15、C;16、D;17、A;
18、(1)W有用=Gh=2.1×103N×4m=8.4×103J
(2)P=W/t=Fs/t=Fnh/t=1.2×103N×2×4m/20s=480W
(3)根据F=1/n(G+G动)可知,动滑轮重G动=nF-G=2×1.2×103N-2.1×103N=300N;如果用该滑轮竖直向上匀速提升重力为2.7×103N的物体,那么滑轮组的机械效率η=W有用/W总×100%=W有用/W有用+W额外×100%=G′h/G′h+G动h×100%=G′/G′+G动×100%=2.7×103N/2.7×103N+300N×100%=90%;
19、远离;50;300;
20、20;40;21、60;60;1200;120;
22、D;23、D;24、如图所示;
25、右;将A处的钩码向右移动到离O一格处,并把右侧钩码移动到第4小格处;位置;重力;
26、(1)F压=G=1200N,p=F压/S=1200N/1m2=1200Pa
(2)W有用=Gh=1200N×2m=2400J,根据η=W有用/W总×100%可知,绳端的拉力F做的总功W总=W有用/η=2400J/80%=3000J
(3)W动=G动h=m动gh=10kg×10N/kg×2m=200J,克服摩擦和钢绳重所做的功W'=W总-W有用-W动=3000J-2400J-200J=400J
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