第12章 简单机械 单元练习（有答案）

第12章简单机械 单元练习
一、单选题
1. 如图所示，物体重，要使人拉住绳子的一端使物体静止，若不计滑轮的重力和摩擦，则人的拉力为( )
A.
B.
C.
D.
2. 如图所示装置中，若拉力，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
3. 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴靠近，这样做的目的是为了( )
A. 减小阻力 B. 增大动力臂，从而更省力
C. 减小阻力臂，从而更省力 D. 更省距离
4. 如图，一根轻质木杆，端细线下挂的重物静止在水平地面上，当在端加竖直向下的作用力时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直，重物对地面的压强为。已知，重物与地面的接触面积为，则下列说法正确的是( )
A. 此杠杆是一个省力杠杆
B. 重物对水平地面的压力
C. 的长度为
D. 将向右转过一个角度时，要使重物对地面的压强不变，则变小
5. 使用滑轮组可以( )
A. 省力又省距离
B. 可以省力，但不能改变力的方向
C. 既可省力又可改变力的方向
D. 费力但可以省距离
6. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )
A. 有用功减少，总功减少
B. 有用功增加，总功增加
C. 有用功不变，总功不变
D. 有用功不变。总功减少
7. 如图是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆，能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是( )
A. B.
C. D.
8. 工人用大小为的拉力提升重为的物体，如图所示，在内绳子自由端被匀速直线拉下。下列说法正确的是( )
A. 所做的有用功是
B. 滑轮组的机械效率为
C. 拉力的功率是
D. 若提升物体的重变大，滑轮组的机械效率不变
9. 如图所示，用的水平拉力拉滑轮，使足够长的物体以的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有( )
A. 以为参照物，是静止的
B. 滑轮移动的速度为
C. 绳子拉物体的功率为
D. 在运动过程中若将拉力增大，弹簧测力计的示数也会增大
二、填空题
10. 一台起重机将重的货物提高，做的有用功为______ ，如果额外功是，总功为______ ，机械效率为______ ．
11. 如图，为能绕点转动的轻质杠杆，中点处用细线悬挂一重物，在端施加一个竖直向上的大小为的拉力，使杠杆在水平位置保持平衡，则重物______。若保持拉力方向不变，将端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力将______选填“增大”、“不变”或者“减小”。
12. 如图，重的物体，以的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是，则作用在物体上的水平拉力是______，物体受到的滑动摩擦力是______，内绳子自由端通过的距离是______不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦
13. 如图所示，一处于水平平衡状态的杠杆，杠杆上所标刻度每小格长为某同学在研究杠杆平衡实验时，在杠杆上的点挂四个钩码，每个重为，用弹簧测力计在点竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡，此时弹簧测力计拉力的力臂为______ ，弹簧测力计的示数为______
14. 如图所示，在水平拉力的作用下重的物体，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤的示数为，则拉力的大小为__________，物体与水平桌面的摩擦力大小为________。
15. 杠杆的平衡条件是______ ，如果杠杆的动力臂是阻力臂的倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的______ 倍．
16. 如图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景。已知地面对两个手掌的支持力为，对两个脚尖的支持力为，手掌到脚尖的距离为，则运动员所受的重力为______，人体重心到脚尖的水平距离为______。
17. 一个质量是的工人在工作台上粉刷楼房外侧，如图所示，上端固定在楼顶，如果动滑轮的质量是，工作台的质量是，涂料和其他工具的质量是，当他用力使工作台匀速下落时，绳重和摩擦不计，拉力应该为______ 。取
三、实验探究题
18. 小雨和小雪一起做“测量滑轮组的机械效率”实验中，一起组装好如图所示实验装置，并记下了钩码和弹簧测力计的位置。
实验时，小雨应______竖直向上拉动弹簧测力计，使钩升高。小雨读出弹簧测力计示数为；同时小雪也用刻度尺测出钩码被提升的高度为，以上测量结果准确无误。
