第12章:简单机械期末试题选编2020-2021学年天津市部分地区人教版物理八年级下学期(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学年天津市部分地区人教版物理八年级下学期(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-03-04 00:00:00

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第12章:简单机械 练习题
一、单选题
1.(2019·天津·中考真题)如图是用撬棒撬石头的情景,图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( )
A. B.C. D.
2.(2015·天津·中考真题)运用杠杆的知识判断,图中最适合剪断铁片的剪刀是( )
A. B. C. D.
3.(2017·北京·中考真题)图 3 所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是
羊角锤 B.核桃夹子
C.撬棒 D.食品夹子
4.(2013·天津·中考真题)下图为用瓶起开启瓶盖的情景,图4中关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2021·天津和平·八年级期末)如图所示的杠杆,O为支点,若,,则这个杠杆(  )
A.一定静止不动 B.可能静止不动
C.一定转动 D.以上情况都有可能
6.(2021·天津东丽·八年级期末)如图为用自行车手阐刹车的情景,图中关于该手闸使用时杠杆的示意图正确的是(  )
A. B.
C. D.
7.(2021·天津和平·八年级期末)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示,“标”、“本”表示力臂,“权”、“重”表示力,以下说法符合杠杆平衡原理的是(  )
A.“权”小于“重”时,A端一定上扬
B.“权”大于“重”时,“标”一定大于“本”
C.增大“重”时,应把“权”向A端移
D.减小“重”时,应更换更大的“权”
8.(2021·天津东丽·八年级期末)如图所示,为探究杠杆平衡条件的实验装置,若每个钩码的质量为50g,为了使杠杆在水平位置恢复平衡,应在A点挂的钩码个数是(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.(2021·天津·南开翔宇学校八年级期末)如图所示,下列物品使用时,虽然费力,却省了距离的是(  )
A.筷子 B.指甲刀
C.老虎钳 D.自行车手闸
10.(2021·天津河西·八年级期末)如图所示,在研究动滑轮特点的实验中,用竖直向上的拉力提起重为1 N的物体,不计动滑轮重、绳重及摩擦,则弹簧测力计的读数为(  )
A.0.25 N B.0.5 N C.1N D.2N
二、双选题
11.(2021·天津红桥·八年级期末)如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码重都相同。下列操作中,会使杠杆左端下倾的是(  )
A.在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码
B.在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码
C.将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格
D.将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格
12.(2021·天津东丽·八年级期末)如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,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所做的功作为有用功,在重物沿斜面匀速上升的过程中,下面说法正确的是(  )
A.重物所受的拉力与斜面对重物的摩擦力是一对平衡力
B.提升重物时所做的额外功为0.81J,该斜面的机械效率为37.59%
C.若将竖立的垫块向左移一些,斜面会变陡一些,斜面机械效率会提高一些
D.该斜面的机械效率为62.5%,若斜面变得更粗糙,斜面机械效率会降低一些
三、多选题
13.(2021·天津河西·八年级期末)小欢同学用四只完全相同的滑轮和两根绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳子自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度,所用时间相同。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(  )
A.F1大于F2 B.F1和F2做的功相等
C.F1的功率小于F2的功率 D.甲、乙滑轮组的机械效率相等
14.(2021·天津市耀华嘉诚国际中学八年级期末)为运送物体搭制的斜面如图所示,斜面长为s,高为h,用沿斜面向上的力F把一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中正确的是(  )
A.整个过程中拉力F所做的有用功
B.整个过程中拉力F所做的总功
C.若斜面的机械效率为η,则拉力
D.若斜面的机械效率为η,则物体与斜面间的摩擦力
四、填空题
15.(2021·天津红桥·八年级期末)如图所示,赛艇是奥运会传统比赛项目之一。赛艇的船桨是一种杠杆,划船时它是一支________(选填“省力”或“费力”)杠杆,手移动的距离_______(选填“大于”或“小于”)桨在水中移动的距离。
16.(2021·天津南开·八年级期末)如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600N,地面对手的支持力F的力臂是______m,大小为______N。
17.(2021·天津和平·八年级期末)如图所示是皮划艇比赛时的画面,队员手中的船桨是___________(选填“省力”或“费力”)杠杆,手移动的距离___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)桨在水中移动的距离。
18.(2021·天津市耀华嘉诚国际中学八年级期末)如图所示是某高压蒸气压和控制装置的示意图,当阀门S受到的蒸气压力超过其安全值时,阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力,该装置相当于一个杠杆,杠杆的平衡条件是__;若OA=0.2m,AB=0.6m物体,C重25N,那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为__N(忽略杆重).
