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- 2021-05-13 发布
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《简单机械》
一、选择题
11. (2015•邵阳)如图,下列工具中属于费力杠杆的是B
6.(2分)(2015•黑龙江)简单机械在我们的生活中应用很广泛.下面是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中不省力的是( )C
A.
B.
C.
D.
7.(2分)(2015•黑龙江)如图所示,工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦).下列说法正确的是( )D
A.绳子自由端移动的距离是6m B. 动滑轮的重是10N
C.工人做功的功率是80W D. 滑轮组的机械效率是80%
9.(3分)(2015•庆阳)如图所示的简单机械中,在使用中费力杠杆的是( )D
A.
核桃夹
B.
自行车车把
C.
活塞式抽水机抽水
D.
扫帚
11.(3分)(2015•庆阳)用如图所示的滑轮或滑轮组,将同一物体匀速提高h,最省力的是(滑轮重不计)( )D
A. B. C. D.
9、(2015•长春)工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 ( )D
A、增大提升重物的速度,可以增大有用功
B、减小定滑轮的重力,可以减小额外功
C、增大提升重物的高度,可以提高机械效率
D、减小动滑轮的重力,可以提机械效率
26. (2015•哈尔滨)小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1>h2).对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度)( )C
A.s1=s2 B.H1=H2 C.η1=η2 D.W有用1=W有用2
14. (2015•福州)用一个动滑轮将重为4N物体匀速提升1m,拉力大小如图4所示,则C
A.拉力是2.2N B有用功是2.2J
C.总功是4.8J D机械效率是120%
11. (2015•广州) AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO´线,棒在图11所示位置处于平衡状态,则()C
A.F1 < F2 B.
C.F1力臂小于s1 D.F2方向沿OO’线向下
3.(3分)(2015•眉山)如图所示,用开瓶器在A处用力开启瓶盖,下列说法正确的是( )C
A.
B点为开瓶器的支点
B.
开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C.
使用开瓶器能省力
D.
使用开瓶器能省功
9.(3分)(2015•眉山)如图所示,用滑轮组提升重物时,将重600N的物体在10s内匀速提升了2m,已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中正确的是( )C
A.
绳子自由端拉力F的大小为300N
B.
滑轮组的机械效率为60%
C.
提升物体的过程中,额外功为200J
D.
绳子自由端拉力F的功率为150W
9.(2015•恩施)利用等重滑轮,分别采用如图2所示的两种方式提升同一重物,升高相等高度。若绳重和摩擦不计,下列分析中正确是C
A. 乙绳自由端移动距离较大
B. 乙绳自由端作用力较小
C. 两种方式所做额外功相等
D. 增大提升高度效率都变大
6.(2015•广东汕尾)如图2 所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是( )C
5、(2015•上海)在图1 所示的简单机械中,属于费力杠杆的是B
8.(2015•乌鲁木齐)为模拟盘山公路,现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管,如图,将细管从竖直放置的圆柱体底部a点开始斜向上缠绕5圈后,恰好绕至顶部b点,相邻细管间的高度均为12m,在b点处通过细线用0.8N的拉力(与管的轴线平行)将管口的小球从a点匀速拉至b点,则缠绕在圆柱体上的细管(模拟的盘山公路)的机械效率为( )C
A. 83.3% B. 80% C. 75% D. 60%
16.(2015•厦门)用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平。如图10所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程始终保持平衡,必须满足的条件是C
A.两车的质量相等 B.两车的速度大小相等
C.质量较小的车速度较大 D.两车同时到达木板两端
8.(2分)(2015•南通)如图,小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值.下列关于密度秤制作的说法中,错误的是( )C
A. 每次倒入空桶的液体体积相同
B. 秤的刻度值向右越来越大
C. 悬点O适当右移,秤的量程会增大
D. 增大M的质量,秤的量程会增大
9.(2015•乌鲁木齐)如图,一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点,轻杆的延长线过球心O,轻杆的长度是铁球半径的三分之二,要使铁球刚好离开墙壁,施加在铁球上的力至少为( )B
A. 27N B. 45N C. 72N D. 90N
2、(2015•烟台)如图2所示,下列属于费力杠杆的是D
9.(2分)(2015•巴中)如图所示,杠杆处于平衡状态,如果在物体A和B下端同时挂一个相同质量的钩码,下列判断正确的是( )B
A.
杠杆不能平衡,左端下沉
B.
杠杆不能平衡,右端下沉
C.
杠杆仍能平衡
D.
无法判断
8.(2分)(2015•威海)如图是吊车起吊贷物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起.下列说法正确的是( )D
A. 吊臂是一省力杠杆,但要费距离
B. 吊臂是一个费力杠杆,但可以省功
C. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小
D. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力渐渐变小
8.(2分)(2015•临沂)下列工具属于费力杠杆的是( )B
A.
.
羊角锤
B.
筷子
C.
起瓶器
D.
钢丝钳
7.(2分)(2015•枣庄)如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( )C
A.
杠杆仍能平衡
B.
杠杆不能平衡,右端下沉
C.
杠杆不能平衡,左端下沉
D.
