精品解析:江苏省南京市树人学校2023-2024学年九年级上学期10月月考物理试题
2026-08-11
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2023-2024 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南京市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.39 MB |
| 发布时间 | 2026-08-11 |
| 更新时间 | 2026-08-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59165918.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
初三物理
本卷g取10 N/kg
一、选择题(共12小题,24分)
1. 如图所示的四个杠杆中,属于费力杠杆的工具是( )
A. 镊子 B. 剪刀
C. 起子 D. 钢丝钳
【答案】A
【解析】
【详解】A. 镊子使用时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A符合题意;
BCD. 剪刀、起子、钢丝钳使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故BCD不符合题意。
故选A。
2. 以下单位中,不是功的单位的是( )
A. J B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.J是功的国际单位,故A不符合题意;
B.,是功率的单位,不是功的单位,故B符合题意;
C.由功的公式可知,力单位为N,距离单位为m,故功的单位为,故C不符合题意;
D.由功率公式变形得,功率单位为W,时间单位为s,故功的单位为,故D不符合题意。
故选 B。
3. 如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述正确的是( )
A. 甲图:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃的支持力做了功
B. 乙图:人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做了功
C. 丙图:叉车将货物竖直向上托起一段距离,叉车对货物的支持力做了功
D. 丁图:冰壶在水平冰面运动的过程中,冰壶所受的重力做了功
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃有支持力,但杠铃没有在支持力的方向上移动距离,所以支持力不做功,故A错误;
B.乙图:人推汽车但没有推动,人对车有推力,但车没有在推力方向上移动距离,所以人的推力对汽车不做功,故B错误;
C. 丙图:叉车将货物竖直向上托起一段距离,叉车对货物有支持力,并且货物在支持力方向上通过一段距离,所以支持力做了功,故C正确;
D. 丁图:冰壶在水平冰面运动的过程中,冰壶所受的重力是竖直向下的,冰壶的运动方向是水平方向上的,没有在重力方向上移动距离,所以重力不做功,故D错误。
故选C。
4. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 高温物体将温度传给低温物体 B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 温度高的物体,内能一定大 D. 内能相同的物体间可能发生热传递
【答案】D
【解析】
【详解】A.热传递过程中传递的是热量,不是温度,故A错误;
B.热量是过程量,仅存在于热传递过程中,不能表述为物体“所含的热量”,故B错误;
C.内能大小与物体的温度、质量、状态均有关,仅温度高无法判断内能一定大,故C错误;
D.热传递发生的条件是两物体存在温度差,内能相同的物体温度可能不同,因此可能发生热传递,故D正确。
故选 D。
5. 如图所示,用同一根杠杆或同一个滑轮提起同一重物G,滑轮和杠杆自身重力不计,使重物G都处于静止状态,其中用力最大的是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由于杠杆平衡,动力臂大于阻力臂,所以,故A不符合题意;
B.由于杠杆平衡,动力臂小于阻力臂,所以,故B符合题意;
C.使用定滑轮,,故C不符合题意;
D.使用动滑轮,,故D不符合题意。
故选B。
6. 2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在北京赛区进行。如图所示,是运动员完成一次动作的示意图。关于运动员完成这次动作,下列说法中正确的是( )
A. 运动员从A点运动到B点的过程中人受到的重力不做功
B. 运动员在C点的重力势能小于在E点的重力势能
C. 运动员从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能
D. 运动员在A点和E点的机械能相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员从A点运动到B点的过程中,在重力方向上通过了距离,由可知重力做功,故A错误;
B.运动员在C点的高度大于在E点的高度,质量不变时,C点的重力势能大于在E点的重力势能,故B错误;
C.运动员从A点运动到B点的过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故C正确;
D.运动员在运动过程中克服摩擦和空气阻力做功,机械能减小,A点的机械能大于E点的机械能,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,杠杆每格间距相同,每个钩码的质量相等,杠杆恰好保持平衡。那么,在以下几种情况中还能保持平衡的是( )
A. 两边各增加一个钩码
B. 两边钩码各往外移一格
C. 两边各减少一个钩码
D. 两边各增加一个钩码,同时各往外移一格
【答案】D
【解析】
【详解】A.两边各增加一个钩码,左侧力和力臂的乘积为8,右侧力和力臂的乘积为9,两端力和力臂的乘积不相等,则杠杆不能保持平衡,故A不符合题意;
B.两边钩码各往外移一格,左侧力和力臂的乘积为9,右侧力和力臂的乘积为8,两端力和力臂的乘积不相等,则杠杆不能保持平衡,故B不符合题意;
C.两边各减少一个钩码,左侧力和力臂的乘积为4,右侧力和力臂的乘积为3,两端力和力臂的乘积不相等,则杠杆不能保持平衡,故C不符合题意;
D.两边各增加一个钩码,同时各往外移一格,左侧力和力臂的乘积为12,右侧力和力臂的乘积为12,两端力和力臂的乘积相等,则杠杆能保持平衡,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示,在长为L的轻质均匀杠杆的中点处悬挂一重物,在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F,杠杆保持平衡。若不考虑杠杆的自重和阻力,则杠杆从水平位置向上转动过程中,拉力F大小( )
