3.4简单机械 加强训练（含答案）

简单机械
1．如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2，则（　　）
A．F1F2 C．F1=F2 D．无法比较
2．如图所示，O为杠杆AB的支点，A端挂5牛的物体，图中4个力中，能使杠杆在水平位置平衡的最小的力是___________。（填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”）；如果用F3使杠杆平衡，则F3大小为___________牛。
3．在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用35N的拉力使重为400N的物体A沿着水平地面匀速运动。A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力___________N；若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
4．如图所示，拉力F为20N，物体A以0．1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
5．木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动，若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动（绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计），如图所示，（g取10牛/千克）
（1）当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为__________。
（2）木块的质量为______千克。
6．如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度，左端重物。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计）
（1）当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕___________（选填“C”或“D”）点翻转。
（2）为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力最小值___________，最大值___________。
7．如图所示，质量为15kg的物体A，在大小为15N的拉力F作用下以1m/s的速度做水平匀速直线运动，已知滑轮组机械效率为80%，则拉力在10秒内所做的功是____焦。物体A所受的摩擦力是____牛。（g=10Nkg）
8．如图所示，重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s。
（1）拉力F移动的距离为____m。
（2）若整个装置不计绳子和滑轮重、绳与轮之间的摩擦力以及轮与轴间的摩擦力，则物体A与水平面间的摩擦为____N。
（3）若该装置的机械效率为80%，则测力计对物块A所做的功是____J。
9．一根均匀的长方体直棒重4牛，长1米，将它放在水平桌面上，用力F推直棒，直至有长度露出桌面外，如图所示。
（1）直棒受到的摩擦力在此过程中___________（选填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“始终不变”）。
（2）现有一只重8牛的小球，以1米/秒的速度从直棒最左端A点向右运动，经过___________秒，直棒会顺时针翻转。
（3）小金在B端将直棒以最小力逆时针抬起30°，至少对直棒做功___________焦。
10．王强同学设计了如图所示的装置进行实验，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），。他实验的步骤如下：
步骤一：用一细绳将体积为的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。
步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为。
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为______。
（2）被测金属块密度：=______千克/米3。
11．一根金属棒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）在B端拉起的过程中，当x1=0.6m时，测力计的示数为F1=_____N；当x2=1.6m时，测力计的示数为F2=______N。
（2）求金属棒的重心到A端的距离d =_____________
12．如图所示，叠放在水平桌面上物体A与C，在物体B的重力作用下做匀速直线运动，如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力（注：图中未画出），使物体A与C一块匀速运动，物体B匀速上升时（不计滑轮与绳间摩擦、不计绳重及滑轮重），则此时物体A与桌面之间的摩擦力等于______N，方向_____；物体B的重力为______N，此时物体C受到的摩擦力情况______。
13．如图所示是某同学设计的测量液体密度的装置。轻质杠杆AB可绕支点O自由转动，调节两侧螺母使杠杆在水平位置平衡。在杠杆左侧距离O点的C点用细绳悬挂一个质量为、容积为的小桶，小桶位置不变。在杠杆右侧用细绳悬挂一个质量为的钩码。
（1）在一次测量液体密度时，该同学向小桶中加满待测液体，并改变O点右侧钩码的悬挂位置，当钩码悬绳移至距O为的D点时，杠杆在水平位置平衡。则待测液体的密度为______。
（2）若让钩码在某位置保持不变，仍可用该装置测量液体的密度，即把对应密度值标在桶壁上，该刻度______（填“上”或“下”）边的数值大。
14．如图所示OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个10N的重物，加在B点的动力F1（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，杠杆在水平位置保持静止，F1的大小为______N；
（2）保持杠杆平衡位置不变，当F1从竖直向上沿逆时针方向缓慢转动90°，动力F1______（填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
15．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮，分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2在5s内把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则η乙=___________；G动=___________N；乙图中拉力F2的功率P2=___________W。
16．如图为脱模油厂的油桶，空桶质量为100kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
(1)某次装卸中，小明需要将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻，试在甲图上作出推翻空油桶所需的最小力F1。____
(2)在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功____J；
(3)若将翻倒的空油桶(如图乙)重新竖起所用的最小力为F2，那么，F1____F2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
