第一次月考复习——第十一章《简单机械和功》填空题41题
一、知识点1生活中常见的杠杆模型
1.(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)杠杆的应用非常广泛,如图所示工具车上的起重臂就是一个 杠杆(填“省力”或“费力”)。使用它好处是 。
2.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)“文明城市”的创建让城市更美更洁净,如图所示,园林工人使用的剪刀可以省 ,把被剪物体尽量 (靠近/远离)剪刀的转动轴,可剪断物体时更省力;环卫工人使用的扫帚可以省 ;上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,可以省力。
3.(23-24九年级上·江苏扬州·阶段练习)螺丝刀是一个轮轴的实例,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,螺丝钉上有螺纹,在我们学过的简单机械中它属于 ,且螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
二、知识点2杠杆五要素及其判断
4.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示,“权”、“重”对应物理学中的力,“标”、“本”对应物理学中的 。当“重”增大时,应把“权”向 。(选填“A”或“O”)移动,才能平衡;已知秤砣的质量为0.2kg,当手提秤纽杆秤在水平位置静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为 kg。若将提纽向B点移动一些,杆秤的测量范围将 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
5.(23-24九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图是某高架桥梁横截面的示意图。桥面可视作一个杠杆,货车因超重导致桥面发生侧翻,此时支点是 (A/B)。若涉事货车对桥面的压力为,压力的作用点到A、B的水平距离分别为l1、l2,桥面(含汽车)的总重力为,重力的作用点到A、B的水平距离分别为l3、l4,则发生侧翻的条件为 。若货车沿大桥 (外/内)侧车道行驶,桥面侧翻可能就不会发生。
6.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图甲是一种落地式海报架,图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆,水平向右的风将其吹倒的瞬间,支点是 (填“B”或“C”)。
三、知识点3力和力臂的作图
7.(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)如图是农村舂米工具的结构示意图。O为固定转轴,A处连接着石球,石球重50N,不计摩擦和杆重。
(1)脚沿垂直于杆的方向用力F1缓慢将石球抬起,F的力臂为 m,此时舂米工具是一个 (选填“省”或“费”)距离的杠杆。
(2)脚沿竖直向下的方向用力F2缓慢将石球抬起,则F2 F1(选填“﹥”“=”或” “﹤”)。石球缓慢抬起过程中,F2的大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
8.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)一块厚度、密度均匀的长方形水泥板平放在水平地面上,现分别用竖直向上的力F甲和F乙作用在不同的位置(如图甲、乙所示),将其一端缓缓抬离地面,则F甲 F乙(选填“>”,“<”或“=”),因为 。
四、知识点4了解杠杆的平衡条件
9.(23-24九年级上·江苏镇江·阶段练习)在探究“杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在 位置平衡最便于测力臂。如图所示,杠杆已经平衡,如果在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将向上升高,由此可以猜想:杠杆平衡可能与力的 有关。
10.(23-24九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,分别作用在A点的四个力中,不能使杠杆处于平衡状态的力是 ,能使杠杆处于平衡状态的最小力是 ;若作用力F始终沿水平方向,则将杠杆抬到接近水平位置的过程中,拉力F将 (增大/不变/减小)。
五、知识点5运用杠杆平衡原理进行计算
11.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图所示支点为O,手持弹簧测力计竖直向上拉轻质杠杆,使其处于平衡状态,弹簧测力计的示数是10N,,,则该杠杆属于 (省力/费力)杠杆,物体重 N。在竖直向上拉动的过程中,弹簧测力计示数 (变大/不变/变小)。
12.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,硬棒质量忽略不计,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。人向下拉绳放下空桶,人拉绳的力为 N,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,人拉绳的力为 N。小明分析:向上拉绳提桶时,人拉绳的力小于水和桶的总重力,但是绳和桶移动的距离相同,所以使用桔槔可以省功。小明的观点 (“正确”或“错误”)。
