第十二章 简单机械 期末试题选编 2022-2023学年下学期广西各地八年级物理
一、单选题
1.(22-23八年级下·广西南宁·期末)下列各种工具,使用中属于费力杠杆的是( )
A.钢丝钳 B.铁皮剪刀
C.筷子 D.自行车手闸
2.(22-23八年级下·广西贵港·期末)小明模仿济南黄河大桥(图甲)搭建简易模型。如图乙所示,其他因素不变,如果只把拉索与桥塔的固定点上移,则可以( )
A.增加动力 B.减小阻力 C.增加动力臂 D.增加阻力臂
3.(2023·广西柳州·一模)如图是古代战争中的“大炮”——抛石机,能将石头抛得很远。它实际上是一个( )
A.滑轮组 B.省力杠杆 C.等臂杠杆 D.费力杠杆
4.(2022·广西·中考真题)如图所示的各种工具,正常使用时省力的是( )
A. 定滑轮 B.动滑轮
C. 筷子 D. 船桨
5.(21-22九年级上·山东德州·开学考试)如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的是( )
A.甲是动滑轮,使用时不能省力 B.乙是动滑轮,使用时可以省力
C.甲是定滑轮,使用时可以省力 D.乙是定滑轮,使用时不能省力
6.(2022·广东·中考真题)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
7.(22-23八年级下·广西玉林·期末)如图所示,在建筑工地上,工人借助相同的滑轮和绳用甲、乙两种方式分别将相同物料提起来(忽略摩擦力的影响),关于这两种方式,下列说法正确的是( )
A.甲更省力,且能够改变力的方向 B.乙更省力,甲的机械效率高
C.两种方式所做的总功一定相等 D.两种方式的机械效率一定相等
8.(22-23八年级下·广西百色·期末)甲、乙两机械的机械效率分别是80%和65%,则下列说法正确的是( )
A.使用甲机械,省力
B.使用甲机械,做功快
C.使用甲机械,有用功多
D.使用乙机械,额外功在总功中占的比例大
9.(19-20八年级下·河北张家口·期末)关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率大的机器功率大
B.最优秀的机器的机械效率可达到
C.所做有用功越多,机械效率越高
D.有用功永远小于总功,所以机械效率小于1
10.(20-21八年级下·重庆九龙坡·期末)关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是( )
A.正在水平地面上滚动的足球,足球受到的重力做了功
B.功率是表示做功快慢的物理量
C.用滑轮组提升货物时,功率越大,则机械效率就越高
D.经过不断改进,机器做功的机械效率可达到100%
二、填空题
11.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图,杠杆在此位置静止时 (选填“是”或“不是”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
12.(22-23八年级下·广西贵港·期末)晚饭后,妈妈带着小豆和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示。妈妈和妹妹的总重力比小豆的重力大,跷跷板水平平衡时,小豆比妈妈离转抽 (选填“远”或“近”);若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变),为了保持跷跷板水平平衡,小豆应适当 (选填“远离”或“靠近”)转抽。
13.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,用独轮车搬运砖头,车箱和砖头的总质量为120kg,独轮车的有关尺寸如图所示。车箱和砖头所受的总重力是 N,推车时,人手向上的力F应为 N。
14.(22-23八年级下·广西南宁·阶段练习)如图所示,湖上进行划船比赛,该船桨属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,好处是可以省 。
15.(22-23八年级下·广西桂林·期末)如图甲、乙所示,用两种尺寸不同的把手开同一个水龙头时,用 (选填“甲”或“乙”)图把手更省力;水龙头的把手相当于一个 (选填“滑轮”或“轮轴”)。
16.(22-23八年级下·广西南宁·期末)国旗旗杆顶端装有一个 滑轮,使用这个滑轮可以改变 。
17.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端,这里的木板是一种简单机械,称做斜面,利用该装置可以 (选填“省力”、“省距离”或“省功”);此时该装置效率为 。
18.(22-23八年级下·广西南宁·期末)小明用如图甲所示的装置将物体A匀速提升,绳子B(与A相连)和绳子C能承受的最大拉力分别为100N和50N,动滑轮重力为20N,小明施加的拉力F随时间t变化关系图像如图乙所示,A上升的速度v随时间t变化关系图像如图丙所示。若不计绳重和摩擦,1~2s内拉力F的功率为 W;若在绳子不断裂的情况下,此装置的机械效率η的最大值为 。
19.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。动滑轮上有 段绳子承担对车的拉力,若用F=1500N的拉力可以使汽车匀速移动,汽车匀速移动时受到的阻力为2400N,该滑轮组的机械效率为 。
20.(22-23八年级下·广西钦州·期末)如图,在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处,沿斜面向上的拉力为10N,斜面长、高。其中所做的有用功为 J,斜面的机械效率为 。
21.(22-23八年级下·广西玉林·期末)如图,所示,用F=20N的拉力使重物匀速上升1m,已知物体所受的重力为54N(不计绳重及摩擦),利用滑轮组提升物体可以 力,此时滑轮组的机械效率是 。
三、作图题