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 保持不变 D. 先变大再变小
【答案】B
【解析】
【详解】杠杆从水平位置向上转动过程中,力F始终与杠杆垂直,则对应的力臂不变,而重物的重力不变,即阻力不变,阻力臂变小,据杠杆的平衡条件知,动力F变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 小明到某山区旅游时,发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面,他借助该装置提升1000N的重物(不计装置自重和摩擦),下列说法正确的是( )
A. 可以把A、B简化看成动滑轮
B. 人将绳拉动1m时,物体也上升1m
C. 物体匀速上升时,人对绳的拉力为200N
D. 利用该装置不能省力,但能改变力的方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.A相当于定滑轮,B相当于动滑轮,可以把A、B简化看成滑轮组,故A错误;
B.由图可知,滑轮组有效绳子为5段,人将绳拉动1m时,物体上升
故B错误;
C.人对绳的拉力为
故C正确;
D.利用该装置可以省力,也能改变力的方向。故D错误。
故选C。
10. 如图所示,质量不等的甲、乙两球()从顶端由静止分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自底部,则在它们整个运动过程中有( )
A. 甲球的重力所做的功少一些
B. 两球在斜面顶端时,乙的重力势能更大
C. 斜面支持力对甲球做功大于对乙球做功
D. 若它们统一沿b斜面自顶端滑到底部后速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力做功
两球初始高度相同,已知,因此甲的重力更大,重力做功更多,,故A不符合题意;
B.重力势能大小和质量、高度有关,两球在顶端高度相同,,所以甲的重力势能更大,故B不符合题意;
C.斜面支持力方向垂直于斜面,小球运动方向沿斜面,支持力方向与运动方向垂直,支持力对两球做功均为0,故C不符合题意;
D.小球沿光滑斜面下滑,重力势能全部转化为动能,即,解得,速度大小与质量无关,故它们沿b斜面自顶端滑到底部后速度大小相等,故D符合题意。
故选 D。
11. 用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用它们匀速提起货物,在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙,物重分别为G甲和G乙,物体被提升高度分别为h甲、h乙,不计绳重及摩擦,则( )
A. 若F甲=F乙且G甲=G乙,则乙的机械效率比较低
B. 若F甲=F乙且h甲=h乙,则甲的机械效率比较低
C. 若G甲=G乙且滑轮重均相同,则甲的机械效率比较低
D. 若F甲=F乙且滑轮重均相同,则乙的机械效率比较低
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲、乙图绳子的有效段数(n)分别为3、2,甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若F甲=F乙且G甲=G乙,乙的机械效率大于甲的机械效率,故A不符合题意;
B.由①②知,机械效率与提升物体的高度无关,若F甲=F乙,根据①②,因不知G甲与G乙的大小关系,故无法确定甲、乙机械效率大小,故B不符合题意;
C.不计绳重及摩擦,则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源,因总功等于有用功与额外功之和,故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若G甲=G乙且滑轮重均相同,可知甲、乙的机械效率相同,故C不符合题意;
D.甲、乙图绳子的有效段数(n)分别为3、2。不计绳重及摩擦,则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
G=nF-G动
若F甲=F乙且滑轮重均相同,则可知,甲滑轮组提升物体的重力较大,根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高,故乙的机械效率比较低,故D符合题意。
故选D。
12. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,钩码总重G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,弹簧测力计移动距离s为0.3 m,实验时,始终竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆从实线位置转动到虚线位置。则下列说法正确的是( )
A. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数不变
B. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变大后变小
C. 若将钩码从A点移到B点,用同样的方式将钩码提升0.1 m,则机械效率降低
D. 若将弹簧测力计的作用点移到B点,用同样的方式将钩码提升0.1 m,则机械效率升高
【答案】A
【解析】
【详解】AB.实验中始终竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码的重力方向竖直向下,动力臂、阻力臂会随杠杆转动同步等比例变化,根据杠杆平衡条件,两边力臂的比值始终不变,阻力也不变,因此弹簧测力计的示数保持恒定,故A正确,B错误;
C.将钩码从A点移到B点,仍将钩码提升0.1m时,有用功大小不变;但钩码悬挂点更远离支点,杠杆需要被抬起的角度更小,杠杆自身重心上升的高度更小,克服杠杆自重做的额外功变少。根据机械效率公式,总功变小、有用功不变,机械效率会升高,故C错误。
D.将弹簧测力计的作用点移到B点,仍将钩码提升0.1m时,有用功不变,同时杠杆重心上升的高度也没有变化,克服杠杆自重的额外功也不变,因此总功不变,杠杆的机械效率不会升高,故D错误。
故选 A。
二、填空题(共7小题,24分)
13. 图1中使用扫帚扫地可以省___________;如图2所示,使用剪刀时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是___________(选填“增大”或“减小”)阻力臂,这样剪断物体更省力;如图3所示,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;图4是上海某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将___________能转化为___________能。
【答案】 ①.
距离 ②.
减小 ③.
斜面 ④.
动 ⑤.
