第12章:简单机械练习题
一、单选题
1.(2021·河南新乡·八年级期末)如图所示的工具在使用时,属于费力杠杆的是
A. 筷子 B. 开瓶器
C. 钢丝钳 D. 羊角锤
2.(2021·河南淅川·八年级期末)如图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是( )
A.托盘天平 B.钢丝钳
C.镊子 D.钓鱼竿
3.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,杠杆用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量为、的重物时,杠杆平衡,此时恰好处于水平位置,,不计杠杆重力,则、的大小关系为( )
A. B. C. D.无法判断
4.(2021·河南永城·八年级期末)如图所示,轻质杠杆AC可以绕O点转动,,甲、乙两物体重均为300N,甲的底面积为4cm2,杠杆始终保持水平平衡,下列说法正确的是( )
A.甲对地面的压强为5×105Pa
B.地面对甲的支持力为100N
C.A端受到甲的拉力为200N
D.物体乙从B点向C点移动过程中,甲对地面的压强逐渐增大
5.(2021·河南信阳·八年级期末)如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态.如果两侧各去掉一个钩码,则( )
A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断
6.(2021·河南睢阳·八年级期末)小聪放学回家,发现爷爷做生意用的杆秤锤碰掉了一小块,他用这个秤称出1kg黄豆,则这些黄豆的真实质量应
A.小于1kg B.大于1kg C.等于1kg D.无法判断
7.(2021·河南太康·八年级期末)筷子是我国特有的用餐工具,一般使用筷子的方法如图所示,则筷子是( )
A.费力杠杆,但省距离 B.省力杠杆,且省距离
C.省力杠杆,但费距离 D.等臂杠杆,既不省力也不费力
8.(2021·河南洛宁·八年级期末)如图所示,一轻质杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平平衡,O为杠杆的支点,则下列关系式中正确的是( )
A.FA OA=FB OB B.FA OA<FB OB
C.FA OB=FB OB D.FA OA>FB OB
9.(2021·河南息县·八年级期末)如图 所示,用竖直向上的力 F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端,使木棒能够绕另一端转动,下列关于这一过程的说法正确的是( )
A.F的力臂逐渐变小
B.F 逐渐变小
C.F和它相应的力臂的乘积保持不变
D.木棒具有的机械能保持不变
10.(2021·河南新野·八年级期末)3月19日至21日,2021年全国皮划艇激流回旋春季冠军赛在福建南安举行。如图所示,比赛中运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点),另一手用力划桨。下列说法正确的是( )
A.用力划桨的手靠近支点,可以省力一些
B.用力划桨的手远离支点,可以省力一些
C.让皮划艇前进的力是船桨对水的力
D.船桨是一个省力杠杆
11.(2021·河南太康·八年级期末)如图所示,把一根均匀的米尺,在中点O支起,两端分别挂四个钩码和两个钩码,恰好使米尺平衡,按下列方式增减钩码或移动钩码,下列方式仍能保持米尺平衡的是( )
A.原钩码下两边各加一个钩码
B.两边钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
12.(2021·河南上蔡·八年级期末)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。已知:,,,则下列判断正确的是( )
A.A端下降 B.B端下降
C.仍然平衡 D.无法判断
13.(2021·河南召陵·八年级期末)如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,则( )
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力为(M-m)g
C.地面对物体A的支持力为Mg
D.绳子对天花板的拉力为2mg
14.(2021·河南汝阳·八年级期末)在图中所示的简单机械中,忽略机械自重和摩擦,当提起相同重物时,最省力的是( )
A. B.
C. D.
15.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,滑轮重、绳重、摩擦力均忽略不计,利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时,下列组合中最省距离的是
A. B. C. D.
16.(2021·河南伊川·八年级期末)学校旗杆的顶部装有定滑轮,这样做( )
A.既省力,也改变施力的方向
B.不省力,但改变施力的方向
C.既不省力,也不改变施力的方向
D.省力,但不改变施力的方向
17.(2021·河南睢县·八年级期末)如图所示,水平桌面上放一重为100N的物体A,A与桌面间的摩擦力为40N,当用力F拉绳子的自由端使A匀速运动时,拉力F的大小为(不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦):( )
A.20N B.50N C.60N D.70N
18.(2021·河南社旗·八年级期末)如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是( )
A.甲方式可以省力
B.乙方式不能改变力的方向
C.甲、乙两种方式做的有用功相等
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
19.(2021·河南潢川·八年级期末)如图所示,当水平拉力时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动.已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内,物体水平移动了,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中
A.拉力F做功为30J B.物体重力做功为120J
C.拉力F做功的功率为12W D.该装置的机械效率约为
20.(2021·河南汝阳·八年级期末)分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为10N.把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是
A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是 100J
B.甲滑轮组所做的有用功为 200J,乙滑轮组所做的有用功为 300J
C.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D.甲和乙两滑轮组的机械效率不相等
21.(2021·河南西峡·八年级期末)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.额外功与总功之比越小,机械效率一定越大
B.机器的功率越小,机械效率一定越低
C.功率不同的机器,做的功一定不相等
D.物体做功越多,功率一定越大
22.(2021·河南伊川·八年级期末)对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B.做功多的机械,功率一定大
C.功率大的机械,做功一定快
D.做功快的机械,机械效率一定高
23.(2021·河南洛宁·八年级期末)如图所示,用滑轮组提升重物时,重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳的力F为250N,则提升重物的过程中( )
A.绳子自由端被拉下1m B.做的总功是400J
C.拉力的功率是25W D.滑轮组的机械效率是80%
24.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知,施加的力分别为、,拉力做的功为、,拉力做功的功率分别为、,则它们的关系正确的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
25.(2021·河南召陵·八年级期末)如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B.滑轮组的机械效率为80%
C.动滑轮重为100N
D.人拉绳做功的功率为75W
二、双选题
26.(2021·河南固始·八年级期末)如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重,弹簧测力计重,绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有( )
A.B受到A的摩擦力为3N,方向水平向左
B.滑轮移动的速度为0.1m/s
C.A受到B的摩擦力为3N,方向水平向左
D.A受到地面摩擦力为3N,方向水平向左
27.(2021·河南偃师·八年级期末)如图所示,甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面,长度分别为4 m、5m,高度相同,两个工人分别沿斜面向上的拉力F甲、Fz把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相等,此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙,功率分别为 P甲、P乙,机械效率分别为 η甲、η乙,下列说法正确的是( )
A.F甲:F乙=5:4 B.W甲: W乙=5:4 C.P甲:P乙=4:5 D.η甲:η乙=1:1
28.(2021·河南平顶山·八年级期末)如图所示,重800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。下列说法正确的是( )
A.拉力F做的功为600J B.物体与地面间的滑动摩擦力为180N
C.拉力F做功的功率为10W D.增大水平地面的粗糙程度,滑轮组的机械效率降低
29.(2021·河南息县·八年级期末)如图示,在水平拉力F的作用下,物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s,若物重为G ,桌面对物体的摩擦力为 f(滑轮重、滑轮与轴间的摩擦及绳重不计)。下列说法正确的是( )
A.有用功的功率为 f v
B.拉力F的功率为2 F v
C.装置的机械效率为
D.额外功为(3F - f )s
30.(2021·河南新乡·八年级期末)如图所示,斜面长为2m、高为0.4m,现将重为20N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为5W。g取10N/kg,则( )
A.拉力做的总功为8J
B.斜面的机械效率为90%
C.物体所受的摩擦力为1N
D.物体由斜面底端运动到顶端用时2s
三、填空题
31.(2021·河南上蔡·八年级期末)如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把______点看作支点,此时夹子可近似看作________杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”).
