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专题十 功与机械
一、选择题
(2024·松北区一模)如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,在20s内货物竖直上升了2m,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为400J
B.拉力F做功的功率为30W
C.滑轮组的机械效率为75%
D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越高
答案:C
(2024·道里区一模)“劳则思,思则善心生”,劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上,以下劳动场景中,利用了费力杠杆的是( )
答案:B
(2024·平房区一模)(双选)如图所示,小明和爸爸正在科技馆里体验升降座椅。首先爸爸对绳子施加拉力F,将坐在升降座椅上的小明匀速拉升一定高度h。两人互换位置后,小明也将爸爸匀速拉升相同的高度。已知爸爸和小明的质量分别为m1和 m2 ,且m1>m2 ,座椅的质量为m3 ,不计机械间摩擦和绳重,则下列说法不正确的是( )
A.爸爸做的有用功为m2gh
B.爸爸拉绳子做的功比小明做的功少
C.动滑轮的重力为3F-mg
D.互换位置后,该装置的机械效率不变
答案:C
(2024·道里区三模)老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物,将重为 360N 的重物在 5s 内匀速提升 1m。他对绳的拉力 F为 200N。不计绳重和摩擦,下列判断正确的是( )
A. 动滑轮的重力为 20N
B. 拉力所做的功为 200J
C. 拉力做功的功率为 40W
D. 滑轮组的机械效率为90%
答案:D
(2024·香坊区三模)如图,用相同的滑轮和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组,在相同时间内分别将重为G 的物体匀速提升相同的高度,不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A.绳自由端的拉力 F甲<F乙
B.拉力所做的功 W甲>W乙
C.拉力的功率 P甲>P乙
D.滑轮组的机械效率 η甲=η乙
答案:D
(2024·平房区一模)谚语是语言的瑰宝,它们简洁、生动、形象。下列对于谚语中涉及到的物理知识解释不正确的是 ( )
A.“鸡蛋碰石头,自不量力”——石头给鸡蛋的力大于鸡蛋给石头的力
B.“小秤砣压千金”——应用了杠杆平衡条件
C.“磨刀不误砍柴工”——减小受力面积增大压强
D.“坐地日行八万里”——运动和静止是相对的
答案:A
(2024·南岗区四模)下列工具正常使用时,费力的是( )
A. 起钉锤起钉子 B. 铁匠剪刀剪铁皮 C. 筷子夹菜 D.撬棍撬石块
答案:C
(2024·道外区一模【多选】如图的滑轮(不计绳重和摩擦),把重150N的物体匀速提起,所用拉力为100N,关于该滑轮的说法中错误的是 ( )
A.滑轮重 50N
B.使用该滑轮提物体费距离
C.该滑轮的机械效率恒为 75%
D.若用该滑轮匀速提起重 200N 的物体,所用拉力为 125N
答案:CD
(2024·平房区三模)【多选】如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用拉力 FA 、FB 匀速提升重力为 GA 、GB 的 A 、B 两个物体。相 同时间内,物体提升相同高度,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是 ( )
A.若 GA =GB ,则拉力 FA < FB
B.若 FA =FB ,则拉力 FA 做的功比拉力 FB 做的功多
C.若 GA =GB ,则拉力 FA 做功的功率等于拉力 FB 做功的功率
D.若 GA =GB ,则机械效率η甲 > η乙
答案:ABC
(2024·阿城区一模)【双选】在美丽乡村建设的工地上,如图所示,工人借助动滑轮用250N的拉力,将450N的重物匀速提升2m,用时10s。下列说法正确的是则( )
A.重物上升的速度为0.4m/s
B.动滑轮做的有用功为1000J
C.工人的拉力的功率为100W
D.动滑轮的机械效率为90%
答案:CD
(2024·阿城区二模)【双选】如图所示,小明用动滑轮将重为16N的物体匀速提升,物体上升的速度是0.2m/s,动滑轮的重力为4N。忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.经过5s,物体被提升1m
B.经过5s,小明做的有用功为10J
C.小明对绳子的拉力F大小为8N
D.此过程中该动滑轮的机械效率为80%
答案:AD
