福建省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—简单机械 练习题
一、单选题
1.(2022·福建·中考真题)如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方向开门,最容易的是( )
A. B. C. D.
2.(2022·福建南平·二模)如图的工具中,属于费力杠杆的是( )
A.老虎钳
B.剪树枝剪刀
C.核桃夹
D.食品夹
3.(2022·福建泉州·二模)如图,长为L的轻质木板(不计质量),左端可绕O点转动,右端放一重为G的小物块,用竖直向上的力F拉着木板的右端,使木板始终在水平位置保持静止。小物块向左匀速滑行过程中,下图能正确表示拉力F与小物块运动时间t关系的是( )
A. B. C. D.
4.(2022·福建三明·一模)消防知识进课堂活动中,消防干警给同学们介绍如何使用干冰灭火器,如图所示。使用时拔出保险销,用力压下压把,压把相当于( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.动滑轮
5.(2022·福建福州·模拟预测)神舟13号航天员王亚平在机械臂(图 示)的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂(杠杆),具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是( )
A. 起子 B. 核桃夹
C. 钳子 D. 食品夹
6.(2022·福建泉州·二模)如图,用相同的滑轮组将重分别为G1和G2的物体匀速提升相同高度,所用的拉力分别是和,机械效率分别是和。若G1>G2,不计绳重及摩擦,则( )
A., B.,
C., D.,
7.(2022·福建福州·二模)如图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效示意图。当此“车梯”匀速提升重物时( )
A.增大物重,“车梯”的机械效率变高
B.该“车梯”承担物重的绳子有5股
C.绳端拉力F是物重G的
D.使用“车梯”可以省距离
8.(2022·福建南平·二模)如图,两位工人师傅用不同的滑轮装置把相同的物块提升相同的高度,拉力之比为F甲∶F乙=5∶3,有用功分别为W甲、W乙,机械效率为η甲、η乙,则( )
A.W甲∶W乙=5∶3 B.W甲∶W乙=6∶5
C.η甲∶η乙=6∶5 D.η甲∶η乙=5∶3
9.(2021·福建泉州·模拟预测)在杠杆上的A点分别施加四个力,F1和F3与杠杆垂直,F2的作用线经过支点,F4竖直向上;四个力中可以使杠杆在如图所示位置静止的有( )
A.一个 B.两个 C.三个 D.四个
10.(2021·福建漳州·一模)如图所示,用水平向右5 N 的力F拉滑轮(不计滑轮重力),木块 A 在粗糙木板 B 上水平向左做匀速直线运动,4 s内木块 A 移动了0.4 m,木板 B 静止在粗糙水平地面上,滑轮组的机械效率为 80%。则( )
A.地面对木板B的摩擦力为 2.5 N B.木块 A受到的摩擦力为 2 N
C.拉力F的功率为 2.5 W D.4 s 内绳子拉力对木板 B 做的功为 0.8 J
11.(2021·福建南平·二模)如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组将重为400N的物体以0.5m/s的速度匀速向上提起2m。已知每个滑轮重20N,忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列说法正确的是( )
A.图甲中车对绳子的拉力为420N
B.图乙中人对绳子的拉力为220N
C.两个滑轮组的机械效率关系η甲<η乙
D.图乙中人所做的有用功的功率为200W
二、填空题
12.(2022·福建·中考真题)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是______;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为______N。
13.(2022·福建福州·模拟预测)如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上。现用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢的竖直起来,且砖不在地面上滑动。当砖的边ab、cd刚离开地面时F1___________F2;当两块砖抬高至竖直位置时,F1、F2做功分别为W1、W2,则W1___________W2。
14.(2022·福建漳州·一模)如图所示为某同学在家锻炼身体的情景。锻炼时,以脚尖O点为支点,手臂弯曲、伸直交替进行。此时人体相当于___________ 杠杆。若脚尖O离墙壁越远,手掌对墙壁的压力就越___________。
15.(2022·福建宁德·一模)如图所示,端午赛龙舟,选手们奋力挥桨划水使船快速前进,船桨属于_____杠杆。岸上锣鼓喧天,加油呐喊声震耳欲聋,震耳欲聋指的是声音的______大。
16.(2022·福建厦门·一模)2023年亚洲杯厦门赛区主场——白鹭体育场正在建设。如图,起重机将3t的建材以0.2m/s的速度竖直向上匀速提升,若起重机滑轮组的机械效率为80%,则拉力F的功率为_______W。若以较小速度竖直向上匀速提升同一建材,则滑轮组的机械效率将_________。
