第12章:简单机械期末试题选编2020-2021学年内蒙古各地八年级物理下学期(Word版含答案)

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名称 第12章:简单机械期末试题选编2020-2021学年内蒙古各地八年级物理下学期(Word版含答案)
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科目 物理
更新时间 2022-03-02 00:00:00

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第12章:简单机械练习题
一、单选题
1.(2021·内蒙古科尔沁·八年级期末)下图所示的工具中,属于费力杠杆的是:
A. 钢丝钳 B. 起子
C. 羊角锤 D. 镊子
2.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)如图所示的厨房器具中,在使用时属于省力杠杆的是(  )
A.去核器
B.瓶盖起子
C.面包夹
D.筷子
3.(2021·内蒙古海拉尔·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
4.(2021·内蒙古准格尔旗·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·内蒙古扎鲁特旗·八年级期末)如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AO=BO,杠杆自重不计,则GA和GB的大小关系是(  )
A.GA>GB B.GA=GB C.GA<GB D.无法比较
6.(2021·内蒙古巴彦淖尔·八年级期末)下列关于力和杠杆示意图中正确的是(  )
A.静止在斜面上物体的受力分析 B.动力的力臂
C.木块对斜面的压力示意图 D.力的力臂
7.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)旗杆上安装滑轮,它的滑轮性质和作用是(  )
A.定滑轮,用来省力 B.动滑轮,用来改变力的方向
C.定滑轮,用来改变力的方向 D.动滑轮,用来省力
8.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)用下列方法匀速提升同一重物,若不计绳子、滑轮的重力及摩擦,其中最省力的是( )
A. B. C. D.
9.(2021·内蒙古扎兰屯·八年级期末)在你学过的简单机械里既可以省力又可费力的机械是(  )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.杠杆
10.(2021·内蒙古阿荣旗·八年级期末)如图所示,在“测量提升物体所做的功”的活动中,以下说法正确的是( )
A.不用斜面提升物体更省力
B.利用斜面拉升物体时做的功更多
C.活动中沿斜面的拉力F大于物体重力G
D.斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
11.(2021·内蒙古霍林郭勒·八年级期末)如图所示,甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等,用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升,在相等时间内绳端A、B移动相同的距离(忽略绳重和摩擦),在此过程中,下列选项正确的是(  )
A.两钩码上升的速度相等 B.两滑轮组绳端的拉力相等
C.甲滑轮组的总功比乙少 D.两滑轮组的机械效率相等
12.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物.不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(  )
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 机械效率一样大
D.乙图省力 机械效率乙图大
13.(2021·内蒙古巴彦淖尔·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
14.(2021·内蒙古准格尔旗·八年级期末)为了将放置在水平地面上、重的重物提升到高处。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变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则下列选项正确的是(  )
A.在0~1s内,重物对地面的压强p为200Pa
B.在1~2s内,拉力F做的功W为375J
C.在2~3s内,拉力F的功率P为300W
D.在2~3s内,滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为53%
15.(2021·内蒙古科尔沁·八年级期末)关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是
A.功率大的机械做功一定快
B.功率大的机械做功一定多
C.机械的功率越小,其机械效率越低
D.机械效率越高,机械做的有用功越多
16.(2021·内蒙古·阿拉善左旗教学研究与教师培训中心八年级期末)下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是(  )
A.功率大的机械,做功一定多
B.做功多的机械,效率一定高
C.做功快的机械,功率一定大
D.效率高的机械,功率一定大
17.(2021·内蒙古青山·八年级期末)工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=10N/kg,则下列说法正确的是(  )
A.工人做的总功为900J B.工人做的额外功为300J
C.工人做功的功率为60W D.此斜面的机械效率为80%
18.(2021·内蒙古科尔沁左翼中旗·八年级期末)如图所示,利用滑轮组用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是(  )
A.对物体做的功是额外功
B.拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍
C.拉力F做的功是有用功
D.增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
19.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组,将500N的重物在5s内匀速提升3m,所用拉力F为300N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(  )
A.工人做的总功为1800J
B.动滑轮的重力为50N
C.滑轮组的机械效率为91.7%
D.提升更重的物体,滑轮组的机械效率会变小
二、多选题
20.(2021·内蒙古青山·八年级期末)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),下列说法正确的是(  )
A.物体A和地面之间摩擦力是2N B.弹簧测力计读数为9N
C.F2的功率为0.9W D.如果增大F2,物体A可能向左运动
三、填空题
21.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)如图,在水平位置平衡的杠杆A处挂2个相同的小球,B处挂4个相同的钩码,此时杠杆仍保持原位置平衡。已知1个钩码重为0.5N,则1个小球重为_________N;将左右两侧的物体同时向O点移动1格后,杠杆将_________(选填“仍保持原位置平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)。
22.(2021·内蒙古霍林郭勒·八年级期末)如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.2米,在它的中点B处挂一重30牛的物体G.若在杠杆上A端施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,则力F的方向应竖直___________,大小为___________牛.