32.(2021·河南洛宁·八年级期末)【往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3m长的斜面,把120kg的重物提高1m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为___,若实际用力为500N,斜面的机械效率为____,重物受到的摩擦力为___。(g取10N/kg)。
33.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,物块G重30N,∠α=∠β=30°,在B点作用一个竖直向上的拉力F使杠杆在水平位置平衡,F的大小为 ______ N;保持杠杆在水平位置平衡,仅将拉力F沿顺时针方向转动,则在转至虚线①所示位置的过程中,拉力大小将 ______ .
34.(2021·河南固始·八年级期末)如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为______N,图乙中人对绳子的拉力为______N.
35.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,工人们用同一滑轮组,根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料,若不计摩擦和绳重,则F1______F2,机械效率ηA______ηB。(填“>”“=”或“<”)
36.(2021·河南伊川·八年级期末)如图所示,分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h,已知两次拉力之比F甲∶F乙=5∶3,则这两个过程中有用功之比W甲∶W乙=______,两个滑轮的机械效率之比η甲∶η乙=______。
37.(2021·河南太康·八年级期末)图中,A装置是___________滑轮(选填“定”或“动”).若用30N的拉力将旗帜匀速提升10米,则拉力所做的功为___________J
38.(2021·河南洛宁·八年级期末)如图所示是各类利用杠杆的工具,其中属于省力杠杆的为______,属于费力杠杆的为______,属于等臂杠杆的是______。(选填字母)
39.(2021·河南商城·八年级期末)如图所示,匀速提升一个物体,图______中的滑轮可以看作等臂杠杆(选填“甲”或“乙”);如图丙所示,通过滑轮匀速提升同一重物时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则这三个力大小关系是_______.
40.(2021·河南信阳·八年级期末)同学们的文具盒里,有许多学习用品的使用属于杠杆原理的应用。例如:打开文具盒,将盒盖上翻过程中,文具盒的盒盖相当于 _____ (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;用墨色水笔答题时,笔相当于 _____ (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
41.(2021·河南西峡·八年级期末)如图所示,轻质水平木杆AB可以绕O点转动,在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器,使该容器静止在水平桌面上,该容器的边长为10cm,质量为,已知AO长度是OB长度的3倍,在A点用F=4N的力竖直向下拉木杆时,容器对水平桌面的压力为_______N;当F=_______N时,容器对桌面的压强为300Pa。(容器厚度不计,水)
42.(2021·河南滑县·八年级期末)两个滑轮组合后匀速提升重20N的物体,如图所示,其中A是 ________滑轮;若不计摩擦和滑轮重,的大小为 ________N;要使重物上升1m,绳子自由端应拉下 _________m。
43.(2021·河南社旗·八年级期末)如图所示,在F=30N的水平拉力作用下,重为150N的物体A沿水平方向匀速前进了0.5m,不计滑轮的摩擦和质量,那么地面对物体A的摩擦力为______N, 重力对物体A做的功为______J, 拉力F做的功为______J。
44.(2021·河南内黄·八年级期末)如图所示,物体重力是500N,动滑轮重20N(不计摩擦和绳重),要使物体匀速升高1m,那么人的拉力是 ______N,使用该装置 ______(选填“能”或“不能”)改变力的方向,绳子自由端移动的距离为 ______m。
四、作图题
45.(2021·河南新乡·八年级期末)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,O为杠杆的支点.请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图,并作出F2的力臂l2.
( )
46.(2021·河南睢阳·八年级期末)下面图是一杠杆图,试画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力的示意图并画出该力的力臂.
( )
47.(2021·河南内黄·八年级期末)如图所示为钓鱼竿的简化示意图,其中O为支点,F1为动力,请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图(钓鱼竿自重忽略不计)。
48.(2021·河南西峡·八年级期末)某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图.
49.(2021·河南淅川·八年级期末)杠杆OAB可绕O点自由转动,为使杠杆在如图所示位置保持平衡,请画出施加于B点的最小动力F(保留作图痕迹)
( )
50.(2021·河南平顶山·八年级期末)如图所示,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,B处挂一重物G,请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1,使杠杆在图中位置平衡。
( )
51.(2021·河南信阳·八年级期末)如图所示,质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上,另一端与支点O连接,在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。
52.(2021·河南罗山·八年级期末)如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图.当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水.请在图中作出力F1、F2的力臂L1、L2,O为支点.
( )
53.(2021·河南太康·八年级期末)如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法。
54.(2021·河南睢县·八年级期末)如图所示,某人使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕线方法.
55.(2021·河南内黄·八年级期末)在图中画出滑轮组最省力的绕线方法,并在绳的末端标出力的方向。
五、实验题
56.(2021·河南洛宁·八年级期末)小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有,刻度均匀的杠杆,支架,弹簧测力计,刻度尺,细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个.
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向 _____ (选填“左”或”右”)调节,直到杠杆在 _____ 位置平衡,目的是便于测量 _____ ,支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 _____ 对平衡的影响.
(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,则阻力臂L2= _____ m.
(3)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 _____ .
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明丙同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,此实验 _____ (选填“能”或”不能”)说明该结论是错误的,图C实验中,已知杠杆上每个小格长度为5cm,每个钩码重0.5N,当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,动力×动力臂 _____ (选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂”.