13.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式,如图甲所示为斜拉大桥效果图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,如果将大桥的结构进行简化,如图乙、丙所示,最后抽象成图丁所示的模型;
从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 (选填“杠杆”、“斜面”或“滑轮”);其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力,为了减小钢索F2承受的拉力,在允许的前提下,可以适当 (选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。
六、知识点6杠杆的动态平衡分析
14.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)10月日,为世界脊柱日,如图人的脊柱起着支撑头部的作用,颈部肌肉连接颈部和头部,并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤,人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题:
(1)人在低头过程中,头部的重力的力臂 (选填“增大”或“减小”),颈部肌肉群对后颅向下的拉力 (选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个 杠杆,头部向下弯曲度增大,颈椎所受的 增大;
(2)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议 。
15.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)实践创新小组的成员小明对家中使用的杆秤(该杆秤有两个提纽)很感兴趣,并选择了提纽1来测量物体质量,如图所示。已知秤砣重力为2N,提纽1到秤盘的水平距离为5cm,当秤砣距提纽1的水平距离为20cm时,杆秤恰好平衡,不计秤杆、秤盘及细绳的质量,则物体质量为 kg;若小明用提纽2来测量该物体,秤砣应向 (选填“左”或“右”)移动。(g取10N/kg)
16.(23-24九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图甲所示,是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情形,他的身体与地面平行,小明的重力为600N,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,OA长为1m,OB长为1.5m。地面对手的力F1与身体垂直,则F1= N。如图丙所示,小明手扶凳子做俯卧撑保持静止,此时他的身体姿态与图甲相似,凳子对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点,则F2 F1(选填“>”,“<”,“=”)。这说明采用不同的方式做俯卧撑效果 (选填“相同”或“不同”)。
七、知识点7探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤
17.(23-24九年级上·江苏连云港·阶段练习)做探究杠杆平衡条件的实验时,要先调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做既可以消除 对杠杆平衡的影响,同时也便于测量 的值。
18.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图,一块均匀的木板AB,长15m,重为800N,水平搁在相距2m的两个支架O1O2上,A点距O1的距离为6m,一个体重为500N的小孩在木板AB上走动,为保证木板始终不翘起,小孩走动的范围是 m。
八、知识点8定滑轮的概念、实质及特点
19.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)学校举行以“学党史,忆初心”为主题的升旗仪式。如图甲所示,旗杆顶端的滑轮是一种简单机械,升旗时使用这种滑轮的目的是 。生活中我们经常用到各种简单机械,如图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,属于杠杆。使用这种剪刀的好处是可以省 (选填“力”“距离”或“功”),如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝尽量 (选填“靠近”或“远离”)支点O。
20.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起重力均为50N的物体,其中甲装置为 (选填“定”或“动”)滑轮。若滑轮重力和摩擦均不计,甲装置分别用力FA、FB匀速提升重物时,FA、FB的大小关系是 (选“>”、“=”或“<”表示它们之间关系)。