19.(2021·天津·南开翔宇学校八年级期末)如图所示,轻质杠杆AB长为1.5m,AO长为0.3m,物体G的重力为60N,为使杠杆水平平衡,在B点应至少施加一个 _____牛的力FB,方向为 _____。
20.(2021·天津河西·八年级期末)学校升旗仪式上,当升旗手缓缓向下拉绳子时, 旗子就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个定滑轮,如图所示,它的作用是可以改变______;在国旗匀速上升的过程中,拉力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)国旗的重力。(不计绳重和摩擦)
21.(2021·天津·南开翔宇学校八年级期末)定滑轮实质是_____杠杆,使用定滑轮可以改变_____,但它不能_____。
22.(2021·天津和平·八年级期末)一人利用如图所示的滑轮组匀速提升重为G的物体,若每个滑轮重,人重,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率是___________,人对地面的压力是___________。
23.(2021·天津·八年级期末)如图所示,旗杆顶端装有___________(选填“定”或“动”)滑轮,利用它来升国旗,可以改变用力的方向;如图所示,电动起重机吊钩上的滑轮,使用时可以省力,但费________。
五、作图题
24.(2015·辽宁大连·中考真题)如图所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点.请画出动力的力臂和阻力的示意图;
25.(2021·天津和平·八年级期末)(1)如图所示,物体A静止在斜面上,请画出它对斜面的力的示意图;
(2)轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在力作用下杠杆静止在水平位置,l为的力臂,请在图中作出力的示意图及杠杆所受阻力的示意图;
(3)在图中用线代表绳子,连成最省力的滑轮组。
26.(2021·天津市耀华嘉诚国际中学八年级期末)在图中,画出杠杆动力F1所对应的动力臂L1和阻力F2。
六、实验题
27.(2021·天津和平·八年级期末)如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,若不改变钩码悬挂点的位置和不改变较少钩码,只需将______即可;
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为______(选填“小李”或“小王”)的实验方案更好,理由是______;
(4)如下图所示,若不在D点挂钩码,改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将______(选填“变小”、“变大”,或“不变”)。
28.(2021·天津南开·八年级期末)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,若杠杆在使用前左端低、右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的螺母向___(选填“左”或“右”)调节至平衡。
(2)实验时,出现如图乙所示情况,此时应将A处的钩码向________(选填“左”或“右”)直至杠杆平衡,让杠杆在水平位置静止,这样做的好处是:_________。
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡,如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码,杠杆的________端(选填“左”或“右”)将下沉。若将右侧的钩码取下,在杠杆左侧的B点施加一个最小的拉力仍使杠杆平衡,则该拉力方向是________(选填“竖直向上”或“竖直向下”)。
(4)请设计“探究杠杆平衡条件”的实验记录的表格。( )
29.(2021·天津市耀华嘉诚国际中学八年级期末)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是______;
(2)使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态还有一个目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响,这时杠杆重力的力臂为______;
(3)杠杆平衡后,小胆在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上______个钩码,使杠杆在水平位置平衡,再在A、B两处各加挂一个钩码,杠杆的______端将会下沉,此后,小红又经过多次实验,得出的杠杆的平衡条件是______;
(4)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重0.5N,当杠杆在水平位置平衡时,测力计示数将______(选填“大于”、“等于”或“小于”)1N。
30.(2021·天津东丽·八年级期末)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如表:
次数 钩码重G/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率η/%
1 2 5 1 15 66.7%
2 4 5 1.7 15 78.4%
3 6 5 15
(1)在实验操作中应该沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时,弹簧测力计示数不稳定,如果能在弹簧测力计静止时读数会更准确,小明认为如果这样,测量的结果将比真正的滑轮组机械效率要______(填“偏大”或“偏小”),其原因是忽略了________对滑轮组机械效率的影响;
(2)第三次实验中弹簧测力计的示数为___________N,其机械效率为___________;
(3)通过上面的实验数据可得出,对同一个滑轮组,其提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_______;如果在甲的实验探究过程中,小明在不改变其他条件的情况下把动滑轮换为一个质量更大的滑轮,所测得的机械效率将比原来________(以上两空填“高”或“低”)。
31.(2021·天津·八年级期末)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,某组同学用两个相同的滑轮先后组装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示:
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/m 机械效率η
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
4 2.0 0.1 1.0 0.2 66.7%
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为___________;
(2)第4次实验数据是用图___________(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的;
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以得出: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”)。
32.(2021·天津滨海新·八年级期末)图是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置。
小松同学实验中测量的有关数据如下表所示:
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 细线自由端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2.0 0.03 1.6 0.06 ______
2 3.0 0.05 ______ 0.1 75
(1)请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况( ),并填好表中的空格。
(2)若提升的钩码重增加到6 N,则该滑轮组的机械效率将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小松在实验过程中,应当______向下拉动绳子,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
七、综合题
33.(2021·天津·南开翔宇学校八年级期末)如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以500N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m ,重物匀速上升了0.5m,已知该滑轮组的机械效率为60% ,(g = 10N/kg)
(1)按题意画出滑轮组的绕绳.