17.(2022·福建三明·一模)小聪用如图所示的滑轮组将一个重为1200N的物体匀速提升30cm,所用的拉力为500N,则小聪所做的有用功为 ___________J,滑轮组的机械效率是 ___________。
18.(2021·福建漳州·一模)人体某些部位也具有杠杆的功能,如图是二头肌收缩将前臂收回的动作,此时支点是___________(填“A”或“B”),手臂属于___________杠杆。
19.(2021·福建泉州·模拟预测)如图所示,物体A重100N,沿水平方向匀速拉动物体前进时,若物体A与地面间摩擦力f=30N,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳端的拉力F是_____N,当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动_____m。
20.(2021·福建·厦门一中二模)如图所示,物体A重5N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是_____N,若在物体A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加拉力的大小为_____N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
21.(2021·福建龙岩·二模)某小区正在进行改造施工,工人用如图所示的滑轮组将600 N的重物匀速提升了10m,用时100s,若工人所用的拉力为400N,则拉力的功率为___________W,滑轮组的机械效率为________。
22.(2021·福建泉州·一模)图甲是用动滑轮运送物体 A 的装置示意图,绳子自由端竖直移动的距离 s 随时间 t 变化的关系如图乙所示。已知物体 A 重 300N,卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为 400W。在 0~20s 的过程中,物体 A 移动的速度为___________m/s; 动滑轮提升物体 A的机械效率为___________%。
23.(2021·福建三明·一模)某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率,将两个相同的钩码提升相同的高度,则_________的机械效率较高,主要原因是:_________。
三、作图题
24.(2021·福建·中考真题)在图中画出使用铡刀时动力F的力臂l。
25.(2021·福建三明·一模)如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物,在力F作用下杠杆静止在水平位置,请在图中作出重物所受重力G的示意图及力F的力臂。
四、实验题
26.(2022·福建漳州·二模)在“探究轻质杠杆的动力与动力臂的关系”的实验中:
(1)实验中将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是_________;
(2)调节好的杠杆如图甲,在杠杆A点挂3个相同的钩码,每个钩码重0.5N,用弹簧测力计在B位置竖直向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计读数为_______N;
(3)保持A点钩码数量不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力F1和动力臂l1的数据,绘制了F1-l1的关系图像,如图乙。请根据图线推算,当l1为8cm时,F1为________N;
(4)如图丙,工人在使用扳手时,在扳手手柄上加了一个长套筒,通过实验,小东明白这是通过______的办法省力,图中工人在C处沿不同方向施力均能把螺丝拧起,则Fa_______Fb。
27.(2022·福建泉州·一模)小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水。
(1)为检验配制的盐水是否合格,小明设计了如下方案:
①将天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向______调节;
②往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量为______g(如图乙所示);
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积(如图丙所示);
④测出烧杯和剩余盐水的质量为15g;
⑤计算出盐水的密度为______g/cm3。
(2)为配制合格的盐水,需要继续向盐水中_______(选填“加盐”或“加水”);
(3)喜爱实验探究的小明巧妙利用轻质塑料袋。刻度尺以及石块(石头的密度石)测盐水的密度,实验如图所示:
A.用细线将一直杆悬挂,调节至水平平衡,将一重物悬于支点O左侧的P点;
B.保持重物的悬点P不变,将石块挂在支点O的右侧并移动至直杆水平平衡,用刻度尺测得该点到O的距离l2;
C.在溢水杯中装满盐水,将石块缓慢浸没盐水中,溢出的盐水全部装入轻质塑料袋中;
D.保持重物的悬点P不变,将装盐水的轻质塑料袋挂在支点O的右侧并移动至直杆水平平衡,用刻度尺测得该点到O的距离l1;
则盐水密度盐水=______(用字母石、L1、L2,表示)实验中,因为塑料袋本身重量,会导致测量结果偏______。
28.(2021·福建宁德·一模)小聪在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表:
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 6 0.1 2.4 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57.1
4 4 0.2 1.4 1.0 57.1
(1)在实验中,测绳端拉力大小时,应使弹簧测力计竖直向上______状态进行读数(选填“缓慢拉动”或“静止”);
(2)分析表中数据可知:第3次和第______次实验是按丙图装置测机械效率的;
(3)请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率______%(结果保留小数点后一位);
(4)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______;
(5)根据实验数据推测,使用图21丙滑轮组将重6N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.52.2% B.57.1% C.64.3% D.83.3%
五、计算题
29.(2022·福建漳州·二模)我国坚定不移地走绿色发展之路,巩固和增强生态系统碳汇能力,大力推行新能源纯电电动车。某电动车和人总重为1.0×103N,在水平路面上匀速行驶时,电动车受到的阻力为总重的0.02倍。该电车以5m/s的速度匀速行驶50km所消耗的电能E=1.8×106J,求电动车:
(1)做的功;
(2)消耗的功率;
(3)效率。
30.(2022·福建福州·二模)如图,一质量不计的跳板,两端分别与河岸和浮箱连接,且可以在竖直方向转动(不计转动过程摩擦)。浮箱上放着5包相同的货物,一位工人逐个将货物通过跳板搬至岸上。浮箱为长方体,上下浮动时上表面保持水平,水面相对河岸位置不变。已知人、浮箱和每包货物的重均为500N,浮箱底面积为。求:
(1)人站在浮箱上还未开始搬运时,漂浮的浮箱受到浮力;
(2)当人背着最后一包货物走到中点C时,浮箱受到浮力(不计跳板形变);
(3)将货物从B搬运到A,搬第一包货物与最后一包货物,货物克服重力做功相差多少
31.(2021·福建莆田·一模)如图所示重120N的物体沿着长2m、高0.5m的斜面从顶端匀速下滑到底端,物体受到斜面对它的摩擦力为30N,求:
(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功;
(2)若用沿斜面向上的拉力F将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端,拉力F所做的功;
(3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率。
32.(2021·福建泉州·模拟预测)如图甲所示是利用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图。钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示,不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力,g取10N/kg。求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的体积;
(3)长方体A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F为8×103N,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力为多少?
参考答案:
1.C
【详解】ABC.推门是一个轮轴,离门轴越远,相当于动力臂越大,越省力,故AB不符合题意,故C符合题意;
D.而沿门方向向外拉,力的作用线过轴的位置,相当于动力臂为0,无法推开门,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.老虎钳是动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.剪树枝剪刀是动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹是动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹是动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,故是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
3.A
【详解】如图所示
动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F压=G,阻力臂为OB,物块向左做匀速滑动,则阻力臂
OB=OA-vt=L-vt
因杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件得
F×OA=F压×OB=G×(OA-vt)
即
F×L=G×(L-vt)
解得
因G、v、L为常数,所以拉力F与运动时间t是一次函数关系,当t增大时,F减小,变化关系为直线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】从图中可以看出,支点到动力的作用线的距离大于支点到阻力的作用线的距离,所以压把相当于一个省力杠杆。故选A。
5.D
【详解】机械臂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