22.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,画出F2的力臂l2和使杠杆OA平衡的最小动力F1。
23.(10-11九年级·北京·阶段练习)请在下图中画出使用该滑轮组最省力的绕线方式。
四、实验题
24.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示是探究“杠杆平衡条件”的装置。
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)实验前选择杠杆中点作为支点并调节杠杆在水平位置平衡的目的:避免杠杆 对实验造成的影响;
(3)如图乙所示,在B点挂2个钩码,发现杠杆不平衡,此时 (选填“能”或“不能”)再调节平衡螺母;
(4)实验过程中得到的相关数据记录在表中:
实验次数
根据以上数据得出杠杆平衡条件是: (用字母表示),多次实验的目的是 ;
(5)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从①位置转动到②位置时,其示数大小将 (填“变大”、“变小”或“不变”),原因是 。
25.(22-23八年级下·广西防城港·期末)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;为了使杠杆水平位置平衡,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个钩码,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,此时杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是 。
26.(22-23八年级下·广西玉林·期末)在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图甲的装置进行实验。实验过程中,记录数据如下表:
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 3.0 0.20 2.0 0.30
2 2.0 0.15 1.5 0.20
3 1.5 0.20 1.0 0.30
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件: ;实验中收集多组数据的目的是 ;
(2)小林用图乙的实验装置测量滑轮组机械效率。在一次实验探究活动中,小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s,绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示,则小林做的有用功为 J,滑轮组的机械效率为 %。为了提高滑轮组机械效率,建议可以采取的措施有 (填字母);
A.减轻动滑轮组重
B.增加所提物重
C.机械加润滑油
D.增加物重上升的高度
(3)小丽用图丙的实验装置测量斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用 的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m,若机械效率η=80%,则物体在斜面上受到的摩擦力为 N。
27.(22-23八年级下·广西南宁·期末)小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”)。接下来小明调节杠杆两端平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平静止,这样做的目的是: ;
(2)图乙中,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;
(3)生活中杠杆有许多方面的应用,小明观察到家中的钓鱼竿就属于 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);
(4)图丙所示,在“测量滑轮组的机械效率”实验中,用同一滑轮组提升不同重的物体到同一高度,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 (选填“高”或“低”),小明发现,除了增大物重的方式,我们还可以通过 来提升滑轮组的机械效率。
五、计算题
28.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,起重机将质量为5400kg的大石头沿竖直方向匀速提升了3m,它的电动机所做的功是4.05×105J。求:
(1)大石头所受的重力;
(2)起重机提升重物所做的有用功;
(3)起重机的机械效率。
29.(22-23八年级下·广西南宁·期末)如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,重为600N的工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速上升;在这个过程中,人施加的拉力F为200N,两个滑轮质量相等,不计滑轮组的绳重和摩擦;求:
(1)人双脚站立在水平地面且不拉绳子时,受力面积为0.02m2,此时人对地面的压强为多少;
(2)动滑轮受到的重力;
(3)若绳子能承受的最大拉力为900N,该滑轮组最大的机械效率为多少。(保留一位小数)
30.(22-23八年级下·广西桂林·期末)某学校科技小组在“弘扬中国传统文化”活动中,打造了一把杆秤如图所示,秤杆上O点处固定系着一节绳子,用于提拉秤杆称量物体,称重物时,秤杆可绕着O点转动,秤杆上A点处固定吊着一个载物秤盘,吊绳和秤盘的总质量为0.5kg。已知OA=8cm,秤砣质量为3kg。秤杆和细线的质量不计。求:
(1)若系着秤砣的细线左移时最多可移至B点且AB=60cm,则该杆秤称量重物的最大质量是多少千克?