(2024·南岗区三模)【多选】“争创全国文明城市,建设活力魅力哈尔滨”。哈尔滨市启动了对部分老旧小区改造升级工程。工人利用滑轮组提升重480N 的建筑材料,如图所示。已知工人对绳子的拉力F为200N,建筑材料在10s 内匀速上升了5m, 不计绳重及摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮所受重力为280N
B.滑轮组所做的有用功为3000J
C.拉力F 的功率为300W
D.滑轮组的机械效率为80%
答案:CD
二、填空题
(2024·阿城区一模)某实验小组在 “研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验时应先调节杠杆在水平位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 (选填 “左”或“右”)调节;(2)杠杆平衡后,他们在图乙所示的 A 位置挂上 3 个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在 B 位置挂上 个相同的钩码。
答案:左 4
(2024·松北区二模)通过肌肉收缩可以完成踮脚动作。踮着的脚(如图所示)可以看作是 (选填“省力”或“等臂”)杠杆。若人的重力为500N,双脚踮起时人的重心提高5cm,则他每次克服重力做的功为 J。
答案:省力;25
(2024·松北区二模)小文用如图所示的滑轮组,在5s内将重为90N的物体匀速提升1m,拉力F为40N,该滑轮组的机械效率是 ,拉力的功率是 W。
答案:75%;24
(2024·道里区一模)如图所示,是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用160N的拉力将重240N的重物匀速提升2m,用时10s,此过程中所做的有用功为 J,拉力的功率为 W。
答案:480;64
(2024·道外区一模)2024 年的“尔滨”火出了圈。如图是广东靓仔来尔滨参加龙舟大赛的一个情景。运动员所用的船桨是 (选填“省力 ”、“费力 ”、“等臂 ”)杠杆;当运动员用船桨向后划时,龙舟向前运动,这说明力可以改变物体的 。
答案:费力;运动状态
(2024·道外区一模)在体育达标“跳绳项目 ”测试中,小涵同学 1min 跳了 180 次,每次跳起的高度约为 4cm;若她的体重为 500N,则她跳一次做的功约为 J,她跳绳的平均功率约为 W。
答案:20;60
(2024·阿城区二模)如图所示轻质杠杆OA可绕O点转动,A点挂物体中200N,在B点施加竖直向上的力F使杠杆在水平位置平衡,已知OB:OA=2:3.则F= N,若使力F 变小,则F的作用点向 (填向左或向右)移动。
答案:300;右
(2024·平房区三模)如图将重为 80N 的物体挂在轻质杠杆 B 点,OB:OA= 1:2 ,在 A 端施加竖直向上的拉力 F ,当 F= N 时,杆杆在水平位置平衡;仅将 G 在杠杆上的作用点向 (选填“左”、“右”)移动,拉力 F 会变小。
答案:40 左
(2024·道里区三模)“兄弟齐心,其利断金”,如图所示在某次劳动课上,晓辉同学用 F1 =200N 的力水平向左推小车,志恒同学用 F2 =100N 的力作用在该小车上,要使两人作用在小车上的力的效果最大,两个力的方向须 ,在两人共同作用下,10s 内小车前行了 5m,则此 10s 内两人作用在小车上的力做的总功为 J。
答案:相同 ;1500
(2024·道外区二模)如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 。小涵用该滑轮组将重 80N 的物体匀速提高,动滑轮重为 20N,不计绳重和摩擦,则小涵所用拉力 F= N。
答案:改变动力的方向;50
(2024·道外区三模)尊老爱幼是中华民族的传统美德。小涵在重阳节送给姥姥一款带有放大镜的指甲刀(如图所示),以方便姥姥剪指甲。剪指甲时,透镜到指甲的距离比一倍焦距小,所成的像为放大的 像;拇指按压的手柄是 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。
答案:虚;省力
(2024·香坊区二模)生活中要用到各种各样的机械,其中托盘天平是一种 杠杆;能改变力的方向的是 (填“定滑轮”或“动滑轮”)
答案:等臂杠杆;定滑轮
(2024·香坊区二模)如图,用滑轮组拉动重70N的物体A,在10s内A沿水平方向移动5m,所用拉力F为20N,地面对A的摩擦力为30N,则A运动速度是 m/s,滑轮组的机械效率是 。
答案:0.5;75%
(2024·南岗区三模)如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情景示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方,请分析:支架上的横杆其实是 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改进方案 。
答案:省力;将支架向左移