简单机械与功
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一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题2分,共44分)
1.下列图中所示的工具,使用时能省距离的是( )
2.阿基米德:“只要给我一个支点,我就可以移动地球。”如图所示,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 ( )
3.如图所示,质地均匀的圆柱体在拉力 F 的作用下,由实线位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力 F 始终作用于A 点且与OA 保持垂直(OA 为圆柱体横截面的直径),圆柱体在转动过程中不打滑。下列分析正确的是( )
A.拉力 F逐渐变小
B.由于拉力 F的力臂始终保持最长,所以拉力 F 始终保持最小值不变
C.拉力 F 逐渐变大
D.条件不足,无法判断
4.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮用于改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A. l
5.如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为 70N的物体,不计绳重和摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A.30N B.35 N C.40 N D.45 N
6.如图所示装置中,A 物体重力为 100N,B物体重力为 30N,此时 A物体恰好向右做匀速直线运动,A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍,下列说法正确的是(不计绳和滑轮摩擦)( )
A. A受到绳子的拉力为30N
B.动滑轮的重力为10 N
C.若将B的重力增加一倍,则A 受到的摩擦力也增大一倍
D.若将 B的重力减小一半,则A受到的摩擦力也减小一半
7.有一根重200N的木料AB水平放在地面上,一个人用50N的力,就能抬起木料的A端,关于这根木料的说法正确的是( )
A.重心一定在木料中点 B.重心离A近
C.要抬起B端,至少用250N的力 D.要抬起 B端,至少用150N的力
8.如图所示,用一个始终水平向右的力 F把杠杆OA 从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将( )
A.变小 B.不变 C.变大 D.先变大后变小
9.为使杠杆平衡在图示位置,需在 A 点施加一个力,在如图所示的四个方向中,不可能使杠杆平衡的力是( )
A. F 和 B. F 和 F 和 D. F 和
10.用如图所示的装置探究杠杆的平衡,杠杆重力忽略不计, 图中所用钩码相同,弹簧测力计均保持竖直向上拉杠杆,使杠杆平衡在图示位置,弹簧测力计的示数分别为 ,下列判断正确的是 ( )
11.一个同学用均匀的木棒做了一个简易天平,调好后,把待测物体放在左盘中时,右盘放置砝码后,天平在水平位置平衡;而将待测物体和砝码互换后,发现需要拿掉部分砝码后天平才能再次在水平位置平衡,这说明( )
A.天平左边力臂大于右边力臂 B.天平右边力臂大于左边力臂
C.天平右边托盘比左边重 D.天平不灵敏
12.如图所示是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆,那么这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点的对应位置分别是( )
A. A、B、C B. A、C、B
C. B、C、A D. C、A、B
13.如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟直杆垂直的力 F 使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在此过程中这个直杆( )
A.始终是省力杠杆
B.始终是费力杠杆
C.先是省力杠杆,后是费力杠杆
D.先是费力杠杆,后是省力杠杆
14.如图甲所示,长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数 F 与滑环离开O 点的距离s 的关系如图乙所示,则( )
A. s=0.1m时,把F看作动力,则杠杆为省力杠杆
B.滑环向右移动时,F一直增大
C.杆的重力为50N
D. s=0.5m时,F=100N
15.如图所示,杠杆能绕O点转动,不计摩擦、机械自重,在A点挂一重物G,为保持杠杆在水平位置平衡,拉力 F 与物重G的大小关系是 ( )
16.如图所示的轻质杠杆处于水平平衡状态,设弹簧测力计竖直向上的拉力为F,每只钩码重力均为G,AC=BC=BO,下列说法正确的是 ( )
B.若将 2 只钩码悬挂到 C点,拉力 F变大
C.若将弹簧测力计逐渐向右倾斜,拉力 F 变小
D.若在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使A点上升的高度相同,则钩码悬挂在 B 点与C 点相比,两次所做的有用功相同
17.如图所示,用相同滑轮组装成甲、乙两种装置,用相等拉力 F分别匀速提升重为
的两个物体,不计绳重和摩擦,则每个动滑轮的重力为( )
A.2 N B.4 N C.8 N D.10N
18.如图所示的轻质木板(质量可忽略不计)长为L,右端放一重力为G的物块,并用一竖直向上的力 F拉着,左端可绕O点转动。当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,则如图所示的拉力 F 与物块运动时间t的关系图中,正确的是( )
19.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力 ②使用动滑轮有时可能不省力 ③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力 ④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向 ⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
A.①④ B.②⑤⑥ C.②④ D.②④⑥
20.甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为 现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,甲物体对地面的压强为 已知:乙物体的质量为2kg,AO:AB=1:4,g取10N/ kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面,则下列判断中正确的是( )