重力势
【解析】
【详解】对于扫帚,它在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。根据费力杠杆的特点,费力但可以省距离。
剪刀可看作杠杆,其杠杆平衡条件为,在阻力和动力臂一定时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,能减小阻力臂,由公式可知此时动力会变小,即更省力。
盘山公路的形状特点是加长了运动距离,它相当于简单机械中的斜面,通过这种方式可以省力。
列车无动力滑行进站时,列车质量不变,由于爬坡速度减小,所以动能减小;同时高度升高,重力势能增大,因此是将动能转化为重力势能。
14. 建筑高楼大厦时首先要打好地基。原来高度相同的同种地桩,经重锤打击后,所处位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中___________锤的做功本领最大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,___________锤的高度要低一些。如果B、C两锤下落前的高度相同,则___________锤的质量要大。
【答案】 ①.
B ②.
A ③.
B
【解析】
【详解】由地桩陷入的深度可判断重锤的做功本领,B锤对应的地桩陷入最深,故B锤做功本领最大。
因A、B两锤质量相同,重力势能随高度增大而增大,B锤重力势能更大,故刚开始下落时A锤的高度更低。
因B、C两锤下落前高度相同,重力势能随质量增大而增大,B锤重力势能更大,故B锤的质量更大。
15. 如图所示,一根轻质且长度为的直杠杆,在其左端A处挂的物体,右端B处挂的物体后,能在水平位置保持平衡,此时___________。若将B端所挂物体重力改变为,两端物体仍挂在原处,则支点应移到离A点___________m处,杠杆能再次水平平衡。
【答案】 ①. 5∶1 ②. 1.35
【解析】
【详解】[1]根据杠杆的平衡条件得
GA·OA=GB·OB
则可得
[2]若将B端所挂物体重力改变为30N,则
即
解得
此时支点应移到离A点1.35m处,杠杆能再次水平平衡。
16. 如图是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3kg,飞行时先以1.2m/s的速度匀速上升36m,又以1m/s的速度沿水平方向匀速飞行100m(g=10N/kg),无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功______J,无人机上升过程所用时间为______s,上升过程,克服重力做功的功率为______W。
【答案】 ①. 1080 ②. 30 ③. 36
【解析】
【详解】[1]无人机的重力
G=mg=3kg×10N/kg=30N
无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功
W=Gh=30N×36m=1080J
[2]无人机上升所用时间
[3] 上升过程,克服重力做功的功率
17. 南京城墙是世界上现存的最长的砖石结构城墙,如图所示是一块质地均匀的长方体城砖,放置在水平地面上,已知长AC为40cm,宽AB为30cm,厚AD为10cm,质量为20kg。要在CE的中点O以一水平力F将其推倒,则在图中位置时,F需要___________N。若在O点用最小力将城砖沿逆时针方向推倒,则该力的大小至少为___________N。
【答案】 ①. 75 ②. 60
【解析】
【详解】城砖的重力为
用水平力推倒城砖时,绕左侧底面棱(前后方向)转动,杠杆平衡。动力臂为城砖竖直高度,即
阻力臂为城砖宽度的一半,即
由杠杆平衡条件得
解得
用最小力推倒时,动力臂最大为支点到O点的垂直距离(力的方向垂直于支点与O点的连线)。最大动力臂
阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件得
解得
18. 如图所示的滑轮组提升重物,一次运送材料时用250 N的拉力,将重为400 N的物体匀速提高了2 m,那么在此过程中,人所做的有用功___________J,此滑轮组的机械效率___________。以下物理量中:①动滑轮重力;②提升重物所用时间;③物体上升的速度,如果已知___________或___________还可以求出拉力做功的功率。
【答案】 ①. 800 ②. 80% ③. ② ④. ③
【解析】
【详解】由图可知,承担物重的绳子段数为
人做的有用功为
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
因拉力做功的功率,故已知②可求出拉力功率;
又因、,故已知③也可求出拉力功率。
19. 某学习小组对八年级的晶体熔化实验进行了再探究,通过加热使某晶体物质从固态变为液态,图1是该过程中物质温度随时间的变化图像,图2是形象反映两种物态下分子排列特点的示意图。
(1)如图1,在温度为0℃时,该物质___________内能(选填“有”或“没有”);
(2)时刻的分子动能___________时刻的分子动能(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)时刻的内能___________时刻的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”),判断依据是:___________;
(4)时刻的分子排列情况对应图2中的___________。(选填“a”或“b”)
【答案】(1)有 (2)小于
(3) ①. 小于 ②. 熔化过程中持续吸热
(4)a
【解析】
【小问1详解】
任何温度下的物体内能都不等于零。
【小问2详解】
时刻的温度高,分子热运动更剧烈,分子动能更大,因此时刻的分子动能小于 时刻的分子动能。
【小问3详解】
和时刻虽然温度相等,但是熔化过程中在持续吸热,因此时刻的内能更大。
【小问4详解】
时刻物质处于固态,分子排布最紧密,分子间距最小,所以对应图2中a。
三、解答题(共8小题,52分)
20.