23.(2021·内蒙古青山·八年级期末)如图所示,小明用筷子夹起一块月饼。A、B、C三点中,________点是支点,此时筷子可看作_______杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
24.(2021·内蒙古·阿拉善左旗教学研究与教师培训中心八年级期末)在如图中杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码,用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点,使杠杆在水平位置平衡,如图所示,测力计的示数应是___________ N;如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将___________(“变大”、“不变”或“变小”)。
25.(2021·内蒙古科尔沁·八年级期末)力F的方向始终与杠杆垂直,如图所示,则杠杆由A位置匀速运动至B位置的过程中,力F的大小将______(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
26.(2021·内蒙古扎兰屯·八年级期末)如图甲是生活中几种常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是_______(填写字母序号);属于费力杠杆的是_______(填写字母序号);人们使用费力杠杆是为了省______;如图乙所示,动滑轮实质是______。
27.(2021·内蒙古扎鲁特旗·八年级期末)在水平桌面上放一个200N的重物,现用如图所示装置将物体匀速拉动,物体与桌面的摩擦力是30N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为___________N。
28.(2021·内蒙古科尔沁左翼中旗·八年级期末)在水平桌面上放一个200N的重物,现用如图所示装置将物体匀速拉动,物体与桌面的摩擦力是48N时,不考虑机械重力和机械所有的摩擦,水平拉力F=______N,若物体前进1m所用的时间为10s,拉力F做功的功率为______W。
29.(2021·内蒙古准格尔旗·八年级期末)如图所示,用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A重为20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力为2.5N,则在2s内做的有用功是________J,拉力做功的功率为________W,滑轮的机械效率是________(不计滑轮重力和绳与滑轮、滑轮与轴间的摩擦)。
30.(2021·内蒙古霍林郭勒·八年级期末)将重物从4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端.已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功为 ______ J,物体所受的重力为 ______ N。
31.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)如图所示,用动滑轮将重为12N的物块竖直向上匀速提升20cm,拉力为8N,此过程中拉力做的功为________J,动滑轮的机械效率为________;若用这个动滑轮匀速提起重为16N的物块,拉力为_________N。
32.(2021·内蒙古青山·八年级期末)用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。图中所有滑轮等重,且不计绳重和摩擦。在重物上升过程中,甲的有用功_______乙的有用功,甲的机械效率_______乙的机械效率。(以上空填“大于”“等于”或“小于”)
四、作图题
33.(2021·内蒙古科尔沁左翼中旗·八年级期末)“节约用水,人人有责”如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1.
34.(2021·内蒙古·阿拉善左旗教学研究与教师培训中心八年级期末)如图所示,O点为杠杆的支点,请画出力F的力臂,并用字母L表示。
( )
35.(2021·内蒙古扎兰屯·八年级期末)在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,城墙外护城河上安装的吊桥装置就是—个例子,如图所示。请标明吊桥被拉起时的动力臂 l1及阻力臂 l2(阻力是吊桥的重力,其重心在吊桥的中心)
36.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)(1)杠杆的支点在O,作出力F的力臂;( )
(2)下图表示在空中飞行的重力为3N的足球,画出它所受重力的示意图。( )
37.(2021·内蒙古科尔沁·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.
( )
38.(2021·内蒙古呼和浩特·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,在杠杆上施加最小动力F,使杠杆在图示位置平衡,请你在图中画出这个力的示意图.
39.(2021·内蒙古青山·八年级期末)如图,力气大的人,用一只手就可以把一盆水端起,此时脸盆相当于一个杠杆.右边是它的示意图,图中O为支点,A为动力作用点,请你在示意图中国出最小动力F1和阻力臂L2.
( )
40.(2021·内蒙古·呼和浩特市实验中学八年级期末)(1)如图,物体A放在斜面上处于静止状态,在图中画出A所受重力G和对斜面的压力F的示意图;
(2)如图是一杠杆图,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;
(3)如图,使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升,要求绳子的自由端要向下拉,请你用笔画线代替绳子,画出滑轮组最省力的绕绳方法。
41.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)如图所示,要将一油桶推上台阶,请画出所用最小动力的示意图。
42.(2021·内蒙古呼和浩特·八年级期末)如图所示,用滑轮组提升物体,已知滑轮质量均为2kg,物体重100N,绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法,并在绳的末端标出力的方向。(不考虑绳重及摩擦)
43.(2021·内蒙古科尔沁左翼中旗·八年级期末)一个站在地面上的工人利用滑轮组提起重物,请画出滑轮组的绕法.
五、实验题
44.(2021·内蒙古·呼和浩特市实验中学八年级期末)如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_______(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:_________(用字母表示)。他这样得出的结论_________(合理/不合理);原因是:_________________ ;
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:_____________。
45.(2021·内蒙古青山·八年级期末)利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆______(填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向______(填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止,这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响,且便于______;
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂______个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡,如果在B、D两处的钩码各去掉一个,杠杆将______(填“仍然平衡”或者“左端下沉”或者“右端下沉”);
(3)保持B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L1和动力F1的数据,绘制了L1-F1的关系图象,如图丁所示。请根据图象推算,当L1为0.6m时,F1为______N;
(4)小红用弹簧测力计在D点处竖直向下使杠杆在水平位置平衡,如图丙所示,但小红同学面对甲图状况,没有调水平平衡就匆忙进行了实验,则杠杆虽然此时水平平衡,但可以判断:FB OB______F1 OD(选填“大于、“小于”或“等于”,F1是弹簧测力计的示数)。
46.(2021·内蒙古扎鲁特旗·八年级期末)小芬在做“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止时在如图甲的情况,则应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置达到平衡;让杠杆在水平位置平衡的目的是___________。
(2)图乙所示是水平位置平衡后的杠杆,小芬从左侧去掉两个钩码,则你应将杠杆右侧的钩码由3的位置移动到_________的位置,才可以使杠杆仍在水平位置平衡。小芬又用如图丙所示装置进行实验,弹簧测力计的读数应是________N。(一个钩码重0.5N)
(3)聚餐时使用公筷逐渐成为人们的共识。如图所示是用筷子夹食物时的示意图丁,已知O点为杠杆支点,则筷子是________。
A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 D.省功杠杆
47.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示:
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______:根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式( );
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率______(选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是______
48.(2021·内蒙古青山·八年级期末)包头市建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图,实验数据记录如下表所示:
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%

(1)实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用___________图所示装置来完成的;
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度___________(选填“有关”或“无关”);
(4)通过比较___________(填实验次数的序号)两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,_________越重,机械效率越小;
(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有__________。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重 C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
六、计算题
49.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)如图所示,水平地面上放着质量为42 kg的物体A,用如图所示的滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10 N/kg)。求:
(1)动滑轮重;
(2)人所施加的拉力的功率;
(3)若人的质量为60 kg,则用此滑轮组最多能提升多重的物体?此时该滑轮组的机械效率是多少?(计算结果保留一位小数)
50.(2021·内蒙古科尔沁左翼中旗·八年级期末)抗击新冠肺炎疫情期间,武汉火神山医院夜以继口进行抢建,如图所示为某品牌的挖掘机在现场施工的情景,当挖掘机将质量为200kg的泥土匀速举高3m时,用时2s,此时挖掘机的功率为20kW。求∶
(1)泥土的重力;
(2)挖掘机克服泥土重力所做的功;
(3)此时挖掘机的机械效率。(g取10N/kg)
51.(2021·内蒙古呼和浩特·八年级期末)一体重为600N,双脚与地面的接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%,(不计绳重及摩擦),求:
(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大;
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体。
52.(2021·内蒙古·呼和浩特市实验中学八年级期末)为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处,小辉同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小辉用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,重物的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示。若重物与地面的接触面积,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:
(1)重物还没挂在滑轮组装置前对水平地面的压强p
(2)在2~3s内,拉力F的功率P
(3)在2~3s内,滑轮组的机械效率η
(4)在1~3s内,拉力F做的功487.5J,则1~2s内物体移动的距离
53.(2021·内蒙古·阿拉善左旗教学研究与教师培训中心八年级期末)质量为20kg、底面积100cm2的物体静止在水平地面上.用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m,已知动滑轮重50N,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:
(1)提升前,物体静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)拉力F的功率;
(3)滑轮组的机械效率.