57.(2021·河南上蔡·八年级期末)小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
(1)如图A所示,此时的杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,且便于直接从杠杆上读出力臂的大小,应将杠杆调到______;
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂l1=0.2m,阻力F2=1N,则阻力臂l2=0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的结论不一定科学,理由是______。他把右边的钩码换成弹簧秤,使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度,如图C所示,此过程中,弹簧秤拉力的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)图B实验中,小明把两边的钩码同时远离支点一格,杠杆不再平衡,______(选填“左”或“右”)端会下沉。小明回家又做了图D的探索,将一根长为L,重为G的均匀木棒,有的木棒伸出桌子边缘,用竖直向下的力F0压木棒的一端,当F0=______时,木棒刚好会被翘起。
58.(2021·河南淅川·八年级期末)测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率
1 1.0 5 15
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15
4 2.0 10 1.0 30
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做__运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为__N。
(2)第2次实验时所做的有用功为__J,滑轮组的机械效率是__。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__(选填“大”或“小” ,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__(选填“有关“或“无关” 。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是__。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
59.(2021·河南永城·八年级期末)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验,如图甲和乙所示,不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中:
次数 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率 η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 3.2 0.3
(1)根据测量的实验数据,可计算出表格中的横线上应填的数据大小为____(用百分数表示);
(2)分析实验数据,可初步得出的实验结论为:同一滑轮组的机械效率与____有关;
(3)小明在实验操作中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,非常不方便,因为这样弹簧测力计示数不稳定,为了方便读数,小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数,他的这种想法显然是_____的,因为他没有考虑到____对滑轮组机械效率的影响,如果让弹簧测力计保持静止时读数,则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)如果不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率,可知 η 甲____η 丙(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(5)小明认为测量滑轮组机械效率时,可以不测量重物及绳子自由端移动的距离,只测出所提升的物重大小及匀速拉动绳子自由端的拉力就可以了。他的这种观点是____(选填“正确”或“不正确”)的;
(6)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可以提高机械效率的是____。
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度 D.提升物体上升高度
60.(2021·河南西峡·八年级期末)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力 钩码被提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2 1
2 3
3 4
4 2
(1)第3次实验数据是用图______ (选填“甲”“乙”),所示的滑轮组测得的,其机械效率是______ ()结果精确到0.1%)。
(2)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,滑轮组的机械效率越______ (选填“高”“低”),通过分析第______两次实验数据可得出结论:使用滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
(3)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法______ (选填“合理”、“不合理”)。
(4)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,其目的是______ )(选填字母序号)。
A.减小摩擦力
B.多次测量求平均值
C.获得多组数据归纳出物理规律
61.(2021·河南巩义·八年级期末)小明和同学利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
实验次数 斜面的倾斜程度 物体重G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功 W总/J 机械效率
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 ______运动;
(2)根据表中的数据可求出第3次实验中拉力所做的有用功为 ______J,克服摩擦力所做的额外功为 ______J,斜面的机械效率是 ______;
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越 ______;
(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其它条件不变的情况下,______;
(5)实验完成后,小红提出了自己的猜想,斜面的机械效率还可能和斜面的 ______有关。
六、综合题
62.(2021·河南郑州·八年级期末)如图所示是我国设计制造的无人驾驶轿车,该车的相关参数如下表所示;(g取10/kg)
整车质量 2000kg
最高速度 120km/h
以最高速度行驶时受到的水平阻力 200N
与地面的总接触面积 800cm2
(1)在高速公路上疾驰时,轿车对地面的压力 ______(选填“大于”“小于”或“等于”)车的重力;
(2)轿车静止在水平路面上时,对路面的压强为多少?______
(3)若轿车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min,则牵引力所做的功为多少?______
(4)若该轿车以速度v匀速爬上长为s的斜坡,已知斜坡的高度为h,此过程中,牵引力的大小恒为F,忽略空气阻力,试推导轿车在此过程中所受阻力f的表达式(轿车的重力大小用G表示)______。
63.(2021·河南商城·八年级期末)2019年3月31日,农业路大桥正式建成通车,大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成,塔柱高150米;桥面为双向10车道;共设36对72根斜拉索,具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点;
(1)“塔柱为什么要造这么高?”科学兴趣小组的同学对此进行了研究:他们将大桥的结构进行简化,抽象成图1中甲的模型,又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙;可以看出它用到了杠杆的相关知识,其中O是支点,______代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力;同学们通过比较发现:适当增加塔柱的高度,可______(选填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而减轻斜拉索承受的拉力;
(2)大桥在历经四年修建过程中常用到如图2中甲所示的起重机,若起重器吊臂前端是由如图2中乙所示的滑轮组组成,动滑轮质量为100kg,绳重和摩擦不计;如果拉力的功率为6kW,则把2×103kg的货物匀速提高10m;(g取10N/kg)求:
①拉力F的大小是多少?______
②这一过程需要多长时间?______
③滑轮组机械效率是多少?______
64.(2021·河南宛城·八年级期末)工人师傅用如图所示的装置在10s内将重为400N的货物匀速提升3m,拉力F的大小为250N,不计绳重和一切摩擦;
(1)该滑轮组既可以 ______,又可以改变施力的 ______;
(2)拉力F做功的功率为多大?______
(3)动滑轮的重为多少?______
(4)该滑轮组的机械效率为多大?______
65.(2021·河南社旗·八年级期末)如图所示,建筑工人用滑轮组将重1.2×104N的物体匀速吊起2m时,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。试问:
(1)提升物体的重力增大时,滑轮组的机械效率______;提升物体的速度增大时,滑轮组的机械效率______。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)提升重物做的有用功是多少?( )
(3)绳端的拉力是多少?( )
七、计算题
66.(2021·河南淅川·八年级期末)如图所示,斜面长s=8m,高h=3m.用平行于斜面F=50N的拉力,将重力为G=100N的物体,由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10s.求:
(1)有用功W有
(2)拉力做功的功率P
(3)物体受到的摩擦力f
(4)该斜面的机械效率η.
67.(2021·河南罗山·八年级期末)工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼, 每次运送量不定.滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计, g 取10N/ kg.
(1)若某次运送建材的质量为50kg. 则建材的重力是多少
(2)若工人在1min 内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为200N,求拉力的功率.
(3)当滑轮组的机械效率为60% 时,运送建材的重力是多大?
68.(2021·河南伊川·八年级期末)为了丰富学生的课余生活,某学校开设了“实验拓展课”。如图(甲)是某一学习小组设计的“测量滑轮组机械效率”的实验装置图,图(乙)是物体上升高度h随时间t变化的关系图象,已知物体的重力G=36N,不计绳重及摩擦,手对绳自由端施加的拉力F=20N,求:
(1)0~2s内,滑轮组所做的有用功;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)0~2s内,拉力F的功率。
69.(2021·河南洛宁·八年级期末)如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A端上升的竖直距离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
(1)拉力所做的功
(2)拉力做功的功率
(3)此过程中,该杠杆的机械效率
70.(2021·河南信阳·八年级期末)如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图,该装置由滑轮C,长 方体物块A、B以及杠杆DE组成。物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连,杠杆可以绕支点O转动并始终在水平位置平衡,且DO: OE=1:2,已知物块A的密度为1.5× 103kg/m3,底面积为0.04m2,高1m,物块A的上表面与水箱顶部相平,物块B的重力为 150N。滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计 (g取10N/kg,水的密度为 1.0× 103 kg/m3),请解答下列问题:
(l)当水箱装满水时,物块A的下表面受到水的压强是多大 此时物块A所受的拉力是多大
(2)从水箱装满水到水位下降1m,电子秤所显示的压力示数变化范围是多少
71.(2021·河南永城·八年级期末)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,(g=10N/kg)。问:
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,拉力的功率是多大;
(2)动滑轮受到的重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,若要工人不被拉离地面,此滑轮组机械效率最大值是多少?
72.(2021·河南上蔡·八年级期末)使用如图所示的机械装置,某人从井里提升78kg的重物,在10s内沿水平地面向右匀速行走了8m,该人拉绳子的力是400N(绳重与摩擦忽略不计)。求:
(1)物体上升的速度是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)该装置的机械效率是多少?
(4)动滑轮的重力是多少?
73.(2021·河南固始·八年级期末)建筑工地上,工人用图甲所示的滑轮组利用箱子送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示,滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求:
(1)若工人用200N的拉力将建材匀速竖直向上提升了6m,拉力所做的总功;
(2)动滑轮重为多少;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材的重力。
74.(2021·河南洛宁·八年级期末)边长为0.1m、重为20N的实心正方体A放置在装有水的容器底部,水深0.45m,容器底面积为200cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升(忽略绳重、摩擦),滑轮组绳子自由端的拉力为F,物体A下表面到容器底部的距离为h,F与h的关系如图乙所示。求:
(1)A未露出水面时所受的浮力;
(2)A完全脱离水面后,滑轮组的机械效率;
(3)A完全脱离水面后,水对容器底部的压强。
75.(2021·河南偃师·八年级期末)如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降.假设在升降过程中衣架和杆保持水平,动滑轮与杆总质量是1 kg,现晾衣架上晾有4 kg的衣服,晾衣架上升0.5 m,用时5s.(不计绳重及摩擦,g取10 N/kg)求:
(1)摇柄端绳子的拉力.
(2)拉力做的功.
(3)拉力做功的功率.
(4)手摇升降晾衣架的机械效率.