(1)如图所示,轻质杠杆ABO可绕O点转动,现在B点用一轻绳拉住使其保持水平静止,请在图中画出:杠杆所受来自轻绳的拉力的力臂以及小球所受重力的示意图;
(2)如图甲所示为一种搬花神器,用它把花盆抬起时,相当于一个绕O点转动的杠杆,其简化示意图如图乙所示,请在乙图中画出杠杆平衡时作用在A点的最小动力及其力臂;
(3)某人利用滑轮组向下拉绳提起物体,请在图中画出绳子的绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
重力的方向是竖直向下的,过小球重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,即为其所受重力的示意图;绳子对杠杆的拉力作用在B点,拉力的方向沿绳向上,过支点O作这条拉力作用线的垂线段,即拉力的力臂l1。据此作图。
【小问2详解】
阻力F2为花盆所受重力G,其大小一定,阻力臂也为一定值,根据杠杆的平衡条件,当动力臂最大时,动力最小,故连接OA,OA即为最大动力臂l1,过A点作OA的垂线,因阻力有使杠杆逆时针转动的趋势,故动力有使杠杆顺时针转动的趋势,则最小动力的方向垂直OA斜向下,据此作图。
【小问3详解】
由题意知,站在地面上的人用滑轮组向下拉绳提起物体,所以绳子自由端的拉力方向应向下,故绳子应系在定滑轮的固定挂钩上,据此作图。
21. 小勇在探究“杠杆平衡条件”:
(1)如图甲所示,要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。本实验中,调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂2个50 g的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,则在B点施加的力至少为___________N;
(3)小勇继续探究:保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当为30 cm时,为___________N;
(4)小勇还想利用杠杆平衡条件来估算杠杆的质量,进行了如下操作:
A.如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在C的右侧挂质量为m的钩码,移动钩码至D位置时,杠杆恰好在水平位置平衡;
B.用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离和___________点(选填“A”“B”或“O”)到C点的距离;
C.根据杠杆的平衡条件,可以估算出杠杆的质量___________(用给出的字母符号表示)
(5)如图戊所示为可以用来称量货物的杆秤。称量时把货物挂在A点,手提着B点,调节C点秤砣的位置使杆秤在水平位置平衡,对应秤杆上C点的读数就是货物的质量。小明到集市买白菜,老板手提B点称量,杆秤静止时如图己所示,老板便读数报价。请你根据上述信息判断老板的这一行为___________(选填“属于”或“不属于”)欺诈消费者行为。
【答案】(1) ①. 左 ②. 为了便于测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响
(2)2 (3)0.5
(4) ①. O ②.
(5)不属于
【解析】
【小问1详解】
图甲中杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点的右侧,因此平衡螺母需向偏高的左端调节。
杠杆水平平衡时,力的方向竖直向下,力臂恰好在杠杆上,可直接通过杠杆刻度读取力臂,同时杠杆自重的力臂为0,排除自重对杠杆平衡的干扰。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件,在B点施加竖直向上的力时力臂最大(等于OB的长度),此时力最小。
一个钩码重力为
2个钩码总重1N;设每格长度为L,A点力臂为4L,B点力臂为2L,代入得
解得。
【小问3详解】
A点钩码数量和力臂不变,即阻力×阻力臂为定值,由杠杆平衡条件可知,也为定值。从图丙取点可得,
当l1为30cm时,
【小问4详解】
杠杆自身的重心在中点O处,因此需要测量支点C到重心O的距离作为杠杆自重的力臂。根据杠杆平衡条件可知,
化简可得
【小问5详解】
图己中杆秤没有在水平位置平衡,是右端上翘的倾斜状态,此时秤砣的实际力臂小于杆秤水平平衡时的力臂,老板按照秤砣的实际位置读数,得到的测量值会比白菜的真实质量偏小,老板少收消费者的钱,因此不属于欺诈消费者的行为。
22. 小琪同学使用完全相同的滑轮和绳子探究定滑轮和动滑轮工作时的特点,她按图示三种方法提起钩码,分别测得一组数据如下表所示,请你分析:
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
(1)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是______________________。
(2)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮___________。
(3)三种方法中,小琪对机械和钩码做功最多的是___________(选填“甲”“乙”或“丙”),该方法做功最多的主要原因是______________________。
(4)小琪在探究定滑轮工作特点时,按照图乙所示操作,觉得不方便读数,于是把弹簧测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计示数会___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)改变力的方向 (2)费距离
(3) ①. 丙 ②. 要克服动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦做功
(4)变小
【解析】
【小问1详解】
甲是直接竖直拉钩码,拉力方向向上;乙是定滑轮装置,拉力可以斜向拉动,也可竖直向下拉动,结合数据可知定滑轮拉力大小和物重几乎相等,但拉力方向和直接提钩码不同,因此定滑轮的核心优势是可以改变力的方向,方便施力。