九、知识点9 动滑轮的概念、实质及特点
21.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)一辆汽车陷进了泥潭, 司机按图甲、图乙两种方式安装滑轮,均能将汽车从泥潭中拉出。图甲中的滑轮是 滑轮;图乙中滑轮的作用是 。如果按图乙方式,人拉绳头移动了 0.5m,那么汽车被拉动了 m。
22.(23-24九年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)如图所示,不计摩擦和绳重,G为120N的重物在70N拉力F作用下匀速上升,动滑轮重为 ;
(2)如图所示,若动滑轮自重10N,不计摩擦和绳重,重物G在55N拉力F作用下匀速上升,则重物G= N,重物上升0.5m时,绳子自由端移动距离为 ,绳子自由端上升速度为8m/s,则重物上升速度为 。
十、知识点10 辨析动滑轮与定滑轮的区别
23.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)生活中我们经常使用简单机械。
(1)图甲是家用手摇晾衣架,A、B两滑轮中属于动滑轮的是 ;若衣服和晾衣架的总重为100N,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力F= N。
(2)图乙是生活中常见的夹子,小明对夹子进行了探究:小明先打开夹子,然后用用夹子夹住物体时,夹子属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
十一、知识点11 动滑轮绳端拉力及移动距离的计算
24.(23-24九年级上·江苏盐城·阶段练习)如图所示,小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做相当于一个 (选填“定滑轮”或“动滑轮”),此时有 段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受到300牛拉力,则小宝对绳子的拉力为 牛,乙树受到的拉力为 牛。
25.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,分别用A、B两种滑轮匀速提升物体。若物重为180N,滑轮重均为2N,不计绳重和摩擦。则拉力FA= N,FB= N。若使用滑轮A匀速提升物体,物体上升1m,则绳子自由端移动的距离为 m。
十二、知识点12 滑轮组的构成及优点
26.(23-24九年级上·江苏扬州·阶段练习)如图所示,两位同学各持一根较光滑的木棍,在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子,将绳子的一端系在其中一根木棍上,再按图所示依次绕过两根木棍,然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端,这两根木棍将 (选填“靠拢”或“分开”),木棍和绳子组成了一种简单机械,叫 。该过程说明了 。当双方都用了最大力气,处于“僵持”状态时,下面哪种方法能使右边被拉动 。
A.仅将绳在两木棍上多绕1圈
B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
C.仅增加绳的总长
D.仅减小绳的总长
27.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于 (填简单机械名称)模型,装置中轮轴B的作用是 (选填“省力”“省距离”或“省功”);匀速提起摩托车,工人所用的拉力为500N,若不计摩擦、绳重和装置的自重,则摩托车的重力为 N。
28.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)如图 a 所示是用手捏开夹子的情形,捏开夹子是 (省力/费力)的;如图 b 所示说明 ;如图 c 所示,点燃蜡烛跷跷板的两端,发现跷跷板不停地往返摆动,原理是 。
十三、知识点13力做功的必要因素
29.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图甲所示,人用力推车,车未动,在推力方向上没有移动距离,则人的推力对车 功;如图乙所示,汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离,则汽车的重力对汽车 功。(两空均选填“做了”或“没做”)
30.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图甲为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动。伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力 (选填“变小”“变大”或“不变”),此过程中撑杆对吊臂 (选填“做功”或“不做功”);从图丙到图乙所示的仅匀速提升吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力 (选填“变小”“变大”或“不变”),此过程中撑杆对吊臂 (选填“做功”或“不做功”)。
十四、知识点14 功的计算和估算