17．如图所示，用30N的拉力F沿水平方向拉绳子的一段，使重400N的物体A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则绳子自由端拉力F的功率为______W，地面对A的摩擦力为______N。
18．如图所示，小晨实验时在一平衡轻质杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出l1和l2，则2l1_____3l2（选填“>”、“<”或“=”）。
19．如图所示，一块均匀的厚木板长16米，重400牛，对称的搁在相距8米的A、B两个支架上。
(1)若小金的体重为500牛，站在A点静止时，支架上受到木板的压力为_________牛；从A点出发向左走到离A点_________米处时，木板将开始翘动；
(2)若一个人从A点出发要安全移动到最左端，则他的体重G的取值范围为________。
20．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。（忽略空气阻力）
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为_____。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了_____。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为_____。
21．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。物块B受到摩擦力大小为________，则F1与F2的大小关系是F1_________F2（选填“<”或“=”或“>”）
22．为了将放置在水平地面上质量为10kg的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的 滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=500cm2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
(1)重物放在水平地面上时，地面受到的压强是多少帕斯卡？
(2)1-3秒内物体动能如何变化？
(3)在2 3s内，拉力F做功的功率为多少瓦？
(4)动滑轮的重力为多大？
23．小雨同学的体重为600N，每只鞋底与地面的接触面积为0.02m2.当他使用如图1所示的滑轮组匀速提升水中的物体A时，如图2是动滑轮挂钩对物体的拉力与物体浸入水中的深度的变化图象，当物体完全浸没于水中时，他对地面的压强为8×103Pa，（忽略摩擦绳重）。求：
（1）物体A的密度为多少？
（2）此滑轮组中的动滑轮重为多大？
24．高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具，它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度，如图乙所示，质地均匀的长方体石板长2m，重为6×104N，当气垫气压高达106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面积是400cm2。
（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度______，内能______。
（2）如果高压起重气垫在5s内可将105N的重物举高0.1m，则其功率是多少______？
（3）气垫恰好顶起石板时，气垫的中心离石板右端的支点O多远______？
25．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？____
(2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数)____
(3)汽车牵引力为多少？____
26．如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
27．一块质量分布均匀的光滑薄平板AB可以绕水平转轴自由转动(截面图中以O点表示)，平板与水平地面的夹角为30°，AO长为0.6米，OB长为0.4米，平板质量为2千克。小球离地面高为H=0.5米处由静止开始释放，沿光滑轨道到达AB上。(所有运动过程均无机械能转化为其他能量)
（1）要使平板会绕水平轴转动起来，小球的质量m至少为多少？
（2）如果一个质量为4m的小球从离地高度为0.2米的地方由静止开始释放，能否使平板翻转？请判断并说明理由。
28．如图所示，木板和木板上的人通过滑轮组静止于空中，已知滑轮A的质量mA和滑轮B的质量mB均为5千克，木板质量M=10千克，人的质量m=30千克，不计摩擦与空气作用力。
（1）若人拉动绳子使木板上升，属于动滑轮的是________（填滑轮A或滑轮B）。
（2）图中的人受到的力有________个。
（3）当滑轮组静止于空中，图中各个滑轮两侧的细绳（不计质量）均处于竖直状态，求此时人拉绳的力为多大。________（g=10牛/千克）
29．如图甲所示是杭州市地铁站修建时用到的起重机，如图乙是起重机的示意图，起重机重（包括悬臂），重心为，为了使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有配重，重心为，现测得为，为，为，为。
（1）通过计算说明不加配重时，起重机最多能吊起多重的货箱（不计动滑轮与绳重）？。
（2）如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底都有由一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起同向转动回收钢绳，从而吊起物体。在某次吊起质量为的建筑材料时，起吊装置的效率为80%，电动机的输出功率（即为滑轮组获得的总功率）为，则右转扬机拉绳的速度是多少？
（3）有人认为起重机配重越重越好，这样就能吊起更重的重物，你同意吗？请说明理由。
30．小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。
（1）物体A的质量为50kg，求物体的重力是多少？
（2）如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？
（3）小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少？
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参考答案
1．B
2．F1 10
3．25 增大
4．4 75%
5．竖直向下 2.5
6．D 6 24
7．450 36
8．1 25 40
9．始终不变 0.875 1
10．1.8
11．3 5 0.72m
12．90 水平向右 45 不受摩擦力
13．0.8 下
14．5 先变小后变大
15．83.3% 12 8.64
16． 50 小于
17．9 72
18．>
19．900 3.2
20．mgH 2h-H
21． >
22．(1)2000Pa；(2)先增大后不变；(3)300W；(4)20N
23．（1）1.67×103kg/m3；（2）360N。
24．降低 减小 2000W 1.5m
25．7.92×104J 90.9% 5.2×103N
26．(1)1.2×106J；(2)20000N；(3)75%
27．(1)0.5kg；(2)见解析
28．滑轮B 3 87.5N
29．（1）3000N（2）0.08m/s（3）见解析
30．(1)500N；(2)1200J；(3)1.0×103kg/m3答案第1页，共2页
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