76.(2021·河南通许·八年级期末)在建筑工地上,“吊车”是常见的一种起重设备。如图为吊车上的滑轮组的示意图。在起重过程中,钢丝绳用6×103N的拉力F,将重为1.2×104N的物体在10s内匀速提升6m(不计绳重和摩擦)求:
(1)滑轮组提升重物所做的有用功和总功。
(2)滑轮组拉力F的功率。
(3)若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物,则其机械效率是多少?
77.(2021·河南汝阳·八年级期末)工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将240N的物体匀速提升2m,已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力,
求:(1)工人做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)如果用此滑轮组匀速提升300N的重物,拉力应为多大?
78.(2021·河南滑县·八年级期末)如图,工人用400N的推力把700N的货物利用斜面从A点推到车上B点,再用100N的水平推力使货物沿水平车厢底板匀速运动5s到达C点。已知AB长4m,BC长4m,车厢底板距地面1.5m。求:
(1)工人推动货物在车厢底板BC上匀速运动时的功率;
(2)工人把货物从A点推到B点的过程中做的额外功;
(3)斜面的机械效率。
79.(2021·河南禹州·八年级期末)在2020年新冠疫情爆发时,全国人民上下一心,众志成城驰援武汉;如图是一辆满载防疫教授物资的货车,其总质量为4t,不慎陷入泥泞路面,每个轮胎与路面的接触面积为500cm2,爱好物理的小敏同学利用所学的物理知识,在周围群众帮助下利用滑轮组,帮助司机在5min沿水平方向匀速移动了5m将货车拖出;整个过程中,货车所受路面的摩擦力为车总重的0.02倍,所用拉力为600N;求:
(1)路面所受货车的压强;
(2)拉力F所做功的功率;
(3)该滑轮组的机械效率。(计算结果保留百分号前小数点后一位)
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【分析】
分析题意,先回忆一下杠杆的分类相关知识;结合图片和生活经验,找出杠杆在使用过程中的动力臂和阻力臂;比较动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
【详解】
A.使用筷子时,动力臂小于阻力力臂,是费力杠杆,符合题意;B.使用开瓶器时,动力臂大于阻力力臂,是省力杠杆,不符合题意;C.使用钢丝钳时,动力臂大于阻力力臂,是省力杠杆,不符合题意;D.使用羊角锤时,动力臂大于阻力力臂,是省力杠杆,不符合题意.故选A.
2.B
【详解】
A.天平是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.开瓶盖的起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.镊子在使用时动力臂小于阻力臂,所以它是费力杠杆,费力但能省距离,故C不符合题意;
D.在使用钓鱼竿时,手移动的距离小于鱼移动的距离,并且动力臂小于阻力臂,所以它属于费力杠杆,故D不符合题意.
3.B
【分析】
【详解】
由图示知,两个重物所受的重力分别为杠杆的动力和阻力,而AO=OB,那么质量为m1的重物对杠杆施力的力的力臂比较质量为m2的重物所施加的力的力臂大,据杠杆平衡条件知,m2的重物对杠杆所施加的力较大,据G=mg知
m1故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.A
【分析】
【详解】
ABC.由杠杆平衡条件可得,A端受到甲的拉力为
则
甲对地面的压力为
因压力与支持力是一对相互作用力,则支持力为200N
甲对地面的压强为
故A正确,B、C错误;
D.由杠杆平衡条件知,当物体由B向C移动的过程中,力臂OB与OA的比值增大,则A点的拉力增大,故甲对地面的压强逐渐减小,故D错误。
故选A。
5.A
【详解】
由图示可知,杠杆右边的力臂大于左边的力臂,当同时去掉一个钩码时,两边所去掉的力大小相等,但是由于右边的力臂较大,所以右边的力和力臂的乘积减小的就多,所以会造成左端下降、右端会上升.
6.A
【详解】
当秤砣磁掉一块后,秤砣的重力减小,则为了保持平衡,则秤砣的力臂应变长,即杆秤的示数要比真实示数要大,故称出的1kg黄豆,其真实质量将小于1kg.
故选A。
7.A
【详解】
如图,在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但能省距离。
故选A。
8.D
【详解】
过O点作FA作用线的垂线段,即FA的力臂;如图所示:
因为FB的方向与OA垂直,所以FB对应的力臂为OB;显然FA的方向与OA不垂直;从图中可知 FA的力臂为OC,并且OC小于OA,故
FAOC=FBOB
因为OA大于OC,因此
FAOA>FBOB
故选D。
9.A
【分析】
【详解】
如图,
AB.若动力总是竖直向上,动力臂逐渐减小,阻力臂也逐渐减小,但△OAC~△OBD,所以为定值即动力臂和阻力臂的比值为定 值,因为阻力(木棒重) 不变,根据
可得,动力F保持不变,故A正确,B错误;
C.由于木棒的重力G不变,OB逐渐减小,也减小,又因为
所以F和它相应的力臂的乘积减小,故C错误;
D.木棒在匀速逐渐变高的过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度升高,重力势能增加,机械能增加,故D错误。
故选A。
10.B
【分析】
【详解】
AB.根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,运动员用力划桨时,阻力及阻力臂不变,手离支点越近,动力臂越短越费力;手离支点越远,动力臂越长越省力,故A错误,B正确;
C.运动员用力划桨时,船桨给水一个力,同时水对船桨也会产生一个力,推动皮划艇前进,故C错误;
D.船桨使用时动力臂小于阻力臂时费力杠杆,故D错误。
故选B。
11.C
【分析】
【详解】
A.原钩码下两边各加一个钩码,则有
不符合杠杆平衡条件,米尺不能平衡,故A不符合题意;
B.两边钩码各向外移动一格,则有
不符合杠杆平衡条件,米尺不能平衡,故B不符合题意;
C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格,则有
符合杠杆平衡条件,米尺能平衡,故C符合题意;
D.左右两边的钩码各减少一个,,则有
不符合杠杆平衡条件,米尺不能平衡,故D不符合题意。
故选C。
12.B
【详解】
在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时,杠杆在水平位置平衡,由图知OBG铝 OA=G铜 OB
即
ρ铝V铝g OA=ρ铜V铜g OB
而ρ铝<ρ铜,所以
V铝g>V铜g
将铝块和铜块同时浸没在水中后,杠杆左、右两边有
(G铝-F浮) OA,(G铜-F浮') OB
即
(ρ铝V铝g-ρ水V铝g) OA,(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g) OB
那么
ρ铝V铝g OA -ρ水V铝g OA<ρ铜V铜g OB -ρ铜V铜g OB
所以B端下沉。故ACD错误,B正确。
故选B。
13.D
【详解】
B.由图可知该滑轮为定滑轮,因物体B静止,则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,故B错误;
A.滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力,所以由力的平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力大小为2mg,故A错误;
D.根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,故D正确;
C.物体A受三个力的共同作用,向下的重力、绳子向上的拉力F=mg和地面对物体A向上的支持力N;由于物体A处于静止状态,所以物体A所受的三个力的合力为0,即
所以,地面对物体A的支持力的大小为
故C错误。
故选D。
14.A
【分析】
【详解】
A.A图中,动力臂是阻力臂的3倍,所以动力;
B.B图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;
C.C图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即;
D.D图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则;
由以上可知:忽略杠杆和滑轮的自重及它们与轴之间的摩擦,当提起相同重物时,最省力的是A。
故选A。
15.B
【详解】
两个滑轮提升同一重物到同一高度时,绳子的自由端伸长的距离s和物体上升的高度h之间的关系,s=nh,(n为与动滑轮相连的绳子的股数).由图知,
A选项中,s=2h;B选项中,s=h;C选项中,s=3h;D选项中,s=2h.故最省距离的是B选项.