31.(23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习)某同学发明一个自动升降排水井盖(如图甲),其中井壁内侧固定着支架横杆上安装有定滑轮,下方的水槽两侧用一根完整的绳子绕过定滑轮,绳子中央固定着井盖的下凸起,暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是 ;
(2)某次排水过程中,重 150N 的井盖被抬升 0.05m。在井盖被抬起过程中,克服井盖重力做功 J;
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施可行的是: (填序号)。
A.减小下面的排水口 B.增大井盖的重力 C.减少定滑轮重
32.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图所示,图甲为一重力G=2N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上。当它受到竖直向上F=3N的拉力作用时向上运动,运动的速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N,0~3s内拉力F做功是 J。
十五、知识点15斜面模型及相关计算
33.(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图所示,在一些建筑物的入口处设置了供轮椅上下的斜坡,它也是一种简单机械,在物理学中称之为 ;将轮椅沿着这种斜坡推上去比直接提上去要省力,体现了社会对残疾人的关怀,使用该斜坡 (选填“能”或“不能”)省功。
34.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)如图所示,斜面长1m,高0.2m,将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,需要用平行于斜面的力2.5N,那么,重物上升时拉力做的功是 J,对重物做的功是 J,物体所受摩擦力是 N。
十六、知识点16比较功率的大小
35.(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。两次拉力的功率分别是P1、P2,相同时间内两次拉力对物体所做的功是W1、W2,则P1 P2,W1 W2(均填“>”、“=”或“<”)。
36.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图象如图所示,根据图象,两次物体所受的拉力 ;两次拉力对物体做的功 ;拉力对物体做功的功率 。(均选填“”“”或“”)
十七、知识点17提高机械效率的基本方法
37.(23-24九年级上·江苏·阶段练习)根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示),是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,最大起重量能达10吨,且构造简单,返程慢;
使用螺旋千斤顶时,如果人始终垂直于手柄用力为F且作用点离螺杆中心的距离为L,每旋转1圈,则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η= ,当升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是 。(选填“加润滑油”或“加长手柄”)
38.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图,用甲乙图两种方法提起相同重的物体,则:
(1)使用 图的办法省力;机械效率高的是 图的办法。
(2)提高机械效率的方法有: , 。
十八、知识点18 斜面的机械效率的计算
39.(23-24九年级上·江苏常州·阶段练习)有一斜面长s=5m,高h=2m,用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部,弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80%,则物体的重力为 N,物体受到斜面的摩擦力为 N,使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”)。
40.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)小明家在装修,为了帮爸爸把质量100kg的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里,他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面,然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示。则小明需要做功 J,斜面的机械效率为 %,木箱受到的摩擦力为 N。
41.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)如图所示,沿斜面向上匀速拉一个重为5N的物体到斜面顶端,斜面长1.0m,高0.3m,拉力做功为2J,则使用该斜面所做的额外功为 J,这个斜面的机械效率是 。物体所受摩擦力为 N。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 费力 能够省距离