A.瓶盖上面和起子的接触点是支点,起子和瓶盖下的接触点为阻力作用点,手的作用点为动力作用点,动力臂大于阻力臂,都是省力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹两臂的轴为支点,核桃臂和核桃的接触点为阻力作用点,手的作用点为动力作用点,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.钳子两臂的轴为支点,钳子和铁丝的接触点为阻力作用点,手的作用点为动力作用点,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用过程中,最上端为支点,手按的位置到支点的距离为动力臂,食物到支点的距离为阻力臂,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】同一滑轮组绳的有效股数n相同,动滑轮重相同,若不计绳重与摩擦的影响,由可知,提升物体的重力越大,所用的拉力越大,由G1>G2可知,两次所用的拉力的关系为F1>F2, 滑轮组的机械效率为
提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,所以,两次滑轮组机械效率的关系为η1>η2,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.A
【详解】A.增大物重提升相同高度时,有用功增大,额外功不变,有用功与总功的比值增大,“车梯”的机械效率变高,故A符合题意;
B.由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=4,故该“车梯”承担物重的绳子有4股,故B不符合题意;
C.不考虑动滑轮重力和摩擦时,绳子拉力,即绳端拉力F大于物重G的,故B不符合题意;
D.图中绳子移动的距离是物体上升距离的4倍,即使用“车梯”不能省距离,故D不符合题意。
故选A。
8.C
【详解】AB.由,相同的物块提升相同的高度,有用功相等,所以
故AB不符合题意;
CD.设物体上升的距离为s,甲装置为定滑轮,则甲装置绳端移动的距离为;乙装置为动滑轮,则乙装置绳端移动的距离为,两装置的机械效率之比为
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
9.B
【详解】如图,OA是杠杆,杠杆在重物作用下绕O做顺时针转动,在A端施加一个阻碍杠杆顺时针转动的力,F1使杠杆顺时针转动,故不符合题意;F2作用线过支点,力和力臂的乘积为零,不能阻碍杠杆顺时针转动,故不符合题意;F3和F4能阻碍杠杆顺时针转动,故符合题意;综合分析可以使杠杆在如图所示位置静止的力是F3和F4,故B正确,ACD错误。
故选B。
10.B
【详解】A.对木块A和木板B分别受力分析可知,木块A在水平方向上受到向左的绳子拉力和向右的B对A的摩擦力 ,因A受力平衡,故有,木板B在水平方向上受到向右的绳子拉力和向左的A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力,因B受力平衡,故有
因与是一对相互作用力,大小相等,故可知,即地面对木板B的摩擦力为0,故A错误;
B.由图中可知,自由端移动的距离s与物体A移动的距离的关系为
因滑轮组的机械效率为80%,故由
可得,B对A的摩擦力为
故B正确;
C.由题意可知,绳子自由端移动的速度为
故拉力F的功率为
P=Fv=5N0.05m/s=0.25W
故C错误;
D.因木板B始终处于静止状态,故绳子拉力对B不做功,即4s内绳子拉力对木板B做的功为0,故D错误。
故选B。
11.D
【详解】A.图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力
F甲=G=400N
故A错误;
B.图乙中使用的是一动一定的滑轮组,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
F乙=(G+G动)= ×(400N+20N)=210N
故B错误;
C.忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦,甲图中使用的是两个定滑轮,没有额外功,乙图中克服动滑轮重力做的功是额外功,将相同的重物提升相同的高度,有用功相等,甲的机械效率大于乙的机械效率,故C错误;
D.图乙中人所做的有用功的功率为
=200W
故D正确。
故选D。
12. 改变力的方向 1600
【详解】[1]滑轮B工作时位置不发生改变,因此该滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态,所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。动滑轮上有两端绳子,则n=2,由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
13. = >
【详解】[1]左图以与地面接触的短边为支点转动,F1克服砖的重力才能将砖抬起,根据杠杆的平衡条件可得
解得:;右图以与地面接触的长边为支点转动,根据杠杆的平衡条件可得
解得:,所以F1=F2。
[2]在ab或cd边不断抬高的过程中,动力臂始终等于阻力臂的2倍,所以动力臂与阻力臂的比值不变,砖的重力不变,由杠杆的平衡条件可知,在ab或cd不断抬高的过程中,动力的大小不变,即F1始终等于F2,根据cd>ab可知,第一次拉力移动的距离大,由W=Fh可得,两次拉力做功的关系为W1>W2。