54.(2021·内蒙古扎鲁特旗·八年级期末)滑轮组能省力又改变力的方向。建筑工人用自制的滑轮组把重的重物提升。如图所示,绳子自由端的拉力,(不计摩擦和绳子重)求:
(1)拉力做的功;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)用该滑轮组提起重的重物时,绳子自由端的拉力。
55.(2021·内蒙古固阳·八年级期末)某人用如图所示的滑轮组,在20s内将一个重为600N的物体,沿着水平地面匀速拉动了4m。拉力F做功为1440J,物体与地面的接触面积为0.4m2,物体移动时受地面的摩擦力为350N。不计绳重及机械的摩擦。试求:
(1)物体对地面的压强是多少?
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)拉力F的大小是多少?
(4)动滑轮的重力是多少?
(5)滑轮组的效率是多少?(结果保留一位小数)
56.(2021·内蒙古青山·八年级期末)如图是某建筑工地上的吊装工具,物体M1是重5000N的配重,杠杆AB支点为O,已知OA:OB=1:2,滑轮下挂货物M2,每个滑轮重100N,工人体重为600N,杠杆与绳的自重及滑轮组间摩擦均不计,当工人用400N力竖直向下以60cm/s的速度匀速拉动绳子时,求:
(1)工人对地面的压力;
(2)工人做功的功率;
(3)滑轮组提升货物M2的效率;
(4)M1对地面的压力。
57.(2021·内蒙古·呼和浩特市实验中学八年级期末)如图所示,斜面长s=2m,高h=0.5m。建筑工人将质量m=40kg的长方体,从斜面底端匀速拉到顶端时,用时15s,沿斜面向上的拉力F=150N。求:
(1)斜面的机械效率
(2)在斜面上匀速拉动物体过程中,物体所受摩擦力
58.(2021·内蒙古科尔沁·八年级期末)如图所示,质量为60kg的工人用滑轮组将1000N的重物提升了2m,每个滑轮的重力均为50N(不计绳子与滑轮之间的摩擦,g取10N/kg)。
(1)绳子上的拉力为多大?
(2)拉力做了多少功?此时的机械效率是多少?
(3)这名工人用该装置最多能提起多重的重物?
59.(2021·内蒙古呼和浩特·八年级期末)如图所示,一轻质杠杆的B端挂一质量为10kg的物体,A端用一细绳将杠杆系于地上,细绳与杠杆间的夹角为30°,OA=1m,OB=0.4m,此时杠杆在水平位置平衡。现在O点放一质量为5kg的物体,用F=10N的水平拉力使物体向左匀速滑动,问:(g取10N/kg)
(1)物体未滑动时,细绳承受的拉力为多大?
(2)物体运动到距O点多远的地方,细绳AC的拉力恰好为零?
60.(2021·内蒙古海拉尔·八年级期末)如图所示,正方体A边长为10cm,重30N,正方体B边长为5cm,重为10N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动。求:
(1)物体A对桌面的压强;
(2)拉力F。
61.(2021·内蒙古准格尔旗·八年级期末)我国自主研发建造的“天能号”绞吸挖泥船投入使用,其智能化挖掘系统、输送系统高功率配置均为世界领先水平,其主要参数如下表;(取g=10N/kg,)
项目 参数
总长度(m) 140
宽度(m) 27.8
吸/排管径(mm) 1000/1000
满载排水量(t) 1.7×104
满载吃水深度(m) 6.5
泥泵输送功率(W) 1.7×107
(1)求满载时挖泥船受到的浮力是多少?
(2)若船底需要安装探测仪器,其面积为40cm2,求满载时探测仪器受到水的压力是多少?
(3)挖泥船在某水域执行任务,其工作量相当于将1.36×104t的淤泥输送至高15m的平台上;假设挖泥船泥泵的机械效率为30%,求完成此任务需要多长时间?
62.(2021·内蒙古满洲里·八年级期末)某同学用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面匀速提高2m,所用的拉力为250N,不计绳重和摩擦。求这个过程中:
(1)滑轮组做的有用功;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率。
63.(2021·内蒙古额尔古纳·八年级期末)在斜面上将一个重为4.5N的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功为有用功。求这个斜面的机械效率是多少?额外功是多少?
64.(2021·内蒙古巴彦淖尔·八年级期末)如图所示,在一次野外救援行动中,救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口。已知井深15m,汽车重,汽车匀速拉绳子时的拉力为,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。汽车匀速运动的速度为,滑轮组的机械效率为60%。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多少功?