故选B.
16.B
【分析】
【详解】
定滑轮实质是一个等臂杠杆,既不省力也不费力,但能改变力的方向。
故选B。
17.A
【详解】
由图示知,滑轮组承重绳子为2根,A与桌面间摩擦力为40N,在不计绳重、滑轮重及绳轮间摩擦时,拉力
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.C
【详解】
A.由图可知,甲方式是两个定滑轮,定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力,故A错误;
B.乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,不仅可以省力,也可以改变力的方向,故B错误;
C.由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由可知;故C正确;
D.由图可知,甲方式是两个定滑轮,乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,乙方式做的额外功大于甲方式,有用功相同、总功不相同,根据可知,两个滑轮组的机械效率不相等,故D错误。
故选C。
19.C
【详解】
A.由题知,绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离等于物体移动距离的2倍,即
s=2×0.6m=1.2m
所以拉力F做功
W=Fs=50N×1.2m=60J
故A错误;
B.由于物体水平移动,物体在重力的方向上没有通过距离,所以重力不做功,物体重力做功为0J,故B错误;
C.拉力F做功的功率
P===12W
故C正确;
D.该装置的机械效率为:
故D错误。
故选C。
20.A
【详解】
AB、甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同,则两滑轮组所做的有用功相同,即W有=Gh=100N×1m=100J,故A正确、B错误;
C、由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2,n乙=3,因为动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同,根据可知,两滑轮组绳子自由端的拉力不相等,故C错误;
D、不计绳重和摩擦时,滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功,根据W=Gh可知,动滑轮重和上升高度相同时,两者的额外功相等,由W总=W有+W额可得,两滑轮组的总功相同,有用功和总功的比值等于机械效率,故两滑轮组的机械效率相等,故D错误.
故选A.
21.A
【详解】
A.额外功与总功的之比越小,说明有用功与总功的比值越大,所以机械效率一定越大,故A正确;
B.机器的功率表示做功的快慢,机械效率是有用功与总功的比值,功率和机械效率是两毫无关系的物理量,机器的功率越小,机械效率不一定越低,故B错误;
C.根据公式可知,做功的多少与功率和做功时间有关,所以功率不同的机械,做的功不一定不相等,故C错误;
D.根据公式 可知,功率与做的功和做功时间有关,做功时间相同时,物体做功越多,功率越大,故D错误。
故选A。
22.C
【详解】
A.任何机械效率不可能达到100%,故A选项错误;
B.功率是做功快慢,很有可能花的时间比较多,故B选项错误;
C.功率是做功快慢,功率大则做功越快,故C选项正确;
D.做功快是指功率,而机械效率是有用功占全部的机械能的占比,两者侧重点不同,故D选项错误。
故选C。
23.D
【详解】
A.由图知,n=2,绳子自由端被拉下的距离
故A不符合题意;
B.拉力做的总功
故B不符合题意;
C.拉力做功的功率
故C不符合题意;
D.所做的有用功
滑轮组的机械效率
故D符合题意。
故选D。
24.D
【详解】
由图知,斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,且分别拉动同一物体,所以物体沿AB运动时拉力F1较小,即:F1<F2;斜面光滑说明摩擦力为0,则在光滑的斜面上没有做额外功,所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功,由 W=Gh可知,拉力做的功相同,即: W1=W2;从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1<F2,根据公式
P=== Fv
可知,物体沿AB运动时拉力F1的功率较小,即P1<P2。综上所述,故ABC错误;D正确。
故选D。
25.C
【分析】
【详解】
A.因为物体上升的速度v=0.1m/s,n=3,所以绳子移动的速度:v′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s, 故A正确,不符合题意;
B.滑轮组的机械效率
故B正确,不符合题意;
C.由,得
故C错误,符合题意;
D. 人拉绳做功的功率
P=Fv′=250N×0.3m/s=75W
故D正确,不符合题意。
故选C。
26.BC
【分析】
【详解】
A.静止处于平衡状态,水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用,由平衡条件得:B受到的摩擦力f=F=3N,方向水平向右,故A错误;
B.物体A的移动速度为0.2m/s,所以动滑轮的移动速度为0.1m/s,故B正确;
CD.测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,弹簧测力计示数为3N,所以A对B的摩擦力为3N,方向水平向右;由于物体间力的左右是相互的,则B对A的摩擦力为3N,方向水平向左;对A受力分析,A受到水平向右的绳子的拉力、水平向左的B对A的摩擦力、水平向左的地面对A的摩擦力,拉力为10N,则拉动A的力为5N,所以地面对A的摩擦力为
5N﹣3N=2N
故C正确,D错误。
故选BC。
27.AD
【分析】
【详解】
ABC.两个斜面是光滑的,则拉力所做的总功等于通过斜面所做的有用功,所以
F甲s甲=Gh,F乙s乙=Gh
即
F甲s甲= F乙s乙
所以
W甲=W乙
而
s甲=4m,s乙=5m
那么
F甲:F乙=s乙:s甲=5:4
工件在两个斜面上运动的速度相等,据P=Fv知
P甲:P乙=F甲:F乙=5:4
故A正确,BC错误;
D.因为斜面是光滑的,不用做额外功,那么两个斜面的机械效率都为100%,所以
η甲:η乙=1:1
故D正确。
故选AD。
28.AB
【分析】
【详解】
A.物体以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,物体运动的距离为
s物=vt=0.1m/s×20s=2m
绳子的有效段数为3,自由端移动距离为
s绳=3s物=3×2m=6m
拉力F做的功为
W总=Fs绳=100N×6m=600J
故A正确;
B.由×100% 得
W有=ηW总=60%×600J=360J
本实验中,克服物体受到的地面施加的滑动摩擦力做的功为有用功,由
W有=fs物
物体与地面间的滑动摩擦力为
故B正确;
C.拉力做功的功率为
故C错误;
D.本实验中,克服物体受到地面施加的滑动摩擦力做的功为有用功,影响滑轮组机械效率的因素:一是滑动摩擦力的大小,二是机械之间的摩擦。若只增大水平地面的粗糙程度,在压力不变的条件,则增大了滑动摩擦力,则所做有用功变大,而额外功几乎不变,根据
所以滑轮组的机械效率会增大,故D错误。
故选AB。
【点睛】
本题考查速度、功、功率、机械效率公式的运用,同时分析机械效率的变化情况,综合性强,有一定难度。
29.AD
【分析】
【详解】
A.该过程做的有用功为W有用=fs,有用功的功率
故A正确;
B.动滑轮上绳子的段数为3段,拉力F移动的速度为物体移动速度的3倍为3v,所以拉力做功的功率为
P=F×3v=3Fv
故B错误;
C.机械效率
故C错误;
D.动滑轮上绳子的段数为3段,总功
W总=F×3s=3Fs
拉力做的额外功
W额=W总-W有用=3Fs-fs=(3F-f)s
故D正确。
故选AD。
30.CD
【分析】
【详解】
A.此过程所做有用功为
W有=Gh=20N×0.4m=8J
所做总功为
W总=Fs=5N×2m=10J
故A错误;
B.机械效率为
η===80%
故B错误;
D.由P=得,所用时间为
t===2s
故D正确;
C.此过程所做额外功为
W额=W总-W有=10J-8J=2J
由W额=fs变形得,摩擦力为
f===1N
故C正确。
故选CD。
31. B 等臂
【详解】
当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆.