两人没有用刻度尺测量，也获得了弹簧测力计提升的高度为______。
若每个钩码重为，该滑轮组的机械效率为______。保留一位小数
在实验中，若将钩码的重增加到，则该滑轮组的机械效率将______选填“变大”、“变小”或“不变”。
19. 学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。
斜面倾斜程度 木块重力 斜面高度 斜面长 沿斜面拉力
较缓
较陡
最陡
小明用弹簧测力计测木块的重力，如图所示，测量时应让木块保持______ 状态，并依据______ 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。
他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面______ 向上拉木块，收集到上表中的实验数据：
比较表中木块重力和拉力的大小，得出：使用斜面时______ 选填“能”或“不能”省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越______ 选填“省力”或“费力”；
实验时，可以通过移动木块来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块要向______ 选填“左”或“右”移。
四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）
20. 如图，杠杆在力、的作用下处于静止状态，是力的力臂，在图中画出的力臂和阻力。
21. 如图所示，用汽车通过滑轮组以的速度匀速拉起深井中的物体时，对绳的拉力为，的功率为；第二次以的速度匀速拉起物体时，对绳的拉力为，的功率为已知，，若不计摩擦、绳重等，则
动滑轮重为多少？
在这两个过程中，滑轮组的最大效率是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：如图所示，物体受到的重力等于两个滑轮的拉力之和，
即：，------
对于下面的滑轮：，-----
对于上面的滑轮：，-----
将代入得：
，
。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：由图知，滑轮组承担左边拉力的绳子股数，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力，
滑轮组受到水平向左的拉力，根据力的相互作用性可知，甲弹簧秤的读数为；
滑轮组承担右边拉力的绳子股数，不计滑轮、弹簧秤及轻绳的质量，拉力，
滑轮组受到水平向右的拉力，根据力的相互作用性可知，乙弹簧秤的读数为。
故选：。
3.【答案】
【解答】
在同样的情况下，往剪刀轴靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由可知会更省力；
故ABD不符合题意，符合题意。
故选C。

4.【答案】
【解析】解：、是一个杠杆，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故A错误；
B、由可得，重物对水平地面的压力：
，故B错误；
C、因重物对地面的压力等于自身的重力减去细线的拉力，
所以，细线的拉力：
，
由杠杆的平衡条件可得：，
解得：，故C正确；
D、重物对地面的压强不变，则细线的拉力不变，由图可知，阻力臂也不变，由杠杆平衡条件可知，动力与其力臂的乘积不变，
当将向右转过一个角度时，的力臂变小，要保持与其力臂的乘积不变，则应变大，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：使用滑轮组时，
A、如果既省力，又省距离，也就是省功，这样的机械不存在．此选项错误；
、可以根据需要，设计成既省力，又能改变力的方向．选项B错误、选项C正确；
D、滑轮组可以省力，但费距离．此选项错误．
故选C．
6.【答案】
【解析】解：把同一物体匀速提升同样的高度，
利用滑轮组做的有用功相同，
，改装后的机械效率高，
改装后利用有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少。故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】
A.动力和阻力都使起子绕支点顺时针转动，故A错误；
B.要把瓶盖打开，就要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，故B错误；
C.瓶盖给起子的阻力是向下的，动力使起子绕支点逆时针转动，阻力使起子绕支点顺时针转动，故C正确；
D.动力和阻力都使起子逆时针转动，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：、拉力做的有用功：，故A错误；
B、由图可知，绳子自由端移动的距离：；
拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：，故B正确；
C、拉力做功的功率：，故C错误；