无法判断
第4题图
A
4. (2015•丹东)小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A
匀速上升5m。已知物体A重为800N,小勇作用在绳端的
拉力大小为500N,在此过程中,下列说法正确的是D
A.水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B.小勇做的有用功为3000J
C.小勇拉力的功率为250W
D.此滑轮组的机械效率为80%
11.(2015•常州)如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,该杠杆 ( )D
A.一定是省力杠杆
B.一定是费力杠杆
C.一定是等臂杠杆
D.以上情况都有可能
7.(2015•衡阳)小明用两个相同的滑轮,组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,绳子的自由端移动的距离为S1、S2,图中左、右滑轮组的机械效率分别为η1、η2。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)C
A.S1>S2,η1=η2 B.S1>S2,η1>η2
C.S1<S2,η1=η2 D.S1<S2,η1>η2
2.(3分)(2015•黄冈)使用下列简单机械,为了省力的是( )B
A.龙舟比赛用的船桨 B. 拔钉子的羊角锤
C.理发用的剪刀 D. 旗杆顶的定滑轮
图3
9.(2015•梅州)如图3所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是C
A. F1较大
B.F3较大
C.F1、F2、F3的大小不能确定
D.将钩码提升相同的高度,力F1、F2、F3所做的功相等
8. (2015•泉州)如图4所示的机械或工具在使用中,属于省距离杠杆的是B
16. (2015•泉州)如图8所示,用甲、乙两种装置匀速提升同一重物,若每个滑轮重相同,不计摩擦及绳重。则下列说法正确的是B
A. 甲较省力,机械效率较低
B. 乙较省力,机械效率较低
C. 甲较省力,机械效率较高
D. 乙较省力,机械效率较高
13.(3分)(2015•怀化)如图所示的四种工具在使用过程中,属于费力杠杆的是( )A
A.
食品夹
B.
瓶盖起子
C.
钳子
D.
核桃夹
12.(2015•龙岩)用如图所示的指甲剪剪指甲时,以O为支点的杠杆AOB属于A
A.省力杠杆 B.费力杠杆
C.等臂杠杆 D.无法确定
7.(3分)(2015•桂林)如下图所示的四种机械装置中,不能省力的装置是( )B
A.
自行车的脚踏板
B.
旗杆顶的定滑轮
C.
水管上的水龙头
D.
大门上的门把手
6.(2015•南宁)如图4所示,在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中,要使调好的杠杆重新在水平位置平衡,应在A处悬挂钩码的个数是( )B
A.1个 B.2个 C.3个 D.6个
8.(2分)(2015•茂名)如图所示,用相同的轮滑不同的绕法提起相同的重物,绳重、摩擦忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )D
A. 甲图省力,机械效率甲图大 B. 甲图省力,机械效率一样大
C. 乙图省力,机械效率乙图大 D. 乙图省力,机械效率一样大
10. (2015•泸州)如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端,下列关于做功的判断正确的是: B
A.木箱受到重力做功的大小为800J
B.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100J
C.木箱受到合力做功的大小为125J
D.木箱受到斜面的支持力做功大小为200J
5.(3分)(2015•德阳)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )B
A.
做功多的机器机械效率一定高
B.
功率小的机器做功慢
C.
机械效率高的机器功率一定大
D.
功率大的机器做功时间一定短
(2015•潍坊)下列图所示的工具中,属于等臂杠杆的是D
羊角锤 钳子 起子 天平
19.(2分)(2015•泰安)分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦,此过程中( )D
A.
F甲小于F乙
B.
甲的机械效率小于乙的机械效率
C.
F甲做的功大于F乙做的功
D.
F甲做功的功率等于F乙做功的功率
5.(2分)(2015•泰安)下列工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )D
A.
定滑轮
B.
钓鱼竿
C.
托盘天平
D.
开瓶起子
22. (2015·济南)为了探究杠杆的平衡条件.物理老师带来了一个自制枉杆以AB。从其上找一点C用支架支起来,如图所示,当小强依次在枉杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时。发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )C
A.水桶重和位置不变.杠秆平衡时.为什么施力点离支点越远就越省力?
B.水桶重和位置不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
C.阻力和阻力臂不变.杠杆平衡时.动力和动力臂之问存在着怎样的关系?
D.杠杆平衡时.动力和动力臂、阻力和阻力臂之问存在着怎样的关系?
5.(2015•东营)如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会A
A.左端下降
B.右端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
9. (2015•滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能.要剪断铁丝等较硬的物体,下图中的4种剪刀应选择( )D
A.
B.
C.
D.
4.(3分)(2015•常德)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )D
A.
B.
C.
D.
10. (2015•北京)图4所示的四种情景中,所使用的杠杆属于省力杠杆的是( ) C
筷子 钓鱼竿 羊角锤 古代捣谷用具
A B C D
22. (2015•深圳)使用以下工具可以省力的是( )A
9.(2015•娄底)用图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是:D
A B C D
12.(3分)(2015•常德)如图所示,用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,所用拉力为80N,则总功和滑轮组的机械效率分别是( )D
A.
1400J 80%
B.
1800J 80%
C.
1800J 83.3%
D.
2160J 83.3%
6.(3分)(2015•武汉)如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体,若拉力的大小为F,物体和地面之间的摩擦力大小为f,A点的拉力为FA,则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是( )C
A.
B.
C.
D.
10. (2015•滨州)如图所示,如图所示,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升1m.已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中( )B
A.绳子自由端被拉下3m
B.做的有用功是800J
C.拉力F的功率是80W
D. 滑轮组的机械效率是60%
7.(3分)(2015•重庆)如图所示,不计摩擦和绳重,把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m,所用拉力F为12.5N.下列说法中正确的是( )D
A.
动滑轮重7.5N
B.
4s内拉力F做功25J
C.
4s内拉力F的功率为6.25W
D.
滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
15.(2分)(2015•南充)如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是 62.5 %,物体受到的摩擦力是 0.675 N.
15.(2分)(2015•威海)电动自行车已成为大众化的一种交通工具,专业人员对某品牌电动自行车进行了测试,让电动自行车在平直的路面上同静止开始运动,获得速度随时间变化的图象如图甲所示,牵引力随时间变化的图象如图乙所示,已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A,由图象可知,8~14s电动自行车受到的摩擦力为 30 N,匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为 75 %.
19. (2015•广州) 如图20所示,手用F1的力直接将物体B匀速提升h,F1做功300J;若借助滑轮组把B匀速提升相同高度,滑轮组机械效率是30%,则F2做功为_______ J. 1000
14.(2分)(2015•吉林)如图所示的装置中,两支笔构成了一个 杠杆 ,可以轻松地举起很重的书,小指离支点越远,所用的力越 小 .