【小问2详解】
乙是定滑轮,钩码上升0.2m时测力计移动距离也为0.2m;丙是动滑轮,钩码上升0.2m时测力计移动距离为0.4m,比较乙和丙实验测力计移动的距离可知,使用动滑轮费距离。
【小问3详解】
计算可得:甲做功
乙做功
丙做功
因此丙做功最多。原因是动滑轮工作时,除了提升钩码做功外,还需要克服动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦做功。
【小问4详解】
正常使用弹簧测力计时,示数由绳子拉力决定;倒过来后,弹簧测力计自身的重力会对弹簧产生向下的拉力,相当于手不需要施加原本那么大的拉力就能平衡钩码重力,因此测力计的示数会变小。
23. 小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时,提出了以下猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角度有关
为了解决以上问题,小潜与几位同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录部分实验数据如下表:
实验次数
斜面倾角
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功
总功
斜面的机械效率
1
30°
5.00
0.6
4.17
1.2
①
5.0
②
2
30°
3.00
0.6
2.50
1.2
1.8
3.0
60%
3
45°
3.00
0.8
2.80
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应平行于斜面向上___________拉动物块;
(2)根据表格数据,第1次实验中①、②数据分别为___________、___________;
(3)分析实验1、2的数据,可以得出的结论:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力___________(选填“无关”或“有关”)。分析实验2、3的数据,可验证小潜的猜想___________(填写字母)是___________(选填“正确”或“错误”)的。实验时要使木板的机械效率变大,应该把木板下面的木块A向___________(选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)匀速直线
(2) ①. 3.0##3 ②. 60%
(3) ①. 无关 ②. B ③. 正确 ④. 左
【解析】
【小问1详解】
只有物体做匀速直线运动时,物体受力平衡,弹簧测力计示数稳定,可准确测量拉力大小,因此应平行于斜面向上匀速拉动物块。
【小问2详解】
第1次实验的有用功
第1次实验中斜面的机械效率为
【小问3详解】
分析实验1、2数据知道,控制相同的是斜面的倾角,改变的是物块的重力,得到的机械效率相同,可以得出的结论:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。
分析实验2、3数据知道,控制相同的是物块重力,改变的是斜面倾角,且倾角越大,机械效率越高,可以得到的结论是:在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高;所以小潜的猜想B是正确的。
由实验可得结论:在其它条件相同时,斜面倾角越大,机械效率越高。因此要使木板的机械效率变大,应增大斜面的倾角,故应该把木板下面的木块A向左移动。
24. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动到水平木板上后与木块碰撞。
(1)此实验研究的是___________(选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”)的动能,通过___________来反映动能的大小;
(2)比较场景①和②,可探究动能大小与___________的关系,结论是___________。生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能___________(选填“超速”或“超载”);
(3)移去木块后,进行场景③和④实验时,小车在水平木板上滑行距离相同,此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为,则___________(选填“>”、“=”或“<”);
(4)有同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下,到达底部时的初速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图3所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球___________(选填“运动”或“静止”),就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。
(5)小明同学尝试改用图4所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”,设计了方案:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。该方法___________(选填“可行”或“不可行”),请说明你的判断依据:_________________________________。
【答案】(1) ①. 碰撞前小车 ②. 木块被推动的距离大小
(2) ①. 速度 ②. 当物体质量一定时,物体的速度越大,动能越大 ③. 超速
(3)< (4)静止
(5) ①. 不可行 ②. 压缩相同程度的弹簧弹性势能相同,释放后转化得到的小球动能相同,无法控制小球撞击木块时的速度相同,不能探究动能与质量的关系
【解析】
【小问1详解】