A.甲物体的底面积应小于
B.甲物体对地面的压力只需减少 10 N
C.杠杆 B 端所挂物体的质量至少增加 2 kg
D.可以移动支点O的位置,使OA:OB=2:9
21.利用如图所示的滑轮组将一个重 200N的物体匀速提高5 m,不计滑轮自重、绳重及摩擦,则承担重物的绳子的段数和绳子自由端施加的拉力F分别为( )
A.4段 200N B.4段 50N C.5段 200N D.5段 40N
22.如图所示,滑轮重及绳与滑轮的摩擦均不计,向上拉绳的速度是0.6m/s,拉绳的力F是12N。由此可知( )
A.物重是36 N,物体的速度是0.2m/s
B.物重是24N,物体的速度是0.3m/s
C.物体受到的摩擦力是36N,物体的速度是0.2m/s
D.物体受到的摩擦力是24N,物体的速度是0.3m/s
二、简答题(每空2分,共28分)
23.如图所示,轻杆OA 可绕O点自由转动,用细线将15N的重物挂在A处,小明在 B处用竖直向上的拉力提住轻杆,OB 和BA 长度之比为3:5,下列问题中,轻杆始终在水平位置处于平衡。
(1)拉力大小为 N。
(2)若仅增加物重,则拉力的变化量和物重的变化量之比为 。
(3)若拉力方向变为图中虚线所示方向,则拉力将变 。
24.如图所示,重为510N的人用滑轮组拉重500N的物体A,使其沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动,运动中物体 A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上),则人对地面的压力为 N,绳子自由端运动速度是 m/s。
25.如图所示,轻质杠杆的中点悬挂有重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 N。保持F的方向不变,将杠杆从 A 位置匀速提升到 B 位置的过程中,力F将 (填“变大”“变小”或“不变”),这是 杠杆。
26.(1)小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40N的物体,肩上支点O离后端A 为0.2m,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图1所示,小金的质量为50kg,则此时手压木棒的压力大小为 N,肩对木棒的支持力大小为 N,人对地面的压力大小为 N。(g取10 N/ kg)
(2)如图2所示,AB为一轻质杠杆,O为支点,在O点两侧分别悬挂体积相等的实心铜球和实心铁球,杠杆在水平位置平衡。若将两球分别远离O点向外移动相同的距离(未脱离杠杆),则 (填“铜球”或“铁球”)一端下降。 (g取10N/ kg)
27.如图所示,分别用图甲、乙两种形式滑轮组合把重为500N的物体以0.5m/s的速度匀速向上提起,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人所做有用功的功率为 W。
三、作图题(6分)
28.(1)图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑(不计后备箱盖重)。关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图:O是支点, 是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出:阻力臂l 和在 B 点关上后备箱盖的最小动力 及其力臂
(2)图丙的杠杆中,O为支点,请画出图中力. 和 的力臂 和
(3)如图丁所示,某人站在A 处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力 ,物体 B 重 300N(不计滑轮重、绳重及摩擦力),画出滑轮组的绕线。
四、实验探究题(每空2分,共14分)
29.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了,杠杆右端仍下沉,此时应将杠杆左侧的平衡螺母向 调,直到杠杆在水平位置平衡为止。
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为 20cm、F =4 N和 他根据这些数据能否得出探究结论 理由是: 。
(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验,也能得出杠杆平衡条件,这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪种实验方案好并说明理由: 。
(4)如图所示,杠杆在水平位置平衡,如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码,则杠杆 端将下沉。
30.某同学研究动滑轮的使用特点,他每次都匀速提起钩码,研究过程如图所示,请仔细观察图中的操作和测量结果(不计滑轮的重力和摩擦),然后归纳得出初步结论。
(1)比较A图和B图可知: 。
(2)比较B图和C图可知: 。
五、计算题(8分)
31.自制如图所示的健身器材,用细绳系在匀质AB杆的O点将杆悬挂起来,杆重100N,AO长1.5m,OB长0.5m,大壮重640N,大壮在B端施加竖直向下的拉力,让杆始终平衡在水平位置。
(1)当A端不挂重物时,求大壮所施拉力 的大小。
(2)当在 A端悬挂重 100N的物体时,求大壮所施拉力. 的大小。
(3)若大壮双手能施加的最大拉力为800N,那么在A端最多能挂多重的物体
第5章 简单机械与功
1. A 2. C 3. A 4. B 5. D 6. B 7. D 8. C 9. D 10. B11. A 12. B 13. C 14. D 15. C
16. B 17. B 18. A 19. C20. D 21. B 22. C
23.(1)40 (2)8:3 (3)大 24.400 0.04
25.30 不变 省力 26.(1)20 60 540 (2)铜球
27.500 250
28.
29.(1)左 (2)不能 因为一次实验获得的数据有偶然性,不能反映普遍规律 (3)杠杆在水平位置的实验方案好;理由:便于测量力臂 (4)右
30.(1)使用动滑轮省一半力 (2)使用动滑轮费一倍距离
31.(1)设杆重力的力臂为l ,A端不挂重物时,杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,则重力的力臂为
根据杠杆的平衡条件得
故
(2)在A端悬挂重为100N的物体时,杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,OB是动力臂,大壮对杠杆的拉力 F 为动力,根据杠杆平衡条件可得 即
(3)大壮重为640N,大壮双手虽然能施加的最大拉力为800 N,但施加的拉力方向向下,当人离开地面时,在B端所施最大拉力只能为 根据杠杆平衡条件可得:
即