(2015•镇江)测量滑轮组机械效率的装置如图,用5N拉力将重为8N的物体匀速提升0.5m,用时4s,拉力做的总功W总= J,有用功W有用= J,滑轮组的机械效率η= ,拉力的功率P= W。5 4 80% 1.25
20.(2分)(2015•聊城)如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,物体重6N.沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数为 2.4 N,滑轮组的机械效率是 83.3% .
F
G
16.(2015•无锡)如图所示,小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m,所用的拉力是60N,则小明做的有用功是________J,动滑轮的机械效率是________.
180;75%
16.(2分)(2015•淮安)如图所示,以中点O作为支点,调节杠杆水平平衡,在O点右侧第8格上挂2个钩码,每个钩码的重力为0.5N,用弹簧测力计在O点左侧第4格上竖直向下拉,使杠杆水平平衡,该拉力大小为 2 N;将测力计由图示位置向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的示数将 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
13.(3分)(2015•淮安)如图所示,小明用50N的力F将重为80N的物体在5s时间内匀速提升1m,在此过程中,小明做的有用功为 80 J,滑轮的机械效率 80% ,拉力做功的功率为 20 W.
20.(2分)(2015•株洲)如图是用高枝剪修剪树枝的情景,仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况,发现高枝剪头部有 杠杆 和滑轮组两类简单机械.当园林工用30N的力向下拉绳时,因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加 90 N.
(4)(2015•孝感)如图3所示,是探究杠杆平衡条件的实验装置,要使杠杆在水平位置平衡,B处应挂与A处同样大小的钩码个数为 6 .
20.(2015•乐山)如图所示,工人用250N的力F将重为400N的物体l0s内匀速提升2m,在此过程中,滑轮组的机械效率为_▲_,拉力的功率为__W。80%;100
4.(2015•河南)图3是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用
方案(选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以 。(不计机械的自重及摩擦)4甲 省力
13.(2分)(2015•广元)如图所示是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼,两种方式所做的总功率W总甲、W总乙,机械效率为η甲、η乙.若不计绳重及摩擦,则有下列关系:W总甲 < W总乙,η甲 > η乙.(选填“>”、“=”或“<”)
14.(2分)(2015•河池)如图所示,用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块.由图中数据可知,弹簧测力计示数为 6 N,斜面的机械效率为 80% .
22.(2分)(2015•怀化)如图所示,一处于水平平衡状态的杠杆,杠杆上所标刻度每小格长为3cm.某同学在研究杠杆平衡实验时,在杠杆上的A点挂四个钩码,每个重为1N,用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆,使杠杆水平平衡,此时弹簧测力计拉力的力臂为 24 cm,弹簧测力计的示数为 2 N.
15.(2分)(2015•桂林)如图所示,用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动,该滑轮为 动 滑轮(选填“动”或“定”),如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,则竖直向上放入拉力F是 200 N.
14.(6分)(2015•内江)使用动滑轮可以 省力 ,但不能改变动力的方向;使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的 方向 .
6.(2015•温州)钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动,如图是钓鱼示意图。
(1)钓鱼时,若其它条件不变,鱼竿长度越长,手提鱼竿的力越 ▲ 。
(2)钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米,再沿水平方向移动1米。在这一过程中,钓鱼者克服鱼的重力做功为 ▲ 焦。
(1)大;(2)10
5.(4分)(2015•台州)使用简单机械可以给人们的生活带来便利.
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个 定 滑轮,用来改变拉力的方向.
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小 阻力 臂,剪断物体更省力.
(2015·菏泽中考)14.用一杆秤称得物体的质量是2 kg,如图所示。根据杆秤上秤钩、提纽和秤砣三者的位置关系,估测出秤砣的质量大约是 kg。0.5
14题图
22.(2分)(2015•黑龙江)如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,A处挂一重为100N的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中点B处沿 F2 (F或F1或F2)方向施加一个最小的力为 200 N.
15.(4分)(2015•扬州)如图所示,工人用滑轮组匀速提升重800N的货物,所用的拉力F为500N,货物在50s内匀速上升5m.在此过程中,货物上升的速度是 0.1 m/s;所做的有用功是 4000 J;拉力做功的功率是 100 W;滑轮组的机械效率是 80% .
17.(3分)(2015•南京)如图所示,用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000N的物体,物体上升5m所用的时间为10s,滑轮组的机械效率是80%,则有用功是 30000 J,总功是 3.75×104 J,拉力F的功率是 3.75×103 W.
6.(2015•安徽)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G= N。若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。20N;不变
27、(2015•北京)图10是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AO:OB=3:2,悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N,悬挂在B 端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时,加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是 N。220N
8.(2015•安徽)某同学利用斜面匀速提升重为500N的物体,已知沿斜面的拉力做功为1000J,斜面的机械效率为60%,则物体被提升的高度为 m。1.2m。
F
3cm
12cm
刹车拉线
16.(2015•益阳)如图是自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是
,当图中手对车闸的作用力F=10N时,刹车拉线受到力的大小为 N。杠杆;40.
14.(2015•连云港)如图所示,建筑工人用滑轮组匀速提升重物,已知物重270N,动滑轮重30N,不计绳重及摩擦,则拉力大小为 N。若重物匀速上升1m,则此过程中拉力做的功为 J。150 300
19.(3分)(2015•凉山州)某同学用如图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆匀质且标有均匀刻度.实验前发现右端偏高,应向 右 端调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡;当杠杆水平平衡后,在左侧第2格上挂3个相同的钩码,则应在右侧第3格上挂 2 个相同的钩码才能使杠杆水平平衡;若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 变大 (选填“增大”、“减小”、“不变”或者“不确定”).