【详解】[1][2]工具车上的起重臂是一个费力杠杆,图中O点是支点,从点O到伸缩臂对起重臂的作用力的作用线的距离是动力臂,从点O到被吊起物体的重力作用线的距离是阻力臂,它的动力臂小于阻力臂,所以由杠杆平衡条件可知,起重臂是费力杠杆,但是能省距离。
2. 力 靠近 距离 斜面
【详解】
[1]园林工人使用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,即园林工人使用的剪刀可以省力。
[2]被剪物体越靠近支点,阻力臂越小,越省力。
[3]环卫工人使用的扫帚,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离。
[4]盘山公路相当于简单机械中的斜面,多移动了距离,但可以省力。
3. 粗 斜面
【详解】[1]螺丝刀相当于轮轴,而轮轴相当于省力杠杆,在螺丝刀的金属头部分粗细一定的情况下,即阻力臂一定,选用手柄粗一些的螺丝刀,动力臂会更大,也就越省力。
[2]螺丝钉上的螺纹是绕着螺丝钉旋转向上的连续斜面,当螺丝钉的高度一定时,螺纹密一些,相当于减小了斜面的坡度,会更加省力。
4. 力臂 A 0.8 变大
【详解】[1]根据杠杆的五要素并结合图可知,“标”、“本”表示力臂。
[2]根据杠杆平衡条件可知,在“权”和“本”不变时,“重”增大,“标”应增大,即把“权”向A端移动才能平衡。
[3]因为杆秤在水平位置静止,所以物体到称纽的水平距离即为重物的力臂,秤砣到称纽的水平距离是秤砣的力臂,即
根据可得
[4]若将提纽向B点移动一些,“本”变小,“标”增大,“权”不变,“权”和“标”的乘积变大,由杠杆平衡条件可知“重”增大,即杆秤测量范围增大。
5. A 内
【详解】[1]由于货车严重超载,导致桥面发生侧翻,桥面将绕支撑点A逆时针转动,故支点为A。
[2]由题意可知,以A为支点,此时杠杆的动力为,动力臂为l1,阻力为,阻力臂为l3,根据杠杆平衡条件可知,当
时,此时杠杆不再平衡,杠杆会逆时针转动,发生侧翻。
[3]若货车沿大桥内侧车道行驶时,动力臂l1会变小,也会变小,桥面可能就不会发生侧翻。
6.C
【详解】根据图片可知,水平向右的风将其吹倒的瞬间,海报架是绕着C点转动倒下的,故支点为C点。
7. 1 费 > 不变
【详解】(1)[1][2]如图所示,不计摩擦和杆重,图中O为支点,脚沿与杆垂直方向用力F1时,OB为动力臂,阻力臂为OD,则
由杠杆平衡条件可得
由于OB﹥OD,则F2﹤F1,则此杠杆为省力杠杆,即此杠杆属于费距离杠杆。
(2)[3]当脚竖直向下用力时,如图所示:
则动力臂为OC,阻力臂为OD,由于是缓慢将石球抬起,所以杠杆保持平衡状态,根据杠杆平衡条件可得
由于OC﹤OB,阻力臂OD、阻力G不变,故F2﹥F1。
[4]石球缓慢抬起过程中,杠杆保持平衡状态,所以F2的力臂与G的力臂比值保持不变,又因为G不变,根据杠杆平衡条件,则F2的大小也不变。
8. = 见解析
【详解】[1]][2]根据题意知道,两次抬起水泥板时的情况时,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,如图:
由图知道,两种情况下,阻力臂都等于动力臂的二分之一,由杠杆的平衡条件 知
比较可知
即前后两次所用的力相同。
9. 水平 左 大小
【详解】[1]重力的方向竖直向下,当杠杆在水平位置平衡,由力臂的定义,此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小,即可在杠杆直接读出力臂大小,故方便测量力臂大小,应使杠杆在水平位置平衡。
[2][3]如果在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆左侧力和力臂,右侧力臂不变,力变大,此时杠杆左侧将向上升高,杠杆失去平衡,由此可以猜想:杠杆平衡可能与力的大小有关。
10. F1 F3 增大
【详解】[1]如图所示,杠杆所受的阻力是物体作用在杠杆上的力,阻力使杠杆顺时针转动,则动力应使杠杆逆时针转动, 由图可知,F1使杠杆顺时针转动,F2、F3、F4使杠杆逆时针转动,所以不能使杠杆处于平衡状态的力是F1。
[2]F2、F3、F4的力臂分别为OD、OA、OC,其中OA最长。当阻力和阻力臂一定,根据杠杆的平衡条件Fl=Gl′可得,F3最小。
[3]若作用力F始终沿水平方向,则将杠杆抬到接近水平位置的过程中, 阻力不变,阻力臂变长,动力臂变短。由杠杆平衡条件可知,拉力F增大。
11. 费力 6 不变
【详解】[1]O为支点,动力臂OA小于阻力臂OB,所以此杠杆为费力杠杆。
[2]由题知
因杠杆处于水平平衡,所以
则物体重
[3]弹簧测力计沿竖直方向缓慢向上拉动,阻力臂和动力臂转过的角度相等,因此,阻力臂和动力臂的比例不变,物体的重力不变,即阻力不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力不变,即测力计示数不变。
12. 60 40 错误
【详解】[1][2]根据杠杆的平衡条件可知
则杠杆平衡时B端的拉力
放下空桶时,向下拉绳子的力
装满水时,桶和水的总重力
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
[3]由功的原理可知,使用任何机械都不省功,故小明的观点错误。
13. 杠杆 增加
【详解】[1]图丁所示的模型,可以看做是一个在力的作用下能绕O点转动的硬棒,结合杠杆的定义,即可知道它就是杠杆的模型,所以用到了杠杆的知识。