(2)人所做功的功率多大
(3)被吊起的重物质量多大?
八、计算题
34.(2015·山东德州·中考真题)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=10N/kg)。
求:(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重力。
35.(2021·天津和平·八年级期末)如图所示,某人利用滑轮组以的速度,把重为的箱子匀速提高了4 m,滑轮组的机械效率为80%,求:
(1)作用在绳子自由端的拉力F;
(2)F的功率;
(3)若不计绳重和摩擦,求匀速提升重的箱子时作用在绳子自由端的拉力。
36.(2021·天津南开·八年级期末)如图所示的实验装置,斜面长,高,秒表每格1s。重为1N的小车在沿斜面方向、大小为0.3N的拉力F作用下,从底端匀速到达顶端,秒表变化如图(指针转动未超过一周)。求:
(1)拉力的功率;
(2)斜面的机械效率。
37.(2021·天津红桥·八年级期末)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?
38.(2021·天津滨海新·八年级期末)如图所示,小芳同学在研究动滑轮时,她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升,测得的实验数据如表中所示。求:
(1)手的拉力所做的有用功;
(2)手的拉力所做的总功。
钩码重G/N 手的拉力F/N 钩码上升高度h/m 手移动距离s/m
100 60 0.3 0.6
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
图中小石头与杠杆接触位置为支点,大石头向下压杠杆的力为阻力,人压杠杆的力为动力.过支点O与两个作用力垂直的线段长分别为两个力的力臂.
2.B
【详解】
生活中常见的杠杆有三种:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆.省力杠杆动力臂长阻力臂短;费力杠杆阻力臂长动力臂短;等臂杠杆动力臂等于阻力臂.适合剪断铁片的剪刀是省力杠杆,分析得出B正确.
3.D
【详解】
A. 羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B. 核桃夹子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C. 撬棒在撬重物时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,使用省力杠杆省力但费距离,故C不符合题意;
D. 食品夹子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
4.D
【详解】
该瓶起开启瓶盖时,瓶起绕其前端与瓶盖接触处转动,故该接触点是瓶起的支点;瓶起受到瓶盖向下的阻力,D选项正确.
5.C
【分析】
【详解】
观察图可知,杠杆以O点为支点,力FA使杠杆沿顺时针转动,力FB也使杠杆沿顺时针转动,杠杆在二力作用下不会平衡,会沿顺时针转动,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.A
【分析】
【详解】
AD.动力臂是支点到动力的垂直距离,阻力臂是支点到阻力的垂直距离,D图中阻力臂与阻力不垂直,所以阻力臂画错了,故A正确,D错误;
BC.图中动力使杠杆逆时针转动,所以阻力应使杠杆顺时针转动,所以BC两图中阻力的方向错了,故BC错误。
故选A。
7.C
【分析】
【详解】
A.“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬,故A错误;
B.“权”大于“重”时,由“权×标=重×本”知,“标”一定小于“本”,故B错误;
C.增大“重”时,“权”和“本”不变,由权×标=重×本”知,“标”会增大,所以把“权”向A端移,故C正确;
D.减小“重”时,“本”不变,由“权×标=重×本”知,可以减小“标”,或减小“权”,故D错误。
故选C。
8.D
【分析】
【详解】
假设每个钩码质量为G,杠杆上每个小格的距离是L,杠杆在水平位置时,由杠杆的平衡条件
可得,右侧的力
即应在A点挂的钩码个数是4个。
故选D。
9.A
【分析】
【详解】
A.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,故A符合题意;
B.在使用剪指刀剪指甲时,对大拇指按压的那根杠杆来说,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故B不符合题意;
C.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故C不符合题意;
D.自行车手闸在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故D不符合题意。
故选A。
10.B
【详解】
由图可得,动滑轮上有两段绳子,由于不计动滑轮重、绳重及摩擦,则绳子自由端拉力为物体重力的二分之一,物体重力为1N,则弹簧测力计读数为0.5N。
故选B。
11.BD
【分析】
【详解】
假设每一个钩码的重力为G,每一个格的长度为L;
A.在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码,此时杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