8. (2015•泸州)如图所示为电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线,已知升降机的箱蓝重900N,用升降机将重600N的王师傅匀速提升8m,升降机做的有用功 J,升降机的机械效率是 。(伸缩杆和所携带的工具质量不计)4800;40%.
23.(2015•衢州)如图为水平桌面上的圆形玻璃转盘(转盘半径为50cm),在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动,转动时可视为杠杆。甲在A点施加一个大小为20N的水平力FA,让转盘转动;对面的乙在距O点40 cm处的B点同进施加一个水平力,想让转盘反方向转动。乙应沿图中 (选填“F1”、“F2”、“F3”、或“F4”)方向施加一个至少为 N的力,才可能达到目的(假设只有甲、乙两人对转盘施力,忽略其它力对转动的影响)。
【答案】F2 25
18.(2分)(2015•贵港)工人用如图所示的滑轮组提起重2000N的物体,若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N,则该滑轮组的机械效率为 62.5% ;若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m,他做功的功率为 160 W.
17.(2015•沈阳)如图11所示的甲,乙两套装置,每个滑轮的质量均相等,用它们分别将重力为G1和G2的重物匀速提升一定高度,所用竖直向上的拉力大小分别为F1和F2,忽略绳重和摩擦。若F1=F2,则G1_______G2;若G1和G2,则它们的机械效率1_______2。(两空均填“>”、“=”或“<)
三、作图题
17.(2分)(2015•咸宁)如图中活塞抽水机的柄是一根弯曲的杠杆,请画出动力F的力臂L.
(2)(2015•赤峰)如图7所示,用沿斜面向上2N的拉力,把重为5N的物体匀速拉到高处,请画出拉力的示意图和物体重力对支点O的力臂。
21.(2分)(2015•青海)如图所示,一重为G的均匀杠杆,可绕O点上下转动,若让杠杆静止在图示位置,请画出作用在A点的最小作用力及杠杆所受重力的示意图.
(2) (2015•无锡)如图乙所示为钓鱼竿钓鱼的示意图.O为支点,F1表示手对钓鱼竽的作用力.F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力,请在图画出F2的力臂l2.
(2)(2015•南通)如图乙,通过滑轮组向下用力提升物体,请画出滑轮组的绕线.
(4)(2015•淮安)如图丁所示,用螺丝刀撬钉子,O为支点,画出动力F的力臂L.
24.(2015•衡阳)在图中,根据杠杆的平衡条件作出拔钉子时所用的最小动力F的示意图和它的动力臂L1。
(2)(2015•广元)在图2中,小球和杠杆都处于静止状态,作出小球所受重力及线AB对杠杆的拉力的示意图.
16、(2015•佛山)工人站在地上利用滑轮组把货物提起来,请你把图中绳子的绕 线方法补充完整。
20.(2015•德州)胶棉拖把的主要结构如图甲所示,使用时先将棉头浸泡于水中吸水,再拉动拉手,使之绕O点转动,胶棉夹将棉头中多余水分挤出后便可清理地板。请在图乙的示意中画出:(1)动力F1的力臂l1;(2)作用在B点的阻为F2。
【答案】
(3)(2015•南京)如图丙(a)所示,小华用笤帚在扫地,O为支点,作用在A点的动力为F1.在图(b)中画出作用在B点的阻力F2的示意图及其力臂l2.
19.(2分)(2015•雅安)请作出图中:①物体A所受重力G的示意图;②力F的力臂l.
(3)(2 分)如图5 丙所示的杠杆中,O 为支点,请画出图中力F 的力臂L。
21.(2分)(2015•眉山)如图所示,在A处或B处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力.添加滑轮并完成滑轮组绕法.
17.(2015•河南)图11中OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1,使杠杆在水平位置平衡。请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂l1.。
21、(2分)(2015•莱芜)如图所示,杠杆在力F1、F2的作用下(F2未画出)处于平衡状态.O为支点,L2是力F2的力臂,请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图.
28. (2015•邵阳)如图是用钓鱼竿钓鱼的情景,其中动力为F1,阻力为F2,请在图中作出阻力F2的力臂L2。
25.(2分)(2015•凉山州)在西昌到成都的T8866次列车上,一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶,请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂L.
22.(2分)(2015•钦州)如图所示,人站在地面上用滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子画出最省力的绕法.
23.(4分)(2015•成都)(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,使杠杆平衡,如图所示。请画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂。
21.(4分)(2015•河池)(1)请你在图1中画出最省力的绕绳方法.
四、实验探究题
24.(4分)(2015•庆阳)在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前没有挂钩时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向 右 调节.
(2)如图甲,在杠杆的左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样钩码 3 个.
(3)如图乙,用弹簧测力计在C出竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,要使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”),其原因是 其力臂变小
23.(2015•泸州)小明利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆的 平衡条件”。图每个钩码重O.5N。当调节杠杆在水平 衡后,在A点悬挂两个钩码,要使杠杆在水平位置平 位置平衙,需在B点悬挂 个钩码;只取走悬 挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉, 使杠杆在水平位置平横,测得的拉力为 N; 若将弹簧测力计拉力的方向改为在C点斜向左上方拉杠杆,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的读数将 (选填“变大”、“小变”或“变小”)。 3;0.75N;变大.