(2)物体的重力是多少?
(3)将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(4)汽车的牵引力为多少?牵引力做功的功率为多少?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆,四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的,故应选D.
2.B
【分析】
本题考查杠杆的分类,根据动力臂和阻力臂判断。
【详解】
A.用去核器时,动力臂小于阻力臂是费力的杠杆,故A项不符合题意;
B.瓶盖起子动力臂大于阻力臂是省力杠杆,故B项符合题意;
CD.面包夹子与筷子,动力臂小于阻力臂是费力的杠杆,故CD项不符合题意。
故选B。
3.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.
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

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.C
【分析】
【详解】
由图可知,杠杆右侧所受拉力的力臂OC为
根据杠杆平衡的条件可知
由图可知,杠杆在A点所受拉力的力臂为OA,且OC小于OB,因为OA等于OB,所以由上式可知,GA小于GB。
故选C。
6.A
【分析】
【详解】
A.静止在斜面上的物体,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,故A正确;
B.从支点O作动力F1作用线的垂线段,垂线段的长度为动力臂l1,图中所标力臂为力的作用线的一部分,故B错误;
C.木块对斜面的压力,作用点应该在斜面上,而不是在木块上,故C错误;
D.从支点O作动力F1作用线的垂线段,垂线段的长度为动力臂l1,图中所标力臂为力支点到力的作用点的距离,故D错误。
故选A。
7.C
【分析】
【详解】
旗杆上安装滑轮的是定滑轮,它的滑轮性质和作用是,通过它实现了改变力的方向,但不省力也不费力,升旗时,用力向下拉绳子,国旗向上升。
故选C。
8.D
【分析】
【详解】
A定滑轮,故不省力,故拉力等于物重;B一个动滑轮,省一半的力,故拉力为物质的一半;C是滑轮组,两端绳子分担动滑轮和物重,故拉力为物重的一半,而D是3端绳子分担动滑轮和物重,故拉力为物重的三分之一,故D最省力,故D符合题意。
故选D。
9.D
【分析】
【详解】
A.定滑轮的实质是等臂杠杆,也不省力也不费力,故A不符合题意;
B.动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以是省力机械,故B不符合题意
C.滑轮组由动滑轮和定滑轮组成,是既省力又能改变力的方向的装置,所以是省力机械,故C不符合题意;
D.因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,所以杠杆可省力也可费力,故D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】
AC.用斜面可以省力;故AC错误;
B.利用斜面需要克服摩擦力做功;故利用斜面拉升物体时做的功更多,故C正确;
D.由斜面的特点可知,斜面的倾斜程度越大,越费力,沿斜面所用的拉力越大,故D错误.
11.D
【详解】
A.由图知,通过甲乙两图中通过动滑轮绳子段数
n1=2,n2=3
在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,由v=可知绳端移动的速度相同,两个钩码上升的速度
v物甲=
v物乙=
所以两钩码上升的速度不相等,故A错误;
B.忽略绳重和摩擦,绳子受到的拉力分别为
F甲>F乙
两滑轮组绳端的拉力不相等,故B错误;
C.两个滑轮做的总功
W甲总=F甲s=(G+G动)s
W乙总=F乙s=(G+G动)s
W甲总>W乙总
故C错误;
D.有用功
W甲有=Gh甲=Gs
W乙有=Gh乙=Gs
两滑轮组的机械效率
η甲=
η乙=
η甲=η乙
两滑轮组的机械效率相等,故D正确。
故选D。
12.C
【详解】
不计绳重及摩擦,拉力
F=(G物+G轮)
n1=2,n2=3
绳子受的拉力
F甲=(G物+G轮)
F乙=(G物+G轮)
乙图省力;动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,η=,滑轮组的机械效率相同。
故选C。
13.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。
14.C
【分析】
【详解】
A.观察图丙可知,在0~1s内,重物的速度为零,则重物处于静止状态,平衡状态,受力平衡,以重物和动滑轮为一个整体,进行受力分析,它们受到自身的重力作用、地面对重物向上的支持力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用,而从图乙可知,0~1s时,拉力的大小是30N,则可得
要想知道支持力的大小,需要求出动滑轮的重力;再观察下图丙,1~2s时,重物的速度在不断变大,不是匀速运动,2~3s时,重物的速度保持不变,则是匀速运动,处于平衡状态,受力平衡,这时重物也离开了地面,地面对它不存在支持力,以重物和动滑轮为一个整体,进行受力分析,它们受到自身的重力作用、三条绳子对动滑轮的拉力作用,而从图乙可知,2~3s时,拉力的大小是40N,三条绳子托着动滑轮,则可得到
可解得;由上述式子可知
力的作用是相互的,地面对重物的支持力大小等于重物对地面的压力大小,则0~1s内重物对地面的压力大小
重物与地面的接触面积,根据压强公式可知,在0~1s内,重物对地面的压强
在0~1s内,重物对地面的压强是600Pa,故A错误;
B.从图丁可以看到,在1~2s内,重物上升的高度为1.25m,三条绳子托着动滑轮,则拉力绳端移动的距离
再观察图乙,在1~2s内,拉力大小是50N,根据可知,拉力F做的功
在1~2s内,拉力F做的功为187.5J,故B错误;
C.从图乙可以看到,在2~3s内,拉力F的大小是40N,再从图丙可以看到,在2~3s内,重物速度大小是2.5m/s,速度大小不变,是匀速运动,则拉力绳端速度
根据可知,在2~3s内,拉力F的功率
在2~3s内,拉力F的功率是300W,故C正确;
D.从图丁可以看到,在2~3s内,重物上升的高度
重物的重力是100N,则在2~3s内,滑轮组做的有用功
滑轮组做的有用功是250J;从图乙可以看到,在2~3s内,拉力的大小是40N,这段时间重物上升的高度是2.5m,从图甲可以看到,三条绳子托着动滑轮,则拉力绳端移动的距离
滑轮组做的总功
在2~3s内,滑轮组的机械效率
即在2~3s内,滑轮组的机械效率保留两位有效数字后为83%,故D错误。
故选C。
15.A
【详解】
AB.功率大的机械,做功快,但不一定多,故A正确、B错误;
C.机械效率是有用功与总功的比值;机械的功率越小,则做功越慢,与机械效率无关,故C错误;
D.机械效率越高,是有用功与总功的比值越大,而不是有用功越多,故D错误.