32. 400N 80% 100N
【详解】
[1]斜面很光滑,故利用功的原理得,人做的有用功等于用斜面所做的功
解得
[2]若实际用力为500N,人所做的总功
斜面的机械效率
[3]因为
所以
33. 15 变大
【详解】
由杠杆平衡条件得:F×OB=G×OA,因为OA=AB,OB=2OA,得F的大小为: ;保持杠杆在水平位置平衡,将拉力F沿顺时针方向转动,在转至①位置时,拉力的力臂变小,因为阻力与阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,拉力变大.
34. 400 210
【详解】
由于图甲中使用的是两个定滑轮,所以忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦时,车对绳子的拉力是:F甲=G=400N;图乙中使用的是一动一定的滑轮组,承担物重的绳子股数是:n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力是: =210N.
35. < =
【详解】
[1]由图可知,不计摩擦及绳重,绳子自由端拉力分别为
,
所以
[2]不计摩擦和绳重,两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度,则对物体做的有功相同,动滑轮相同,则所做额外功相同。所以机械效率相同,即。
36. 1∶1 6∶5
【详解】
[1]物重相同,物体升高高度相同,由可知
W甲∶W乙=1∶1
[2]由
可得
37. 定 300
【详解】
由图可知,A装置工作时不随国旗移动,属于定滑轮.
使用定滑轮时拉力移动距离等于旗帜上升的高度,即s=h=10m,所以W=Fs=30N×10m=300J
38. (b)(e) (a)(d) (c)
【详解】
[1][2][3]筷子使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;开瓶器使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;天平使用时动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;钓鱼竿使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;独轮车使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。故属于省力杠杆的是(b)(e);属于费力杠杆的是(a)(d);属于等臂杠杆的是(c)。
39. 甲 F1<F2<F3
【详解】
第一空.由图知,甲不随货物一起升降是定滑轮,其本质是等臂杠杆;
第二空.固定绳子的一端与动滑轮接触的地方为支点,各力臂如下:
可知,F1的力臂为直径,力臂最大,F2的力臂较大,F3的力臂最小,由杠杆平衡条件知,当阻力与阻力的力臂的乘积一定时,动力臂越大,动力越小.故三个力的关系为:F1<F2<F3.
40. 省力 费力
【详解】
[1][2]打开文具盒,将盒盖上翻过程中,支点在一端,动力臂大于阻力臂,所以文具盒的盒盖相当于省力杠杆;用墨色水笔答题时,阻力在一端,动力臂小于阻力臂,笔相当于费力杠杆。
41. 0 3
【分析】
【详解】
[1] 在A点用F=4N的力竖直向下拉木杆时,则 B处的拉力为
容器的体积为
容器中水的重力为
对B容器进行分析,B受到了重力,拉力12N,则B对地面的压力为
则B对地面的压力为0。
[2]容器对桌面的压力为
绳子的拉力为
在A处的拉力为
当F=3N,容器对桌面的压强为300Pa。
42. 定 10 2
【分析】
【详解】
[1]由图可知,滑轮A的轴固定不动,故滑轮A是定滑轮。
[2]由图可知
若不计摩擦和滑轮重,的大小为
[3]要使重物上升1m,绳自由端移动的距离为
43. 60 0 30
【分析】
【详解】
[1]因为作用在动滑轮上绳子的段数为2,不计滑轮的摩擦和质量,物体与地面之间的摩擦力
f=2F=2×30N=60N
[2]物体A水平运动,重力的方向为竖直向下,物体A未在重力的方向上移动距离,故物体重力对物体A做的功为0J。
[3]物体A向左移动了0.5m,则绳子自由端移动的距离为
s=2×0.5m=1m
拉力F做的功
W=Fs=30N×1m=30J
44. 260 能 2
【分析】
【详解】
[1]由图知,滑轮组承担物重的绳子股数n=2,在不计摩擦和绳重,计动滑轮重的情况下,拉力大小
F=(G+G动)=×(500N+20N)=260N
[2]有定滑轮和动滑轮,使用该装置既能省力,又能改变力的方向。
[3]绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
45.
【详解】
阻力和阻力臂不变,动力臂越长,动力越长,由图可知,力F1作用在B点时,力臂OB最大,此时力F1最小,过支点作力F2作用线的垂线段,即可做出力臂l2,如图所示;
46.
【详解】
由图可知,物体的重力即为阻力,方向竖直向下;根据杠杆平衡的条件,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长,连接OA就是最长的动力臂L;要使杠杆平衡动力的方向应垂直于力臂向上,据此可画出最小的动力F及其力臂L;如图所示:
【点睛】
根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题.
47.
【详解】
动力臂是支点到动力的垂直距离,阻力是鱼对杠杆向下的拉力,如下图所示:
48.如图所示
【详解】
过A点作竖直向下的力,即阻力F2;过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即动力臂L1.如图所示
49.
【详解】
要使B点的动力最小,需要动力臂最大,力臂OB就是最大的动力臂;所以,连接OB,并作OB的垂线,动力的方向垂直于OB向上,由此画出最小力F的示意图,如图所示:
50.
【详解】
B点离支点最远,故最长的力臂为OB即为力臂l1,过B点作垂直于OB的作用力F1,为使杠杆平衡,力F1的方向向上;如图所示:
51.
【详解】
均匀木棒的中心为木棒的重心,从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并标上符号G,即为重力的示意图;从支点O作重力作用线的垂线,垂线段的长即为重力的力臂L,如图所示。
52.
【详解】
力臂是从力的作用点到力的作用线的距离.从支点O到力F1的作用线作垂线,标注垂直符号,用L1表示,同理作出阻力臂L2,如下图所示:
53.
【分析】
【详解】
用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处,物重为拉力的3倍,绳、滑轮的自重及摩擦不计,有3股绳拉动滑轮,如下图所示:
54.
【详解】
由图可以看出,人站在地面拉动绳子,所以绳子的拉动方向应向下.绕线时,从定滑轮开始,依次绕线,最后绕过定滑轮到达人手,如图:
55.
【分析】
【详解】
连接动滑轮的绳子的段数越多,就越省力,该滑轮组最多可由3段绳子拉动动滑轮;先从动滑轮开始连接,依次绕过定滑轮和动滑轮,如图所示:
56. 右 水平 力臂 自重 0.15 一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律 能 等于
【详解】
(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动,由于杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;
(2)杠杆平衡条件是:F1 L1 =F2 L2,根据已知数据代入杠杆平衡条件得:1.5N×0.1m=1N×L2 ,解得阻力臂L2是:L2 =0.15m;
(3)甲同学只做一次实验就得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,是不合理,因为一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律
(4)乙同学为了证明丙同学的结论是错误的,他做的如图C的实验能得出此结论是不正确的;即当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时,看实验结论是否成立;
杠杆平衡条件为:F1 L1 =F2 L2 ,故可得:4×0.5N×3×5cm=3N×1/2×4×5cm,左右相等,杠杆在水平位置平衡时,即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
点睛:本题考查的是“研究杠杆平衡条件”的实验,考查了调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算.需要明确当杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂会变小.