21.(2015•南昌)探究杠杆的平衡条件:
【提出问题】如图16所示,是一种常见的杆秤,此时处于水平位置平衡。
发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的 来实现;
发现二:接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡,说明通过改变 的长短也可以改变杠杆的平衡。
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图17所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是 。
【实验结论】
如图18所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是 。
【拓展应用】
如图19所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。假如托起6N的重物,请你根据图19所示,估算出手臂要用的动力大约是 N。
【提出问题】力;力臂;
【制定计划与设计实验】右;便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响;
【实验结论】F1L1=F2L2;
【拓展应用】费力;C;48
13.(2015•连云港)在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向 调节。
(2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向 。
(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 。(写出一条即可)
(4)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是 。
【答案】(1)左 (2)竖直向下 (3)测力计拉力的位置向右移,换用较大量程的测力计,减少左侧钩码的数量,左侧钩码的位置向右移,不使用测力计在右端直接挂钩码等,答出其中一点即可。 (4)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律。
22.(2015•苏州)物理实验复习时,小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题
(1)小美先将杠杆调节至水平位置平衡,在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后,杠杆的 ▲ 端下降.要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不改变钩码总数和悬挂点位置,只需将 ▲ 即可.
(2)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置,如图乙所示.小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡.你认为原因是 ▲ .
第22题图
图甲
O
图乙
A
A
F
F
300
O
(3)他们认为(2)问中拉力是做功的.如果水平向右的拉力F大小不变,OA长L,将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中,拉力F做功为 ▲ .
(1)左;左侧2个钩码挂到右侧;(2)水平位置时动力臂为零杠杆无法平衡;(3)FL.
甲 乙
18.(2015•无锡)某人在动物园内,用弹簧测力计称出了一头大象的重量,在称象过程巾,他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具,操作步骤如下:
a.如图甲所示,将铁笼系于槽钢上的B点,当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至0点时,槽钢在水平位置平衡.
b.将大象引入铁笼,保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变.用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次茌水平位置平衡,如图乙所示.测得OB=6cm,OA=9m, 弹簧测力计的示数为200N.根据上述数据测出了大象的重量.
(l)大象的重量为_______N.
(2)设计步骤a的目的是_______.(1)30000;(2)便于测量力臂的长度,可以忽略杠杆自身的重力.
24、(2015•长春)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,发现杠杆左端偏高,应向 端调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,把钩码挂在杠杆左侧A点,为使OB成为力臂,应在B点沿着 的方向拉动弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。
(3)若每个钩码重为0.5N,将A点的钩码全部移到B点,弹簧测力计作用在C点,为使杠杆在水平位置平衡,所加最小力为 N。
(1)左;(2)竖直向上;(3)1;
24.(6分)(2015•盐城)探究杠杆的平衡条件.
(1)安装好杠杆,发现杠杆右端下沉,应把杠杆右端的平衡螺母向 左 调节.使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为 零 .
(2)弹簧测力计使用前指针如图所示,则测量时,首先应该进行的操作是 调节指针在零刻度线处 .
(3)小红在杜杆的一侧挂钩码,在杠杆的另一侧某一位置用弹簧测力计沿 竖直 方向拉住杠杆,使其在水平位置平衡,以便直接从杠杆上读出力臂.
(4)如表是小红实验得到的数据,据此分折可以发现这次实验不妥之处 实验次数少:动力臂是阻力臂的两倍,实验数据不具普遍性 .
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.5
10
3.0
5
2
1.0
20
2.0
10
3
1.0
30
2.0
15
36、(2015•长沙)小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)小刚将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆的左端上翘,此时,他应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图所示,若每个钩码重0.5N,且杠杆上每格相等,小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码,为使杠杆在水平位置平衡,他在图中A处施加一个方向向上的力F1,此力大小至少为 N。
(3)若撤去力F1,改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2(如图所示),仍使杠杆平衡。请在图乙中画出力F2的力臂。
左 2 图略;
29. (2015•丹东)物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来“探究杠杆的平衡条件”。
O
B
A
D
C
甲
(1)在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是_______;若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向_______(填“左”或“右”)调节,以使杠杆在水平位置平衡。
·
·
·
乙
第29题图
(2)调节完毕后,当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码,如图乙所示,那么在杠杆的
D点挂_______个质量相同的钩码,才能使杠杆恢复在水平位置平衡。当杠杆平衡
后,将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,那么杠杆_______
(填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。
(3)实验中若不在D点挂钩码,而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平
位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应使弹簧测力计挂在______点,且拉力的方向是_______。
21. (4分)(2015•通辽)如图所示是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验,每个钩码重为0.5 N。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)在A点悬挂两个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,需在B点悬挂 个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平位置平衡,测力计的拉力为 N;若改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向左上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1)右;(2)3;0.75;变大
26.(6分)(2015•聊城)在探究“杠杆的平衡条件”实验中.
(1)将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图所示,这时应将左端的平衡螺母向 右 (填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是 消除杠杆自身重力对实验的影响,且便于从杆上直接读出力臂 .
(2)记录实验数据的表格如下,请将表格空白处补充完整.
次数
动力F1(N)
①
动力臂l1(m)
②
阻力F2(N)
阻力臂l2(m)
1
2
0.1
1
0.2
(3)某同学通过以上实验操作及数据分析,得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.你认为他的结论 不可靠 (填“可靠”或“不可靠”),理由是 根据一组实验数据得出结论,实验结论不具有普遍性 .
23.(4分) (2015•沈阳)如图17甲是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置:
(1)调节螺母使杠杆在水平位置平衡时,应确保杠杆上_______ (填“悬挂”或“不悬挂”)钩码。
(2)如图17乙所示杠杆处于平衡状态, 若不改变O点右侧钩码的数目和位置,将O点左侧的所有钩码都挂在字母_______的下方,仍可实现杠杆在水平位置平衡。
(3)如图17丙所示要使杠杆在图示位置平衡,请你在杠杆上的A点画出所施加的最小力F的示意图及其力臂L。
23、【答案】(1)不悬挂 ;(2) b(3)作图见解析
29.(5分)(2015•攀枝花)在探究“杠杆平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点O挂在支架上,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是 便于测量力臂大小 .
(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 3 个钩码,使杠杆在水平位置平衡.
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,使杠杆在水平位置保持平衡.当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数将 先变小后变大 .
(4)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量
①将杠杆的B位置挂在支架上,在B的右侧挂质量为m的钩码,前后移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙).