因为
所以杠杆的右端会下沉,故A不符合题意;
B.在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码,此时杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
因为
所以杠杆的左端会下沉,故B符合题意;
C.将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格,此时杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
因为
所以杠杆的右端会下沉,故C不符合题意;
D.将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格,此时杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
因为
所以杠杆的左端会下沉,故D符合题意。
故选BD。
12.CD
【分析】
【详解】
A.由于重物在斜面上,在沿斜面方向上有重力的分力,故拉力与摩擦力不是平衡力,故A错误;
B.提升重物时所做的额外功为
该斜面的机械效率为
故B错误;
C.若将竖立的垫块向左移一些,斜面会变陡一些,受到的摩擦力减小,有用功占总功的比值增大,故斜面机械效率会提高一些,是正确的,故C正确;
D.该斜面的机械效率为62.5%,若斜面变得更粗糙,额外功比较多,故斜面机械效率会降低一些,故D正确。
故选CD。
13.ABD
【分析】
【详解】
A.甲、乙图中绳子的有效段数分别为2、3,因不计绳重和摩擦,甲图中作用在绳子自由端的力

乙图中作用在绳子自由端的力

可知F1大于F2,故A正确;
B.甲图中绳子自由端移动的距离为

乙图中绳子自由端移动的距离为

根据,F1做的功
F2做的功
故F1和F2做的功相等,故B正确;
C.将相同的物体匀速提升相同的高度,所用时间相同,因F1和F2做的功相等,根据,F1的功率等于F2的功率,故C错误;
D.本实验中,对物体做的功为有用功,所以,甲、乙图中做的有用功相等,因F1和F2做的功(总功)也相等,根据,甲、乙滑轮组的机械效率相等,故D正确。
故选ABD。
14.ACD
【详解】
A.使用斜面的目的是提升重物,因此克服物体重力所做的功是有用功,即,A正确;
B.使用斜面时,所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功,即;根据总功、额外功和有用功的关系可得,总功
B错误;
C.斜面所做的总功是,若斜面的机械效率是η,那么
变换可得
C正确;
D.由上述可知

变换可得物体与斜面间的摩擦力是
D正确。
故选ACD。
15. 费力 小于
【详解】
[1] 由桨的结构可知,赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
[2] 费了力,省了距离,划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
16. 1.5 360
【分析】
【详解】
[1]由图示可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂
l1=0.6m+0.9m=1.5m
[2]由杠杆平衡条件得
Fl1=Gl2
F×1.5m=600N×0.9m
可得
F=360N
17. 费力 小于
【分析】
【详解】
[1][2]由桨的结构可知,赛艇的船桨在使用时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;费了力,省了距离,划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
18. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 100
【分析】
(1)知道杠杆平衡条件F1L1=F2L2,
(2)高压锅处于平衡状态,根据杠杆平衡条件进行求解.
【详解】
杠杆平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即:F1L1=F2L2,
由图可知:OB=OA+AB=0.2m+0.6m=0.8m,
根据杠杆平衡条件得:F×OA=G×OB,
所以F===100N;
故答案为动力×动力臂=阻力×阻力臂;100.
19. 15 竖直向下
【分析】
【详解】
[1][2]根据题意知道,AB=1.5m,AO=0.3m,则
BO=1.5m﹣0.3m=1.2m
当作用在B点的力竖直向下时,动力臂最大,动力最小,设为动力为F,由杠杆平衡条件知道
G×AO=F×BO

60N×0.3m=F×1.2m
解得F=15N,即为使杠杆水平平衡,在B点应至少施加的力为15N,方向是竖直向下的。
20. 力的方向 等于
【分析】
【详解】
[1][2]旗杆顶部的滑轮不随红旗一起升降是定滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆,使用时不省力,可以改变拉力的方向,在国旗匀速上升的过程中(不计绳重和摩擦),拉力等于国旗的重力。
21. 等臂 力的方向 省力
【分析】
【详解】
[1]定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,属于等臂杠杆。
[2][3]由于定滑轮是等臂杠杆,所以,其动力等于阻力,即使用定滑轮不省力,但能改变力的方向。
22.