14. 省力 大
【详解】[1]动力为墙壁对手的支持力,阻力为人的重力,以脚尖O点为支点,墙壁对手的支持力的方向与脚尖O竖直距离为动力臂,人体重力的方向与脚尖O水平距离为阻力臂,此时动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆。
[2]脚尖O离墙壁越远,墙壁对手的支持力的方向与脚尖O竖直距离变小,即动力臂变小;人体重力的方向与脚尖O水平距离变大,即阻力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,墙壁对手的支持力变大,即手掌对墙壁的压力变大。
15. 费力 响度
【详解】[1]赛龙舟比赛中,当运动员用船桨划水时,运动员手中使用的船桨的动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆,费力但省距离。
[2]震耳欲聋指的是声音的响度大。
16. 7500 不变
【详解】[1]由图可知,连接在动滑轮上的绳子的段数n为2,滑轮组的机械效率为80%,由
可知,拉力F为
建材以0.2m/s的速度竖直向上匀速提升,则拉力移动的速度v=nv物=0.4m/s,拉力的功率为
[2]滑轮组的机械效率是有用功所占总功的百分比,由上可知
可见,滑轮组的机械效率与物体匀速上升的速度大小无关。
17. 360 80%
【详解】[1]小聪所做的有用功是克服物体重力做的功,所以
W有=Gh=1200N×0.3m=360J
[2]由图知道,n=3,则绳端移动的距离
s=nh=3×0.3m=0.9m
总功
W总=Fs=500N×0.9m=450J
滑轮组的机械效率
18. A 费力
【详解】[1][2]如图,二头肌收缩将前臂收回时,绕着A点转动,A为支点;B为二头肌的作用点,即动力作用点; 二头肌收缩将前臂收回时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
19. 10 1
【详解】[1]由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦,绳端的拉力为
[2]当绳子自由端向左移动3米时,物体A向左移动的距离为
20. 2 4
【详解】[1]由题知,不计绳子和滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦,物体A水平向右运动时,物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力为
F=GB=×4N=2N
水平向左的摩擦力作用f,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由二力平衡条件得
f=F=2N
[2]物体A水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变、接触面粗糙程度不变,则物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力f=2N;物体A水平向左做匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力F′、水平向右的拉力
F=GB=×4N=2N
水平向右的摩擦力f=2N,物体A处于平衡状态,由力的平衡条件得拉力
F′=F+f=2N+2N=4N
21. 80 75%
【详解】[1]如图有两股绳承担物重,自由端移动的速度
拉力的功率为
[2]滑轮组的机械效率为
22. 1 75
【详解】[1]由乙图可知,在20s内绳子自由端移动的距离为40m,由图可知n=2,物体上升的高度
则物体端移动的速度
[2]有用功
W有=Gh=300N×20m=6000J
总功
W总=Pt=400W×20m=8000J
机械效率
23. 甲 见解析
【详解】[1][2]将两个相同的钩码提升相同的高度,由W有用=Gh可知,做的有用功相同;而第二次需要提升动滑轮做功,做的额外功多,而总功等于有用功加上额外功,所以第二次做的总功多,这样第二次有用功和总功的比值小,即甲的机械效率高、乙的机械效率低。
24.或
【详解】O为支点,过O点做力F作用线的垂线,即为力臂,故先延长力F,过O点做力作用线的垂线,标上l,故如下图所示:
或者。
25.
【详解】作力F的力臂时,首先向上延长力F的作用线,然后过支点O作力F的作用线的垂线段,即力F的力臂;重物G的所受重力的作用点在物体的重心上,通过重心作一条竖直向下的带箭头的线段,即重力的示意图,如图
26. 便于直接读取力臂 1.2 0.75 增大力臂 小于
【详解】(1)[1]杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心就在支点处,避免了杠杆自重对实验的影响,因为杠杆是水平的,钩码对杠杆的力就会和杠杆垂直,支点到力的作用点的距离就是力臂,可以直接读取力臂。
(2)[2]根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
可得
故弹簧测力计的示数为1.5N。
(3)[3]由图像可得
F1l1=6N×1×0.01m=0.06N·m
当力臂
l1=8cm
时
(4)[4]根据杠杆平衡原理可知,阻力和阻力臂不变时,增大动力臂可以减小动力,在扳手手柄上加了一个长套筒,就是通过增大力臂来达到省力的效果。
[5]分别做出Fa、Fb的力臂可知,Fa的力臂大于Fb的力臂,阻力和阻力臂不变,所以Fa小于Fb。
27. 左 59.8 1.12 加盐 小