本实验的研究对象是即将碰撞木块的小车的动能,也就是碰撞前小车的动能;实验利用转换法,将不易直接测量的动能大小,转换为容易观测的木块被推动的距离,木块滑行越远,说明小车碰撞前的动能越大。
【小问2详解】
场景①和②中是同一小车、质量相同,从不同高度释放,到达水平面时的速度不同,因此探究的是动能大小与速度的关系;得到的结论是质量一定时,物体速度越大动能越大,该结论对应交通规则里的限速要求,说明汽车不能超速。
【小问3详解】
场景③和④小车释放高度相同,初始速度相同,场景④的小车多了钩码、总质量更大,对水平面的压力更大,因此受到的滑动摩擦力更大;滑行距离相同时,根据功的公式,摩擦力更大的④克服摩擦做功更多,因此。
【小问4详解】
若两个任意时刻速度都相等,两球的相对位置就不会发生改变,因此C球相对于A球是静止的,即可说明两球全程速度大小相等。
【小问5详解】
同一弹簧压缩程度相同时,弹簧的弹性势能相同,释放后弹性势能会全部转化为小球的动能,最终不同质量的小球获得的动能是相等的,没有控制小球撞击木块时的速度相同,不符合“探究动能与质量关系”需要控制速度相同的要求,因此方案不可行。
25. 小明和小华在测“滑轮组机械效率”的实验中,组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明在实验操作中拉力的方向应___________,且应匀速拉动弹簧测力计。他用滑轮组做了三次实验,实验数据记录如下表:
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
10
0.5
30
2
2
10
0.8
30
83.3%
3
1
10
0.5
40
50.0%
(2)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是___________(选填“甲”或“乙”)滑轮组;
(3)第一次实验中滑轮组的机械效率为___________;(精确到0.1%)
(4)分析1、2次实验的数据可知,使用相同的滑轮组提升物体时,物体的重力越___________(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;
(5)机械效率是机械性能的一个重要标志,结合生产生活实际,分析实验数据可知,下列提高滑轮组机械效率的措施中不可行的是___________(填字母);
A. 增加所提物重 B. 减轻机械自重 C. 机械摩擦处加润滑油 D. 增加重物上升高度
【答案】(1)竖直向上
(2)甲 (3)66.7%
(4)大 (5)D
【解析】
【小问1详解】
实验时,小明在实验操作中拉力的方向应竖直向上,且应匀速缓慢地拉动弹簧测力计,这样才能使弹簧测力计示数稳定且便于读数,减小实验误差。
【小问2详解】
如图所示,甲图中动滑轮上绕3条绳子,则绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍;乙图中动滑轮上绕4条绳子,则绳子自由端移动的距离是物体上升高度的4倍;根据表中数据可以看出第一次实验中绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍,所以可以判断出所选择的是甲滑轮组。
【小问3详解】
第一次实验中滑轮组的机械效率为
【小问4详解】
1、2次实验使用同一滑轮组,物重从1N增加到2N,有用功占总功的比例提升,机械效率从66.7%升高到83.3%,因此物体重力越大,滑轮组机械效率越高。
【小问5详解】
A.增加物重可提升有用功占比,提高机械效率,可行;
B.减轻机械自重可减小额外功,提高机械效率,可行;
C.摩擦处加润滑油可减小摩擦带来的额外功,提高机械效率,可行;
D.根据,可知机械效率和重物上升高度无关,增加高度无法改变机械效率,该措施不可行;
故选D。
26. 小金家有个木衣架,结构简化如图所示,其中两个挂衣臂左右对称。有一次放学回家,他把书包挂在衣架挂衣钩A处,衣架倒了下来。为了搞清原因,他测得以下的数据:木衣架质量3千克;圆底盘直径30厘米;A点到衣架重力作用线(经过圆底盘的圆心)的垂直距离为25厘米。
(1)请你计算能挂在衣架挂衣钩A处且保证衣架不倒下来的书包的最大质量是多少千克?
(2)为了防止在A处挂上书包后衣架倒下来,请你再提供两种可行方法。
【答案】(1)
4.5千克 (2)
增大圆底盘的直径;增大圆底盘的重量
【解析】
【小问1详解】
衣架刚好不倾倒时,以圆底盘右侧边缘为支点,杠杆平衡。圆底盘半径为
右侧支点到衣架重力作用线(经过圆底盘的圆心)的距离为阻力臂
书包重力的力臂为
由杠杆平衡条件 得
则书包最大质量为
【小问2详解】
可以通过增加阻力臂及阻力大小来保证衣架不倾倒,故可以增大底盘的直径或增大底盘的重量。
27. 假期里小春同学去家里的米店帮忙,爸爸让他把一袋50 kg的米利用滑轮组提到3 m高的二楼。小春同学体重为600 N,能提供的最大拉力为700 N,他绕制了一个如图甲所示的滑轮组,拼尽全力用时10 s,一次刚好可以提4袋大米。请帮助小春同学思考以下问题:(全过程不考虑绳重和摩擦)
(1)求动滑轮的重力。
(2)求小春同学提米的功率和滑轮组(图甲)的机械效率(结果保留一位小数)。
(3)小春同学又设计了如图乙所示的滑轮组,通过计算说明小春同学利用图乙的新方案提米时,一次最多可以提起几袋米。
【答案】(1)100N
(2)630W;95.2% (3)2
【解析】
【小问1详解】
图甲滑轮组提升4袋大米,承担物重的绳子段数,不计绳重和摩擦。4袋米总重力
由得动滑轮的重力
【小问2详解】
图甲滑轮组提升4袋大米,用时,不计绳重和摩擦。绳子自由端移动距离
拉力做的总功
提米的功率、
有用功
滑轮组的机械效率
【小问3详解】
图乙滑轮组提升重物,承担物重的绳子段数,向下拉绳时小春的最大拉力等于自身体重,不计绳重和摩擦。最大提升物重
每袋米的重力
可提升袋数
故最多提起2袋。
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初三物理
本卷g取10 N/kg
一、选择题(共12小题,24分)
1. 如图所示的四个杠杆中,属于费力杠杆的工具是( )
A. 镊子 B. 剪刀
C. 起子 D. 钢丝钳
2. 以下单位中,不是功的单位的是( )