【分析】
【详解】
[1]由图可知,n=2,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
[2]不计绳重和摩擦,人对绳子的拉力
地面对人的支持力
F支=G2-
人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力,所以人对地面的压力
F压= F支=G2-
23. 定 距离
【分析】
【详解】
[1]旗杆顶端所装的滑轮是为了改变力的方向,所以是定滑轮。
[2]电动起重机吊钩上的滑轮是动滑轮,它可以省力,但费距离。
24.
【详解】
从支点作动力作用线的垂线段,线段的长度即为动力臂;电灯对杠杆的拉力是阻力,方向竖直向下,由此画出阻力的示意图.如图所示:
25.(1);(2);(3)
【分析】
【详解】
(1)在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F。如图所示:
(2)做出力臂l的垂线,与杠杆相交于一点,即F1作用点,由于G使杠杄沿顺时针方向转动,所以F1方向应使杠杆沿逆时针方向转动;重物对杠杆的作用力为阻力F2,过阻力的作用点作出阻力F2,方向竖直向下,如图所示:
(3)要求滑轮组最省力,需要使与动滑轮连接的线段数尽量多,因此要从动滑轮开始连接,如图所示:
26.
【分析】
【详解】
从支点O向F1的作用线做垂线,则垂线段的长度为动力臂L1;阻力F2的作用点在杠杆上,方向竖直向下,从阻力作用点作竖直向下的阻力F2;如下图所示:
27. 右 左 左侧的钩码去掉1个 小李 弹簧测力计在图丙的拉力与杠杆垂直,其力臂在杠杆上便于测量 变大
【分析】
【详解】
(1)[1]调节杠杆在水平位置平衡,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,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G, 则左端
4G×2L=8GL
右端
2G×3L=6GL
左端大,故左端下沉。
[3]要使杠杆重新在水平位置平衡, 且不改变钩码悬挂点的位置和不改变较少钩码,只需要左侧的钩码去掉1个,即
3G×2L=2G×3L
杠杆重新平衡。
(3)[4][5]由图可知,弹簧测力计在图丙中的力与杠杆垂直,力臂在杠杆上便于测量,图丁的力不与杠杆垂直,力臂不方便测量,小李的实验方案更好。
(4)[6]改用弹簧测力计在D点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置,此时F的力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力变大。
28. 右 右 便于测量力臂 左 竖直向上 见解析
【分析】
【详解】
(1)[1]在使用此杠杆前发现左端低,右端高,说明杠杆的重心偏左,要使它在水平位置平衡,两端的螺母要向杠杆上翘的右端调节。
(2)[2][3]出现如图乙所示情况,杠杆左端下降,说明左端动力和动力臂的乘积较大,此时应将A处的钩码向右移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(3)[4]杠杆在水平位置平衡,如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码,每个钩码重G,杠杆上每格长度是l,则
3G×3L>4G×2L
所以
F1l1>F2l2
所以杠杆的左端下沉。
[5]阻力和阻力臂杠杆,动力臂越大,动力越小,若将右侧的钩码取下,在杠杆左侧的B点施加一个最小的拉力仍使杠杆平衡,拉力方向竖直向上,力臂最大。
(4)[6]“探究杠杆平衡条件”的实验中需要记录实验次数、动力、动力臂、阻力、阻力臂,如下表所示
实验次数 动力F1(N) 动力臂l1(m) 阻力F2(N) 阻力臂l2(m)
1
2
3
29. 右 便于测量力臂 0 4 左 F1L1=F2L2 大于
【分析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆的左端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,以减小这一侧的力臂;因为重力的方向是竖直向下的,杠杆只有在水平位置平衡时,支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上,也就是正好等于相应杠杆的长,这样测量起来会比较方便。
(2)[3]因为杠杆的重心在支点上,所以力臂为零。
(3)[4]设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,所以
2G×2L=nG×L
所以
n=4
[5]如果再在A、B两处各加挂一个钩码
3G×2L>5G×L
所以杠杆左端下沉。
[6]由多次实验可以得出杠杆平衡条件:F1L1=F2L2。