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和 O到B 的距离L2.
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆= (用题目中所给物理量表示)
(2015江西)23.探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图18所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.
发现一:小明在左何挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉.他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的 来实现;
发现二;接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。说明通过改变 的长短也可以改变杠杆的平衡.
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图19所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是
【实验结论】
如图20所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是 ,
【拓展应用】如图21所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的 点,假如托起6N的重物,请你根据图21所示,估算出手臂要用的动力大约是 N
【答案】:【提出问题】力 力臂
【制定计划与设计实验】右 方便直接测出力臂
【实验结论】动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
【拓展应用】费力 C 48左右
评分意见:共8分,每空1分,有其它合理答案均参照给分
23.(4分)(2015•南充)如图是利用铁架台,带有刻度均匀的匀质杠杆,细线,数量足够且每个重力均为1N的钩码等实验器材探究“杠杆平衡条件”实验.
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端较低,这时应将平衡螺母向 右 (填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)在A点悬挂三个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,需在B点悬挂 2 个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的拉力为 1 N;若弹簧测力计仍在C点,改变拉力的方向,斜向右下方(如图虚线方向)拉弹簧测力计,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 大于 (选填“大于”或“等于”或“小于”)1N.
40、(2015•北京)实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个,滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计。请选用上述实验器材证明:动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。
(1) 写出实验步骤;
(2) 画出实验数据记录表格。
20.(2015•岳阳)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表。
次数
钩码重/N
钩码上升
距离/cm
弹簧测力计
示数/N
弹簧测力计
上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9 %
(1)第2次实验中滑轮组的机械效率为 (结果保留一位小数)
(2)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为 N。
(3)分析数据可得结论,是由同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“高”或“低”)。
(4)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为 (只填序号)
A.71.6% B. 82.4% C. 92.1%
(1)88.9% (2)2.4 (3)高 (4)C
31.(8分)(2015•盘锦)在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
实验
次数
物重
G物/N
动滑轮重
G动/N
钩码上升的
高度h/m
动力
F/N
动力作用点移动的距离s/m
滑轮组的机
械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 竖直 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 1.6 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 66.7% .
(3)由表中第 1、2、3 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 动滑轮重 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 0.15 J.
26、(2015•烟台)在初中物理的学习中,我们曾用斜面做过多次探究实验,如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”;如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”;如图丙是“测定斜面的机械效率”.
图
(
(1)在甲、乙实验探究中,都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是什么?
(2)在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的?
(3)下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据,请你完成表中①②处的数据,分析表中数据,写出实验结论.
斜面倾斜程度
木块所受重力G/N
斜面高度h/m
沿面拉力F/N
斜面长L/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
较缓
5
0.2
2.1
1
1
2.1
48%
较陡
5
0.5
3.6
1
2.5
①
69%
最陡
5
0.7
4.3
1
3.5
4.3
②
解:(1)让小车从斜面上同一高度滑下,这是为了使小车到达下面底端时的速度相同;
(2)甲实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车滑动的距离不同,因此,是通过小车滑动的距离来显示的;
图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”,应让小车从斜面上不同高度由静止滑下,观察木块被推动的距离大小,探究速度与动能的关系,因此,是通过木块被推动的距离来显示的;
(3)较陡时总功为:W总=FL=3.6N×1m=3.6J;
最陡时机械效率为
答:(1)这样操作的目的是使小车到达斜面底端时的速度相同;
(2)分别是由小车滑动的距离和木块被推动的距离来显示的;
(3)①3.6;②81.4%
12.(4分)(2015•南通)用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表.
实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/%
1 木块 4 15 1.1 90 60.6
2 小车 4 15 90
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 匀速直线 运动.
(2)根据图中测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为 95.2 %.由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时, 摩擦力 越小,机械效率越大.
(3)第1次实验中,木块所受摩擦力为 0.43 N.
四、计算题
26.(6分)(2015•镇江)如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,D为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明,已知他的质量m=60kg,g= l0N/kg。
(1)求小华受到的重力G;
(2)求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1,并在答题卷的图中画出此力臂;
(3)求图示时刻地面对双手的支持力F。
26.【解析】(1)小华受到的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N; (2)结合图,支持力F的力臂l1的大小为支点O到手掌心间的距离大小, 即l1=100cm+50cm=150cm;
(3)由杠杆平衡条件得:F1l1=F2l2,本题有Fl1=Gl2,其中l2=100cm,即有 F=Gl2/l1=(600kg×100cm)/150cm=400N.
45.(2015•北京)用如图24所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N,物体A上升的速度vA为0.1m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。
求:
(1)拉力F做功的功率P;
(2)物体A所受的重力GA;
(3)动滑轮所受的重力G动。
23.(6分)(2015•荆州)在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上,工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力).求:
(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?
(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?
(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?
解:(1)知道沿斜面的拉力是300N,斜面的长度是5m,故W总=Fs=FL=300N×5m=1500J;
(2)此时W有=Gh=1200N×1m=1200J;
η===80%;
(3)故W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J;
根据W额=fL,得到f===60N;
答:(1)拉力做功1500J;(2)工人使用斜面做功的机械效率是80%;(3)物体和斜面之间的摩擦力是60N.
16.(3分)(2015•呼和浩特)如图所示,滑轮组在向上的拉力F作用下,将重为120N的物体匀速提起,在10s内物体上移的距离为2m.求:
(1)物体上升的速度;
(2)有用功;
(3)如果拉力F为50N,滑轮组提升该重物时的机械效率.
解:(1)物体上升的速度:v===0.2m/s;
(2)有用功:W有=Gh=120N×2m=240J;
(3)由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m,
总功:W总=Fs=50N×6m=300J,
η=×100%=×100%=80%.
答:(1)物体上升的速度为0.2m/s;
(2)有用功为240J;
(3)如果拉力F为50N,滑轮组提升该重物时的机械效率为80%.