16.C
【详解】
试题分析:根据功、功率、机械效率的关系分析.功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值.
解:A、说法错误,功率大,只能说明做功快;
B、说法错误,由于机械效率是有用功与总功的比值,故做功多,不一定机械效率就大;
C、说法正确;
D、说法错误,机械效率高,只能说明有用功在总功中占的比例大.
故选C.
17.B
【分析】
【详解】
A.工人做的总功为
W总=Fs=400N×3m=1200J
故A错误;
B.做的有用功为
W有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J
所做额外功为
W额=W总﹣W有=1200J﹣900J=300J
故B正确;
C.工人做功的功率为
P==80W
故C错误;
D.斜面的机械效率为
η=×100%=75%
故D错误。
故选B。
18.D
【分析】
【详解】
AC.提升物体做的功为有用功W有用=Gh,拉力做的总功W总=Fs,克服动滑轮重力和摩擦力做的功为额外功,故AC错误;
B.由图知,n=3,则s=3h,拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍,故B错误;
D.提升的物重变大时,有用功增大,额外功不变,有用功在总功中所占比例增大了,所以机械效率就增大了,故D正确。
故选D。
19.A
【分析】
(1)由图可知,绳子的有效股数为3,由求出绳端移动的距离,根据求出总功;
(2)根据求出动滑轮的重力;
(3)根据求出有用功,利用求出该滑轮组的机械效率;
(4)在额外功不变的情况下增大有用功,即利用机械效率的计算公式分析即可判断机械效率的变化。
【详解】
A.由图可知,n=3,则绳端移动的距离
工人做的总功
故A正确;
B.由可得,动滑轮的重力
故B错误;
C.克服物体重力做的有用功
则该滑轮组的机械效率
故C错误;
D.在其他量不变的情况下,提升更重的物体,即在额外功不变的情况下,增大了有用功,根据公式可知,此时的机械效率将变大,故D错误。
故选A。
20.AB
【分析】
【详解】
A.由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,不计滑轮和绳子自重及摩擦时,物体B对滑轮的拉力
那么B受到的向左的拉力也是6N。而B做匀速直线运动,则A对B的向右的摩擦力与B受到的拉力是一对平衡力,那么
fAB=6N
A静止在地面上,受到向右的拉力F1、B对A的向左的摩擦力,还有地面对A摩擦力的作用,而B对A的摩擦力与A对B的摩擦力是一对相互作用力,那么
fBA=fAB=6N
所以地面对A的摩擦力向右,其大小
f= fBA-F1=6N-4N=2N
故A正确;
B.弹簧测力计受到三根绳子拉力的作用,其示数
F示=3F2=3×3N=9N
故B正确;
C.物体B移动的速度为0.1m/s,则绳子自由端移动的速度
v=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率
P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
故C错误;
D.F2增大时,物体B会做加速运动,因为此时B对A的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A、B间的摩擦力不变,那么A的受力不受影响,A还是处于静止状态,故D错误。
故选AB。
21. 1.5 右端下沉
【详解】
[1]设杠杆每格长为L,根据杠杆平衡条件得

解得
[2]将左右两侧的物体同时向O点移动1格后,杠杆的左端力和力臂的乘积为
杠杆右端力和力臂的乘积为

故杠杆将右端下沉。
22. 向上 15
【详解】
[1]根据杠杆的平衡条件可知,阻力和阻力臂一定,要使拉力最小,动力臂要最长.动力臂为OA最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上;
[2]杠杆在水平位置平衡,F1l1=F2l2,
F1×0.2m=30N×0.1m
F1=15N.
23. C 费力
【分析】
【详解】
[1]如图示,C点是杠杆绕着转动的点,是支点。
[2]此时的筷子,手指作用的力是动力,月饼对筷子的力是阻力,那么动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
24. 1 变大
【分析】
【详解】
[1]由图示知,杠杆的阻力
F2=4×0.5N=2N
设杠杆每一小格的长度为l,据杠杆的平衡条件有
F1 4l=2N 2l
解得
F1=1N
弹簧测力计的示数应是1N。
[2]将图示中弹簧测力计沿虚线方向拉,则对应的动力臂变小,阻力和阻力臂大小不变,那么动力要变大,所以测力计的示数将变大。
25.变小
【分析】
【详解】
保持F的方向始终与杠杆垂直,则动力臂不变;将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,阻力不变(等于重物的重力),由图知重物对杠杆拉力的力臂变小(即阻力臂变小),所以由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,动力F将变小。
26. B、C A、D 距离 省力杠杆
【分析】
【详解】
[1]由图中可知,B、C在使用时动力臂大于阻力臂,故属于省力杠杆。
[2]由图中可知,A、D在使用时动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆。
[3]费力杠杆费力而省距离,故人们使用费力杠杆是为了省距离。
[4]由图乙可知,动滑轮的动力臂大于阻力臂,故动滑轮实质上是一个省力杠杆。
27.10
【分析】
【详解】
从图可知,有三段绳子在拉物体,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为摩擦力的三分之一,所以水平拉力F为
28. 16 4.8
【分析】
【详解】
[1][2]由二力平衡可知,与物体相连的绳子的拉力等于物体所受摩擦力,即48N,动滑轮上有三段绳子,则水平拉力为
物体前进1m,绳子拉动3m,则拉力F做功的功率为
29. 4 2.5 80%
【详解】
[1]物体受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,则
f=0.2G=0.2×20N=4N
物体2s移动的距离
s=vt=0.5m/s×2s=1m
在2s内做的有用功是
W有= f s=4N×1m=4J
[2]使用的是动滑轮,拉力移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率为
[3]滑轮的机械效率
30. 1200 900
【分析】
【详解】
[1]推力做的总功
W总=Fs=300N×4m=1200J
[2]推力做的有用功
W有用=W总×75%=1200J×75%=900J
利用W有用=Gh变形得
31. 3.2 75% 10
【分析】
【详解】
[1]图中使用一个动滑轮,n=2,拉力自由端移动的距离
此过程中拉力做的功为
[2]动滑轮的机械效率
[3]动滑轮的重力
若用这个动滑轮匀速提起重为16N的物块,拉力为
32. 等于 大于
【分析】
【详解】
[1]因为W有=Gh,所以利用甲和乙滑轮组将同一重物提升相同高度做的有用功相等,即
W有用甲=W有用乙
[2]不计绳重及摩擦时,提升动滑轮做的功是额外功,甲图中只有一个动滑轮,乙图中有两个动滑轮,提起相同高度,由W额=G动h可知,所以
W额甲<W额乙
因为
W总=W有+W额
W额甲<W额乙,W有用甲=W有用乙
所以甲的总功小于乙的总功,即
W总甲<W总乙
两图中有用功相同,甲的总功小,由可知,甲的机械效率大,即
η甲>η乙
33.
