内容正文:
期末复习专题 简单机械
一、单选题
1.如图,厨房用具属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.夹肉的筷子
C.压蒜器 D.舀汤的汤勺
2.用图所示的滑轮组拉着物体A在水平地面上沿直线匀速运动2 m,绳端拉力,物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响,下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.滑轮组的机械效率为75%
C.有用功是物体A所受重力做的功
D.额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功
3.同学家新房装修时,工人师傅在地面与平台间搭一斜木板,平台高3m,木板长5m。工人用400N的拉力将重500N瓷砖沿木板从地面匀速拉上平台,用时50s。忽略空气阻力,此过程中( )
A.工人所做的有用功为1200J B.工人所做的总功为1500J
C.工人做功的功率为30W D.斜面的机械效率为75%
4.如图所示是一种健身器械,AOB可视为杠杆,O是它的支点。向下拉杠杆左端,重物G被抬起,达到健身的目的。下列说法正确的是( )
A.向下拉动杠杆的过程中,阻力臂逐渐增大
B.拉力F的作用点向左移动可以减小训练强度
C.悬挂重物G的A点向左移动可以增大训练强度
D.在图中B点位置竖直向下拉杠杆时,杠杆是费力的
5.物流配送站内,工人利用如图所示的滑轮组,用300N的拉力将重为540 N的货物在10s内沿竖直方向匀速提升2m,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.上端的滑轮能省力 B.动滑轮的重力为
C.工人拉力做功的功率为60 W D.该过程中滑轮组的机械效率为90%
6.道路救援车拖移故障车辆时可构建成如图所示模型。已知被拖车辆的总重力为G,拉力F在时间t内将车辆从斜面底端匀速拉至顶端。斜面高为h,长为l,忽略滑轮处的摩擦。下列说法正确的是( )
A.借助车上的滑轮可以省力 B.借助斜面拉动故障车辆可以省功
C.拉力F做的功是有用功 D.该斜面的机械效率
7.如图所示,小明利用斜面将一大小可忽略的货箱推高,已知货箱重100N,沿斜面向上的推力大小为60N,斜面的长为2m,高为1m,则将货箱从斜面底端推至顶端的过程中( )
A.使用斜面的目的是为了省距离 B.小明做的有用功为60J
C.小明做的总功为120J D.如果运用得当,斜面的效率可以达到100%
8.如图所示,将重6N的物体匀速拉高20cm,在此过程中,不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,以下说法正确的是( )
A.绳子自由端被拉下1.2m B.绳子对地面的拉力为1N
C.对物体所做的功为1.2J D.横梁受到的拉力为4.5N
二、填空题
9.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝,使用时常把树枝尽量________(选填“远离”或“靠近”)剪刀轴处,这样是通过________的方法达到省力的目的。
10.如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动,2s的时间物体运动了1m,已知拉力,物体受到的摩擦力为120N。该滑轮组的机械效率为___________。
11.俯卧撑是一项常见的体育健身活动,运动的人身体可视为杠杆。如图是某同学做俯卧撑的示意图,他的体重为500 N,已知为支点,为重心,则地面对手的支持力为________N。
12.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,实验前为使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆两端的________。小聪把3个相同的钩码挂至图所示的位置时,发现杠杆在水平位置平衡。接着,小聪把两侧的钩码都向支点移动了1格,发现杠杆在水平位置________平衡。
13.如图所示,杠杆的自重为10 N,若在杠杆的中点处挂一质量为10 kg的物体,则在杠杆的另一端施加竖直向上的力F为________N时,才能使物体匀速上升(g取10 N/kg)。
三、实验题
14.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆在图甲所示的位置静止,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,其目的是__________;
(2)如图乙所示,用弹簧测力计在点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将会逐渐变__________,这是因为__________。
(3)图丙为科技小组制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,,,,杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。
①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时,的重力为__________N。
②松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆(点对应B点),保持位置不变,要使杠杆在图丁位置保持平衡,则应该移动到__________(选填“①”“②”或“③”)处。
四、计算题
15.如图所示,一斜面长,高,通过滑轮沿斜面匀速拉动一个重力为的重物,重物受到斜面的摩擦力为。不考虑绳重和绳与滑轮间的摩擦。求:
(1)重物从斜面底端拉到顶端所做的总功;
(2)斜面的机械效率。
16.如图,物体重120N,用力F使物体缓慢匀速上升,绳的重力和摩擦不计。
(1)如果不计动滑轮重力,求绳子的拉力的大小;
(2)而实际上绳子的拉力为50N,求动滑轮的重力大小;
(3)如果绳子能承受的最大拉力为100N,求该滑轮组最多能吊起多大重量的物体。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
D
B
D
D
C
C
1.C
