第九章 简单机械 功 章末复习（有答案）

第九章 简单机械 功
章末复习
题型训练
题型一 杠杆及其平衡条件
1.如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力F 、F2、F 时，杠杆都能在图示位置平衡.下列说法正确的是( )
A. F 最小
B. F 最大
C.使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D.若作用力为F ，保持F 与OA垂直，使重物匀速上升，F 将逐渐减小
2.拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示.已知OA=1.0m,OB=0.2m,箱重G=120N.请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图;此时F=____________N.
3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重0.5N.
(1)杠杆处于如图甲状态时，若要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节.杠杆是否处于水平位置平衡，是由杠杆与重垂线是否垂直来判断的，这是利用了重力的方向总是___________________.
(2)小叶同学完成一次操作后，实验现象如图乙所示.记录的数据为：动力F =2 N,动力
臂 =1 cm;阻力F =1 N,阻力臂 =2cm.他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，你认为他的结论是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________________________________________________________________.
(3)小叶与同学又将装置改装成图丙，在A处正下方悬挂一不吸水的石块，B处施加一个与竖直方向夹角为60°的拉力F=4N，杠杆恰好在水平位置平衡，此时杠杆为____________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆.若将该石块浸没在水中且不触底，要使杠杆在水平位置再次平衡，应在B处竖直向上施加拉力为_________________N.(已知g取10N/kg)
4.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图.使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量.此秤最大称量是10kg，秤砣最远可移至E点.秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示,求:(g取10N/kg)
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大
(2)秤砣质量为多少
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少
题型二 滑轮和其他机械
5.现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》，书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由向下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”(图1)，现分别用甲、乙两个力代替“收”(图2)，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是( )
A.使用这个滑轮能省力
B.甲拉力大小等于乙拉力大小
C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
6.如图所示是滑动变阻器上的一个接线柱，螺母上的棱能 ___________手指与螺母间接触面的粗糙程度，防止打滑；其上面的螺纹是斜面的变形，斜面缠绕在圆柱体上，所以使用时可以 ___________(选填“省力”或“省距离”).
题型三 功的理解
7.如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，下列说法正确的是( )
A.用斜面可以省力也可以省功
B.匀速推动重物的速度越大，推力越大
C.匀速推动重物的速度越大，推力做功越多
D.匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大
8.小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200mm,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N.则他在回家过程中对书包所做的功为______________J，他所做总功的功率是______________W.
题型四 测量机械效率
9.如图为小明测量滑轮组机械效率的实验，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表所示.
实验 次数 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 弹簧测力 计示数F/N 弹簧测力计移 动距离s/m 机械效 率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)在实验中,应竖直向上____________拉动弹簧测力计，读出拉力的大小.
(2)第2次测量中，弹簧测力计示数如图乙，则拉力的大小为 ___________N,第2次实验的机械效率为__________ %.
(3)分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越大)，滑轮组的机械效率越____________.
(4)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体_________________无关.
(5)如果不计绳重及摩擦，由第4次实验数据可求出一个动滑轮的重力为___________ N.
10.如图是探究“斜面机械效率”的实验装置，实验数据记录如下表.
物块重/N 斜面高h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
10 0.1 5.0 1 20%
10 0.2 6.7 1 30%
10 0.3 8.4 1 36%
(1)沿斜面拉动物块时，为使弹簧测力计示数稳定,应尽量做__________________运动.
(2)比较表中的“物块重”和“_____________”两栏对应的数据,可知斜面是一种______________(选填“省力”或“费力”)的简单机械.
(3)本实验探究了____________________对斜面机械效率的影响,其影响规律是________
___________________________________________________________________________.
题型五 功、功率和机械效率的综合应用
11.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重)，在相同时间内把重物G提升相同高度，F 和F 大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A.力F 和F 做功的功率相同
B.力F 和F 做的总功相同
C.乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
12.如图所示,重为800N的物体在100N的水平拉力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%，在此过程中，下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动距离为4m
B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120 N
C.额外功的功率为12W
D.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
13.甲装置中,空吊篮A重20N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为90N.为了将A提升到高处，小明施加了拉力F，F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙，求：(忽略绳重、摩擦及空气阻力)
(1)动滑轮所受的重力为多少
(2)拉力在第2s内做的额外功为多少
(3)若利用此装置来运载货物，一次最多能匀速运载多重的货物
(4)此装置运载货物的最高机械效率为多少 (结果精确到0.1%)
参考答案
1. D
2.如图所示. 24
3.(1)右 竖直向下 (2)错误 不同的物理量相加减没有物理意义 (3)等臂 1
4.解：(1)根据杠杆平衡条件F l =F l ,力臂越小，称量越大，所以提起B处秤纽，此秤的称量最大.
(2)根据杠杆平衡条件得,
秤砣质量
(3)根据杠杆平衡条件得,mg×AC=
故
5. B 6.增大 省力 7. D 8.360 24
9.(1)匀速 (2)2.6 77 (3)低 (4)上升高度 (5)1 .5
10.(1)匀速直线 (2)拉力 省力 (3)斜面倾斜程度 在物体重力与斜面长度不变时，斜面越陡，斜面机械效率越高
11. D 12. C
13.解:(1)由图甲可知,n=2,由图乙、丙可知,在1～2s内装置以2m/s的速度匀速上升，拉力F=20N，忽略绳重、摩擦及空气阻力，由 可得，动滑轮所受的重力动＝20 N.
(2)由图丙可知，在1～2s内装置以2m/s的速度匀速上升，可得第2s内A上升的高度h=vt=2m/s×1s=2m,因动滑轮上升的高度和A上升的高度一样，所以拉力在第2s内做的额外功 额外动
(3)运载货物时，C处最大的拉力为90N，忽略绳重、摩擦及空气阻力，
由 最大可得，一次最多能匀速运载货物的重力
(4)同一个滑轮组，提升的物重越大机械效率越高，则此装置运载货物的最高机械效率
最大
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