57. 是 水平位置平衡 一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律 不变 左 1.5G
【详解】
(1)[1][2]杠杆保持静止,此时杠杆是处于静止状态,达到平衡;实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,且便于直接从杠杆上读出力臂的大小,应将杠杆调到水平位置平衡。
(2)[3]只有一次实验得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性,不合理;要进行多次实验,总结杠杆平衡条件。
[4]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图c所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
(3)[5]设一个钩码重为G,杠杆一个格的长度为L,杠杆在水平位置平衡后,如果将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后,左端力与力臂的乘积为
3G×5L=15GL
右端力与力臂的乘积为
2G×7L=14GL
左端下沉。
[6]为了木棒刚好会被翘起,此时杠杆的支点是桌子边缘,根据杠杆的平衡条件可知
F0×L=G×(L﹣L)
F0=1.5G
58. 匀速 0.6 0.075 大 无关 B
【详解】
(1)[1]实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。
[2]测力计分度值为,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为。
(2)[3][4]第2次实验时所做的有用功
第2次做的总功
滑轮组的机械效率是
(3)[5]分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越,滑轮组的机械效率越高。
[6] 分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)[7]各选项的分析如下:
A.增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大,故B符合题意;
C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据,机械效率与物体提升的速度无关,故C不符合题意。
故选B。
59. 62.5% 物重 不合理 摩擦阻力 偏大 等于 正确 B
【详解】
(1)[1]由表格数据知,第2次实验所做的有用功
W有=Gh=6N×0.1m=0.6J
通过滑轮级所做的总功
W总=Fs=3.2N×0.3m=0.96J
则机械效率
(2)[2]表格中,用相同的滑轮组,将重物提升相同的高度,第2次提升的重物比第1次的重,第2次机械效率要高,所以同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关。
(3)[3][4][5]若在静止时,读取弹簧测力计的示数,这种想法不合理,因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦,不考虑摩擦阻力的话,造成读数偏小,即拉力偏小,那么总功会偏小,而有用功的大小不变,所以机械效率会偏大。
(4)[6]若不计绳重和摩擦,那么拉力F=(G物+G动),则机械效率
而甲和丙图提升的重物相同,动滑轮相同,所以机械效率相同。
(5)[7]小明的认为测量滑轮组机械效率时,只测出所提升的物重大小及匀速拉动绳子自由端的拉力,这种观点是正确的,因为根据
可求出滑轮组的机械效率。
(6)[8]在实际生活中,用滑轮组提升重物时,若增大绳重,则额外功会增大,那么机械效率会降低;若减轻动滑轮的重,则额外功会减小,那么机械次效率会提高;而加快物体提升的速度和提升物体上升的高度,其机械效率不变,所以B选项正确。
60. 甲 高 1、4 不合理 C
【分析】
【详解】
(1)[1][2]绳端移动的距离是物体升高的高度的3倍,即绳子的段数为3段,故选甲图;所示的滑轮组测得的,其机械效率是
故机械效率是。
(2)[3][4]通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论,使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,机械效率越高;使用滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关,即物重相同,绳子的段数不同,故选1、4两次实验。
(3)[5]该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,想法是不合理的,因为忽略了摩擦力的影响。
(4)[6] 实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,多做几次,以得到普遍规律。
61. 匀速直线 1.25 0.3 80.6% 省力 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高 粗糙程度
【分析】
【详解】
(1)[1]为了保证弹簧测力计示数的稳定,便于读数,应让物体做匀速直线运动。
(2)[2][3][4]根据表中的数据,第3次实验中拉力所做的有用功为
故第3次实验中拉力所做的有用功为;从表格中可知,总功为1.55J,则克服摩擦力所做的额外功为
克服摩擦力所做的额外功为;机械效率为
机械效率为。
(3)[5]纵向比较表中数据,物体的重力均为5N,三次实验中沿斜面拉力都小于5N,但斜面越缓,沿斜面拉力越小,即越省力。
(4)[6]实验中,使用同一斜面,控制了物重相同,斜面的倾斜程度不同,机械效率不同,根据表格中的数据可知:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高。
(5)[7]拉动物体的过程中,需要克服摩擦力做功,所以斜面的机械效率还可能和斜面的粗糙程度有关。
62. 小于 2.5×105Pa 1.2×107J
【分析】
【详解】
(1)[1]在高速公路上疾驰时,轿车上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,大气会对轿车产生向上的压力差,使轿车对地面的压力小于车的重力。
(2)[2]轿车对水平路面的压力
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
轿车对水平地面的压强
(3)[3]轿车行驶的时间
t=30min=0.5h
轿车行驶的路程
s1=v1t=120km/h×0.5h=60km=6×104m
轿车沿水平直线匀速行驶时,在水平方向上受力平衡,F牵等于阻力为200 N,牵引力做功
W=F牵s1=200N×6×104m=1.2×107J
(4)[4]有用功
W有=G车h
牵引力做功
W总=Fs
克服阻力做功
W额=W总﹣W有=Fs﹣G车h
轿车在此过程中所受阻力
63. F1 增大 7000N 35s 95.2%
【分析】
【详解】
(1)[1]由抽象成的模型图可知,它用到的杠杆的相关知识,图中F0为拉索的拉力,F1相当于桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力,O点此杠杆的支点。
[2]如下图所示,桥塔高度增加后,阻力F1及其力臂不变,L0'>L0,即动力臂增大,由杠杆的平衡条件可知:斜拉索的拉力F0减小。
(2)①[3]由图知,n=3,拉力端移动距离
s=3h=3×10m=30m
绳重和摩擦不计,拉力
F=(G+G轮)=× (2×103kg×10N/kg+100kg×10N/kg)=7000N
②[4]拉力做功
W=Fs=7000N×30m=2.1×105J
由P=得做功时间
t===35s
③[5]有用功
W有用=Gh=2×104N×10m=2×105J
滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%≈95.2%
64. 省力 方向 150W 100N 80%
【分析】
【详解】
解:(1)该滑轮组由两个定滑轮和一个动滑轮组成,既可以省力又可以改变施力的方向;
(2)由图可知绳子承担重物的段数n为2,则绳子自由端移动距离
s=nh=2×3m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=250N×6m=1500J
拉力的功率
(3)因为不计绳重摩擦时拉力,所以动滑轮重力
G动=nF-G=2×250N-400N=100N
(4)工人通过滑轮组做的有用功
W有=Gh=400N×3m=1200J
滑轮组的机械效率
答:(1)省力;方向;
(2)拉力F做功的功率为150W;
(3)动滑轮的重为100N;
(4)该滑轮组的机械效率为80%;
65. 增大 不变 2.4×104J 7500N
【分析】
【详解】
(1)[1]当所提物体的重力增大时,在额外功一定的情况下,所做有用功变大,有用功在总功中所占的比例变大,故该滑轮组的效率将增大。
[2]由滑轮组的机械效率
可知,滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关。
(2)[3]提升重物做的有用功
W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J
(3)[4]拉力做的总功
W总==3×104J
由图可知,承担物重绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
由W总=Fs得拉力
F==7500N
66.(1)300J(2)40W(3)12.5N(4)75%.
【详解】
(1)有用功为W有=Gh=100N×3m=300J;
(2)拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J,拉力的功率为==40W;
(3)额外功为W额=W总 W有=400J 300J=100J,由W额=fs得:物体受到的摩擦力==12.5N;
(4)斜面的机械效率为==75%.