(2)市面上,一些不良商贩使用杆秤称量时会缺斤少两。你觉得不良商贩主要是在哪些方面做了手脚?并简要说明理由(写出一条即可)。
31.(22-23八年级下·广西贵港·期末)如图所示,两个完全相同的均匀实心圆柱体、,其重力均为、底面积为,用细绳连接后分别挂在轻质杠杆的A、B两端,杠杆在水平位置平衡,且;当把圆柱体放入底面积为的薄壁轻质圆柱形容器中,将质量为的水注入容器,圆柱体刚好有三分之一的体积浸在水中,此时水在容器中的深度为,如图所示。(已知)求:
(1)图1中杠杆A端受到绳子的拉力;
(2)图1中M对地面的压强;
(3)图2中容器对地面的压强。
参考答案:
1.C
【详解】ABD.钢丝钳、铁皮剪刀、自行车手闸使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故ABD不符合题意;
C.筷子使用时,阻力臂大于动力臂,筷子是费力杠杆,故C符合题意。
故选C。
2.C
【详解】将拉索与桥塔的固定点上移,动力臂增大,阻力臂和阻力不变,根据杠杆平衡条件知,动力减小。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.D
【详解】由图可见,抛石机在力的作用下绕固定点转动,因此它是一个杠杆;并且动力臂明显比阻力臂短,因此是一费力杠杆,好处是省距离,人手移动很短的距离,石块就会移动很大的距离,从而可以用它把大石块抛出去,打击远处的敌人。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.B
【详解】A.定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时既不省力,也不省距离,故A不符合题意;
B.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,若不计轮重和摩擦,可以省一半的力,故B符合题意;
C.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】根据定滑轮和动滑轮的特点可知,甲是定滑轮,不省力,但能改变力的方向,乙是动滑轮,能省一半的力,但不能改变力的方向,故ACD错误,B正确。
故选B。
6.A
【详解】A.不计滑轮重、绳重和摩擦,承重绳子的段数n=3,则拉力
B.不计滑轮重、绳重和摩擦,承重绳子的段数n=2,则拉力
C.定滑轮相当于等臂杠杆,不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力
D.动滑轮相当于省力杠杆,不计滑轮重、绳重和摩擦,则拉力
综上,四种装置匀速提升同一重物,则最省力的是A中的装置。
故选A。
7.B
【详解】A.甲是定滑轮,不省力也不费力,能够改变力的方向,故A错误;
BD.乙是动滑轮,更省力,与甲(定滑轮)相比,由于要克服动滑轮的重力,额外功大,所以,乙的机械效率低,甲的机械效率高,故D错误,B正确;
C.使用动滑轮时,由于要克服动滑轮的重力做功,两种方式所做的总功不一定相等,故C错误。
故选B。
8.D
【详解】AB.机械效率,机械效率大小与机械是否省力、做功快慢无关,故AB错误;
C.做有用功多,如果总功也越多,机械效率不一定大,C错误;
D.乙的机械效率较低,说明有用功占总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大,故D正确。
故选D。
9.D
【详解】A.有用功与总功的比值叫机械效率,而功率是功与时间的比值,二者没有必然的联系,故A错误;
B.使用机械时,不可避免地要做额外功,所以总功一定大于有用功,即机械效率不可能达到,故B错误;
C.有用功与总功的比值叫机械效率,只知道有用功多,机械效率不一定高,故C错误;
D.使用机械时,不可避免地要做额外功,有用功永远小于总功,所以机械效率一定小于1,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】A.正在水平地面上滚动的足球,重力方向与运动方向垂直,故足球受到的重力没有做功,故A错误;
B.功率是表示做功快慢的物理量,故B正确;
C.用滑轮组提升货物时,功率与机械效率无关,功率是做功快慢,而机械效率是有用占总功的比值,故C错误;
D.经过不断改进,机器做功的机械效率会增大,但不可能达到100%,因为总有额外功,比如克服绳子摩擦力做功,故D错误。
故选B。
11. 是 右
【详解】[1][2]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,因而杠杆处于平衡状态;杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,说明杠杆的重心在左端,平衡螺母应向较高的右端调节。
12. 远 靠近
【详解】
[1]跷跷板在水平位置平衡时,设妈妈和妹妹的总重力为G1,力臂为L1,小豆的重力为G2,力臂为L2,根据杠杆的平衡条件知已知,所以,即小豆比妈妈离转轴远。
[2]若妈妈放下怀抱中的妹妹,即G1减小,妈妈的位置不变,即L1不变,为了保持跷跷板水平平衡,由知,在L1和G2不变时,G1减小,L2也减小,即小豆应适当靠近转轴。
13. 1200 360