【详解】
过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2;动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂L1,如下图所示:
34.
【分析】
【详解】
根据力臂的定义,过支点O点作力F的作用延长线的垂线为F的力臂L,如图所示
35.
【分析】
【详解】
过吊桥重心,沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示,即为吊桥所受重力示意图;过支点O,分别向动力和阻力的作用线引垂线段,即为动力臂l1和阻力臂l2,如图所示:
36.
【分析】
【详解】
(1)将力F的作用线反向延长,过O点作力F的作用线的垂线段,此垂线段即为力F的力臂,所以作图如下:
(2)空中飞行的足球所受的重力方向竖直向下,作用点在足球的重心,作图如下:
37.
【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;
38.见解析所示
【详解】
分析:根据杠杆平衡的条件,,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.因此先确定最长的力臂,即离支点最远的点;然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可.
解答:由图可知,OB大于OA,故根据杠杆平衡条件可知,最长的力臂为OB时,动力最小,过B点作垂直于OB的作用力F,要使杠杆平衡,其方向应该向上.如图所示:
【点睛】由杠杆的平衡条件,杠杆中最小作用力问题,可以转化为最大力臂问题,解题的关键是找出最长的力臂.
39.
【详解】
力臂是支点到力的作用线的距离;当动力最小时,也就是动力臂最大时,最大的力臂就是支点与动力作用点的连线,如下图所示:
40.(1) ;(2);(3)
【分析】
【详解】
(1)过物体的重心画一条竖直向下的带箭头的线段,符号为G,即为重力的示意图;在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线段,符号为F,即为压力的示意图,如下图
(2)连接OA就是最长的动力臂,由杠杆平衡的条件知道,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力和该力的力臂,如下图
(3)要使滑轮组最省力,需要承担物重的绳子段数最多,所以要从动滑轮绕起,依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮,如下图
41.
【详解】
将一油桶推上台阶时可把油桶看做杠杆,重力为它的阻力,台阶与油桶的接触点为支点,在阻力和阻力臂不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,要使所用的动力最小,则动力臂要最大,连接支点与圆心作圆的直径,用此直径为动力臂即为最大的动力臂,在油桶的边缘斜向上作与此直径垂直的力的示意图,即为最小的动力F,如下图所示:
42.
【详解】
滑轮的重力
则滑轮和物体的总重力为
100N+20N=120N
已知绳子能承受的最大拉力为50N,当绳子承担重物的段数为3时,则能够提升物体的最大重力为
当绳子承担重物的段数为2时,则能够提升物体的最大重力为
物体重100N,大于80N,小于130N,所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3,起点从动滑轮的挂钩开始,绳子末端的拉力向上,如图所示
43.
【详解】
解答:由题可知,人站在地上通过滑轮组把重物拉到楼上,所以拉力的方向应向下,则绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮,再向上绕过定滑轮,最后绳端的拉力应向下.如上图所示.