(4)[7]当斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,所以,测力计的示数将大于1N。
30. 匀速 偏大 摩擦 2.4 83.3% 高 低
【分析】
【详解】
(1)[1]在实验操作中应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,否则弹簧测力计示数不稳定,难以读数。
[2][3]如果在弹簧测力计静止时读数,则减少了一部分由于摩擦造成的额外功,测量的结果将比真正的滑轮组机械效率偏大。
(2)[4]由图丙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,故第三次实验中弹簧测力计的示数为2.4N。
[5]由表中第三次测量数据可知,此时滑轮组的机械效率为
(3)[6]由上面的实验数据可知,对同一个滑轮组,其提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
[7]在甲实验探究过程中,不改变其他条件的情况下把动滑轮换为一个质量更大的滑轮,则克服动滑轮重力所做的额外功增加,所测得的机械效率将比原来低。
31. 80.0% 乙 越高
【分析】
【详解】
(1)[1]由表格数据知,通过提升物体做的有用功
W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
绳子端所做的总功
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
机械效率
(2)[2]由表格第4组数据知,绳子端移动的距离是提升高度的2倍,那么滑轮组的承重绳子为2根,所用是乙所示的滑轮组。
(3)[3]由1、2、3次实验数据知,用同一滑轮组将不同重物提升同一高度,机械效率会不同,且所提升的物体越重,机械效率越高。
32. 62.5% 2
变大 匀速
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]根据第一次实验数据,当钩码移动距离为0.03m时,绳子移动的距离为0.06m,所以拉着动滑轮的绳子的段数为2,因此滑轮组的绕线如图所示:
第一次实验中滑轮组的机械效率为
第二次实验中绳子自由端的拉力为
(2)[4]滑轮组的机械效率和动滑轮重力即所提升物体重力有关,当所提升物体重力变大时,机械效率变大。
(3)[5]实验中为了利用二力平衡的原理利用弹簧测力计得出拉力大小,必须让整个装置处于平衡状态,即匀速直线拉动弹簧测力计。
33.(1) (2)75W;(3)90kg
【详解】
(1)作用在动滑轮上绳子的段数:
n==3,
绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图所示:
(2)拉力做的功:
W总=Fs=500N×1.5m=750J,
拉力做功的功率:
P==75W;
(3)有用功:
W有用=W总η=750J×60%=450J,
重物的重力:
G==900N,
重物的质量:
m==90kg。
34.(1)75﹪;(2) 300N
【详解】
解:(1)由图可知,滑轮组承担重物和动滑轮的绳子的股数n=3,不考虑绳重及摩擦
拉力所做的功
所以滑轮组的机械效率
(2)由可得,动滑轮重
答:(1)滑轮组的机械效率为75%;
(2)动滑轮的重力为300N。
35.(1)750 N;(2)300W;(3)450N
【分析】
【详解】
解:(1)由图可知,n=4,滑轮组的机械效率
作用在绳子自由端的拉力
(2)拉力的功率
(3)不计绳重和摩擦,动滑轮的重力
匀速提升重的箱子时作用在绳子自由端的拉力
答:(1)作用在绳子自由端的拉力F为750 N;
(2)F的功率为300W:
(3)提升重箱子时,绳子自由端的拉力为450 N。
36.(1)0.12W;(2)83.3
【分析】
【详解】
解:(1)拉力F做的总功
W总=Fs=0.3N×2m=0.6J
由图可知,小车从底端匀速到达顶端所用时间t=5s,拉力的功率
P===0.12W
即拉力的功率为0.12W。
(2)有用功
W有用=Gh=1N×0.5m=0.5J
斜面的机械效率
η==83.3
即斜面的机械效率为83.3。
答:(1)拉力的功率为0.12W;
(2)斜面的机械效率为83.3。
37.(1)5400J;(2)90%
【分析】
【详解】
解:(1)工人做的有用功是
(2)拉力做的总功
该滑轮组的机械效率
答:(1)工人做的有用功是5400J;
(2)该滑轮组的机械效率是90%。
38.(1)30J;(2)36J
【分析】
【详解】
解:(1)手的拉力做的有用功
W有=Gh=100N×0.3m=30J
(2)拉力所做的总功
W总=Fs=60N×0.6m=36J
答:(1)手的拉力所做的有用功为30J;
(2)手的拉力所做的总功为36J。
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