【详解】[1]车箱和砖头所受的总重力是
[2]由杠杆平衡条件可得
即
解得F=360N。
14. 费力 距离
【详解】[1][2]运动员使用很长的船桨划水时,动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,使用时手移动较小的距离就能让船桨另一端移动较大的距离,虽然费力,但好处是可以省距离。
15. 乙 轮轴
【详解】[1][2]把手在使用时绕中心轴转动,所以属于轮轴;轮轴是杠杆的一种变形,由于轮半径大于轴半径,若动力作用在轮上,则动力臂大于阻力臂,此时轮轴属于省力杠杆;把手越长,动力臂越大,越省力,用两种尺寸不同的把手开同一个水龙头时,用乙图把手更省力。
16. 定 力的方向
【详解】[1][2]国旗旗杆上的滑轮为定滑轮,它不会随绳子的移动而移动,它相当于一个等臂杠杆,所以利用它来升国旗,不能省力,可以改变力的方向。
17. 省力 80%
【详解】[1]由功的原理可知,使用任何机械都不省功,图中的木板属于斜面,使用斜面可以省力但费距离。
[2]拉力做的总功
W总=Fs=50N×1m=50J
拉力做的有用功
W有=Gh=100N×0.4m=40J
该装置的机械效率
18. 40 80%
【详解】[1]由图甲知,通过动滑轮绳子的段数,由图乙知,内绳端拉力,由图丙知,内物体A的上升速度,绳端移动速度
内拉力F的功率
[2]不计绳重及摩擦,C处绳子拉力
则当C处最大拉力为50N时,B处拉力为80N,小于绳子B能承受的最大拉力100N;当B处最大拉力为100N时,C处拉力为60N,大于绳子C能承受的最大拉力50N;所以要以C处最大拉力为准,此时B处的拉力,此装置最多能匀速运载货物的重力
同一滑轮组提起的物体越重,机械效率越高,所以此装置提升重物的最大机械效率
19. 2 80%
【详解】[1]由图可知左边的滑轮为动滑轮,则动滑轮上有2段绳子承担对车的拉力。
[2]该滑轮组的机械效率为
20. 16 80%
【详解】[1]拉力做的有用功
[2]拉力做的总功
斜面的机械效率
21. 省 90%
【详解】[1]滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
[2]根据机械效率公式可知
此时滑轮组的机械效率是90%。
22.
【详解】当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,连接OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力;O为支点,点O到F2的垂线段就是F2的力臂l2,如图所示:
23.
【详解】省力情况取决于动滑轮上绳子股数,该滑轮组由两个滑轮组成,最多有三股绳子承担物重,根据“奇动偶定”的原则,绳子的起始端应从动滑轮绕起,每个滑轮只能绕一次,如图所示:
24. 平衡 自重 不能 排除偶然性,寻找普遍规律 变大 力臂变短
【详解】(1)[1]实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态。
(2)[2]实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时,从支点到挂钩码处杠杆的长度即为力臂长度,目的是方便测量力臂的大小,同时排除杠杆自重对实验的影响。
(3)[3]实验过程中绝对不允许再调节平衡螺母,如果调节平衡螺母会使杠杆的重心发生改变,只能是移动钩码的位置或加减钩码使杠杆在水平位置平衡。
(4)[4]根据以上数据可知,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,因此可以得出杠杆的平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂或。
[5]探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据排除偶然性,寻找普遍规律。
(5)[6][7]保持B点不变,若拉力向右倾斜时,此时的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,弹簧测力计示数大小将变大。
25. 平衡 右 4 左端下沉 费力 变大 阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大
【详解】(1)[1]挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,静止状态属于杠杆的平衡状态。
[2]杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,故应向右调节平衡螺母。
(2)[3]若每个钩码重G,每个小格长L,杠杆左边A处挂3个相同钩码,根据杠杆的平衡条件可得
3G×4L=nG×3L
解得n=4。
[4] 当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则有
4G×4L>5G×3L
故左端下沉。
(3)[5]若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,此时动力臂小于阻力臂,杠杆属于费力杠杆。