44. 左 F1l1=F2l2 不合理 实验次数太少,得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力
【详解】
(1)[1]杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[2][3][4]杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2),初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确,有些是为了寻找普遍规律,探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律.本次实验,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
(3)[5]图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,杠杆的重心不在支点上,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
45. 达到 右 测力臂 4 右端下沉 0.5 小于
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]因杠杆静止,故此时杠杆达到了平衡状态,由图甲可知,此时杠杆左边重右边轻,故接下来应向右调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆保持水平并静止,这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验结果的影响,且在实验过程中便于测量力臂。
(2)[4][5]设杠杆的分度值为L,每个钩码的重力为G,则杠杆水平平衡时,由杠杆原理有:
解得n=4,即应在杠杆的D点挂4个相同的钩码,如果在B、D两处各去掉一个钩码,则有:
故杠杆将右端下沉。
(3)[6]由题意可知,阻力与阻力臂均不变,由F1L1=F2L2可知,利用图像中的数据可以得出:
故当L1=0.6m时,解得
(4)[7]因图甲中杠杆左端低右端高,故要使得杠杆水平平衡,则需要施加额外的力用于克服杠杆左端的重力,故可判断
46. 右 为了便于测量力臂 1 2 C
【分析】
【详解】
(1)[1]由甲图可知,杠杆左端下沉,所以应该向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
[2]如果杠杆在水平位置平衡,可以利用杠杆上的刻度尺直接读出力臂,方便测量力臂。
(2)[3]设杠杆上一个小格所代表的长度为l,一个钩码的重力为G,所以右侧钩码位置距离支点的格数n为
所以应将杠杆右侧的钩码由3的位置移动到“1”的位置。
[4]在直角三角形中,30°所对的直角边是斜边的一半,所以弹簧测力计拉力的力臂为
弹簧测力计的读数为
(3)[5]在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,所以筷子是费力杠杆,使用任何机械都不可避免要做额外功,所以任何机械都不省功,故选C。
47. 80.0% 越高 自重不同的滑轮
【详解】
(1)[1]第3次实验中,有用功
W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率
[2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍,所心滑轮组承重绳子的根数为3,那么滑轮组的绕线如图:
(2)[3]分析表格数据知,用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]猜想二,要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,换用自重不同的动滑轮进行实验。
48. 匀速 乙 无关 1、3 动滑轮 ABC
【分析】
【详解】
(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能让滑轮组处于平衡状态,受到平衡力的作用。
(2)[2]第4次实验中,绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的5倍,那么滑轮组承重绳子的根数为5根,用的是丙图的装置。
(3)[3]1、2组数据中,绳端移动距离都是钩码上升高度的3倍,即所用的是同一装置。实验中,钩码重相同,提升的高度不同,但机械效率相同,这说明使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4)[4]由表格数据知,实验1、2、3次实验所用的是同一装置,而1、3两次实验中,将物重分别为2N和4N的物体提升相同的高度,两次的机械效率分别为55.6%和70.2%,这说明同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(5)[5]3、4两次实验中,所用的滑轮组不同,将相同重物提升相同高度,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越小。
(6)[6]由以上实验中,提升的物体越重,机械效率越高,动滑轮越重,机械效率越低,所以减轻动滑轮的重、增加物重都可提高机械效率,机械加润滑油,在所做有用功不变时,可减小克服摩擦所做的额外功,可以提高机械效率,起到节能作用,而增加重物上升高度对机械效率没有影响,故ABC正确。
49.(1)80N;(2)100W;(3)93.3%
【分析】
【详解】
解:(1)物体的重力
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
解得动滑轮重力:。
(2)由图知,n=2,不计绳重和摩擦,则人所施加的拉力
拉力端移动的速度
拉力做功的功率:
(3)若人的质量为60kg,则人的重力
力的作用是相互的,为了避免人被绳子拉上去,则人施加的最大拉力
不计绳重和摩擦,由可得,提升的最大物重
此时该滑轮组的机械效率
答:(1)动滑轮重是80N;
(2)人所施加的拉力的功率是100W;
(3)若人的质量为60 kg,则用此滑轮组最多能提升的物重1120N,此时该滑轮组的机械效率是93.3%。
50.(1) 2000N;(2)6000J;(3) 15%
【详解】
解:(1)泥土的重力为
G=mg=200kg2000N
(2)克服泥土重力所做的功为
W=Gh=2000N=6000J
(3)挖掘机的功率为20kW,则挖掘机做的总功为
20000W=40000J
挖掘机的效率为
=
答:(1)泥土的重力是2000N;
(2)挖掘机克服泥土重力所做的功为6000J;
(3)此时挖掘机的机械效率为。
51.(1)500N;(2)2000Pa;(3)200N
【分析】
【详解】
解:(1)物体的重力,作用在动滑轮上绳子的股数为n=2,机械效率η=80%,则在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为
(2)在匀速提升物体的过程中,工人的体重为,工人对地面的压力为
工人对地面的压强
(3)使用该滑轮组,在匀速提升物体的过程中,滑轮的重力为
G动=nF-G物=2×500N-800N=200N
这个工人的最大拉力为F′=600N,所以最多能提起物体的重力为
G物′=nF′-G动=2×500N-200N=1000N
答:(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为500N;
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为2000Pa;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起1000N物体。
52.(1);(2)300W;(3)83.3%;(4)1.25m
【分析】
【详解】
解:(1)重物还没挂在滑轮组装置前对水平地面的压强
=2×103Pa
(2)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,所以拉力F的作用点下降的速度
v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s
拉力做功功率(总功率)
(3)在2~3s内,滑轮组的机械效率
(4)在2~3s内,拉力做的功
W3=P总t3=300W×1s=300J
在1~2s内,拉力做的功
W2=W-W3=487.5J-300J=187.5J
1~2s内拉力大小是50N,绳子自由端移动的距离
1~2s内物体移动的距离
答:(1)重物还没挂在滑轮组装置前对水平地面的压强是;
(2)在2~3s内,拉力F的功率是300W;
(3)在2~3s内,滑轮组的机械效率是83.3%;
(4)在1~3s内,拉力F做的功487.5J,则1~2s内物体移动的距离是1.25m。
53.(1)2×104pa;(2)150W;(3)80%
【详解】
(1)物体对地面的压力:F压=G=mg=40kg×10N/kg=400N,
对地面的压强:p=F压/S=200N/100×10 4m2=2×104Pa;
(2)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:s=nh=2×3m=6m,
不计绳重和摩擦时,拉力大小:F=(G+G动)/n=(200N+50N)/2=125N,
拉力做的总功:W总=Fs=125N×6m=750J,拉力F的功率:P=W总/t=750J/5s=150W;
(3)有用功:W有=Gh=200N×3m=600J,滑轮组的机械效率:η=×100%=600J/750J×100%≈80%.