A. J B. C. D.
3. 如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述正确的是( )
A. 甲图:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃的支持力做了功
B. 乙图:人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做了功
C. 丙图:叉车将货物竖直向上托起一段距离,叉车对货物的支持力做了功
D. 丁图:冰壶在水平冰面运动的过程中,冰壶所受的重力做了功
4. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 高温物体将温度传给低温物体 B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 温度高的物体,内能一定大 D. 内能相同的物体间可能发生热传递
5. 如图所示,用同一根杠杆或同一个滑轮提起同一重物G,滑轮和杠杆自身重力不计,使重物G都处于静止状态,其中用力最大的是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
6. 2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在北京赛区进行。如图所示,是运动员完成一次动作的示意图。关于运动员完成这次动作,下列说法中正确的是( )
A. 运动员从A点运动到B点的过程中人受到的重力不做功
B. 运动员在C点的重力势能小于在E点的重力势能
C. 运动员从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能
D. 运动员在A点和E点的机械能相等
7. 如图所示,杠杆每格间距相同,每个钩码的质量相等,杠杆恰好保持平衡。那么,在以下几种情况中还能保持平衡的是( )
A. 两边各增加一个钩码
B. 两边钩码各往外移一格
C. 两边各减少一个钩码
D. 两边各增加一个钩码,同时各往外移一格
8. 如图所示,在长为L的轻质均匀杠杆的中点处悬挂一重物,在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F,杠杆保持平衡。若不考虑杠杆的自重和阻力,则杠杆从水平位置向上转动过程中,拉力F大小( )
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 保持不变 D. 先变大再变小
9. 小明到某山区旅游时,发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面,他借助该装置提升1000N的重物(不计装置自重和摩擦),下列说法正确的是( )
A. 可以把A、B简化看成动滑轮
B. 人将绳拉动1m时,物体也上升1m
C. 物体匀速上升时,人对绳的拉力为200N
D. 利用该装置不能省力,但能改变力的方向
10. 如图所示,质量不等的甲、乙两球()从顶端由静止分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自底部,则在它们整个运动过程中有( )
A. 甲球的重力所做的功少一些
B. 两球在斜面顶端时,乙的重力势能更大
C. 斜面支持力对甲球做功大于对乙球做功
D. 若它们统一沿b斜面自顶端滑到底部后速度大小相等
11. 用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用它们匀速提起货物,在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙,物重分别为G甲和G乙,物体被提升高度分别为h甲、h乙,不计绳重及摩擦,则( )
A. 若F甲=F乙且G甲=G乙,则乙的机械效率比较低
B. 若F甲=F乙且h甲=h乙,则甲的机械效率比较低
C. 若G甲=G乙且滑轮重均相同,则甲的机械效率比较低
D. 若F甲=F乙且滑轮重均相同,则乙的机械效率比较低
12. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,钩码总重G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,弹簧测力计移动距离s为0.3 m,实验时,始终竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使杠杆从实线位置转动到虚线位置。则下列说法正确的是( )
A. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数不变
B. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变大后变小
C. 若将钩码从A点移到B点,用同样的方式将钩码提升0.1 m,则机械效率降低
D. 若将弹簧测力计的作用点移到B点,用同样的方式将钩码提升0.1 m,则机械效率升高
二、填空题(共7小题,24分)
13. 图1中使用扫帚扫地可以省___________;如图2所示,使用剪刀时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是___________(选填“增大”或“减小”)阻力臂,这样剪断物体更省力;如图3所示,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;图4是上海某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将___________能转化为___________能。
14. 建筑高楼大厦时首先要打好地基。原来高度相同的同种地桩,经重锤打击后,所处位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中___________锤的做功本领最大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,___________锤的高度要低一些。如果B、C两锤下落前的高度相同,则___________锤的质量要大。
15. 如图所示,一根轻质且长度为的直杠杆,在其左端A处挂的物体,右端B处挂的物体后,能在水平位置保持平衡,此时___________。若将B端所挂物体重力改变为,两端物体仍挂在原处,则支点应移到离A点___________m处,杠杆能再次水平平衡。
16. 如图是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3kg,飞行时先以1.2m/s的速度匀速上升36m,又以1m/s的速度沿水平方向匀速飞行100m(g=10N/kg),无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功______J,无人机上升过程所用时间为______s,上升过程,克服重力做功的功率为______W。
17. 南京城墙是世界上现存的最长的砖石结构城墙,如图所示是一块质地均匀的长方体城砖,放置在水平地面上,已知长AC为40cm,宽AB为30cm,厚AD为10cm,质量为20kg。要在CE的中点O以一水平力F将其推倒,则在图中位置时,F需要___________N。若在O点用最小力将城砖沿逆时针方向推倒,则该力的大小至少为___________N。
18. 如图所示的滑轮组提升重物,一次运送材料时用250 N的拉力,将重为400 N的物体匀速提高了2 m,那么在此过程中,人所做的有用功___________J,此滑轮组的机械效率___________。以下物理量中:①动滑轮重力;②提升重物所用时间;③物体上升的速度,如果已知___________或___________还可以求出拉力做功的功率。
19. 某学习小组对八年级的晶体熔化实验进行了再探究,通过加热使某晶体物质从固态变为液态,图1是该过程中物质温度随时间的变化图像,图2是形象反映两种物态下分子排列特点的示意图。
(1)如图1,在温度为0℃时,该物质___________内能(选填“有”或“没有”);
(2)时刻的分子动能___________时刻的分子动能(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)时刻的内能___________时刻的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”),判断依据是:___________;
(4)时刻的分子排列情况对应图2中的___________。(选填“a”或“b”)
三、解答题(共8小题,52分)
20.