[2]F1大小不变,L1大小不变,为了减小钢索F2承受的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,需要增大L2,根据力臂的定义可知,可以适当增加桥塔的高度。
14. 增大 增大 费力 压力 不要长时间低头
【详解】[1][2][3][4]头部模型相当于简单机械中的杠杆,根据杠杆平衡条件则有,重力的方向竖直向下,当低头角度变大时,重力的力臂变大,不变,故拉力变大;若将拉力看作动力,动力臂小于阻力臂,这是一个费力杠杆;头部向下弯曲角度增大,拉力变大,相当于支点的颈椎所受的压力增大。
[5]为了保护颈椎健康,不要长时间低头或适当抬高手机屏幕,减小低头角度或低头看书久了应适当抬头,以缓解颈椎承受的压力。
15. 0.8 右
【详解】[1]以提纽1为支点,因为杠杆平衡,所以
即
则物体质量
[2]若小明用提扭2来测量该物体,秤砣和物体的重力不变,物体对杆秤的拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,秤砣对杠杆的拉力的力臂应该变小,即秤砣应向右移动。
16. 400 < 不同
【详解】[1]由图乙的杠杆模型画出支点、重力G和F1的力臂,如图1所示
图1中,O为支点,重力的力臂为lA,F1的力臂为lB,根据杠杆的平衡条件,可得
[2]将图丙抽象成杠杆模型画出支点、重力G和F2的力臂,如图2:
根据杠杆平衡条件
F2lB′=GlA′
可得
由图可知
lA′所以
F2[3]这说明采用不同的方式做俯卧撑效果不同。
17. 重力 动力臂和阻力臂
【详解】[1][2]做探究杠杆平衡条件的实验时,要先调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的重力作用线经过支点,这样做可以消除重力对杠杆平衡的影响;同时,当两边挂钩码时,两侧的动力和阻力方向竖直向下,两侧的动力臂和阻力臂沿着杠杆,也便于测量动力臂和阻力臂的值。
18.3.6~8.8
【详解】木板AB重为800N,其重心在AB的中点处,则
在O1O2之间,据O1的距离为
与O2的距离为
若小孩在O1的左侧,当以O1为支点,且O2处的支持力为零时,应该是最左侧的位置:根据杠杆的平衡条件
则
所以小孩距A点的距离为
若小孩在O2的右侧,当乙O2为支点,且O1处的支持力为零时,应该是最右侧的位置;根据杠杆的平衡条件
则
则小孩距A点的距离
故小孩走动的范围距A点3.6m~8.8m。
19. 改变施力方向 力 靠近
【详解】[1] 旗杆顶端的滑轮是定滑轮,定滑轮的目的是为了改变施力的方向。
[2] 由题意可知,园艺工人修剪树枝时使用的剪刀是省力杠杆,所以可以省力,但费距离。
[3]树枝越靠近O,阻力臂就越小,由可知,
阻力和动力臂不变,阻力臂越小,越省力,所以使树枝尽量靠近支点O。
20. 定 =
【详解】[1][2]由图示可知,甲装置中的滑轮的轴固定不动,是定滑轮,使用定滑轮可以改变用力的方向,不能改变力的大小、不能省力;滑轮重力和摩擦均不计,使用甲装置的定滑轮匀速提升重物时,重物处于平衡状态,拉力
21. 定 省力 0.25
【详解】[1]图甲中的滑轮使用时,滑轮的轴不随物体一起运动,是定滑轮。
[2]图乙中滑轮使用时,滑轮的轴随物体一起运动,是动滑轮,作用是省力。
[3]如果按图乙方式,人拉绳头移动了 0.5m,那么汽车被拉动的距离为
22. 20N 100 4m/s
【详解】(1)[1]不计摩擦和绳重,动滑轮的有效绳子段数。受力分析,则有,则动滑轮重为
(2)[2]若动滑轮自重10N,不计摩擦和绳重,重物G在55N拉力F作用下匀速上升,则重物重力为
[3][4]绳子自由端移动距离为
相同时间内绳子自由端移动距离是重物上升高度的2倍,所以速度也为重物上升速度的2倍,所以重物上升速度为
23. A 25 费力
【分析】(1)定滑轮和动滑轮的主要区别是:动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动;由图可以看出连接动滑轮绳子的股数,不计动滑轮重、绳重及摩擦,根据求出静止时绳的拉力;
(2)夹子的动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆。
【详解】(1)[1][2]B滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,A滑轮的轴与物体一起运动,是动滑轮。由图可知,手摇晾衣架上有2个动滑轮,动滑轮上绳子的股数n=4,不计动滑轮重、绳重及摩擦,静止时绳的拉力
(2)[3]由图可知,夹子的动力臂小于阻力臂,故属于费力杠杆。
24. 动滑轮 2 150 150
【详解】[1]把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子时,甲的树干要移动,则甲的树干相当于动滑轮。
[2][3]由图可知,拉甲树干的绳子段数是2,不计绳重和摩擦,所以小明对绳子的拉力是甲树受到拉力的一半,即
[4]乙树受到的拉力等于1段绳子的拉力,大小为。
25. 91 180 2
【详解】[1]由图知,提升物体时,A滑轮和物体一起移动,则A是动滑轮;B滑轮的轴固定不动,则B是定滑轮;由题知,不计绳重和摩擦;A滑轮是动滑轮,可以省一半的力,则匀速提升物体所用拉力
[2]由图知,B滑轮是定滑轮,不计绳重和摩擦,则匀速提升物体所用拉力