[6][7]当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力会变大。
26. 避免偶然性,得出普遍规律 0.54 75 ABC 减小接触面的粗糙程度 0.2
【详解】(1)[1]根据表格数据,第一组数据
第二组数据
第三组数据
故总结杠杆的平衡条件
[2]实验中要改变力和力臂的大小,进行多次实验,这样才能避免偶然性,得出普遍规律。
(2)[3]小林做的有用功
[4]由图可知,,测力计分度值,其示数为,拉力做的总功
则滑轮组的机械效率
[5]A.减轻动滑轮重力,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率,故A符合题意;
B.增大提升的物体重力,则有用功增大,有用功与总功的比值增大,可以提高滑轮组的机械效率,故B符合题意;
C.机械加润滑油,在提升相同重物、提升相同高度时,减小因摩擦产生的额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率,故C符合题意;
D.滑轮组的机械效率
可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,所以,增加重物上升高度,不能提高滑轮组的机械效率,故D不符合题意。
故选ABC。
(3)[6]滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,保持斜面倾斜程度不变,可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。
[7]利用斜面做的有用功
利用斜面做的总功
克服摩擦做的额外功
物体在斜面上受到的摩擦力
27. 平衡 便于读取力臂大小,同时消除杠杆的自重对实验的影响 4 费力 高 减小动滑轮的重力
【详解】(1)[1]当物体处于静止状态或匀速转动状态时,是处于平衡状态,故实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆平衡。
[2]要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就消除了杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[3]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件
FA×lA=FB×lB
可得
3G×4L= FB×3L
解得FB =4G,应在B点挂4个钩码。
(3)[4]钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(4)[5]同一滑轮组,提升物体越重,额外功一定,有用功在总功中的比重越大,机械效率越高。
[6]不同滑轮组提升同一物体时,动滑轮越轻,即减小动滑轮的重力,有用功不变,有用功在总功中的比重越大,机械效率越高。
28.(1);(2);(3)40%
【详解】解:(1)大石头所受的重力
(2)起重机提升重物所做的有用功
(3)起重机的机械效率
答:(1)大石头所受的重力为;
(2)起重机提升重物所做的有用功为;
(3)起重机的机械效率为40%。
29.(1)3×104Pa;(2)100N;(3)91.7%
【详解】解:(1)人站在水平地面上时,对地面的压力
F=G人=600N
人双脚站立在水平地面且不拉绳子时,对地面的压强
(2)图中连接动滑轮的绳子股数n=2,不计滑轮组的绳重和摩擦,动滑轮重
G动=2F-G=2×200N-300N=100N
(3)因绳子自由端向下拉,人能施加的最大拉力等于人的体重为600N,则当绳子拉力为600N时,滑轮组的机械效率最大,此时物体的重力
G′=2F′-G动=2×600N-100N=1100N
此时滑轮组的机械效率
答:(1)人双脚站立在水平地面且不拉绳子时,对地面的压强为3×104Pa;
(2)动滑轮受到的重力为100N;
(3)该滑轮组最大的机械效率为91.7%。
30.(1)19kg;(2)见解析
【详解】解:(1)设吊绳和秤盘的总质量为m0
秤砣质量为m1
称物体的最大质量为m2,根据
结合杠杆平衡条件得
即
解得
(2)用质量较小的秤砣代替原来的秤砣,动力变小,阻力和阻力臂不变,动力臂必须变长,才能使杠杆平衡,所以显示的示数就要偏大,用这样的杆秤测得物体的质量比实际质量大,从而出现短斤少两的现象。
答:(1)该杆秤称量重物的最大质量是19kg;
(2)不良商贩做手脚地方主要是:用质量较小的秤砣代替原来的秤砣,理由:用质量较小的秤砣代替原来的秤砣,动力变小,阻力和阻力臂不变,动力臂必须变长,才能使杠杆平衡,所以显示的示数就要偏大,用这样的杆秤测得物体的质量比实际质量大。
31.(1)2N;(2)2000Pa;(3)2000Pa
【详解】解:(1)根据杠杆的平衡条件有
则
(2)M对地面的压力
M对地面的压强
(3)水对有向上的浮力,根据力的作用是相互的,对水有向下的压力,大小等于排开水的重力;因而薄壁轻质圆柱形容器对地面的压力
容器对地面的压强
答:(1)图1中杠杆A端受到绳子的拉力;
(2)图1中M对地面的压强;
(3)图2中容器对地面的压强。