67.(1)500N;(2)80W;(3)600N
【详解】
(1)建材的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)由图可知,n=2,则1min绳子自由端移动的距离s=2h=2×12m=24m,拉力做的功:W=Fs=200N×24m=4800J,拉力的功率:P=W/t=4800J/60s=80W;
(3)由图象可知,当η=50%时,重物G=400N,因为η=W有/W总=W有/(W有+W额)=G/(G+G动),所以,50%=400N/(400N+G动),解得,G动=400N,当η′=60%时,η′=G′/(G′+G动),即60%=G′/(G′+400N),解得,G′=600N.
68.(1) 7.2J;(2) 60%;(3)6W
【详解】
(1)由图乙可知,2s时,物体上升0.2m,有用功
W有=Gh=36N×0.2m=7.2J
(2)滑轮组的动滑轮绕3段绳,总功
W总=Fs=F×3h=20N×3×0.2m=12J
滑轮组的机械效率
=60%
(3) 0~2s内,拉力F的功率
=6W
答:(1)0~2s内,滑轮组所做的有用功是7.2J;
(2)该滑轮组的机械效率是60%;
(3)0~2s内,拉力F的功率是6W。
69.(1)100J(2)200W(3)80%
【详解】
(1)拉力所做的功:W拉=Fs=500N×0.2m=100J
(2)拉力做功的功率:
(3)此过程中拉力做的有用功为:
该杠杆的机械效率:
70.(1) 104Pa ; 200N ;(2)0N-100N
【分析】
【详解】
解:
(1)当水箱装满水时,物块A的下表面受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=104Pa
物块A排开水的题
V排=VA=Sh=0.04m2×1m=0.04m3
物块A受到的浮力
物块A的质量
物块A受到的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
物块A受到的拉力
F=G-F浮=600N-400N=200N
(2)当物块A全部浸没在水中时,通过滑轮对D点的拉力
由杠杆的平衡条件,物块B对杠杆的拉力
电子秤的示数
F/1=GB-F1=150N-50N=100N
当物块A全部露出在水面时,通过滑轮对D点的拉力
由杠杆的平衡条件,物块B对杠杆的拉力
电子秤的示数
F/2=GB-F2=150N-150N=0N
从水箱装满水到水位下降1m,电子秤所显示的压力示数变化范围是0N-100N。
答:(1)当水箱装满水时,物块A的下表面受到水的压强是104Pa;此时物块A所受的拉力是200N;
(2)电子秤所显示的压力示数变化范围是0N-100N。
71.(1) 120W;(2) 200N;(3) 88.9%
【详解】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率
所以
(3)已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力
由可得,提升的最大物重
则滑轮组的最大机械效率
答:(1)拉力的功率是120W;
(2)动滑轮受到的重力为200N;
(3)滑轮组机械效率最大值是88.9%。
72.(1)0.4m/s;(2)320W;(3)97.5%;(4)20N
【详解】
(1)人移动的距离,所用的时间,人移动的速度
物体移动的速度
(2)拉力做的功
拉力的功率
(3)物体上升的高度
该装置的机械效率
(4)动滑轮的重力
答:(1)物体移动的速度是0.4m/s;
(2)拉力的功率是320W;
(3)该装置的机械效率是97.5%;
(4)动滑轮的重力是20N。
73.(1)2400J;(2)400N;(3)1600N
【分析】
【详解】
解:(1)由图知,n=2,拉力端移动距离
s=2h=2×6m=12m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×12m=2400J
(2)由图像可知,当建材重为G1=400N时,滑轮组的机械效率η1=50%,由于滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计,滑轮组的机械效率
η==50%
解得动滑轮的重力
G动=400N
(3)因为滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计时,滑轮组的机械效率
η=
所以当滑轮组的机械效率为80%时
η′==80%
解得此时提升建材的重力
G′=1600N
答:(1)若工人用200N的拉力将建材匀速竖直向上提升了6m,拉力所做的总功为2400J;
(2)动滑轮重力为400N;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材的重力为1600N。
74.(1)10N;(2)80%;(3)
【详解】
(1)正方形A的体积为
A未露出水面时排开水的体积为
所受的浮力为
(2)由乙图可知,当A完全脱离水面时,滑轮组绳子自由端的拉力达到最大值F为12.5N,由图知,n为2,拉力移动的距离s为2h,A完全脱离水面后,滑轮组的机械效率为
(3)当A完全脱离水面后,水面将会降低,水面下降的高度
此时水深为
水对容器底部的压强为
答:(1)A未露出水面时所受的浮力为10N;
(2)A完全脱离水面后,滑轮组的机械效率为80%;
(3)A完全脱离水面后,水对容器底部的压强为。
75.(1)12.5N;(2)25J;(3)5W;(4)80%
【详解】
(1).动滑轮与杆总重力:G动=m动g=1kg×10N/kg=10N,
衣服的重力:G衣=m衣g=4kg×10N/kg=40N,
由图知,四段绳子承重,即n=4,则摇柄端绳子的拉力为:
;
(2).绳子移动的距离:s=4h=4×0.5m=2m,拉力做的功:
W总=Fs=12.5N×2m=25J;
(3).拉力做功的功率:
;
(4).有用功:W有用=G衣h=40N×0.5m=20J,
手摇升降晾衣架的机械效率:
.
答:(1).摇柄端绳子的拉力为12.5N.
(2).拉力做的功为25J.
(3).拉力做功的功率为5W.
(4).手摇升降晾衣架的机械效率为80%.
76.(1)7.2×104J,1.08×105J;(2)1.08×104W;(3)75%
【详解】
(1)有用功
W有用=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J
总功
W总=Fs=6×103N×3×6m=1.08×105J
(2)功率
(3)不计绳重和摩擦
G动=3F-G物=3×6×103N-1.2×104N=6×103N
答:(1)滑轮组提升重物所做有用功是7.2×104J、总功是1.08×105J,(2)滑轮组拉力F的功率是1.08×104W,(3)若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物,则其机械效率是75%。
77.(1)60W;(2)80%;(3)120N
【详解】
解:(1)由图知,此滑轮组由3段绳子承担物重,所以
s=3h=3×2m=6m
工人做的功为
W总=Fs=100N×6m=600J
工人做功的功率为
P总==60W
(2)滑轮组的机械效率为
η==80%
(3)动滑轮的重力
G动=3F﹣G物=3×100N﹣240N=60N
当物重为300N时
F′=×(300N+60N)=120N
答:(1)工人做功的功率是60W;(2)滑轮组的机械效率是80%;(3)拉力应为120N。
78.(1);(2);(3)
【分析】
【详解】
解:(1)BC段拉力做功为
功率为
(2)AB段所做总功为
AB段所做有用功为
所做额外功为
(3)斜面的机械效率为
答:(1)工人推动货物在车厢底板BC上匀速运动时的功率为。
(2)工人把货物从A点推到B点的过程中做的额外功为。
(3)斜面的机械效率为。
79.(1)2×105Pa;(2)20W;(3)66.7%
【分析】
【详解】
解:(1)货车重力
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
货车静止时对泥泞地面的压力
F=G=4×104N
货车静止时对泥泞地面的压强
(2)货车移动的速度为
由图可知n=2,则绳端移动的速度为
拉力F所做功的功率
(3)该滑轮组做的总功
W总=Pt=20W×5×60s=6000J
货车所受路面的摩擦力为车总重的0.02倍,则摩擦力
f=0.02G=0.02×4×104N=800N
克服货车所受路面的摩擦力做的功为有用功
W有=fs=800N×5m=4000J
该滑轮组的机械效率
答:(1)路面所受货车的压强为2×105Pa;
(2)拉力F所做功的功率为20W;
(3)该滑轮组的机械效率为66.7%。
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