第十二章 简单机械 自我检查试题(含答案)
一、选择题
1.如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦的情况下,最省力的是( )
A.B. C.D.
2.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了( )
A.缩短上坡过程中所走的路程
B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力
D.缩短上坡过程中所用的时间
3.“给我一个支点,我就能撬动整个地球”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A. 天平 B. 筷子
C. 钓鱼竿 D. 铡刀
4.如图是研究杠杆平衡条件的实验装置,要想使杠杆平衡,A处钩码应挂( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.6个
5.下列关于力F1力臂的作图中,正确的是( )
A.B. C.D.
6.如图所示的滑轮组,用F=30N的拉力,拉动水平地面上重为300N的物体,使物体匀速前进了2m。物体和地面之间的摩擦力为45N,在此过程中,下列说法正确的是( )
①拉力做的功是120J
②绳子自由端移动的距离是2m
③滑轮组的机械效率是75%
④A点受到的拉力为300N
A.①④ B.②③ C.①③ D.③④
7.如图所示,杠杆始终水平平衡。改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③.此过程中,弹簧测力计的示数将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
8.要使如图的杠杆水平平衡,可采取的做法是( )
A.支点两端各减少一个钩码
B.支点两端各增加一个钩码
C.支点左端增加一个钩码
D.支点左端减少一个钩码
9.用图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N,绳重和摩擦力不计。则( )
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
10.如图所示,滑轮下挂重400N的物体,滑轮重20N,绳和杠杆都是轻质的,要在图示位置使杠杆平衡,在杠杆的A点所加的竖直方向上的力F应是(杠杆上的标度间距相等)( )
A.210N B.70N C.140N D.280N
11.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功作为有用功(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B.做的有用功是80J
C.此过程中斜面的机械效率为65%
D.物体受到的摩擦力大小为15N
12.如图所示,用滑轮组提升重物时,重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N,则提升重物的过程中( )
A.做的总功是400J
B.拉力F的功率是25W
C.绳子自由端被拉下1m
D.滑轮组的机械效率是80%
二、填空题
13.如图所示,工人用240N的拉力,在15s的时间内,将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上,绳子自由端移动了 m,拉力的功率是 W.滑轮组的机械效率是 %
14.开瓶时使用的开瓶器(图甲),可以简化成不计重力的省力杠杆(图乙),O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直,且AO=6cm,OB=1cm,F1=25N,则F2= N。
15.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重3.6×103N的物体时,物体5s内上升了6m,此过程中有用功为 J,钢丝绳移动的速度为 m/s;若滑轮组的机械效率为80%,则额外功为 J,拉力F为 N,其功率为 W。
16.如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点已知箱重为250N,OA为120cm,OC为24cm。
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止则动力F的大小为 N。
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为 N。
(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.如图所示,用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机,已知AB长40cm,BC长50cm。室外机的质量为30kg,室外机的重力作用线正好通过AB中点,则A处钉受到的水平拉力F为 N(支架重力不计)。为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量 (选填“靠近”或“远离”)墙壁。
三、作图题
18.如图所示的杠杆中,已知动力F1和阻力臂L2,请你作出动力臂L1和阻力F2。
19.如图所示,是羊角锤的示意图,请画出,用羊角锤撬铁钉时最小动力F1,及其力臂L1的示意图。
四、实验题
20.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)调节平衡时,都应该使它在 位置平衡。根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向 调整(填“右”或“左”)。
(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡。此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆 ,挂钩码位置所对应的刻度值就等于 。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是 。
(4)实验的结果如下表所示。
动力(F1/N) 动力臂(L1/cm) 阻力(F2/N) 阻力臂(L2/cm)
3 6 6 3
2 5 5 2
4 2 2 4
3 6 9 2
3 4 2 6
4 4 2 8
甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂
乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂
两个同学都认为自己是对的,对方是错误的。那么你认为他们中正确的应该是 同学。原因是 同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论。
(5)下列正在使用中的杠杆:用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,属于费力的杠杆是 。
21.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所得实验数据填入下表:
实验次数 动滑轮重/N 物重/N 拉力/N 绳子的股数n 机械效率η
1 1 2 1
2 1 4 1.67
3 2 4 2
4 1 4 2.5
(1)实验时,应 、 拉动弹簧测力计,使钩码上升,并由弹簧测力计读出绳子自由端的 的大小;同时用 测出钩码升高的高度;
(2)在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率。
(3)根据实验 和 (填①、②、③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关;
(4)根据实验②和③可知,滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 ;
(5)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 ;
(6)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关,应该选用 (填“同一”或“不同”)滑轮组,提升 (填“相同”或“不同”)的高度去研究。
五.计算题
22.如图用滑轮组提起重630N的物体,绳子自由端拉力F为300N,重物以0.2m/s的速度匀速上升3m,不计摩擦和绳重,求:
(1)滑轮组对物体做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)拉力做功的功率。
23.在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图),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,求这个斜面的机械效率。
参考答案:
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D C D C C C C A B D D D
二、填空题
13.18m;288;83.3%。
14.150。
15.2.16×104;3.6;5.4×103;1500;5.4×103。
16.(1)100;(2)50;(3)变小。
17.200;靠近。
三、作图题
18. 19.
四、实验题
20.(1)水平;左;(2)垂直;力臂;(3)错误的;(4)乙;甲;(5)镊子。
21.(1)竖直;匀速;拉力;刻度尺;(2)如上表所示;(3)①;②;(4)低;(5)低;
(6)同一;不同。
五、计算题
22.解:(1)人所做的有用功:
W有=Gh=800N×2m=1600J;
(2)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×2m=4m,
人做的总功:
W总=Fs=500N×4m=2000J,
人做功的功率:
P===40W;
(3)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=80%。
答:(1)人所做的有用功为1600J;
(2)人做功的功率为40W;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
23.解:此过程所做的有用功为:W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J;
拉力所做的总功为:W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J;
斜面的机械效率为:η==×100%=62.5%;
答:斜面的机械效率为62.5%