54.(1);(2;(3)
【分析】
【详解】
解:(1)由图知
拉力端移动距离为
拉力做的功为
(2)拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
(3)不计摩擦和绳子重,拉力
则动滑轮的重力为
用该滑轮组提起重为
的重物时,绳子自由端的拉力为
答:(1)拉力做的功为;
(2)该滑轮组的机械效率为;
(3)用该滑轮组提起重的重物时,绳子自由端的拉力为。
55.(1)1500Pa;(2)72W;(3)120N;(4)10N;(5)97.2%
【分析】
【详解】
解:(1)物体在水平面运动时重量被接触面完全承担,所以所受的压力等于物体的重力等于600N,物体对地面的压强为
(2)拉力F做功的功率为
(3)拉力F的大小为
(4)该滑轮组的有用功为
因为不计绳重和摩擦,所以滑轮组额外功产生的原因只有动滑轮重力,所以动滑轮重力为
(5)滑轮组的机械效率为
答:(1)物体对地面的压强是1500Pa;
(2)拉力F做功的功率是72W;
(3)拉力F的大小是120N;
(4)动滑轮的重力是10N;
(5)滑轮组的效率是97.2%。
56.(1)200N;(2)480W;(3)87.5%;(4)4350N
【分析】
【详解】
解:(1)工人对地面的压力
(2)工人做功的功率
(3)滑轮组提升货物M2的重力
滑轮组提升货物M2的效率
(4)杠杆B点受到的拉力
由杠杆平衡条件可知,杠杆A点受到的拉力
M1对地面的压力
答:(1)工人对地面的压力为200N;;
(2)工人做功的功率为480W;
(3)滑轮组提升货物M2的效率为87.5%;
(4)M1对地面的压力为4350N。
57.(1)66.7%;(2)50N
【分析】
【详解】
解:(1)匀速拉动物体的过程中,拉力做的功
W总=Fs=150N×2m=300J
长方体模具的重力
G=mg=40kg×10N/kg=400N
匀速拉动物体的过程中,拉力做的有用功
W有用=Gh=400N×0.5m=200J
斜面的机械效率
(2)此过程的额外功
W额=W总-W有=300J-200J=100J
由W额=fs知道,摩擦力大小为
答:(1)斜面的机械效率66.7%;
(2)在斜面上匀速拉动物体过程中,物体所受摩擦力50N。
58.(1)525N;(2)2100J;95.2%;(3)1150N
【详解】
(1)如图所示滑轮组的n=2,由二力平衡可知
则绳子上的拉力为
(2)绳子末端移动的距离为
则拉力做功为
有用功为
则此时的机械效率为
(3)对人受力分析可知,人对绳提供的拉力最大为
则能提起的重物最大为
答:(1)绳子上的拉力为525N;
(2)拉力做了2100J功,此时的机械效率是95.2%;
(3)这名工人用该装置最多能提起1150N的重物。
59.(1)80N;(2)0.8m
【分析】
【详解】
解:(1)物体未滑动时,它对杠杆施加的力近似看成通过支点O,它不影响杠杆的平衡。如图所示:
动力臂
阻力臂
l2=OB=0.4m
阻力
F2=G=mg=10kg×10N/kg=100N
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得到
(2)物体运动到距离O点为l3时,细绳AC的拉力恰好为零,根据杠杆平衡条件F2l2=F3l3得到
100N×0.4m=50N×l3
l 3=0.8m
答:(1)物体未滑动时,细绳承受的拉力为80N;
(2)物体运动到距O点0.8m的地方,细绳AC的拉力恰好为零。
60.(1)3000Pa;(2)10N
【分析】
【详解】
解:(1)因物体A在水平面上,则A对桌面的压力
F压=GA=30N
A对桌面的压强
p==3000Pa
(2)由图知,此滑轮组由2段绳子承担物重,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,则绳端的拉力
FA=GB=×10N=5N
物体A在水平面上向右做匀速直线运动时,A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以摩擦力
f=FA=5N
方向水平向左;若使物体A向左作匀速直线运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度均不变,因此A受到的滑动摩擦力大小不变,且此时A受到摩擦力的方向水平向右,由力的平衡条件可得,此时对物体A施加的拉力
F=FA+f=5N+5N=10N
答:(1)物体A对桌面的压强是3000Pa;
(2)拉力是10N。
61.(1)1.7×108N;(2)260N;(3)400s
【分析】
【详解】
解:(1)根据阿基米德原理可知,挖泥船受到的浮力为
F浮=G排=m排g= 1.7×104×103kg×10N/kg=1.7×108N
(2)挖泥船底部受到水的压强为
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.5m=6.5×104Pa
探测仪器受到水的压力为
F=pS=6.5×104Pa×40×10﹣4m2=260N
(3)淤泥的质量为
m=1.36×104t=1.36×104×103kg=1.36×107kg
淤泥所受的重力为
G=mg=1.36×107kg×10N/kg=1.36×108N
挖泥船泥泵做的有用功为
W有用=Gh=1.36×108N×15m=2.04×109J
挖泥船泥泵做的总功为
W总===6.8×109J
挖泥船泥泵需用时间为
t===400s
答:(1)挖泥船受到水的浮力是1.7×108N;
(2)面积为40cm2探测仪器受到水的压力是260N;
(3)完成此任务需要的时间是400s。
62.(1)800J;(2)100N;(3)80%
【分析】
【详解】
解:(1)滑轮组做的有用功
(2)不计绳重和摩擦,绳端的拉力
则动滑轮的重力
(3)拉力做的总功
滑轮组效率
答:(1)滑轮组做的有用功为800J。
(2)动滑轮的重力为100N。
(3)滑轮组的机械效率为80%。
63.;
【分析】
【详解】
解:斜面的有用功为
斜面做的总功为
斜面的机械效率为
额外功是
答:这个斜面的机械效率是;额外功为。
64.(1)9J;(2)3.6N;(3)15s;(4),1.14W
【分析】
【详解】
解:(1)有三股绳,拉力端移动距离
s=3h=3×15m=45m
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功
(2)有用功为
物体的重力是
(3)物体上升速度
将物体由井底拉至井口需要时间
(4)汽车受到的阻力为
汽车的牵引力
牵引力做功的功率为
答:(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功9J;
(2)物体的重力是3.6N;
(3)将物体由井底拉至井口需要15s;
(4)汽车的牵引力为,牵引力做功的功率为1.14W。
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