【详解】A.使用食品夹时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.使用筷子时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.压蒜器在使用时,动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力大于动力,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.使用舀汤的汤勺时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.由图可知,拉动动滑轮的绳子段数,物体移动距离,则绳子自由端移动距离,故A错误;
BC.水平拉动滑轮组时,物体没有沿重力方向移动距离,物体重力不做功,有用功为克服物体与地面摩擦力做的功,总功为拉力做的功,滑轮组的机械效率,故B正确,C错误;
D.水平拉动滑轮组,忽略绳重和动滑轮重时,额外功主要是克服滑轮转轴处摩擦做的功,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】 A.工人所做有用功为
故A不符合题意;
B.工人所做的总功为
故B不符合题意;
C.工人做功的功率为
故C不符合题意;
D.斜面机械效率公式为
故D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】A.杠杆下拉的过程中,支点到阻力作用线的距离变小,则阻力臂逐渐减小,故A错误;
B.拉力的作用点远离O点移动时,拉力的力臂变长,根据杠杆平衡条件可知,拉力变小,训练强度会变小,故B正确;
C.重物往靠近O点移动时,对应的力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,拉力变小,可以减小训练强度,故C错误;
D.图中用力竖直向下拉杠杆,重物被抬起,由图可知,动力臂大于阻力臂,所以是一个省力杠杆,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】A.上端的滑轮是定滑轮,不能省力,只能改变力的方向,故A错误;
B.由图可知,动滑轮上有两段绳,人对绳子的拉力为
动滑轮的重力为,故B错误;
C.绳子自由端移动的距离为
此时拉力做功为
拉力做功的功率为,故C错误;
D.该过程中克服货物重力所做的有用功
滑轮组的机械效率为,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.图中该滑轮是定滑轮,定滑轮只能改变力的方向,不能省力,故A错误;
B.根据功的原理,使用任何机械都不省功,斜面只能省力,不能省功,故B错误;
C.我们的目的是把故障车拉高h,因此克服车辆重力做的Gh才是有用功,拉力F做的功是总功,包含了克服摩擦做的额外功,故C错误;
D.有用功,定滑轮不改变拉力移动距离,拉力移动距离等于斜面长l,即总功,机械效率,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.斜面是省力机械,使用斜面的目的是省力,会费距离,故A错误;
B.有用功是克服货箱重力做的功,计算得 ,故B错误;
C.总功是推力做的功,计算得 ,故C正确;
D.推货箱沿斜面运动时,必须克服摩擦力做额外功,机械效率一定小于100%,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.滑轮组的动滑轮绕4段绳,绳子自由端移动的距离,故A错误;
B.不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,地面对绳子的拉力
绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力,所以绳子对地面的拉力是1.5N,故B错误;
C.对物体所做的功为,故C正确;
D.横梁受到6段绳子的拉力,所以,故D错误。
故选C。
9. 靠近 减小阻力臂
【详解】根据杠杆的平衡条件,在动力臂L1和阻力F2不变时,把树枝尽量靠近剪刀轴处,会减小阻力臂L2,那么动力F1就会变小,从而达到省力的目的。
10.80%
【详解】由图可得,拉动动滑轮的绳子段数
因此拉力移动距离
滑轮组的机械效率
11.300
【详解】根据杠杆平衡条件可得
代入数据,得支持力F为
12. 螺母 不能
【详解】探究杠杆平衡条件实验中,实验前需要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
设每个钩码重力为,杠杆每格长度为: 根据题意和图示,原来杠杆平衡时:左侧力与力臂乘积等于,右侧力与力臂乘积等于,满足杠杆平衡条件。
两侧钩码都向支点移动1格后:左侧乘积变为,右侧乘积变为,,不满足杠杆平衡条件,因此杠杆不能在水平位置平衡。
13.55
【详解】所挂物体的重力
均匀杠杆的重心在中点,本题中物体也挂在中点,因此向下的总阻力为
动力作用在末端,动力臂为;总阻力作用在中点,则阻力臂为
由于力都是竖直方向,力臂与杠杆长度成正比,杠杆倾斜角度不影响力臂比值,根据杠杆平衡条件得
得
14.(1) 右 便于测量力臂,同时消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) 大 拉力的力臂变小,而阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,拉力会增大,因此弹簧测力计示数变大
(3) 4
【详解】(1)实验前杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母向翘起的右端调节;
杠杆调至水平位置平衡,一方面力臂与杠杆重合,可直接从杠杆上读出力臂,另一方面杠杆自重的作用线过支点,消除了杠杆自重对实验的影响。
(2)弹簧测力计向右倾斜后,支点到拉力作用线的垂直距离(拉力的力臂)变小,而阻力(钩码重力)和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,拉力会增大,因此弹簧测力计示数变大。
(3)根据杠杆平衡条件,代入数据,解得。
左边的大小和力臂都不变,的大小不变,根据杠杆平衡条件,的力臂需要和原来大小相等。由于重力竖直向下,力臂是支点O到重力作用线的水平距离,原来力臂大小等于,因此需要作用点到O点的水平距离等于,对应位置为②。
15.(1)480J
(2)62.5%
【详解】(1)匀速拉动重物所做的有用功为
克服摩擦力所做的额外功为
则拉动重物所做的总功为
(2)斜面的机械效率
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图可知,绳子承重段数,不计绳重、摩擦及滑轮重力,绳子的拉力
(2)考虑动滑轮重力时
动滑轮的重力
(3)能吊起的最大物重
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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