【详解】(1)[1]由图得,游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上,指针指向分度盘右边,为了使天平在水平位置平衡,需将平衡螺母向左调节。
[2]由图乙得,标尺的分度值为0.2g,读数为4.8g,烧杯和盐水的总质量为
[3]由图丙得,量筒的分度值为10mL,量筒中盐水的体积为40mL。依题意得,量筒中盐水的质量为
盐水的密度为
(2)[4]计算出的盐水的密度小于1.15g/cm3,因此为配制合格的盐水,需要继续向盐水中加盐。
(3)[5]由杠杆平衡条件得,石块的重力为
由得,石块的质量为
由得,石块的体积为
在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没盐水中,溢出的盐水全部装入轻质塑料袋中,塑料袋中盐水的体积与石块的体积相等,则
由杠杆平衡条件得,盐水的重力为
由得,盐水的质量为
盐水的密度为
[6]因为塑料袋本身重量,导致盐水的重力偏大,使l2偏小,导致测量结果偏小。
28. 缓慢拉动 4 83.3 无关 C
【详解】(1)[1]测力计处于静止状态时,绳与轮之间的摩擦是静摩擦,而计算滑轮组的机械效率,计算的是实际工作中滑轮组的机械效率,滑轮组工作时绳与轮之间的摩擦力是滑动摩擦二者大小不相等,所以必须测得滑轮组运动时的拉力,故应缓慢匀速拉动。
(2)[2]图丙中动滑轮上共有5段绳子承重,则钩码上升高度h与测力计移动距离s之间的关系s=5h,故为第3次和第4次。
(3)[3]第2次滑轮组的机械效率为
(4)[4]3、4次机械效率相同但被提升高度不同,说明与高度无关。
(5)[5]第二次实验应为乙滑轮组,重物相同时丙滑轮组的机械效率应低于乙滑轮组的机械效率,所以此时滑轮组机械效率应小于83.3%且重物越重机械效率越高所以此时滑轮组的机械效率应高于第3次和第4次的机械效率为57.1%,故应选C。
29.(1)1×106J;(2)180W;(3)55.6%
【详解】解:(1)电动车匀速行驶,牵引力与摩擦阻力是一对平衡力,则牵引力的大小为
匀速行驶50km所做的功为
(2)根据可得,行驶所用的时间
电动车实际消耗的功率为
(3)电动车的效率
答:(1)电动车匀速行驶50km所做的功为;
(2)消耗的功率为180W;
(3)电动车的效率为55.56%。
30.(1)3500N;(2)1000N;(3)50J
【详解】解:(1)浮箱上放着5包相同的货物和一位工人,人、浮箱和每包货物的重均为500N,设每包货物重为G0,人站在浮箱上还未开始搬运时,漂浮的浮箱受到浮力
F浮=G总=G人+G箱+5G0=500N+500N+5×500N=3500N
(2)当人背着最后一包货物走到AB中点C时,将跳板看成一个杠杆,如下图
B端对浮箱有竖直向下的压力F压,由力的相互性知,浮箱对B端有向上的支持力F,且两力大小相等,由杠杆的平衡条件有
G×AD=F×AE
由数学知识知
所以
浮箱此时受到的重力、压力与浮力平衡,所以浮箱受到浮力
F浮′=G箱+F=500N+500N=1000N
(3)人搬第一包货物时,浮箱受到浮力
F浮=3500N
搬最后一包货物时,浮箱受到的浮力
F浮″=G总′=G人+G箱+G0=500N+500N+500N=1500N
浮箱受到的浮力变化量
由知道,浮箱排开水体积的变化量
浮箱受到浮力减小,所以浮箱排开水的体积减小,浮箱上升,由 知道,浮箱上升的高度
货物从B搬运到A,搬第一包货物与最后一包货物,货物上升高度减小量与浮箱上升的高度相等,所以货物克服重力做功相差
答:(1)人站在浮箱上还未开始搬运时,漂浮的浮箱受到浮力是3500N;
(2)当人背着最后一包货物走到中点C时,浮箱受到浮力1000N;
(3)将货物从B搬运到A,搬第一包货物与最后一包货物,货物克服重力做功相差50J。
31.(1)60J;(2)120J;(3)50%
【详解】解:(1)重力所做的功
W1Gh120N0.5m60J
(2)在沿斜面上拉物体过程中,压力和粗糙程度不变,物体所受的摩擦力仍为30N,则克服摩擦力做功为
W2fs=30N2m60J
拉力做的功
WW1 W260J60J120J
(3)斜面的机械效率
答:(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功60J;
(2)拉力F所做的功120J;
(3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率50%。
32.(1)1×104N;(2)1m3;(3)8×103N
【分析】(1)从图象中读出物体的重力和未露出水面时受到的拉力,然后根据称重法可求出长方体未露出水面时受到的浮力;
(2)根据求出浸没在水中时排开水的体积,即的体积;
(3)先根据机械效率公式求出提升动滑轮上绳子的股数,不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦,再利用可求得动滑轮的重力。
【详解】(1)根据图乙可知,未露出水面时所受的拉力,物体的重力
则未露出水面时受到的浮力
(2)由可得排开水的体积
因为浸没在水中,所以的体积
(3)完全离开水面后,滑轮组的机械效率为,此时电动机对绳的拉力为,由得,动滑轮上绳子的股数
不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦,由可得动滑轮的重力
答:(1)长方体未露出水面时受到的浮力为;
(2)长方体的体积为;
(3)动滑轮的重力为。
【点睛】本题为力学综合题,考查了称重法求浮力,阿基米德原理、滑轮组省力公式、机械效率公式的应用,关键是看懂图像以及求出动滑轮上绳子的股数。