D、提升物体的重变大，由可知，在提升的高度相同时，有用功增大，而额外功几乎不变，
由可知，有用功增大，额外功几乎不变时，机械效率增大，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：
A.匀速拉动的过程中，以为参照物，与之间的位置不断发生变化，所以是运动的，故A错误；
B.由图可知，作用在动滑轮上，由动滑轮的特点可知，动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一，物体的移动速度为即绳端移动速度，所以动滑轮的移动速度为，故B错误；
C.由图可知，滑轮为动滑轮，绳端拉力为的一半，即，
则绳子拉物体的功率，故C正确；
D.测力计对的拉力与对的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中若将拉力增大，物体仍然静止，由于和之间的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，故D错误。
故选：。
10.【答案】；；
【解析】解：
起重机做的有用功：
；
总功：
；
机械效率：
．
故答案为：；；．
11.【答案】 不变
【解析】解：
如图，杠杆在水平位置，
，
杠杆平衡，，
所以；
杠杆被拉起后，如图所示，
为动力臂，为阻力臂，阻力不变为，
∽，
：：：，
杠杆平衡，
所以，
；由此可知当杠杆从位置匀速提到位置的过程中，力的大小不变。
故答案为：；不变。
12.【答案】
【解析】解：
由图可知，有两条绳子作用在动滑轮上，且物体做匀速直线运动，不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，
由力的平衡条件可得，作用在物体上的水平拉力；
因为物体匀速运动，
所以摩擦力等于作用在上的水平拉力，即；
因为物体运动的速度，
所以绳子自由端移动的速度，
由可得，内绳子自由端移动的距离为。
故答案为：；；。
13.【答案】；
【解析】解：已知杠杆上所标刻度每小格长为则弹簧测力计拉力的力臂为，
由杠杆平衡条件可知，，即，解得．
故答案为：；．
14.【答案】；
【解析】解：如图所示，弹簧测力计测出了动滑轮上的绳子上的拉力为；则物体受到拉力为；又因物体做匀速直线运动，则物体与水平桌面的摩擦力与物体受到拉力是一对平衡力，则摩擦力大小也是；
拉力。
故答案为：；。
15.【答案】；
【解析】解：杠杆的平衡条件是，
由题知，动力臂是阻力臂的倍，即：，
，
．
，
即：动力是阻力的倍．
故答案为：，．
16.【答案】
【解析】解：运动员在竖直方向受竖直向上的支持力、，竖直向下的重力的作用，物体受力平衡，
则；
以脚尖为支点，则支持力的力臂为，人体重心到脚尖为，
根据杠杆平衡条件得：，
。
故答案为：；。
17.【答案】
【解析】解：动滑轮、工作台、涂料、工具、工人的总质量：
，
动滑轮、工作台、涂料、工具、工人的总重：
，
由于，所以拉力：
；
故答案为：。
18.【答案】匀速 变大
【解析】解：由二力平衡可知，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的示数；
动滑轮被根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的倍，因此弹簧测力计提升的高度为；
每个钩码重为，两个钩码的重力，该滑轮组的机械效率：；
相同条件下，钩码的重由增加到时，有用功增大，有用功在总功中的比值越大，滑轮组的机械效率将增大。
故答案为：匀速；；；变大。
19.【答案】静止 二力平衡 方向 能 省力 右
【解析】解：测量木块的重力时，让木块处于静止状态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此二力为平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；
为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面方向匀速向上拉动木块；
由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力；
要减小斜面的倾斜程度，木块应向右移动；
故答案为：静止；二力平衡；方向；能；省力；右。
20.【答案】解：做力的反向延长线，过支点做力作用线的垂线段，则线段为力的力臂；
过力臂的右端，作垂直于的直线，与杠杆的交点为力的作用点，方向斜向左上方，如图所示：

21.【答案】解：
由图知，有段绳子绕过动滑轮拉重物，即，
不计摩擦、绳重，提升物体时的拉力：；
的功率：，
同理可得，的功率：，
依题意可得：：：-----，且------
联立代入数据解得：；
设拉起重物的高度为，则将重物匀速提升所做的有用功：，
不计摩擦、绳重等，做的额外功为；
同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，因为第二次物体重力大，所以机械效率高，
所以，在这两个过程中，滑轮组的最大效率为：
。
答：动滑轮重为；
在这两个过程中，第二次物体重，机械效率高，机械效率为。