25.(2015•德州)小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是400N,不考虑绳重及摩擦(g=l0N/kg)。求: (1)滑轮组的机械效率; (2)动滑轮的重力。
(1)75﹪ (2) 300N
22.(8分)( 2015·潍坊)建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的装置,斜面的倾角为300且固定在在水平面上.运送货物时,工人用400N的力拉绳子,重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m,求此过程中
(1) 重物的速度大小;
(2) 工人提升重物做的有用功;
(3) 该装置的机械效率.
【答案】(1)0.3m/s;(2)1500J;(3)31.25%
20.(2015•德阳)如图甲所示底面积为0.2m2,高0.2m的质量均匀的长方体物体A,放置在水平地面上,对地面的压强为6×103Pa;一质量为80kg的工人站在水平地面上,用如图乙所示的滑轮组把A运到高处,工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以10cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N1
,工人匀速拉绳的功率为P,滑轮组的机械效率为η1.若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为N2,滑轮组的机械效率为η2.已知N1:N2=3:4,η1:η2=16:15.(g取10N/kg)求:
(1)物体A的密度;
(2)工人拉绳的功率P;
(3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2.
解:(1)由p==可知,G=pS=6×103Pa×0.2m2=1200N,
由G=mg可知,A的质量:mA===120kg,
A的密度:ρ===3000kg/m3;
(2)对工人,由平衡条件得:F+N=m人g=80kg×10N/kg=800N,
则:N1=800N﹣F1,N2=800N﹣N2,
由题意可知:N1:N1=3:4,则:4F1﹣3F2=800N﹣﹣﹣①
提升物体时的功率相等,P=F1v1=F2v2,解得:F1:F2=5:4﹣﹣﹣②
由①②解得:F1=500N,F2=400N,
工人拉绳子的功率:P=F1v1=500N×0.1m/s×3=150W;
(3)滑轮组效率:η==,由题意可知:η1:η2=16:15,
η2=η1=×=×=75%;
答:(1)物体A的密度为3000kg/m3;
(2)工人拉绳的功率P为150W;
(3)用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2为75%.
24.(2015•
遂宁)(7分)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加,直到组装滑轮组的绳子b被拉断,每次物体拉动的距离均
为2m。 通过实验绘出了该滑轮组机械效率
随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图
乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:
(1)(2分)动滑轮重力
(2)(3分)当滑轮组的机械效率为80%,
物体以0.2m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率
(3)(2分)一个重500N的同学利用该滑轮组,想独自用竖直向下的力拉断绳子b,请你通过计算分析他能否实现
解:(1)由图乙可知,当f1=200N时, ﹪
W有用1 = fs 由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦
W额外 = G动s
∴ W总1 = fs+ G动s
∵
∴ ﹪
∴ G动 = 200N
(2)当﹪时,﹪
∴ f2 = 800N
∴ W有用2 = f2s = 800N×2m = 1600J
∵
∴
∵
∴
另解:当﹪时,
∴ f2 = 800N
∵
∴
(3)由图乙可知,当f3=1600N时,绳子刚好被拉断,由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,且物体做匀速直线运动
∴ 绳b承受的最大拉力
∴
因为人的重力为500N,竖直匀速拉动,所以绳子对人的最大拉力为人的重力,根据力的作用是相互的,故人给绳子的最大拉力为500N,由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力,所以该同学不能拉断绳子b 。
13.(2015•杭州)(6分)如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。问:
(1)在答题纸上画出θ=60°时拉力F的力臂l,并计算力臂的大小。
(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将如何变化?
并推导拉力F与角度θ的关系式。
600
L2
O
34.
L1
L
l
F
G
G
(1) l=Lcos=Lcos600=1/2L 故力臂l=1/2L
(2) 由杠杆平衡得:FL1=GL2
解法1:FLcos=G1/2Lsin F=1/2Gtan 当0<<900时,tan随着的增大而增大,所以F逐渐增大。
解法2:FL1=GL2 通过观察发现,随着的增大,L1减小而L2增大,因此L2/L1增大,而F=GL2/L1
,所以,F逐渐增大。
33.(2015•湖州)小明家有个木衣架,有一次放学回家他把书包挂在衣架A处,衣架倒了下来,小明是个聪明的孩子,他分析了衣架倒下来的原因后,测量了如下的数据:书包质量5千克;木衣架质量3千克;圆底盘直径30厘米;其他数据如图,衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。
(1)请你通过计算,解释衣架倒下来的原因。
(2)为了防止衣架倒下来,小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径,请你再说出一种其他方法。
【答案】(1)因为F1L1=50N×10cm,F2L2=30N×15cm,所以,F1L1>F2L2,故衣架倾倒。
(2)减小挂衣钩的长度(或“在对侧挂衣钩挂物件”“ 圆盘底座换用大理石等更重的材质”)
21、 (2015•佛山)如图所示,在C点作用方向始终与半径OC垂直、大小为F3 的力缓慢转动轮轴时,细 绳不断缠绕于轮轴之上,细绳通过滑轮组拉动A物体沿斜面匀速向上运动了2m,力的 传感器显示对A物体的拉力F1 为450N。(忽略轮轴摩擦)
(1) 拉力F1 做功是多少?
(2) 若滑轮组的机械效率为75%,绳对滑轮组拉力F2 是多少?
(3) 若OB:OC=1:4,则F3 的大小为多少?
答:(1)拉力F1做功是900J;
(2)若滑轮组的机械效率为75%,绳对滑轮组拉力F2是300N;
(3)若OB:OC=1:4,则F3是75N
28、(2015•张家界)新农村建设中,某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体,物体上升了2m,绳子末端的拉力为750N,不计绳重和摩擦力,求:
(1)工人做的有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)动滑轮的总重力是多少N?