(1)如图所示,轻质杠杆ABO可绕O点转动,现在B点用一轻绳拉住使其保持水平静止,请在图中画出:杠杆所受来自轻绳的拉力的力臂以及小球所受重力的示意图;
(2)如图甲所示为一种搬花神器,用它把花盆抬起时,相当于一个绕O点转动的杠杆,其简化示意图如图乙所示,请在乙图中画出杠杆平衡时作用在A点的最小动力及其力臂;
(3)某人利用滑轮组向下拉绳提起物体,请在图中画出绳子的绕法。
21. 小勇在探究“杠杆平衡条件”:
(1)如图甲所示,要使杠杆水平平衡,则应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。本实验中,调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂2个50 g的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,则在B点施加的力至少为___________N;
(3)小勇继续探究:保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当为30 cm时,为___________N;
(4)小勇还想利用杠杆平衡条件来估算杠杆的质量,进行了如下操作:
A.如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在C的右侧挂质量为m的钩码,移动钩码至D位置时,杠杆恰好在水平位置平衡;
B.用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离和___________点(选填“A”“B”或“O”)到C点的距离;
C.根据杠杆的平衡条件,可以估算出杠杆的质量___________(用给出的字母符号表示)
(5)如图戊所示为可以用来称量货物的杆秤。称量时把货物挂在A点,手提着B点,调节C点秤砣的位置使杆秤在水平位置平衡,对应秤杆上C点的读数就是货物的质量。小明到集市买白菜,老板手提B点称量,杆秤静止时如图己所示,老板便读数报价。请你根据上述信息判断老板的这一行为___________(选填“属于”或“不属于”)欺诈消费者行为。
22. 小琪同学使用完全相同的滑轮和绳子探究定滑轮和动滑轮工作时的特点,她按图示三种方法提起钩码,分别测得一组数据如下表所示,请你分析:
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
(1)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是______________________。
(2)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验测力计移动的距离,可知:使用动滑轮___________。
(3)三种方法中,小琪对机械和钩码做功最多的是___________(选填“甲”“乙”或“丙”),该方法做功最多的主要原因是______________________。
(4)小琪在探究定滑轮工作特点时,按照图乙所示操作,觉得不方便读数,于是把弹簧测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计示数会___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
23. 小潜在探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关时,提出了以下猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角度有关
为了解决以上问题,小潜与几位同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录部分实验数据如下表:
实验次数
斜面倾角
物块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功
总功
斜面的机械效率
1
30°
5.00
0.6
4.17
1.2
①
5.0
②
2
30°
3.00
0.6
2.50
1.2
1.8
3.0
60%
3
45°
3.00
0.8
2.80
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应平行于斜面向上___________拉动物块;
(2)根据表格数据,第1次实验中①、②数据分别为___________、___________;
(3)分析实验1、2的数据,可以得出的结论:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力___________(选填“无关”或“有关”)。分析实验2、3的数据,可验证小潜的猜想___________(填写字母)是___________(选填“正确”或“错误”)的。实验时要使木板的机械效率变大,应该把木板下面的木块A向___________(选填“左”或“右”)移动。
24. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动到水平木板上后与木块碰撞。
(1)此实验研究的是___________(选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”)的动能,通过___________来反映动能的大小;
(2)比较场景①和②,可探究动能大小与___________的关系,结论是___________。生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能___________(选填“超速”或“超载”);
(3)移去木块后,进行场景③和④实验时,小车在水平木板上滑行距离相同,此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为,则___________(选填“>”、“=”或“<”);
(4)有同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下,到达底部时的初速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图3所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球___________(选填“运动”或“静止”),就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。
(5)小明同学尝试改用图4所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”,设计了方案:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。该方法___________(选填“可行”或“不可行”),请说明你的判断依据:_________________________________。
25. 小明和小华在测“滑轮组机械效率”的实验中,组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明在实验操作中拉力的方向应___________,且应匀速拉动弹簧测力计。他用滑轮组做了三次实验,实验数据记录如下表:
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
10
0.5
30
2
2
10
0.8
30
83.3%
3
1
10
0.5
40
50.0%
(2)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是___________(选填“甲”或“乙”)滑轮组;
(3)第一次实验中滑轮组的机械效率为___________;(精确到0.1%)
(4)分析1、2次实验的数据可知,使用相同的滑轮组提升物体时,物体的重力越___________(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;
(5)机械效率是机械性能的一个重要标志,结合生产生活实际,分析实验数据可知,下列提高滑轮组机械效率的措施中不可行的是___________(填字母);
A. 增加所提物重 B. 减轻机械自重 C. 机械摩擦处加润滑油 D. 增加重物上升高度
26. 小金家有个木衣架,结构简化如图所示,其中两个挂衣臂左右对称。有一次放学回家,他把书包挂在衣架挂衣钩A处,衣架倒了下来。为了搞清原因,他测得以下的数据:木衣架质量3千克;圆底盘直径30厘米;A点到衣架重力作用线(经过圆底盘的圆心)的垂直距离为25厘米。
(1)请你计算能挂在衣架挂衣钩A处且保证衣架不倒下来的书包的最大质量是多少千克?
(2)为了防止在A处挂上书包后衣架倒下来,请你再提供两种可行方法。
27. 假期里小春同学去家里的米店帮忙,爸爸让他把一袋50 kg的米利用滑轮组提到3 m高的二楼。小春同学体重为600 N,能提供的最大拉力为700 N,他绕制了一个如图甲所示的滑轮组,拼尽全力用时10 s,一次刚好可以提4袋大米。请帮助小春同学思考以下问题:(全过程不考虑绳重和摩擦)
(1)求动滑轮的重力。
(2)求小春同学提米的功率和滑轮组(图甲)的机械效率(结果保留一位小数)。
(3)小春同学又设计了如图乙所示的滑轮组,通过计算说明小春同学利用图乙的新方案提米时,一次最多可以提起几袋米。
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