[3]由动滑轮的特点可知s=2h,则物体上升的高度
26. 靠拢 滑轮组 使用滑轮组可以省力 A
【详解】[1][2][3]由题意可知,一根木棍相当于定滑轮,另一根相当于动滑轮,那么两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组;用较小的力可以使两根木棍靠拢,说明了使用滑轮组可以省力。
[4]AB.滑轮组绳子自由端拉力的大小跟有效承担物重的绳子段数有关,绳子段数越多,越省力。故A符合题意,B不符合题意;
CD.滑轮组绳子自由端拉力的大小跟与绳的总长无关,故CD不符合题意。
故选A。
27. 滑轮组 省力 2500
【详解】[1]轴固定不动的滑轮是定滑轮,滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮,提升物体时,上面的滚轴的轴固定不动,属于定滑轮;下面的滚轴和物体一起移动,属于动滑轮,所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。
[2]装置中轮轴B相当于动滑轮,可以省力。
[3]图中提升重物的绳子股数n=5,不计摩擦、绳重和装置的自重,则摩托车的重力为
28. 省力 使用滑轮组可以省力 杠杆原理
【详解】[1]用手捏开夹子时,夹子的手柄部分比较长,在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,所以此时夹子是省力的。
[2]如图b所示,将绳子的一头系在一棍上,在另一棍子的中部绕几圈,另一头由另一人拉着,它的实质是一个滑轮组,说明使用滑轮组可以省力。
[3]点燃的蜡烛上下摆动,有一个支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五要素,所以其原理是杠杆的平衡条件,即杠杆原理。
29. 没做 没做
【详解】[1][2] 做功的两个必要条件是:物体要受到力的作用,物体要在力的方向上通过一段距离。如图甲所示,人用力推车,车未动,在推力方向上没有移动距离,则人的推力对车没做功;如图乙所示,汽车的牵引力使汽车沿水平方向移动一段距离,汽车在重力的方向上没有移动距离,则汽车的重力对汽车没做功。
30. 变小 不做功 变小 做功
【详解】[1][2]由图可知,吊车在使用时,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆;从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,动力臂不变,阻力臂变小,阻力不变,根据杠杆平衡条件可知,动力减小;伸缩时,对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,此过程中有力无距离,撑杆对吊臂不做功。
[3][4]从图丙到图乙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,吊臂逆时针转动,阻力(物重)不变,阻力臂变小;它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,则动力臂不变;根据杠杆平衡条件可知,动力变小,此过程中撑杆对吊臂做功。
31. 改变力的方向 7.5 A
【详解】(1)[1]定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。井盖抬升过程中,定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2]已知井盖的重力G=150N,井盖上升的距离h=0.05m,则克服井盖重力做功
W=Fs=Gh=150N×0.05m=7.5J(3)[3]由图乙可知,水槽以及水槽中水的重力等于井盖的重力,因此要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有减小下面的排水口,即增大水槽中水的重力。
故选A。
32. 1 2.7
【详解】[1]由图可知,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,根据平衡力的特点可得铁块受到摩擦力大小
[2]铁块3s内上升的距离为
拉力F做功是
33. 斜面 不能
【详解】[1][2]根据斜面的定义可知,如题所示为残疾人(特别是乘坐轮椅的)建立了专用通道实际上就是简单机械的一种--斜面;使用斜面时,若不计摩擦,斜面长是斜面高的几倍,所用推力就是物体重的几分之一,所以使用斜面可以省力,但不能省功。
34. 2.5 2 0.5
【详解】[1]沿斜面将物体匀速拉到斜面顶端时,拉力做的总功为
W总=Fs=2.5N×1m=2.5J
[2]对重物做的功(即克服物体重力做的有用功)为
W有=Gh=10N×0.2m=2J
[3]克服摩擦力做的额外功为
W额=W总﹣W有=2.5J﹣2J=0.5J
由W额=fs可得,物体受到的摩擦力为
35. > >
【详解】[1][2]由图乙可知,木块两次都进行匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,拉力等于滑动摩擦力,压力和接触面粗糙程度相同,摩擦力相等,拉力F相等,从图象中可以判断出,相同时间内,第①次的路程大,第②次的运动路程小,由W=Fs可知拉力做的功关系
W1>W2
由可知,相同时间内,拉力功率大小关系
P1>P2
36.