解:(1)使用滑轮组做的有用功:
(2)由图可知,承担物重的绳子股数n=4,则s=4h,
使用滑轮组做的总功:
滑轮组的机械效率:
(3)不计绳重和摩擦力:
答:(1)工人做的有用功是=5400J;
(2)该滑轮组的机械效率是=90%;
(3)动滑轮的总重力是300N
30.(10分)(2015•株洲)一根金属棒AB置于水平地面上,今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请根据图象解答下列问题.
(1)该金属棒的长度l= 1.7 m;
(2)在B端拉起的过程中,当x1=0.6m时,测力计的示数为F1= 8 N;当x2=1.6m时,测力计的示数F2= 3.5 N.
(3)求金属棒的重心到A端的距离d.
解:(1)由甲图和杠杆平衡条件可知从开始提升到提升到1.2m过程中,拉力逐渐增大,当提升到1.2m时,拉力达到最大,此时杆与地面成45°,由几何知识可知:杆的长为:L=x=×1.2m≈1.7m;
(2)由乙图可知当提升高度在0~1.2m过程中,拉力做功与提升距离成正比,由此可得:当x1=0.6m时,则有=,解得W1=4.8J
测力计示数为F1===8N;
由图可知当当x2=1.6m时,拉力做功为W2=5.6J,由W=Fs得:
测力计的示数F2===3.5N;
(3)其重心在其中心上故金属棒的重心到A端的距离d===0.85m.
答:(1)1.7;
(2)8;3.5;
(3)金属棒的重心到A端的距离d为0.85m.
22.(6分)(2015•盐城)如图所示,工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m.求:
(1)重物受到的拉力大小;
(2)拉力F的功率:
(3)动滑轮的机械效率.
解:
(1)因为重物被匀速提起,所以重物受到的拉力等于重物重力为400N;
(2)由图知n=2,拉力F移动的距离:s=2h=2×2m=4m;
拉力F所做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J;
拉力做功的功率:P===100W;
(3)有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,
动滑轮的机械效率:
η=×100%=×100%=80%.
答:(1)重物受到的拉力大小为400N;
(2)拉力F的功率为100W:
(3)动滑轮的机械效率为80%.
27.(7分) (2015•常州)2014年6月,台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜.为将南瓜顺利装车,村民们用如图所示的滑轮,用绳子绕制成滑轮组.在20s时间内,村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m,把南瓜提升1.5m,此过程中滑轮组的机械效率为90%.(g取10N/kg)
问:(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法.
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大?
(3)超级大南瓜的质量为多大?
31.(6分)(2015•巴中)如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒,(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求:
(1)物体上升的高度;
(2)拉力F所做的功;
(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率.
解:(1)由v=可得,物体上升的高度h=vt=0.2m/s×10s=2m;
(2)由图可知,重物由3段绳子承担,故s=3h=3×2m=6m,
则拉力F所做的功W总=Fs=200N×6m=1200J,
(3)F=G总,200N=(540N+G动),
解得G动=60N,
W有用=Gh=240N×2m=480J,
F′=(+G动)=(240N+60N)=100N,
=F′s=100N×6m=600J
η=×100%=×100%=80%.
答:(1)物体上升的高度为2m;
(2)拉力F所做的功为1200J;
(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率80%.
18.(7分)(2015•陕西)如图-1所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s与时间t的关系如图-2所示。在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N,此斜面的长为5m,高为1m,这箱货物重为1 500N.
⑴ 0~5s内,这箱货物处于__________状态,工人所做的功为___________J。
⑵ 5~30s内,这箱货物运动的速度是多少?拉力做功的功率是多大?
⑶ 该斜面的机械效率是多少?
【答案】(1)静止;0;
(2)0.2m/s;118.8W;
(3)50.5%
20、(2015•上海)如图10 所示,小明用98 牛的拉力在4 秒内将货物匀速提升2 米,不计摩擦和绳子重力,求:
⑴货物的重量m
⑵这段时间内,拉力所做的功W 和功率P
图16
17、(6分)(2015•安顺)如图16所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片,该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg,攀爬高度39m,历时约200s。
(1)如果不计机械装置的额外功,求他的平均功率多大?
(2)小明同学看到火炬手攀爬很费劲,想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法,将火炬手拉上去。若小明同学如果站在地面上,用如图17所示的哪个滑轮组拉起火炬手最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80%,求小明同学的拉力至少要多大?
图17
A B C D
F
F
F
F
(1)(W)……………………………………(2分)
(2)D滑轮组,拉力方向向下且更省力………………………………………………(1分)
∴(N)
32.(6分)(2015•攀枝花)在花城新区的建筑工地上,某挖掘机沿平直路面以2m/s的速度匀速行驶50s到达工作场地进行挖掘作业.挖掘机的有关数据如表所示,在平直路面上行驶时受的阻力是重力的0.4倍,它在挖掘的过程中要将2×104N砂土匀速从图中最低点A移到最高点B.(g=10N/kg)求:
项目
数值
整机质量(kg)
9000
发动机最大功率(kW)
150
标准斗容(m3)
1.2
(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功;
(2)如果挖掘机在举高砂土过程中的平均功率为80kW,用时2.5s,则此过程中挖掘机的机械效率.
解:(1)因为挖掘机匀速运动,所以F=f=0.4G=0.4mg=0.4×900kg×10N/kg=3.6×103N,
因为v=,所以挖掘机行驶的路程s=vt=2m/s×50s=100m,所以挖掘机做的功W=Fs=3.6×103N×100m=3.6×105J;
(2)挖掘机做的有用功W有用=Gh=2×104N×8m=1.6×105J;挖掘机做的总功W总=pt=80×103W×2.5s=2×105J;
挖掘机的机械效率η=×100%=×100%=80%.
答:(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功是3.6×103N;
(2)此过程中挖掘机的机械效率是80%.