【详解】[1]由图像可知,两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时,物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,受到的滑动摩擦力不变,因此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,所以两次物体所受的拉力。
[2][3]由图像可知,相同的时间内,第次通过的路程大于第次通过的路程,由可知,。相同时间内,有,由可知,所以两次拉力对物体做功的功率。
37. 加润滑油
【详解】[1]有用功
圆的周长公式为2πr(r为圆的半径),总功为
机械效率
[2] 加润滑油会减小摩擦力,减小额外功;根据杠杆的平衡条件知,加长手柄只能使得动力臂更长而省力,会使机械效率不变。
38. 乙 甲 增大物体的重力 减小动滑轮的重力
【详解】
[1][2]由图可知,甲使用的是定滑轮,由定滑轮的工作特点可知,甲图不省力,乙图使用的是动滑轮,省一半力,所以乙图办法更省力;把相同的重物,提升相同的高度,二者的有用功相同,但乙图是将动滑轮和重物一起拉上去,所以要克服动滑轮重做额外功,而甲图没有动滑轮,所以做得额外功少,所以甲图的机械效率高,乙图的机械效率低。
[3][4]提高机械效率的方法是:减小额外功,增加有用功,所以采取的办法有减轻动滑轮重;减小摩擦,用同一滑轮组提升更重的重物(在承受范围内)等。
39. 7.2 0.72 省力
【详解】[1]由图知,弹簧测力计示数为3.6N,根据
可得物体的重力为
[2]有用功
W有=Gh=7.2N×2m=14.4J
总功
W总=Fs=3.6N×5m=18J
克服物体与斜面间的摩擦做的额外功:
W额=W总﹣W有=18J﹣14.4J=3.6J
由W额=fs可得,物体受到斜面的摩擦力
[3]因为F<G,所以使用斜面能省力;W总>W额,所以使用斜面不能省功。
40. 2000 75% 100
【详解】[1]由题意可知,拉力做的总功为
W总=Fs=400N×5m=2000J
[2]木箱的质量为100kg,所以木箱的重力为
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
把木箱搬到1.5m高的卡车车厢里,所以对木箱做的有用功为
W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
故斜面的机械效率为
[3]因为总功为2000J,有用功为1500J,所以克服摩擦力所做的额外功为
W额=W总-W有=2000J﹣1500J=500J
由W额=fs可得,物体和斜面之间的摩擦力为
41. 0.5 75% 0.5
【详解】[1][2][3]由题意可知,有用功为克服物体重力所做的功,即可得有用功为
W有=Gh=5N×0.3m=1.5J
因为拉力做的功,即总功为2J,所以这个斜面的机械效率为
又因为W总=W有+W额,所以使用该斜面所做的额外功为
W额=W总-W有=2J-1.5J=0.5J
因为克服摩擦力做的功是额外功,所以根据W额=fs可得,物体所受摩擦力为
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